Bài giảng Máy công cụ - Chương 1: Tạo hình bề mặt

Nội dung text: Bài giảng Máy công cụ - Chương 1: Tạo hình bề mặt

1. Bài giảng Máy CôNG Cụ 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 1
2. Bài mở đầu Đại cương về máy công cụ  Máy công cụ trong CTM có nhiều loại, trong đó chủ yếu là máy cắt kim loại.  Chế tạo các chi tiết kim loại  Hình dáng, kích thước xác định  Lịch sử phát triển MCC: tiền thân là máy tiện gỗ.  Máy GC gỗ xuất hiện 2000 năm TCN, Aicập  XIV tại TQ: máy mài, phay g/c kiếm, bánh xe  XVII Nga chế tạo máy tiện  Máy CC chiếm ~40% CN, ~30% nền KTQD có nhiều chủng loại, độ chính xác khác nhau  Việt nam: Cơ khí HN, Cơ khí Duyên Hải  Máy tiện T616, T620  Máy Phay P623 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 2
3. Đại cương về máy công cụ  Phân loại máy cắt kim loại trong CTM  Công dụng: Tiện , Phay, Bào, Khoan, Mài  Trình độ vạn năng: Máy vạn năng, Máy chuyên dùng  Độ chính xác: Máy chính xác thường, máy chính xác cao  Trọng lượng:  Máy TB: 100 tấn  Mức độ tự động:  Máy bán TĐ  Máy TĐ  Máy TH  Máy CNC 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 3
4. Đại cương về máy công cụ  Ký hiệu máy:  Việt Nam: T - tiện, K - khoan, P - Phay, M - mài Chữ số đầu chỉ mức độ vạn năng (6-vạn năng, 1-máy TĐ 1 trục), CS tiếp theo chỉ kích thước cơ bản, CS tiếp theo chỉ mức độ cải tiến. T620, T812A  Liên Xô cũ: 1 - Tiện, 2 - Khoan doa TH, 3 - Mài, 6 - Phay (1K62, 3B12, 6H82 ) 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 4
5. Chương 1 Tạo hình bề mặt và cấu trúc động học máy cắt kim loại Đ1. Tạo hình bề mặt bằng phương pháp hình học Đ2. Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết Đ3. Tạo hình bề mặt chi tiết trên máy công cụ Đ4. Sơ đồ kết cấu động học, liên kết động học, chuyển động phân độ 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 5
6. Đ1 Tạo hình bề mặt bằng phương pháp hình học  Tạo hình bằng phương pháp hình học: Ví dụ: -Gia công bề mặt trụ tròn xoay. - Gia công bề mặt định hình tròn xoay. Q T T Q T1 Q T T2 Bề mặt gia công các chi tiết rất khác nhau. Muốn tạo ra các bề mặt này máy phải truyền cho các cơ cấu chấp hành các chuyển động tương đối khác nhau, theo các qui luật nhất định 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 6
7. Đ1 Tạo hình bề mặt bằng phương pháp hình học  Các dạng bề mặt thường dùng trong CTM:  Dạng bề mặt có đường chuẩn tròn: → trụ, côn, định hình, ren Đửờng sinh (S) Đửờng chuẩ n (C) C1 C 2 S a) - Hình trụ b) - Hình côn C S S a) - Hình tang trống b) - Hình dạng ren 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 7
8. Đ1 Tạo hình bề mặt bằng phương pháp hình học  Dạng bề mặt có đường chuẩn thẳng: Đường sinh: thẳng; cong; gẫy khúc C C S S S C a. b. c.  Dạng bề mặt đặc biệt: Cam, cánh tuốc bin, thân khai C S S C a) b) Phân biệt đường sinh và đường chuẩn chỉ có tính chất tương đối. Lựa chọn đường sinh, đường chuẩn sơ đồ động của máy có độ phức tạp khác nhau 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 8
9. Đ1 Tạo hình bề mặt bằng phương pháp hình học  để hình thành các dạng bề mặt khác nhau của chi tiết gia công trong ngành chế tạo máy cần thiết phải tạo ra các đường sinh và đường chuẩn tương ứng.  Tạo hình bề mặt trong CTM dùng 2 loại đường sinh:  Đường sinh thẳng, tròn, thân khai, xoắn acsimet Khi đó máy cắt cần có chuyển động thẳng, quay tròn đều.  Đường sinh hypecbol, elip, xoắn log Khi đó máy cắt cần có chuyển động thẳng và quay tròn không đều.  Các đường sinh chuyển động tựa trên đường chuẩn hình thành bề mặt cần gia công.  Muốn gia công được các bề mặt trên cần phải truyền cho phôi và dao các chuyển động tương đối hình thành các đường sinh và đường chuẩn các chuyển động tạo hình. 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 9
10. Đ2 Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết 2.1 Chuyển động tạo hình MCC: phương pháp hình thành đường sinh, đường chuẩn.  định nghĩa CđTH: Bao gồm mọi chuyển động tương đối giữa dao và phôi trực tiếp tạo ra bề mặt gia công. Q  Phân loại chuyển động tạo hình: . đơn giản : Các chuyển động độc lập I I - không phụ thuộc vào một Q a. b. II chuyển động nào khác II theo một qui luật nhất định T Q t Q . Phức tạp: Chuyển động có sự phụ I I thuộc theo một qui luật Sd nhất định – Q quay 1 vòng, II II T tịnh tiến 1 lượng t ST S Sng a. b. 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 10
11. Đ2 Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết . Vừa đơn giản vừa phức tạp: Q: đơn giản, T1 & T2: phức tạp tạo ra bề mặt côn  Chuyển động tạo hình có thể do dao hoặc phôi thực hiện bố trí các chuyển động tạo hình để chuyển động của cơ cấu chấp hành đơn giản và chính xác 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 11
12. Đ2 Các phương pháp tạo hình bề mặt chi tiết 2.2 Tổng hợp chuyển động  Số chuyển động tạo hình phụ thuộc vào tính chất hình học của bề mặt g/c và hình dạng dao.  Trên MCC thông thường có 4 c/đ TH với 2 loại CB: Q&T tổ hợp các PA của máy CKL  Bào : 2 CĐTH T&T  Tiện : 2 CĐTH Q&T  Phay : 2 CĐTH Q&T  Gia công răng: 3-4 CĐTH 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 12
13. Đ3 Tạo hình bề mặt chi tiết trên máy công cụ Cần phân biệt rõ G/C không phoi và có phoi 3.1 Phương pháp chép hình : Lưỡi dao (đường cắt) trùng với đường sinh của bề mặt tạo hình, luôn tiếp xúc với bề mặt tạo hình I Dao định hình Lưỡi cắt là đường sinh tạo ra bề mặt chi tiết khi nó chuyển động dựa vào đường chuẩn 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 13
14. Đ3 Tạo hình bề mặt chi tiết trên máy công cụ  đường chuẩn :  đường tròn mặt tròn xoay  đường thẳng mặt phẳng  đường cong phẳng bề mặt cam đường chuẩn được tạo theo phương pháp chép hình hoặc điều chỉnh xích động của máy NS cao, khó chế tạo dao 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 14
15. Đ3 Tạo hình bề mặt chi tiết trên máy công cụ 3.2 Phương pháp theo vết:  Bề mặt tạo hình là vết chuyển động của lưỡi dao, hay là có đường sinh tạo hình là quĩ tích của chất điểm do lưỡi dao chuyển động vạch ra.  Tạo ra vết bằng phương pháp hình học, OR thước chép hình, OR điều chỉnh xích động, OR theo chương trình số Tiện côn: quay bàn dao, thước chép hình, tổng hợp c/đ 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 15
16. Đ3 Tạo hình bề mặt chi tiết trên máy công cụ 3.3 Phương pháp bao hình : Lưỡi dao c/đ tạo ra nhiều bề mặt, đường hình học luôn luôn tiếp tuyến với bề mặt gia công. Quĩ tích của những điểm này chính là đường sinh của bề mặt g/c (hình bao của lưỡi cắt), bề mặt tạo hình không phụ thuộc vào hình dáng lưỡi cắt  Bề mặt tạo hình còn phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa đường sinh và đường chuẩn: a. b. c. 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 16
17. Đ3 Tạo hình bề mặt chi tiết trên máy công cụ 3.4 Các chuyển động trên máy cắt kim loại:  Chuyển động chính tạo ra tốc độ cắt: (CB)  Tiện, mài , khoan : quay tròn V=πdn/1000 m/ph  Bào, chuốt, xọc : chuyển động tịnh tiến: V=2.l.nhtk /1000 m/ph  Chuyển động chạy dao (CB) NS g/c, độ bóng bề mặt  Tiện: dài - l, tiến dao – s (mm/v), thời gian g/c - T  n.T=l/s s=l / (n.T)  Có chạy dao dọc, ngang, hướng kính, vòng v.v  Các chuyển động khác: Phân độ , bao hình, vi sai, phụ 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 17
18. Đ4 Sơ đồ kết cấu động học, liên kết động học, chuyển động phân độ 4.1 Sơ đồ kết cấu động học:  Xích truyền động: đường truyền nối từ động cơ đến khâu chấp hành để thực hiện 1 c/đ tạo hình đơn giản (xích tốc độ), hoặc nối liền giữa 2 khâu c/h phối hợp giữa 2 chuyển động tạo hình phức tạp (xích chạy dao)  Tổ hợp các xích truyền động trong máy gọi là sơ đồ động của máy.  Sơ đồ kết cấu động học của máy là mối liên hệ và sự tổ hợp của các chuyển động tạo hình, hay nó là hình đơn giản của sơ đồ động: . Thay hộp tốc độ : ký hiệu - iv . Thay hộp chạy dao: ký hiệu - is i: tỷ số truyền, v, s: đại lượng cần biến đổi 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 18
19. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ  Sơ đồ kết cấu động học máy tiện ĐC 1 tp 2 iv P h ôi 3 4 5 ụ độ n g is V Dao 6 Bàn dao 7 V ít m e tx  Xích tốc độ: đc-1-2-iv-3-4-5-phôi  Xích chạy dao: Phôi-4-5-is-6-7-8-vít me 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 19
20. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ  Phương trình xích động: là PT tính toán truyền động từ đầu đến cuối xích :  PT xích tốc độ: nđc.i12.iv.i34.k=ntc  PT xích xhạy dao: 1vòngtc.i45.is.i67.tx=Sm . i12,, i34, tỷ số truyền cố định . k, hệ số điều chỉnh . tx, bước vít me . nđc, ntc,1vòngtc, Sm : lượng di động tính toán  Điều chỉnh lượng di động tính toán:  Cơ cấu điều chỉnh iv, is  Công thức: . Iv= ntc / (nđc.i12.i34.k) . Is= S / (i45.i67.tx) 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 20
21. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ 4.2 Xích truyền động tạo hình bề mặt:  Chuyển động tạo hình đơn giản: ĐC Mài, khoan, phay Qđá ĐC iv is 3 chuyển động độc lập:  Quay đá mài Qđ Qchi tiết  Quay chi tiết Qct Tbàn  Tịnh tiến bàn máy Tbm Đầu vào Đầu ra 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 21
22. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ  Chuyển động tạo hình phức tạp: Tiên ren: 2 c/đ có quan hệ: ĐC  Quay chi tiết 1 vòng Qct S  Tịnh tiến bàn máy một bươc S=tp iv2 ĐC 1 tp 2 i P h ôi v Q Q 3 1 2 4 5 ụ độ n g v1 is i is V Dao ĐC 6 Bàn dao 7 V ít m e T tx 3  Chuyển động tạo hình đơn giản - phức tạp: 3 chuyển động :  Quay dao độc lập Qd  Quay chi tiết phụ thuộc Qct 1 vòng  Tịnh tiến bàn máy T phụ thuộc một bước S=tp 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 22
23. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ 4.3 Xích truyền động phân độ: Chuyển động g/c được lặp lại ở các vị trí khác nhau ( thường là cách đều) nhằm hình thành toàn bộ chi tiết g/c. Ví dụ: Phay răng trên máy phay vạn năng, dao phay môđun  Phân độ có thể dùng tay hay động cơ  Có ix biến đổi tỷ số truyền VD: ix=1/4: Đĩa phân độ quay 1v, phôi quay 900 P h ôi P h ôi Đĩa phân độ i i Bộ ly hợp ĐC Chốt định vị 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 23
24. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ 4.4 Liên kết động học (tổ hợp chuyển động): MCC thường tổ hợp các c/đ tạo hình và phân độ với nhiều phương án khác nhau máy khác nhau:  Phân độ gián đoạn  Phân độ liên tục (gia công răng bao hình) Tổ hợp chuyển động của máy phay bánh răng bằng dao phay mô đun Bộ ly hợp ip ĐC1 Q1 Đĩa phân độ Phôi Chốt định vị Vít me Dao phay mô-đun iv ĐC3 i ĐC2 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 24
25. Tổ hợp chuyển động của máy tiện hớt lưng dùng xích vi sai: → để bù trừ một số chuyển động truyền đến khâu chấp hành ĐC iv Phôi V ix Dao vs Cam is iy tx Vít me 4.5 Sơ đồ động của máy: Sơ đồ biểu thị cách bố trí tương đối của tất cả các thành phần trong tất cả các xích truyền động được gọi là Sơ đồ động. Mỗi máy công cụ đều có sơ đồ động đặc trưng của nó, căn cứ vào sơ đồ động sẽ xác định được các chuyển động cơ bản của máy. 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 25
26. Đ4 Sơ đồ kết cấu đH, liên kết đH, phân độ ĐC Ví dụ: gia công ren nhiều đầu mối: Mối ren thứ hai S  Phôi quay phân độ: iv  Mlh đóng-g/c xong 1 mối ren  Ngắt Mlh-động cơ quay-phôi M Qphân độ quay α=2π / k  Đóng M gia công mối ren 2 lh is ĐC Mối ren thứ hai S iv M  Dao tịnh tiến phân độ:  Khi phân độ ngat Mv  Đ/c quay –i - vit me - dao tịnh tiến s is Tphân độ Ts=S (bước ren) 5/23/2010 Machine-tool and Tribology 26