Thiết kế mạch điều khiển bộ chỉnh lưu

= 40 v/ph;= 1,26 -Số cấp tốc độ hộp chạy dao: Z =16 = 1,26 Lượng chạy dao: Sdọcmin = Sngangmin = Sđứngmin = 14 mm/ph Số lượng bản vẽ A0: Hà Nôi, ngày…….tháng 01 năm 2008 Cán bộ hướng dẫn Chủ nhiệm khoa (Ký tên và ghi rõ họ tên) (Ký tên và ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Hà Nội, ngày……tháng 01 năm 2008 Cán bộ hướng dẫn TS. Bùi Quý Lực NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. Hà Nội, ngày ……tháng 01 năm 2008 Cán bộ duyệt LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang trên con đường tiến hành công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Với mục tiêu mà đại hội đảng toàn quốc lần thứ X đã đề ra đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát triển theo hướng hiện đại. Đóng góp vào sự phát triển chung đó, ngành cơ khí một ngành chủ lực là nền tảng cơ bản cho mọi ngành khác phát triển, cũng đang cố gắng cải tiến công nghệ kỹ thuật, hiện đại hóa nhằm góp phần thúc đẩy nhanh sự phát triển của đất nước. Nói đến ngành cơ khí thì máy công cụ đóng một vai trò rất quan trọng để sản suất ra các chi tiêt, chế tạo nên các máy phục vụ cho các ngành công nghiệp khác. Trong đó máy phay chiếm một tỷ lệ khoảng 15% đến 20% tổng số máy công cụ trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới đã ra đời nhiều loại máy công cụ hiện đại, ứng dụng thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những chiếc máy công cụ tự động, linh hoạt được điều khiển theo chương trình số. Nhưng máy công cụ vạn năng vẫn chiếm một phần đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo. Trong đó máy phay được sử dụng khá rộng rãi vì nó có cấu trúc động học đơn giản, khả năng tạo hình của máy là do dạng hình học của dao phay quyết định khi tiếp xúc với bề mặt gia công. Máy phay ngày càng được cải tiến và đưa vào công nghệ cao nhằm nâng cao phạm vi sử dụng. Mặc dù vậy đặc biệt là các nước đang phát triển như nước ta thì việc sử dụng máy công cụ vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng vẫn đang được sử dụng phổ biến rộng rãi và có hiệu quả. Là sinh viên khoa cơ khí – Cơ tin kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội. Qua thời gian học tập và rèn luyện tại trường, chúng em được giao đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế máy phay hạng nhẹ phục vụ cơ sở sửa chữa nhỏ”. Với thời gian là 10 tuần, được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo tiến sĩ Bùi Quý Lực và sự lỗ lực của bản thân, chúng em đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù vậy với thời gian và trình độ có hạn, do tính chất phức tạp của công việc tính toán, hơn nữa đây lại là đề tài thiết kế đầu tay nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Chúng em rất mong được sự giúp đỡ, chỉ bảo, đóng góp của các thầy. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo_tiến sĩ Bùi Quý Lực và các thầy trong khoa đã giúp đỡ chúng em để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Hà Nội, ngày……tháng 01 năm 2008 Nhóm sinh viên LÊ ĐÌNH HUÂN TRẦN QUỐC TOẢN MẠC TUẤN TÚ PHẦN MỞ ĐẦU TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY PHAY I- CÔNG DỤNG, VAI TRÒ VÀ GIÁ TRỊ CỦA MÁY PHAY TRONG PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ. 1.Công dụng máy phay. Máy phay là loại máy được dùng phổ biến và có khả năng công nghệ tương đối rộng rãi. Cụ thể: + Phay mặt phẳng bằng các loại dao phay hình trụ, dao phay mặt đầu…Có thể gia công các loại mặt phẳng như: Mặt phẳng nghiêng. Mặt phẳng nằm ngang. Mặt phẳng đứng… Ngoài ra người ta còn dùng tổ hợp dao phay để phay mặt phẳng, tổ hợp dao phay được hình thành bằng các dao phay tiêu chuẩn, các dao phay chuyên dùng… + Phay bậc, phay rãnh, cắt đứt một phần và cắt đứt chi tiết. Phay rãnh, phay then hoa bằng các loại dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay mặt đầu. Ngoài ra còn dùng tổ hợp dao phay đĩa để gia công một nhóm chi tiết giống nhau có hai bậc, hai hoặc nhiều rãnh… + Phay rãnh định hình, rãnh chữ T và rãnh đuôi én. Rãnh định hình gồm các loại sau: Rãnh lõm cung tròn. Rãnh hình tam giác. Rãnh hình thang, profin định hình… Bằng các loại dao phay hình bán nguyệt, dao phay một góc, hai góc: + Phay mặt định hình được hình thành từ các mặt cơ sở như: mặt trụ, mặt côn. Các loại mặt định hình gồm có: Mặt định hình xoay. Mặt định hình cong khép kín có đường sinh thẳng, các mặt định hình này là những mặt trụ được giới hạn bằng hai mặt phẳng đáy. Mặt định hình không gian phức tạp gồm các loại: bề mặt cánh quạt tuabin, khung xe ô tô, khuôn ép bề mặt răng của bánh răng, bề mặt then hoa, bề mặt rãnh xoắn và ren… 2.Vai trò của máy phay. Trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí máy phay đóng vai trò quan trọng nhờ vào khả năng công nghệ rộng rãi của chúng, vì thế trong sản xuất hàng loại lớn và hàng khối thì máy phay hầu như hoàn toàn thay thế cho máy bào, máy xọc. Nếu so sánh về khả năng công nghệ, độ chính xác gia công, tốc độ cắt, năng suất làm việc cũng như phạm vi điều chỉnh của máy phay có nhiều ưu thế hơn máy bào. Nhưng trong một số trường hợp sử dụng máy bào có hiệu quả hơn máy phay như: Khi gia công các chi tiết dài và hẹp. Khi gia công phá vật đúc có lượng dư gia công lớn. Nếu dùng máy phay thì phải bóc lượng dư bằng hai lần chạy dao. Trong khi đó máy bào có khả năng bóc đi lớp kim loại trong một lần chạy dao. Thời gian phụ (gồm thời gian gá đặt và tháo chi tiết) của máy bào lớn hơn, còn thời gian kết thúc của máy phay lớn hơn. Do đó máy bào được tồn tại trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, còn máy phay được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. 3.Vị trí của máy phay. Máy phay được sử dụng phổ biến trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí, do đó nó có vị trí quan trọng trong việc gia công chi tiết điển hình. Nhờ khả năng công nghệ rộng rãi mà số máy phay chiếm khoảng 15 20% tổng số máy trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí. Khi gia công trên máy phay có thể đạt độ chính xác cấp 2 đến cấp 8, độ nhám bề mặt cấp 4 đến cấp 6. Nếu coi máy tiện đứng vị trí thứ nhất thì máy phay đứng vị trí thứ hai về tổng số máy và tính vạn năng. Hiện nay người ta đã chế tạo được các loại máy phay điều khiển theo chương trình số đã được lập trước. Các máy này dùng để gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp như: Cam, mẫu chép hình, cối dập… Với độ chính xác cao. II- NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KHI PHAY. 1.Thực chất đặc điểm. Phay là một phương pháp gia công cắt gọt kim loại. Đó là quá trình cắt đi một lớp kim loại (gọi là lượng dư gia công để tạo thành phoi) trên bề mặt của phôi để được chi tiết có hình dáng, kích thước, độ chính xác, độ bóng theo yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ. Quá trình đó được thực hiện trên các máy phay (gọi chung là máy công cụ hay máy cắt kim loại), bằng các loại dao phay, mũi khoan…gọi chung là dụng cụ gia công cắt gọt. Phay có thể dùng để gia công tinh, gia công lần cuối để đạt được độ bóng, độ chính xác cao, dễ cơ khí hóa, cho năng suất cao dùng trong sản xuất đơn chiếc, hàng loạt và hàng khối. Số lượng nguyên công gia công cắt gọt đạt tới 6070% công việc gia công cơ khí thì nguyên công phay cũng chiếm một tỉ lệ lớn. Máy phay có số lượng nhiều, chiếm một tỉ lệ lớn và giữ một vị trí quan trọng trong các nhà máy phân xưởng cơ khí. 2. Sự tạo hình bề mặt và các dạng bề mặt gia công. Hình dạng bề mặt các chi tiết, dụng cụ gia công cơ khí rất đa dạng. Khi một điểm chuyển động tạo thành một đường, một đoạn thẳng (gọi là đường sinh) chuyển động liên tục dựa trên một đường khác (gọi là đường chuẩn) tạo thành một mặt. Đó là quỹ đạo của một điểm hay một đường. Chuyển động tương đối giữa đường sinh và đường chuẩn gọi là chuyển động tạo hình bề mặt gia công. Đó là chuyển động tương đối giữa dao và phôi. Để hình thành nên bề mặt gia công. Chúng có thể là chuyển động đơn giản hoặc phức tạp theo các phương pháp chép hình, bao hình, quỹ tích (theo vết) và phương pháp tiếp xúc. 3.Chuyển động cơ bản khi phay. Chuyển động cơ bản là các chuyển động để thực hiện quá trình cắt gọt, hình thành các bề mặt chi tiết gia công bao gồm: - Chuyển động chính (chuyển động cắt) là chuyển động chủ yếu thực hiện quá trình cắt gọt tao ra phoi. Chuyển động chính khi phay là chuyển động quay tròn của dao phay được truyền dẫn qua trục chính. - Chuyển động chạy dao S là chuyển động để thực hiện quá trình cắt tiếp tục và cắt hết chiều dài chi tiết. Đó là chuyển động dọc, ngang hoặc thẳng đứng của bàn máy phay có gá phôi. Chúng thường vuông góc với trục dao. 4. Thông số hình học của dao phay. Hình 1.a giới thiệu sơ đồ cắt của một dao phay trụ có nhiều răng. Mỗi răng tương ứng như một con dao tiện hoặc dao bào như hình 1.b Hình 1. Sơ đồ cắt của dao phay trụ (a) Và một răng của dao phay (b) (Tương ứng với lưỡi cắt của một dao tiện) Hình 2 giới thiệu các bề mặt trên phôi: bề mặt cần gia công I (chưa gia công), bề mặt đang gia công II- mặt cắt (dao đang tiếp xúc với chi tiết gia công), bề mặt đã gia công 3 (dao đã đi qua). Hình 2. Các bề mặt trên phôi. 5. Các thông số của yếu tố cắt và chế độ cắt khi phay. Hình 3.a giới thiệu một số thông số của chế độ cắt, hình 3.b là các thành phần lớp cắt khi phay. Tốc độ cắt V là lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên lưỡi cắt của dao phay so với chi tiết gia công trong một phút, tính bằng (m/ph) Trong đó: D – đường kính của dao phay ở thời điểm xét (mm) n – số vòng quay của dao phay (trục chính) trong một phút (v/ph) Lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển dọc, ngang hay thẳng đứng của phôi (hoặc bàn máy) so với dao, được tính như sau: Trong đó: Sph - Lượng chạy dao cho một phút (mm/ph) Sv - Lượng chạy dao cho một vòng (mm/vòng) Sz - Lượng chạy dao cho một răng (mm/răng) z - Số răng của dao phay. n - Số vòng quay của dao phay. (vòng/ph) Hình 3.a. Thông số cắt khi phay. Chiều sâu cắt t là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công: t = H – h Trong đó: H – là chiều cao phôi trước khi gia công (mm) h – là chiều cao chi tiết sau khi gia công (mm) Hình 3.b. Thành phần của lớp cắt khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng. Chiều rộng lớp phoi cắt B (mm) và diện tích tiết diện lớp phoi cắt. f = b.Sz (mm2) Tùy theo loại dao ta có thể xác định chiều rộng phay như sau: Với dao phay trụ, chiều sâu phay là kích thước lớp kim loại cắt đi sau một hành trình phay đo theo phương trục dao. Khi cắt bằng dao phay đĩa, chiều rộng phay là chiều dầy của dao phay (hay chiều rộng rãnh) đo theo phương trục dao. Với dao phay ngón, chiều rộng phay chính là đường kính của dao. Đó cũng là chiều rộng của rãnh. Khi cắt bằng dao phay mặt đầu, chiều rộng phay là kích thước lớp kim loại được cắt đi sau mỗi hành trình phay đo theo phương vuông góc với trục dao. Chiều dầy cắt a. Chiều dầy cắt a là chiều dầy lớp kim loại được cắt đi giữa hai vị trí nối tiếp nhau của quỹ đạo chuyển động của một điểm trên lưỡi cắt, ứng với lượng chạy dao cho một răng Sz đo theo phương vuông góc với lưỡi cắt chính trên mặt đáy (hoặc đo theo phương hướng kính của dao). Khi phay thuận, chiều dầy cắt thay đổi từ trị số amaxamin, ngược lại khi phay nghịch chiều dày cắt lại thay đổi từ trị số aminamax Thời gian gia công T. T = Tm + Tphụ + Tphvụ + Tng Trong đó: Tm = T0 – thời gian máy. Tphụ – thời gian phụ. Tphvụ – thời gian phục vụ. Tng – thời gian nghỉ của công nhân. Theo sơ đồ hình 4 thời gian máy khi phay có thể tính như sau: Trong đó: L – là hành trình của dao (hoặc bàn máy – mm) được tính nhu sau: - Dao phay mặt đầu Khi phay thô Lthô = B + R – X và khi phay tinh Ltinh = B + D + 2 - Dao phay hình trụ L = B + Y + 2 Y = D = 2R – đường kính của dao phay. t – chiều sâu phay. Sph – lượng chạy dao phút (mm/ph) B – chiều dài phôi. X – lượng thoát dao. Y – lượng ăn tới của dao. i – số hành trình phay. b. Dao phay hình trụ a. Dao phay mặt đầu Hình 4. Sơ đồ xác định thời gian gia công khi phay. Năng suất cắt L (chiếc/phút). Những biện pháp để nâng cao năng suất là giảm số hành trình chạy dao i, chọn (lượng dư nhỏ nhất), tăng n nghĩa là tăng tốc độ cắt V và tăng lượng chạy dao S hợp lý. 6. Độ bóng bề mặt chi tiết gia công. Hình 5 giới thiệu sơ đồ xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao S đến độ bóng bề mặt gia công. Khi lượng chạy dao S quá nhỏ ( S < 0,02 mm/vòng), dao gần như không cắt mà chỉ trượt trên bề mặt, làm biến dạng dẻo, độ bóng giảm. ngược lại nếu S lớn tạo nên vết nhấp nhô bề mặt lớn và độ bóng giảm. Hình 5. Sơ đồ xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ bóng bề mặt. a) Mũi dao có bán kính r. b) Mũi dao nhọn tuyệt đối. - Nếu mũi dao nhọn tuyệt đối (hình 5.b) ta có: flt = a . b = S . t Thực tế: ftt = flt – f’ = flt – diện tích tam giác ABC f’ = ABC = (AB . HC) / 2 f’ = (AH + BH). CH/2 = S . CH/2 = (CH . cotg’ + CH . cotg) . CH/2 Vậy S tăng CH tăng và độ bóng bề mặt gia công giảm. - Nếu mũi dao có bán kính góc lượn r (hình 5.a) ta có: f’ = diện tích ABC = diện tích ABOO’ – 2 diện tích CBO. CH = HI – IC = Vì CH nhỏ nên CH2 là vô cùng nhỏ được bỏ qua: Vậy S không đổi, r càng tăng thì CH càng giảm và độ bóng bề mặt càng tăng. 7. Hiện tượng vật lý và cơ học xảy ra khi cắt gọt. Những hiện tượng vật lý và cơ học xảy ra trong quá trình cắt gọt có ảnh hưởng nhiều đến quá trình gia công như độ bóng, độ chính xác, độ bền của dao, năng suất cắt gọt… Bao gồm sự hình thành phoi, hiện tượng biến cứng, hiện tượng lẹo dao, lực cắt và sự rung động khi cắt gọt, sự mài mòn dao, nhiệt sinh ra trong quá trình cắt gọt v.v… Sự hình thành phoi và các loại phoi. Khi có ngoại lực tác dụng, dao nén vào phôi tạo biến dạng đàn hồi rồi biến dạng dẻo và phá hủy để tách ra một lớp kim loại gọi là phoi. Tùy theo tính chất của vật liệu (dẻo hay dòn), chế độ cắt, các góc độ của dao…mà phoi có các dạng khác nhau. Căn cứ vào dạng phoi ta đánh giá được chất lượng dụng cụ, độ bóng, sự tiêu hao năng lượng… - Phoi vụn sinh ra khi cắt vật liệu dòn, phoi có dạng hạt không đều nhau, lực cắt thay đổi liên tục, gây rung động nhiều, độ bóng bề mặt kém. - Phoi bậc ( phoi xếp, phoi mảnh) được tạo ra khi các vật liệu không dòn, kém dẻo. Phoi được tạo thành từng mảnh, xếp chồng lên nhau nên lực cắt thay đổi không nhiều và độ bóng cao hơn. - Phoi dây (cuộn, dải) khi cắt vật liệu dẻo, tốc độ cắt lớn. Trường hợp này phoi kéo dài ra hoặc cuộn thành từng cuộn, lực cắt ít thay đổi, độ bóng bề mặt cao, nhưng gây khó khăn cho quá trình cắt, dễ gây tai nạn lao động…Khi đó nên dùng cơ cấu bẻ phoi ra từng đoạn. Nhiệt cắt. Trong quá trình cắt, ma sát giữa dao với phôi và giữa dao với phoi phát sinh nhiệt độ cao, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, độ bóng, độ chính xác gia công, độ bền dụng cụ cắt và năng suất cắt. Nhiệt lượng Q sinh ra truyền vào chi tiết (Qc4%) truyền vào dao (520%) truyền vào phoi và truyền ra không khí (Qk4%). Ta có: Q = Qc + Qp + Qd + Qk Để giảm nhiệt cắt Q ta dùng dung dịch trơn nguội với yêu cầu giảm nhiệt độ, bôi trơn, bền lâu, không ảnh hưởng đến môi trường, không làm gỉ, ăn mòn máy, dao, chi tiết, đồ gá. Có thể dùng dầu, dung dịch sút…Làm dung dịch trơn nguội. Hình 6. Sơ đồ phân bố nhiệt cắt. Lực cắt. Lực sinh ra trong quá trình cắt rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công, mòn dụng cụ, gây ra dao động ảnh hưởng đến máy móc thiết bị. Lực cắt tổng hợp P có thể phân tích thành ba lực thành phần theo ba trục tọa độ như sau: - Pz là lực tiếp tuyến (lực cắt chính, lực vòng) cùng phương và chiều với véctơ tốc độ cắt. Pz có giá trị lớn nhất dùng để tính công suất động cơ chính của máy. - Py là lực hướng kính (lực uốn) tác dụng trong mặt phẳng ngang. Nó có xu hướng uốn chi tiết và có ảnh hưởng trực tiếp đến độ bóng và độ chính xác gia công. - Px là lực chạy dao (lực dọc) ngược chiều với chuyển động chạy dao, dùng để tính độ bền của dao và cơ cấu chạy dao. Theo thực nghiệm ta có: Pz : Py : Px = 1 : 0,4 : 0,25 Hình 7. Lực cắt Sự mài mòn và tuổi bền của dao. Do tác dụng nhiệt và ma sát, dao bị mòn dần qua ba giai đoạn: mài mòn ban đầu Oa (mài rà), sau đó là đoạn mài mòn ổn định ab (thời gian làm việc bình thường – dài nhất). Từ điểm b (tb) trở đi, dao bị mài mòn tăng đột ngột và không thể làm việc được nữa. Dao có thể bị mài mòn mặt trước, mài mòn mặt sau, cũng có thể bị mài mòn cả mặt trước lẫn mặt sau. Người ta quy định tiêu chuẩn làm việc bình thường của dao bằng tuổi bền T (tính bằng phút). Đó là thời gian quy định mà dao làm việc liên tục giữa hai lần mài lại dao hoặc thay dao. Ví dụ, với dao thép gió T = 60 90 phút, dao hợp kim cứng T = 4560 phút, dao tiện ren, dao định hình, dao bào T = 120 phút. Khi gia công tự động có thể lấy T = 15 30 phút. Hình 8. Sự mài mòn dao. Hiện tượng lẹo dao. Khi gia công vật liệu dẻo trong một số trường hợp ở mặt trước của dao hình thành lẹo dao. Đó là một mẩu vật liệu gia công có dạng hình chêm gắn chặt vào mặt trước của dao bị biến dạng mạnh nên có độ cứng cao, mẩu kim loại này liên tục được tách ra cùng với phoi rồi lại được tạo thành. Thực chất, nó là phần cắt của dụng cụ và bảo vệ lưỡi cắt khỏi mòn, tuy nhiên nếu mặt trước của dao hình thành lẹo dao thì chất lượng bề mặt gia công sẽ giảm. Do đó khi gia công tinh cũng như khi cắt ren lẹo dao là hiện tượng xấu. 8. Phương pháp phay. Khi phay bằng dao phay trụ, dao phay đĩa, ta phân biệt hai phương pháp phay là: phay thuận và phay nghịch. Phay thuận. Hình 8.a Giới thiệu phương pháp phay thuận. Tại điểm tiếp xúc M giữa dao và phôi, véc tơ vận tốc và véc tơ chạy dao trùng nhau, nghĩa là chiều quay của dao cùng chiều với hướng tiến của phôi. Đặc điểm của phay thuận: - Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng ép phôi xuống bàn máy, cần lực kẹp nhỏ, giảm bớt hiện tượng rung động. - Chiều dày tiết diện cắt a thay đổi từ amax (điểm vào của răng) đến amin = 0 (điểm ra của răng), không gây hiện tượng trượt. Nhưng nếu trên bề mặt có lớp vỏ cứng (bề mặt các chi tiết đúc, rèn, cán…) dao dễ bị mẻ vì sự va đập ban đầu vào ngay lớp vỏ cứng đó. - Dao quay cùng chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên không khử hết độ rơ giữa bàn máy với trục vít me, dễ gây ra dung động. Hình 9. Phương pháp phay: phay thuận. b) phay nghịch. b) Phay nghịch. Phay nghịch ngược lại với phay thuận. Tại điểm tiếp xúc M giữa dao và phôi, véctơ vận tốc và véctơ chạy dao ngược chiều nhau (chiều quay của dao ngược chiều với chiều tịnh tiến của phôi) đặc điểm của phay nghịch. - Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng có xu hướng nâng chi tiết lên và dễ gây rung động, lực kẹp phôi cũng phải lớn. - Chiều dày tiết diện cắt a thay đổi từ amin = 0 (điểm vào của răng) đến amax (điểm ra của răng), nếu lượng chạy dao nhỏ thì không cắt mà gây hiện tượng trượt. Vì dao cắt từ dưới lên, chiều dày cắt tăng dần, quá trình cắt êm, tải trọng máy tăng dần, không va đập vào lớp có vỏ cứng trên bề mặt phôi nên dao không bị mẻ, vỡ. - Dao quay ngược chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên khử hết độ dơ giữa bàn máy với trục vít me nên giảm bớt rung động. Do đó, trong cùng một điều kiện cắt, phay thuận dùng cho gia công tinh nhằm nâng cao độ nhám bề mặt chi tiết vì trên bề mặt không có lớp vỏ cứng còn phay nghịch dùng cho gia công thô nhằm nâng cao năng suất quá trình cắt gọt. Tuổi bền của dao khi phay thuận cao hơn phay nghịch. PHẦN I KHẢO SÁT MỘT SỐ MÁY PHAY I- MỤC ĐÍCH. - Phân tích ưu nhược điểm của máy để thiết kế máy mới. - Khai thác ưu điểm và khắc phục nhược điểm của nó. - Tìm những số liệu và kết cấu có thể dùng vào việc thiết kế máy mới làm giảm bớt việc tính toán. Trong thiết kế: - Với mục đích khi thiết kế máy phay vạn năng, ta dựa vào việc khảo sát các máy phay sau: Tính năng kỹ thuật 6P82 P81 6H82 Bề mặt làm việc 320 x 1250 230 x 1250 320 x 1250 Số cấp tốc độ hộp tốc độ 18 18 18 Tốc độ trục chính 31,5-1600 65-1500 30-1500 Công bội 1,26 1,26 1,26 Lượng chạy dao dọc 25-1250 35-980 19-950 Lượng chạy dao ngang 25-1250 35-980 19-950 Lượng chạy dao đứng 25-1250 35-980 19-950 Số cấp tốc độ chạy dao 18 18 18 Công suất động cơ 7,5/2,2 4,5/1,7 7,1,7 Số vòng quay của động cơ 1460 1440 1440 II- NGHIÊN CỨU MÁY PHAY TƯƠNG TỰ 6H82 1. Các bộ phân chính của máy. Máy phay vạn năng 6H82 do LIÊN XÔ sản xuất hình dáng tổng quát của máy vạn năng 6H82 được trình bày trên hình vẽ. Tất cả các bộ phận của máy đều lắp trên thân máy (1), consol (2) có thể di động trên sống trượt phía trên của thân máy và dùng để đỡ một đầu của trục chính mang dao bằng gối đỡ (3). Hộp chạy dao (4) có thể di động thẳng đứng S3 trên sống trượt đứng của thân máy. Bàn trượt ngang (5) thực hiện di động ngang S1 trên sống trượt của hộp chạy dao và bàn trượt ngang (6). Hộp tốc độ của máy được đặt phía trong của thân máy. Giữa bàn trượt ngang và bàn máy có bộ phận quay tròn (7). Để tăng độ cứng vững, ở nhiều máy phay ngang người ta đặt những dầm chéo nối liền cần đỡ (2) với hộp chạy dao. Các tay gạt (8) và núm vặn (9) dùng để thay đổi vận tốc của hộp tốc độ. Hình 10. Dạng tổng quát của máy phay ngang vạn năng 6H82. Máy phay vạn năng 6H82 có những đặc tính kỹ thuật sau: - Kích thước của bàn máy: 320 x 1250 mm. - 18 cấp vòng quay trục chính: n = 301500 v/ph. - 18 cấp lượng chạy dao: Sd,n,đ = 19 950 mm. - Công suất động cơ điện: Nđc = 7kw. 2. Xích tốc độ. Trục chính dao phay quay tròn. Xích nối từ động cơ chính N = 7kw, n = 1440 v/ph. Trục III qua cặp bánh răng , từ trục IIIII qua khối bánh răng 3 bậc (), từ trục IIIIV qua khối bánh răng di trượt (), từ trục IVV dùng khối bánh răng di trượt 2 bậc (). Trục dao có 18 tốc độ khác nhau từ 301500 v/ph. Ở đây, có bánh răng dùng chung Z = 39 truyền từ trục II lên trục III, từ trục IIIIV nhằm làm giảm số bánh răng kết cấu gọn nhẹ hơn. Phương trình xích động: (II) (III) (IV) (V) = ntc Phương án không gian: 1 x 3 x 3 x 2 Cách bố trí làm cho kết cấu hộp nhỏ gọn, số bánh răng trên trục cuối là ít nhất. Phương án thứ tự: Tính công bội : Rn = Chuẩn . n1=1440 v/ph v/ph Nhóm truyền I: Tính độ xiên của các tia trên đồ thị vòng quay: i = [x] : Lượng mở giữa 2 tia lân cận. Từ trục II qua trục III qua 3 cặp bánh răng độ xiên của các tia biểu diễn tốc độ là: Xác định lượng mở giữa hai tia lân cận: Lượng mở giữa hai tia lân cận Nhóm I là nhóm cơ sở. Nhóm truyền II: Từ trục III đến trục IV có 3 tỷ số truyền i4, i5, i6 độ xiên của các tia là: Xác định lượng mở giữa 2 tia lân cận: Nhóm truyền II có Nhóm truyền khuyếch đại thứ nhất. Nhóm truyền III Đường truyền từ trục IV đến trục V với 2 tỷ số truyền là i7, i8. Độ xiên các tia: Xác định lượng mở giữa hai tia lân cận: Nhóm truyền III có Nhóm tryền khuyếch đại thứ 2. Nhóm Cặp bánh răng ăn khớp Độ xiên các tia Cố định 1 Cơ sở 3 x1= - 3,8; x2 =-2,8; x3 =- 1,8 1 Khuyếch đại 1 3 x4=-4,25; x5 =1,25; x6 =1,75 3 Khuyếch đại 2 2 x7 =-5,7; x8 =3,3 9 Kiểm tra tỷ số truyền: Thỏa mãn yêu cầu cho phép của tỷ số truyền Phương án không gian: 3 x 3 x 2 Phương án thứ tự: I – II – III Theo phương án này lượng mở và tỷ số truyền các nhóm thay đổi từ từ đều đặn, như vậy sẽ làm cho kích thước hộp nhỏ gọn, bố trí cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất. Đồ thị vòng quay hộp tốc độ máy 6H82 Nhận xét: Đồ thị vòng quay hộp tốc độ có hình rẻ quạt, lượng mở và tỷ số truyền có các nhóm thay đổi từ từ đều đặn, như vậy sẽ làm cho kích thước hộp nhỏ gọn, bố trí cơ cấu truyền động trong hộp chặt chẽ nhất. Số vòng quay trục chính nằm giữa nmax nmin, khi tăng hoặc giảm tốc độ sẽ gặp tỷ số truyền hơi lớn. Kiểm tra tỷ số truyền imin = > 2 nhưng không đáng kể đối với loại máy có cấp chính xác 2. Vậy: Phương án không gian: 3 x 3 x 2 Phương án thứ tự: I – II – III 3. Hộp chạy dao. Xích chạy dao và phương trình xích động Xích chạy dao có chạy dao dọc ( Sd ), chạy dao ngang ( Sn ), chạy dao đứng ( Sđ ). Xích nối từ động cơ điện chạy dao N = 1,7 kw; n =1420 v/ph qua hộp chạy dao công tác , bánh răng 3 bậc và khối bánh răng 3 bậc , gạt ly hợp M1 ( sang trái hoặc sang phải ), gạt ly hợp M2 sang trái truyền tới bánh răng . Tới các trục vít_me dọc, ngang, đứng thực hiện chạy dao Sd, Sn, Sđ. nđc( I ) . (V) (VI) Phương án không gian: Z = 3 x 3 x 2 Phương án không gian bố trí như trên làm cho kết cấu hộp nhỏ gọn số bánh răng trên trục cuối cùng chịu mômen xoắn lớn nhất là ít nhất. Phương án thứ tự: Trục I nối động cơ n =1440 v/ph truyền qua trục II bằng cặp bánh răng: Trục II đến trục III qua cặp bánh răng: Nhóm truyền I Từ trục III đến trục IV bằng cặp bánh răng di trượt 3 bậc tương ứng với 3 tỷ số truyền i3, i4, i5 độ xiên của các tia là: Xác định lượng mở giữa 2 tia lân cận: Nhóm truyền I có Nhóm truyền khuyếch đại thứ nhất. Nhóm truyền II Từ trục IV đến trục V qua 3 cặp bánh răng tương ứng với 3 tỷ số truyền i6, i7, i8 độ xiên của các tia là: Xác định lượng mở giữa 2 tia lân cận: Nhóm truyền II có Nhóm truyền cơ sở. Nhóm truyền III. Trong các máy có dùng cơ cấu phản hồi trung gian qua các trục V IV V có tác dụng mở rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ gồm hai tỷ số truyền tương ứng với 2 cặp bánh răng . Độ xiên của các tia là: Xác định lượng mở giữa hai tia lân cận: Nhóm truyền III có Nhóm truyền khuyếch đại thứ hai. Các tỷ số truyền còn lại: Từ trục V đến trục VI qua cặp bánh răng : Từ trục VI đến trục VII qua cặp bánh răng : Từ trục VII đến trục VIII qua cặp bánh răng : Từ trục VIII đến trục IX qua cặp bánh răng : Từ trục IX đến trục X qua cặp bánh răng : Từ trục X đến trục XI qua cặp bánh răng : Đường chạy dao nhanh: Trục I II Trục II III Trục III IV Trục IVV Trục V VI Trục VIVII Trục VII VIII Trục VIII IX Vậy ta có: PAKG 3 3 2 PATT II I III [x] [3] [1] [9] Đồ thị vòng quay của hộp chạy dao máy phay 6H82 Nhận xét: Kiểm tra tỷ số truyền Dùng cơ cấu phản hồi để giảm số trục do đó giảm kích thước của hộp mà vẫn đảm bảo tỷ số tryền lớn nhất. PHẦN II THIẾT KẾ MÁY PHAY MỚI A. TÍNH TOÁN ĐỘNG HỌC HỘP TỐC ĐỘ MÁY PHAY MỚI I.Công dụng và yêu cầu của hộp tốc độ. Hộp tốc độ trong máy có công dụng dùng để truyền lực cắt cho các chi tiết gia công có kích thước, vật liệu khác nhau với các chế độ cắt cần thiết. Thiết kế hộp tốc độ phải đảm bảo những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu cho phép: kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu có tính công nghệ cao. Các yêu cầu cơ bản đối với hộp tốc độ là: 1. Về tốc độ cắt: Khi gia công các chi tiết có kích thước vật liệu khác nhau, yêu cầu kỹ thuật khác nhau, điều kiện chế tạo khác nhau. Người ta dựa vào lý thuyết cắt gọt kim loại và lý thuyết về năng suất máy, để xác định giới hạn tốc độ cắt Vmin , Vmax cho từng máy. Hộp tốc độ phải đảm bảo có các giá trị biến đổi thích hợp trong phạm vi điều chỉnh tốc độ Rn. Các giá trị này tạo thành chuỗi vòng quay của trục chính. Phạm vi điều chỉnh chuỗi vòng quay Rnq được viết thành: Rnq = = x = Rv x RL RL : Phạm vi điều chỉnh giới hạn hành trình chuyển động. Các máy phải biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng thì phạm vi điều chỉnh nhỏ hơn. Trong phần này ta chỉ nghiên cứu về hộp tốc độ điều chỉnh phân cấp là loại được dùng phổ biến hiện nay. Kết cấu hộp tốc độ chặt chẽ, đơn giản, có hiệu quả cao. 2. Về lực cắt: Lực căt tác dụng lên trục chính của máy. Theo công thức trong nguyên lý cắt kim loại, muốn xác định lực cắt phải tính đến kích thước, vật liệu của các chi tiết trong hộp động cơ điện truyền dẫn theo điều kiện lực cắt tương ứng với chế độ cắt của quy trình công nghệ điển hình trên máy. Khi gia công các chi tiết khác nhau, tốc độ cắt và lực cắt phải phù hợp với đẳng thức: P1V1 = P2V2 = const Nghĩa là công suất của hộp tốc độ không thay đổi tại bất kỳ số vòng quay nào trong khoảng điều chỉnh tốc độ đã cho. Các trị số giới hạn vòng quay nmin, nmax: số cấp tốc độ Z và công bội phải phù hợp với số liệu ban đầu đã cho và không vượt ra ngoài tiêu chuẩn (chuỗi số tối ưu). Hộp tốc độ không nên trùng và thiếu tốc độ cần thiết làm ảnh hưởng đến việc bố trí kết cấu của máy (trừ những trường hợp không thể tránh được như yêu cầu cắt ren khuyếch đại trong máy tiện ren vít vạn năng). Độ bền, độ cứng vững và độ bền mòn của các chi tiết trong hộp tốc độ phải đạt yêu cầu cho phép bảo đảm sự làm việc chính xác, thời gian phục vụ cao nhất. Muốn vậy phải tính toán kiểm tra kích thước các chi tiết máy, lựa chọn trục, ổ trục, bánh răng, thanh truyền, ly hợp, hệ thống điều khiển, hệ thống an toàn, bôi trơn và làm lạnh. Vỏ hộp tốc độ thường có hình dạng khá phức tạp nên khi thiết kế ta phải dựa vào kết cấu cũ đã làm việc ổn định và phải tính toán biên dạng của hộp. Đặc biệt với trục chính có yêu cầu về độ võng góc xoay nên phải chú ý,bố trí các chi tiết, lắp trên trục chính và truyền đến trục chính sao cho đảm bảo biến dạng ở đầu mút cụm trục chính bé hơn tiêu chuẩn độ chính xác quy định. 3. Về việc sử dụng máy: Điều khiển hộp tốc độ phải thuận tiện, dễ dàng, an toàn. Tránh tình trạng hộp tốc độ không làm việc được do hành trình gạt không đủ, thiếu bôi trơn, kẹt b._.