LỜI NÓI ĐẦU

   Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ sư trước khi ra trường, làm cơ sở thiết kế. Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án Tốt nghiệp Công Nghệ Chế Tạo Máy là học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã được học ở trường qua các giáo trình cơ bản về công nghệ chế tạo máy. Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng như so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình.

   Để hoàn thành được đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy:.................. cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong có được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

CHƯƠNG I

TÌM HIỂU VỀ MÁY TIỆN

I.1/ CHUYỂN ĐỘNG HỌC CỦA MÁY TIỆN:

   Nhà bác học GÔLÔVIN đã sáng lập ra lý thuyết về chuyển động học của máy cắt kim loại cơ sở lý luận đó là " Bất kỳ một máy cắt kim loại nào cũng truyền đến phôi và dao những chuyển động tương đối. Các chuyển động này (dù phức tạp) đều có thể quy về những chuyển động (đơn giản) của một vài cơ cấu nguyên thủy”.

   Để tạo hình bề mặt của các chi tiết máy tiện, ta phải truyền cho phôi chuyển động quay tròn tạo ra tốc độ cắt gọt, truyền cho dao các chuyển động tịnh tiến để thực hiện lượng chạy dao tạo ra năng suất máy.

I.2/  BỐ CỤC MÁY TIỆN VÀ PHÂN LOẠI:

I.2.1/ Bố cục của máy tiện:

(1) Thân máy: là chi tiết chủ yếu trên đó lắp các cụm và bộ phận của máy. Mặt trên của thân máy có các băng trượt phẳng và hai lăng trụ dùng để dẫn hướng cho xe dao và ụ sau trượt lên nó.

(2) Ụ trước : còn gọi là hộp trục chính thường là một hộp đúc bằng gang, bên trong có lắp các bộ phận làm việc chủ yếu của máy như trục chính và hộp tốc độ.

(4) Bộ bánh răng thay thế : dùng để điều chỉnh bước tiến của xe dao theo yêu cầu khi tiện trơn và điều chỉnh bước ren cần thiết bằng cách lựa chọn bộ bánh răng thay thế cho phù hợp.

(5)  Xe dao : là một bộ phận của máy dùng để gá kẹp dao và đảm bảo cho dao chuyển động theo các chiều khác nhau.

Chuyển động tịnh tiến của dao có thể thực hiện bằng tay hoặc dùng bằng cơ khí. Chuyển động cơ khí của xe dao nhờ có trục trơn và vít me.

Xe dao gồm có :

+ Bàn trượt di chuyển dọc theo chiều băng trượt của máy.

+ Hộp xe dao, trong hộp có bố trí cơ cấu biến chuyển động quay của trục trơn và vít me thành chuyển động tịnh tiến của dao.

+ Bàn trượt ngang, bàn trượt dọc và ổ dao.

(6) Ụ sau : dùng để đỡ các chi tiết dài trong quá trình gia công hoặc dùng để gá và tịnh tiến mũi khoan, mũi doa, mũi xoáy...

(7) Thiết bị điện :được bố trí trong tủ điện. Đóng và ngắt động cơ điện, tắt và mở máy, điều chỉnh hộp tốc độ, hộp bước tiến, hộp xe dao...bằng các cơ cấu điều chỉnh như: tay gạt, nút bấm và vô lăng...

Để gá phôi lên máy tiện, người ta dùng mâm cặp, mâm đẩy tốc, ống kẹp mũi tâm, tốc, giá đỡ và trục tâm ...

I.2.2 / Phân loại máy tiện:

Máy tiện thường được phân thành các loại: Máy tiện vạn năng và máy tiện chuyên dùng. Loại vạn năng lại chia ra máy tiện phổ thộng và máy tiện ren. Tùy theo công dụng khác nhau mà các loại máy tiện chuyên dùng có tên khac nhau. Ví dụ : Máy tiện ren chính xác ; máy tiện hớt lưng ; máy tiện trục khủy. . .

Máy tiện vạn năng được sử dụng để thực hiện nhiều công việc khác nhau như tiện ngoài và tiện trong các loại mặt tròn xoay, mặt trụ, cắt đứt, khoan khóet, doa lố, ta rô và làm ren. Nếu có các đồ gá cần thiết thì trên máy còn có thể gia công được các bề mặt không tròn xoay như các mặt nhiều cạnh, mặt calíp, mặt cam...

I.2.3/ Các loại máy tiện thường gặp:

(1) Máy tiện 1K62

Một trong các loại máy tiện ren vít  cỡ trung bình được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là máy tiện 1K62.

Tốc độ lớn nhất của máy 2000 vòng/phút. Nó có thể tận dụng được tất cả tính chất cắt gọt của dao và các loại dụng cụ cắt gắn hợp kim cứng.

Phạm vi rộng rãi của tốc độ và bước tiến bảo đảm tính chất vạn năng của máy, điều đó rất cần thiết đối với các xưởng cơ khí sản xuất đơn chiếc, sản xuất loạt, xưởng sửa chữa, xưởng dụng cụ và xưởng thí nghiệm.Máy có cơ cấu chạy nhanh của xe dao nên giảm được thời gian dịch chuyển trong quá trình cắt gọt .

Đặc điểm kỹ thuật của máy tiện 1K62 :

- Bước ren gia công được trên máy:

+ Ren Quốc tế từ :                                       1 đến 192 mm

+ Ren Anh :  Từ 24 đến 2 đỉnh răng/tấc Anh

+ Ren Pit :     Từ 96 đến 1 môđyn/tất Anh

+ Ren môđyn từ :                                        0,5 đến 4,8 mm

- Công suất động cơ trục chính :                   7,5 đến 10 KW

- Kích bàn dao của máy:

+ Chiều dài :                                                 2522 ;  2812     mm

+ Rộng :                                                     1166                        mm

+ Cao :                                                       1324                       mm

- Khối lượng của máy :                                3000                    kg

(2) Máy tiện 16K20 :

Máy tiện ren vít 16K20 do nhà máy " Vô sản đỏ " mang tên Ephơrêmôp ở Maxcơva sản xuất. Máy này thực hiện được tất cả các nguyên công : Tiện trơn ,tiện ren gia công các vật liệu cứng ,khó gia công như thép không gỉ , thép tôi và thép chịu nhiệt , trong sản xuất đơn chiếc và sản xuất loạt.

Máy tận dụng gần như hoàn toàn tuổi thọ của dụng cụ cắt gắn hợp kim cứng: Gốm, kim cương hoặc enborơ

Đặc điểm kỹ thuật của máy tiện 16K20:

-  Đường kính lớn nhất của vật gia công :

+ Trên băng máy :                                       400 mm

+ Trên bàn trượt ngang :                            220 mm

- Khoảng cách giữa hai mũi tâm ụ trước và ụ động là 710 mm, 1000 mm, 1400 mm, 2000 mm.

-  Số cấp tốc độ của trục chính là 22 từ 12,5 đến 1600 vòng/phút

-  Lượng chạy dao :

+ Chạy dao dọc tư:                                     0,05 đến 2,8 mm/vòng

+ Chạy dao ngang từ:                                 0,025 đến 1,4 mm/vòng

- Bước ren gia công được trên máy:

+ Ren Quốc tế từ :                                       0,5 đến 112 mm

 + Ren Anh :  Từ 56 đến 0,5 đỉnh răng/tấc Anh

+ Ren Pit :     Từ 56 đến 0,5 môđyn/tất Anh

+ Ren môđyn từ :                                        0,5 đến 112 mm

- Công suất động cơ trục chính :                       7,5 đến 10 KW

- Kích bàn dao của máy:

+ Dài :            3160;  3760                          mm

+ Rộng :         1195                                      mm

+ Cao :           1470                                      mm

- Khối lượng của máy :                                        3000 kg

(3) Máy tiện 1M620 :

Máy 1M620 được hiện đại hóa dựa trên máy T620

Gới hạn số vòng quay từ 12 đến 3000 vòng/phút và được điều chỉnh vô cấp bằng bộ truyền ma sát. Động cơ chính của máy có công suất 14 KW và số vòng quay là 1450 vòng/phút. Động cơ phụ dùng để thay đổi tốc độ cho trục chính có công suất 1KW và số vòng quay 1410 vòng/phút. Hộp tốc độ của máy 1M620 giống máy 1K62 nhưng ly hợp ma sát được thay bằng ly hợp điện từ. Trong hộp xe dao các ly hợp vấu cũng được thay bằng các ly hợp điện từ .

(4)  Máy tiện T616 :

Máy T616 có hộp tốc độ đặt phía dưới và truyền chuyển động cho hộp trục chính phía trên qua bộ truyền đai do đó trục chính chuyển động êm, hộp trục chính đơn giản.

Máy có 12 cấp tốc độ từ 44 đến 1980 vòng/phút. Tốc độ 44 vòng/phút không thích hợp để tiện ren và tốc độ 1980 vòng/phút quá cao vì máy T616 có độ cứng vững thấp nên ít dùng. Hộp xe dao của máy sử dụng ly hợp ma sát nên có hiện tượng trượt và công suất chay dao không cao. Trên trục Hacnơ trong trục chính có lắp cam bơm dầu thay cho động cơ điện.

(5) Máy tiện 1A616 :

Máy 1A616  được cải tiến từ máy T616 nên có nhiều ưu điểm. Máy có 21  cấp tốc độ từ 11,2 đến 2240 vòng/phút. Công suất động cơ là 4,5 KW và số vòng quay của nó là 1450 vòng/phút. Máy có độ cứng vững cao. Hộp chạy dao dùng bánh răng di trượt. Hộp xe dao dùng ly hợp vấu nên công suất chạy dao tăng lên và tránh được hiện tượng trượt khi chạy dao.

(6) Máy tiện ren chính xác kiểu 1622 :

Máy tiện ren chính xác thường được sử dụng  để gia công ren  cho các dụng cụ cắt ren hoặc để gia công các trục vít me cho các loại máy cắt khác. Máy có trục vít me chính xác cao và các cơ cấu hiệu chỉnh sai số bước ren để đạt được bước ren chính xác trên chi tiết gia công. Ví dụ: sai số tích lũy bước ren của máy có cơ cấu hiệu chỉnh trên chiều dài 50 mm là 0,003 mm, trên chiều dài 500 mm là 0,005 mm. Còn trên các máy  không dùng cơ cấu hiệu chỉnh thì sai số này lớn hơn 4 đến 5 lần.

(7) / Máy tiện Rơvônve :

a / Máy tiện Rơvônve thường được sử dụng trong sản xuất hàng loạt để gia công chi tiết dạng tròn xoay phức tạp từ phôi thanh hoặc phôi đơn chiếc (đúc hoặc rèn). Máy được sử dụng hợp lý nhất khi quá trình gia công cần nhiều loại dụng cụ cắt khác nhau như: tiện mặt ngoài, xén mặt đầu, vát mép, khoan, khóet, ta rô ...

Tùy theo hình dáng chi tiết và quy trình công nghệ sản phẩm, khi điều chỉnh máy các dụng cụ cắt được điều chỉnh và lắp sẵn trên đầu Rơvônve và trên bàn dao ngang theo thứ tự các nguyên công. Hành trình dao của từng dụng cụ cắt được khống chế bởi các cữ hành trình cũng được điều chỉnh sẵn. Các cữ này có tác dụng ngắt chuyển động chạy dao (dọc cũng như ngang). Sau mỗi hành trình công tác, đầu Rơvônve lạichuyển vị trí để đưa dụng cụ cắt mới vào vị trí công tác. Quá trình gia công trên máy tiện Rơvônve thường tiến hành theo nguyên tắc tập trung nguyên công nên đã rút ngắn được thời gian máy và thời gian phụ, tăng năng suất. Máy tiện Rơvônve có độ cứng vững cao nên có thể cắt nhiều dao cùng một lúc.

Có hai cách phân loại: theo loại phôi và theo vị trí trục quay của đầu Rơvôve:

+ Theo loại phôi máy tiện Rơvônve được phân thành hai loại: loại gia công phôi thanh và loại gia công phôi đơn chiếc trên mâm cặp. Hầu hết các máy Rơvônve cỡ trung bình đều có thể gia công phôi thanh lẫn phôi đơn chiếc.

+ Theo vị trí trục quay của đầu Rơvônve máy được chia làm hai nhóm: nhóm máy có đầu Rơvônve thảng đứng và nhóm máy có đầu Rơvônve nằm ngang (song song hoặc thẳng góc với đường tâm trục chính).

Đầu Rơvôve thường có dạng lăng trụ sáu mặt hoặc trụ trơn. Trên đầu Rơvônve có thể gá đặt nhiều laọi dụng cụ cắt khác nhau.

b / Máy tiện Rơvônve kiểu 1366M :

Máy tiện Rơvônve kiểu 1366M có đầu rơvônve nằm ngang song song với đường tâm trục chính. Nó được sử dụng để gia công các chi tiết bạc có hình dáng phức tạp từ phôi thanh hoặc phôi đơn chiếc (đúc hoặc rèn).

Đặc tính kỹ thuật của máy :

+ Chiều cao tâm trục chính đến thân máy:                                   185mm

+ Đường kính lỗ trục chính:                                                            35 mm

+ Đường kính lớn nhất của phôi thanh:                                        36     mm

+ Đưòng kính của phôi lớn nhất gia công trên thân mâm cặp:  380   mm

+ Số cấp tốc độ :                                                                               12    

c / Máy tiện Rơvônve kiểu 1M36 :

Máy tiện rơvônve kiểu 1M36 có đầu rơvônve thẳng đứng. Máy có thể gia công phôi thanh cũng như phôi đúc hoặc rèn. Đường kính lớn nhất của phôi thanh là 63 mm. Đường kính lớn nhất của phôi gia công trên mâm cặp là 440 mm. Số cấp tốc độ của trục chính: 12 cấp tốc độ thuận và 12 cấp tốc độ nghịch. Công suất động cơ chính 5,8 KW .

(8) Máy tiện cụt :

Máy tiện cụt dùng để gia công các chi tiết có đường kính lớn hơn chiều dài như : Puli, vô lăng, bánh răng, tấm đệm ...

Máy tiện cụt khác với máy tiện thông thường ở chỗ nó không có ụ động, mâm cặp có đường kính lớn. Máy này khó gá và điều chỉnh phôi, nên hiện nay ít dùng và thay bằng máy tiện đứng.

(9) Máy tiện đứng :

Máy tiện đứng dùng để gia công các chi tiết có đường kính lớn f ³ 300 mm. Nó được sử dụng trong các phân xưởng sản xuất đơn chiếc , sản xuất loạt.

Máy tiện đứng có bàn gá phôi nằm ngang (quay theo trục thẳng đứng). Nó gồm có một loại 1 giá đỡ (một hoặc hai bàn xe dao) và loại hai giá đỡ (2, 3 hay 4 bàn xe dao) .

- Máy tiện đứng 1 giá đỡ : có xe dao thẳng đứng với đầu gá dao rơvônve 5 mặt và xe dao ở bên. Xe dao thẳng đứng đặt trên xà ngang. Xà ngang có thể xịch lên xịch xuống theo phương thẳng đứng.

 + Xe dao bên có thể di chuyển thẳng đứng hoặc sang ngang. Trên đầu rơvônve người ta lắp các cán của dụng cụ cắt theo trình tự công nghệ nhất định hoặc gá trực tiếp dụng cụ cắt như: mũi khoan, mũi doa ...

   + Ổ xe dao bên được được lắp ổ dao vuông như ổ dao các máy tiện thông thường. Phôi được gá trên bàn máy bằng các vấu cặp chuyển động ra vào độc lập với nhau hoặc bulông và bích, tấm kẹp ...

   + Vị trí nằm ngang của bàn sẽ làm giảm thời gian điều chỉnh phôi và bảo đảm độ cứng vững khi gá lắp.

- Máy tiện đứng hai giá đỡ : Dùng để gia công các chi tiết lớn. Máy này có năng suất cao vì nó có khả năng gia công đồng thời cùng một lúc bằng nhiều xe dao, với mặt cắt phoi lớn, lực cắt lớn, máy có công suất cao.

   (10) Máy tiện nửa tự động :

Máy tiện nữa tự động là máy thực hiện tự động, không cần sự điều khiển của công nhân, toàn bộ chu trình chuyển động của dụng cụ cắt : tịnh tiến dao để cắt gọt, rút dao ra, tắt máy. Người công nhân chỉ gá lắp và tháo vật gia công.

Máy tiện nữa tự dộng chép hình bằng thủy lực 1722 có 2 xe dao : xe dao phía trên có thiết bị chép hình thủy lực, còn xe dao phía dưới thực hiện chuyển động tiến ngang.

        + Hệ thống thủy lực của máy thực hiện chuyển động tiến dọc ngang và hãm ụ động.

        + Vị trí của xe dao giúp ta quan sát vùng cắt gọt dễ dàng và bảo đảm hứng phoi trực tiếp bằng máng hứng phoi.

Trên máy nữa tự động 1A730 ở xe dao trước có gá một số dao và thực hiện chuyển động tiến dọc. Mỗi dao được điều chỉnh theo chi tiết mẫu và tham gia cắt gọt một bậc chi tiết. Quãng đường dịch chuyển của xe dao bằng chiều dài của bậc lớn nhất trên chi tiết, xe dao sau chỉ thực hiện chuyển động tiến ngang, trên xe dao này gá một số dao để xén mặt đầu, cắt rãnh ...

   (11)/  Máy tiện tự động :

Khác với máy tiện nữa tự động, máy tiện tự động không những thực hiện tự động toàn bộ hành trình chạy dao mà còn tự động cả khâu tháo lắp vật gia công.

Máy tiện tự động gồm có : máy tự động gia công thép hình thanh (thép cán) , máy tự động có mâm cặp để gia công phôi đúc, rèn.

Để gia công các chi tiết nhỏ từ phôi cán trong sản xuất khối, người ta sử dụng máy tiện tự động rơvonve một trục. Máy này có một số xe dao: xe dao dọc mang đầu rơvônve và xe dao ngang. Chuyển động tiến của xe dao được thực hiện nhờ có hệ thống cam và các tay gạt.

   (12) Máy công cụ CNC:

Máy công cụ, trung tâm gia công điều khiển bằng chương trình số và kỹ thuật vi xử lý CNC (Computerised Numerical Control)  được sử dụng trong sản xuất hàng loạt vùa và hàng loạt nhỏ đã tạo điều kiện linh hoạt hóa và tự động hóa dây chuyền gia công, nâng cao chất lượng và năng suất gia công, đồng thời làm thay đổi phương pháp và nội dung chuẩn bị công nghệ cho sản xuất.

Máy công cụ điều khiển CNC có khả năng gia công (tiện, phay và khoan) tự động, đồng thời cũng có khả năng thay đổi phôi, dụng cụ tự động, khả năng bôi trơn, làm nguội, làm sạch.

   * Ưu điểm của gia công CNC :

Đối với sản xuất loạt nhỏ và vừa, máy NC trong nhiều trường hợp là công cụ gia công có những nét ưu việt hơn so với các máy thường ở những điểm sau :

     + Gia công được chi tiết phức tạp hơn .

     + Quy hoạch thời hạn sản xuất tốt hơn.

     + Thời gian lưu thông ngắn hơn do tập trung nguyên công cao và giảm               thời gian phụ .

     + Tính linh hoạt cao hơn .

     + Độ lớn loạt tối ưu nhỏ hơn.

     + Độ chính xác gia công ổn định đều .

     + Chi phí kiểm tra giảm .

     + Chi phí do phế phẩm giảm .

     + Hoạt động liên tục nhiều ca sản xuất.

     + Một công nhân có thể vận hành nhiều máy đồng thời.

     + Hiệu suất cao hơn .

     + Tăng năng lực sản xuất .

     + Có khả năng thích hợp trong hệ thống gia công linh hoạt .

        Những nét ưu việt trên đây của máy NC là không phụ thuộc vào kiểu máy. Những máy NC có khả năng lập trình tại xưởng sản xuất, tính linh hoạt cao hơn và đồng thời còn tiết kiệm thời gian.

I.3 / ĐẶC ĐIỂM GÁ ĐẶT CHI TIẾT GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN :

        Chuẩn công nghệ khi tiện phụ thuộc vào vị trí của mặt gia công (mặt trong, mặt ngoài, mặt đầu), hình dạng và kích thước chi tiết gia công (dài, ngắn, to, nhỏ), độ chính xác về kích thước cũng như hình dạng hình học và vị trí tương quan. Thông thường khi gia công mặt ngoài, chuẩn có thể là mặt ngoài, mặt trong, hai lỗ tâm, hoặc mặt ngoài,mặt trong phối hợp với mặt đầu. Chuẩn để gia công mặt trong chỉ có thể là mặt ngoài hoặc mặt ngoài phối hợp với mặt đầu. Trong nhiều trường hợp khi gia công các chi tiết dạng hộp, dạng càng ... chuẩn còn có thể là mặt đầu và hai lỗ chuẩn phụ.

Tùy theo phương pháp chọn chuẩn khi gia công bằng phương pháp tiện có nhiều cách gá đặt khác nhau như :

        + Gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm .

        + Gá vào hai lỗ tâm.

        + Gá lên mâm cặp bốn chấu không tự định tâm.

        + Gá đặt bằng ống kẹp đàn hồi (chuẩn là mặt ngoài hoặc mặt trong ).

        + Gá lên các mũi tâm lớn .

        + Gá lên các loại trục gá (chẩn là mặt trong).

   I.3.1 / Gá đặt lên mâm cặp ba chấu tự định tâm :

Thường dùng để gia công những chi tiết ngắn, chiều dài của chi tiết l < 5 d.

   Muốn đạt độ chính xác định tâm cao thường tốn nhiều thời gian để rà gá. Nếu là mặt chuẩn tinh và các chấu cặp được sửa đúng tâm trước khi gá đặt thì độ chính xác về định tâm có khả năng đạt tới 0,01 mm.

   I.3.2 / Gá đặt trên mâm cặp ba chấu tự định tâmvà một đầu chống tâm hoặc gá vào hai lỗ tâm :

        Dùng để gia công những trục có :

Hình 1.5: (a) Gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm và một đầu chống tâm.

                (b) Gá vào hai lỗ tâm.

Gá vào hai lỗ tâm có ưu điểm là thực hiện được việc gá đặt nhanh chóng, đảm bảo được độ chính xác đường tâm qua nhiều lần gá. Nhưng ở đây phải truyền lực bằng tốc, do đó độ cứng vững kém. Vì vậy phải yêu cầu chuẩn bị lỗ tâm tốt nếu không khi cắt với chế độ cắt cao dễ sinh ra rung động làm ảnh hưởng xấu đến độ chính xác gia công .

Trong thực tế sản xuất cách gá một đầu trên mâm cặp ba chấu tự định tâm còn đầu kia chống bằng mũi tâm sau được dùng nhiều.

Đối với những trục dài, yếu (l/d > 12) ngoài việc gá trên mâm cặp và một đầu chống tâm hoặc gá trên hai mũi tâm còn có thể dùng luynet để tăng độ cứng vững của chi tiết.

Có hai loại luynét: luynet tĩnh và luynet động (Hình 1.6 a,b)

+ Luynet tĩnh gá cố định trên băng máy. Loại này có độ cứng vững tốt nhưng đòi hỏi phải điều chỉnh các vấu luynet cẩn thận. Bề mặt của chi tiết tiếp xúc với các vấu luynet phải được gia công trước sao cho tâm của nó trùng với đường tâm của hai lỗ tâm hoặc phần cặp trên mâm cặp và lỗ tâm.

Đối với những trục yếu còn thô, có thể lắp vào chi tiết một ống đỡ có mặt trụ ngoài đã được gia công tinh ống này được kẹp chặt vào chi tiết nhờ ba hoặc sáu vít (Hình 1.6 c). Trước khi kẹp chặt ống đỡ phải điều chỉnh sao cho tâm mặt ngoài của ống trùng với tâm quay của chi tiết (cũng là đường tâm của trục chính máy tiện), có như vậy mặt ngoài của ống đỡ mới tiếp xúc tốt với các vấu luynet.

+ Luynet động có độ cứng vững kém hơn luynet tĩnh nhưng lại có ưu điểm là luôn luôn nằm gần vị trí của dao cắt. Ở vị trí này chi tiết gia công chịu lực lớn nhất vì nó được lắp cố định vào bàn dao và chuyển động cùng với bàn dao, do đó phát huy được tác dụng hơn so với luynet tĩnh. Luynet động thường dùng khi tiện trục trơn . Các vấu của nó tiếp xúc với chi tiết có thể nằm trước hoặc sau vị trí của lưỡi cắt theo hướng tiến dao. Vấu của luynet động chạy trước vị trí của dao cắt chỉ dùng khi tiện tinh hoặc bán tinh (Hình 1.7 a) , Còn luynet động chạy sau có thể dùng cả khi tiện thô lẫn tiện tinh.

Khi gia công mặt ngoài những chi tiết ống, bạc, đĩa. Có thể dùng các loại mũi tâm lớn để gá đặt. Các loại mũi tâm này vừa dùng để định tâm chi tiết, vừa dùng để truyền momen xoắn thay tốc (Hình 1.9 a). Muốn đảm bảo thành ống đều hoặc đảm bảo độ đồng tâm giữa các lỗ và mặt ngoài cửa chi tiết người ta còn dùng các loại trục gá để định vị vào mặt lỗ (hình 1.9 b).

   I.3.4 / Gá đặt trên ống kẹp đàn hồi :

Ống kẹp đàn hồi gá đặt chi tiết gia công có ưu điểm hơn so với các loại mâm cặp vì nó không phá hỏng bề mặt dùng làm chuẩn và kẹp chặt khi gá đặt, đồng thời có thể đạt được độ chính xác định tâm cao hơn (0,03 ¸ 0,05 mm).

Phương pháp gá đặt này thường được dùng trên máy tiện tự động, máy rơvonve hoặc máy tiện vạn năng có đồ gá chuyên dùng để gia công những chi tiết có chuẩn là mặt ngoài hoặc mặt trong đã gia công, các loại thép định cữ có độ chính xác đảm bảo.

CHƯƠNG II

CÁC LOẠI ĐỒ GÁ VẠN NĂNG TRÊN MÁY TIỆN

II.1/ GIỚI THIỆU CHUNG :

Khi gia công trên máy tiện ta có nhiều phưong pháp gá đặt khác nhau : Trên các mũi tâm, trên mâm cặp, trên các ống kẹp và trên các cơ cấu gá đặt chuyên dùng. Vì vậy đồ gá gia công trên máy tiện cũng rất đa dạng.

Tuy nhiên tất cả các đồ gá gia công trên máy tiện có thể được chia thành hai nhóm chính :

 -Nhóm thứ nhất : Các đồ gá gia công chi tiết bằng phương pháp chống tâm (chống tâm hai đầu hoặc chống tâm một đầu còn đầu kia kẹp trên mâm cặp), phương pháp định vị vào mặt lỗ hoặc mặt tròn ngoài.

-Nhóm thứ hai : Các đồ gá chuyên dùng ( hoặc vạn năng trong phạm vi nhất định ) được thiết kế cho từng loại chi tiết nhất định.

Đồ gá tiện thường được bắt chặt với trục chính của máy tiện và có chuyển động quay trong quá trình gia công chi tiết, đây là chuyển động cắt gọt chính. Vì vậy cần quan tâm đến yêu cầu bảo vệ máy, an toàn khi có lực ly tâm xuất hiện. Cần thiết phải cân bằng đồ gá khi nó quay theo trục chính của máy tiện. Kết cấu nối đồ gá với trục chính của máy tiện phải đảm bảo độ cứng vững và đảm bảo an toàn khi thao tác, không được có cạnh sắc.

-  Trong thực tế sản xuất đồ gá tiện có thể có các dạng như sau :

+  Đồ gá gia công chi tiết lắp với trục chính của máy tiện, chi tiết gia công có chuyển động quay cùng trục chính của máy tiện, dụng cụ cắt có chuyển động tịnh tiến cùng bàn xe dao, ví dụ: như mâm cặp, mũi tâm là các loại đồ gá tiện vạn năng trang bị kèm theo máy tiện.

+ Đồ gá gia công chi tiết lắp trên sống trượt của băng máy tiện, chi tiết gia công có chuyển động tịnh tiến cùng bàn dao, còn dụng cụ cắt lắp trên trục chính của máy tiện.

II.2/ Một số đồ gá vạn năng trên máy tiện :

II.2.1 /  Các loại mũi tâm :

Các loại mũi tâm được dùng để định vị và kẹp chặt chi tiết dạng trục khi gia công trên máy tiện :                     

+Kiểu I : Làm việc chế độ nhẹ. Chịu lực hướng trục và hướng kính. Lực hướng kính cho phép 120 ¸ 220 KG

+ Kiểu II : Làm việc chế độ nhẹ. Chịu lực hướng trục và hướng kính. Lực hướng kính cho phép 250 ¸ 600 KG

+ Kiểu III : Ứng dụng để gia công ống. Chịu lực hướng trục và hướng kính. Lực hướng kính cho phép 1000 ¸ 1100 KG

+ Kiểu IV : Làm việc chế độ nhẹ. Chịu lực hướng trục và hướng kính. Có lỗ để lắp các mũi tâm. Lực hướng kính cho phép 140 ¸ 220 KG.

+ Kiểu V : Để gá đặt phôi trụ không có lỗ tâm. Chịu lực hướng trục và hướng kính. Lực hướng kính cho phép 1000 ¸ 1100 KG

II.2.3/ Các loại mâm cặp :    

a / Mâm cặp ba chấu tự định tâm kẹp chặt bằng bánh răng côn:

Mâm cặp ba chấu tự định tâm có ba vấu cặp (5) trượt trong rãnh hướng tâm của thân mâm cặp, các vòng xoắn ở vấu cặp ăn khớp với răng xoắn của đĩa răng răng côn lớn (2). Phía sau của đĩa (2) có răng côn ăn khớp với bánh răng côn nhỏ (6). Khi tra chìa khóa mâm cặp vào ổ khóa ( ở bánh răng côn nhỏ 4 ) và quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại, các vấu cặp sẽ đồng thời tiến vào hoặc lùi xa khỏi thân mâm cặp để kẹp chặt hoặc nhả chi tiết gia công ra          

b / Mâm cặp có vít chặn :  

Khi gia công hàng loạt chi tiết ngắn bằng cữ dọc, dùng mặt chặn của các vít chặn ở phía trong để khử độ dịch chuyển dọc trục của chi tiết gia công. Mặt làm việc của vít chặn (3) được khóa trực tiếp trên máy để đảm bảo độ vuông góc của mặt đầu vít với đường tâm của trục chính.

II.2.4/ Kẹp chặt bằng lò xo đĩa:

Khi muốn định vị và kẹp chặt ở mặt ngoài của chi tiết trụ người ta dùng mâm cặp với các lò xo điã (Hình a ).

     + Để kẹp chặt chi tiết ta xoay đai ốc (2) theo chiều kim đồng hồ. Đai ốc (2) đẩy hi tiết (3) về bên trái và làm cho lò xo biến dạng. Nếu xoay đai ốc (2) ngược chiều kim đồng hồ chi tiết được tháo lỏng

   Để nâng cao dộ chính xác định tâm  người ta dùng trục gá với các lò xo đĩa (hình:b).

     + Các lò xo đĩa có hình côn với các rãnh được xẻ theo phương hướng kính. Trên trục gá người ta lắp các khối lò xo đĩa (1) và (2). Khối lò xo đĩa (1) được lắp trước, sau đó lắp bạc (7), rồi đến khối lò xo đĩa (2), vòng kẹp (6), vòng đệm (4) và vít kẹp (5).

     + Sau khi gá chi tiết gia công  (3) người ta vặn vít  (5)  các lò xo đĩa biến dạng (đường kính tăng lên) và kẹp chặt chi tiết. Muốn tháo lỏng chi tiết ta xoay vít (5) và ngược lại các lò xo đĩa trở lại trạng thái ban đầu, giữa lò xo và lỗ chi tiết có khe hở, chi tiết dễ dàng được rút ra.

CHƯƠNG III

TRÌNH BÀY VỀ ĐỒ GÁ KHÍ NÉN

III.1 / TÌM HIỂU VỀ ĐỒ GÁ KHÍ NÉN :

 Một trong những yếu tố để gia công có năng suất cao là mức độ cơ khí hóa việc điều  khiển quá trình kẹp chặt phôi, dẫn đến giảm đáng kể thời gian phụ, giảm nặng nhọc cho công nhân, mang lại hiệu quả lớn. Đồng thời nó còn cho phép đạt được lực kẹp rất lớn, điều chỉnh được lực kẹp theo yêu cầu làm việc và không phụ thuộc vào công nhân,loại đồ gá này thường sử dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

Tuy vậy nó vẫn tồn tại một số nhược điểm sau :

   + Do khí nén có tính chất đàn hồi nên độ cứng vững kẹp chặt không cao, vì vậy ít dùng khí nén để kẹp chặt chi tiết nặng.

   + Phải có một hệ thống khí nén với nhiều trang thiết bị phụ như các loại van, bình lọc, bộ điều hòa tốc độ, áp lực và lưu lượng... của khí nén. Hệ thống này khá cồng kềnh, chiếm không gian lớn và yêu cầu một chi phí nhất định.

   Một hệ thống đồ gá khí nén thông thường bao gồm 3 bộ phận :

   + Cơ cấu truyền động.

   + Cơ cấu trung gian.

   + Cơ cấu chấp hành.

    Cơ cấu truyền động :

      Cơ cấu truyền động là một cơ cấu truyền năng lượng thông thường có các bộ phận như:

   + Hệ thống truyền dẫn khí nén

   +Cơ cấu điều khiển và phân phối khí.

   + Các khớp nối: khớp nối tác động một phía, khớp nối tác động hai phía.

   + Các lọai piston-xilanh: Piston-xilanh tác động hai chiều quay tròn, piston-xilanh tác động hai chiều quay tròn với hai piston... Hoặc các loại xilanh-màng

    Cơ cấu trung gian :

   Cơ cấu trung gian bao gồm các bộ phận:

        + Thanh truyền: Nhận năng lượng từ cơ cấu truyền động truyền đến cơ cấu chấp hành.

        + Mặt bích trung gian trước: để gá cơ cấu chấp hành vào phía trước trục chính.

        + Mặt bích trung gian sau : để gá xilanh vào phía sau trục chính.

Cơ cấu chấp hành :

      Cơ cấu chấp hành là cơ cấu nhận năng lượng từ cơ cấu truyền động và thực hiện việc kẹp chặt bao gồm : Các loại mâm cặp, các loại trục gá, dụng cụ cắt...

III.2/ CƠ CẤU TRUYỀN ĐỘNG :

   III.2.1/ Các thiết bị dùng trong hệ thống truyền dẫn khí nén :

      a / Van phân phối mặt phẳng trượt tay quay :

      Trục của tay quay (Hình 3.1) liên hệ với van phân phối mặt phẳng 2, mặt trên của nó tiếp xúc khít với vỏ 1 và được ấn sát lên nhờ lò xo 4. Khí nén được cấp vào van qua ống nối 5.

   Khi quay tay quay vào vị trí I và II lỗ ống nối sẽ dẫn khí tới cữa lỗ 6 hoặc 7.

 b / Cốc lọc ẩm: (Hình 3.2): 

Khí nén từ mạng chung đưa qua cốc 1, tại đó hơi nước ngưng tụ thành nước và có thể tháo ra ngoài qua van xả 2. Lưới đồng sẽ giữ lại bụi và các hợp chất bẩn.

d/. Xi lanh tac dúng n : ( Xi lanh tác dụng một chiều).

xi lanh đơn chỉ một phía, phía ngược lại do lò xo tác động hay do ngoại lực tác động.

Trên hình 3.5 là cơ cấu sinh lực có thể tác dụng vào cơ cấu kẹp bằng lực đẩy Q hoặc lực kéo Q₁ tuỳ theo việc dẫn khí vào cửa bên trái hoặc bên phải của xi lanh.

 Tuỳ theo hướng dịch chuyển của piston ta có:

+ Khi piston chuyển sang phải ( Lực đẩy).

+ Khi piston dịch chuyển sang trái:

g/ Cơ cấu sinh lực xi lanh màng :

- Khi piston làm việc một chiều, có lò xo tác dụng ngược lại (Hình 3.7a). Lực đẩy Q sẽ là:

Khi xi lanh làm việc hai chiều, ta có: (Hình 3.7b).

Hnh 3.7. Xylanh nĩn một chiều vă hai chiều

                              a) Xilanh một chiều; b) Xilanh hai chiều

                           1- Màng đàn hồi;  2- Đĩa kim loại ; 3- Lò xo

        h/ Một hệ thống trang thiết bị cung cấp khí nén cho đồ gá thường được bố trí như sau:

Hình 3.8 : Sơ đồ hệ thống trang thiết bị khí nén cung cấp cho đồ gá.

1) Bình phun dầu ; 2) Van điều áp ; 3) Van một chiều ; 4) Van phân phối.

5) Van điều chỉnh tốc độ ; 6) Đồng hồ áp lực ; 7) Xylanh ; 8) Bình lọc.

Một hệ thống trang thiết bị cung cấp khí nén cho đồ gá được bố trí như hình 4.1.

Khí nén được dẫn từ máy nén khí của trạm sản xuất, khí nén đi qua thiết bị làm lạnh, thiết bị khử hơi nước rồi lần lượt đi qua bình lọc F ( đẻ khử các tạp chất), bình phun dầu 1 để trộn dầu vào khí nén để bôi trơn các cơ cấu sử dụng khí nén ở phía sau, qua bộ điều chỉnh áp lực 2 nhằm đảm bảo áp lực khí nén cần thiết, qua van một chiều 3 để khí nén không có khả năng đi ngược lại nhằm đảm bảo an toàn khi đột ngột khí nén bị tụt áp, sau đó đi qua van phân phối 4 để đưa khí nén vào xi lanh 7 của cơ cấu chấp hành để cơ cấu này sinh ra lực tác dụng vào cơ cấu kẹp sau khi đã đi qua van điều chỉnh tốc độ dòng khí nén 5 và được kiểm tra lại áp lực dòng khí sử dụng bằng đồng hồ đo áp lực 6.

Cơ cấu sinh lực khí nén thường có hai dạng xi lanh-piston và xi lanh màng. Khi dẫn dòng khí nén có áp suất p vào xi lanh, nó sẽ đẩy piston di chuyển và tác dụng lực đẩy Q vào cơ cấu kẹp. Lực đẩy Q tuỳ thuộc vào sơ đồ cơ cấu sinh lực khí nén được sử dụng trong cơ cấu chấp hành, như xi lanh piston dàn đơn, xi lanh piston tác dụng 2 chiều, xi lanh màng...

   III.2.2/ Các loại khớp nối :

      a / Khớp nối tác động hai phía : (Hình 3.6) để dẫn khí nén vào xilanh quay.

Hình 3.9 : Khớp nối tác động hai phía.

      Khí được dẫn vào buồng làm việc của xilanh và từ buồng xilanh ra ngoài trời theo các ống (1) và (2). Để không bị hở khí giữa mặt trong của khớp và trục (4) người ta sử dụng roăng (3). Lỗ dầu (5) để bôi trơn ổ bi. Có những loại ổ bi dùng trong trường hợp này cho phép làm việc với tốc độ vòng quay nâng cao.

   b/ Khớp nối tác động một phía : (Hình 3.10) dùng để dẫn khí vào xi lanh quay.

Hình 3.10 : Khớp nối tác động một phía.

      Khớp nối tác động một phía chỉ có thể dẫn khí vào buồng làm việc của xi lanh theo một chiều còn chiều ngược lại do xi lanh tác động trở lại khi ngắt đường khí nén đi vào. Vì đặc điểm như vậy cho nên khớp nối tác động một phía thường kết hợp với xilanh màng tác động một chiều.

   III.2.3 / Các loại piston-xilanh :

      a / Piston-xilanh tác động hai chiều quay tròn: ( Hình 3.11)

Piston-xilanh tác động hai chiều quay tròn, d = 0,25 D. Lắp ở cuối trục chính máy tiện thông qua mặt bích trung gian.

Hình 3.11: Piston-xilanh tác động hai chiều quay tròn.

    b / Piston-xilanh tác động hai chiều với hai piston: (Hình 3.12)

   Piston-xilanh tác động hai chiều với hai piston, quay tròn khi d = 0,15 D. Lắp ở cuối trục chính máy tiện thông qua mặt bích trung gian. Để nâng cao lực kéo, nó gồm hai piston .

Hình 3.12: Piston-xilanh tác động hai chiều với hai piston.

c / Xilanh-màng quay: (Hình 3.13)

                  Lắp ở cuối trục chính , thông qua mặt bích trung gian.

Hình 3.13: Xilanh-màng quay

III.3 / CƠ CẤU TRUNG GIAN :

   III.3.1./ Mặt bích trung gian trước : để gá cơ cấu chấp hành vào phía trước trục chính (Hình 3.14). Mặt bích trung gian trước được tiêu chuẩn hóa.

Hình 3.14: Mặt bích trung gian trước.

   III.3.2/  Mặt bích trung gian sau và thanh truyền :

        Mặt bích trung gian sau được tiêu chuẩn hóa theo xilanh và trục chính (Hình 3.15).

Hình 3.15: Mặt bích trung gian sau và thanh truyền.

Mặt bích trung gian sau (3) một đầu được nối vào xilanh (2) bằng 4 đai ốc (7), đầu kia nối vào phía sau trục chính bằng vít (4). Thanh truyền (6) nằm phía trong mặt bích và trục chính, một đầu nối với cán piston còn đầu kia nối với cần đẩy của cơ cấu chấp hành. Thanh truyền có nhiệm vụ nhận năng lượng từ piston-xilanh truyền đến cơ cấu chấp hành để tiến hành công việc kẹp chặt chi tiết trước và khi gia công.

III.4/ CƠ CẤU CHẤP HÀNH :

III.4.1/ Trục gá đàn hồi : (Hình 3.16).

Trục gá đàn hồi rút qua trục chính bằng thanh truyền, dùng ở chế độ nhẹ và trung bình. Mặt chuẩn gia cần công để dễ gá khi ống đàn hồi mở 0,5 mm. Các kích thước được tiêu chuẩn hóa.

Hình 3.16: Trục gá đàn hồi.

   III.4.2/ Mâm cặp ba chấu truyền dẫn khí nén :

   Mâm cặp ba chấu truyền dẫn khí nén được lắp trên bích trung gian theo đường kính D₁. Chấu kẹp tự định tâm được giữ bằng đinh vít. Các kích thước được tiêu chuẩn hóa (Hình 3.17).

Hình 3.17: Mâm cặp ba chấu truyền dẫn khí nén.

   Loại mâm cặp này dùng để kẹp chặt phôi gá trên hai mũi tâm. Mũi tâm (1) cố định trên mâm cặp. Điều chỉnh sơ bộ mỏ kẹp (2) theo kích thước đã cho. Nhờ khớp cầu (4) với cam (5), có thể tự lựa để kẹp chặt phôi. Tỷ lệ cánh tay đòn (3) là 1: 2,5. Mâm cặp gá trên bích trung gian gắn với trục chính của máy tiện. Truyền dẫn bằng khí nén.

   III.4.3/ Mâm cặp ba chấu tự định tâm dạng chêm : (Hình 3.18).

Hình 3.18: Mâm cặp ba chấu tự định tâm dạng chêm.

   Vít (2) nối với truyền dẫn khí nén. Khi kéo ống (1), mỏ kẹp sẽ kẹp chặt phôi nhờ rãnh nghiêng nối với cần kẹp dạng chêm ( 3 ). Khi góc nghiêng là 15⁰ , lục kẹp sẽ tăng  3 ¸ 4 lầnlực kéo chiều trục. Chốt (4) giữ chặt ống (1) trong vỏ đồ gá. Để thay thế mỏ kẹp phải quay ống (1) sao cho phần lồi ra của chêm ra khỏi sự ăn khớp với ống (1). Các kích thước được tieu chuẩn hóa.

CHƯƠNG IV

HỆ THỐNG KHÍ NÉN TRUYỀN ĐỘNG CHO ĐỒ GÁ

IV.1 / GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ NÉN :

   IV.1.1/ Vài nét về sự phát triển :

Ứng dụng của khí nén đã có từ thời trước công nguyên tuy nhiên sự phát triển của khoa học thời đó không được đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về khoa học, vật lý vật liệu ... còn thiếu cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế.

Trong thế kỷ 19 các máy  móc thiết bị sử dụng năng lượng khí nén lần lượt được phát minh như : Thư vận chuyển trong ống bằng khí nén, phanh bằng khí nén, búa tán đinh bằng khí nén ... việc sử dụng năng lượng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở nhiều lĩnh vực trong cơ khí, nhiều thiết bị trong các máy công cụ, máy búa hơi, máy dụng cụ dập.

Hiện nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, trên một số máy cắt gọt kim loại người ta đều sử dụng đồ gá kẹp chặt truyền động bằng khí nén. Với mục đích giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công và nâng cao hiệu quả kinh tế.

   IV.1.2 / Khả năng ứng dụng của khí nén :

a / Trong lĩnh vực điều khiển :

Hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng ở những lĩnh vực mà ở đó hay xảy ra nguy hiểm hoặc sử dụng cho lĩnh vực sản xuất các thiết bị điện tử, vì điều kiện vệ sinh môi trường rất tốt và an toàn. Ngoài ra hệ thống điều khiển bằng khí nén được sử dụng trong các dây chuyền rửa tự động, trong các thiết bị vận chuyển và kiểm tra của thiết bị lò hơi, thiết bị mạ điện, đóng gói, bao bì và trong công nghiệp hóa chất..

b/ Trong hệ thống truyền động :

+ Truyền động quay:   

Truyền động động cơ quay với công suất lớn bằng năng lượng khí nén giá thành rất cao.So sánh giá thành tiêu thụ điện của một động cơ quay bằng năng lượng khí nén hơn 10 đến 15 lần so với động cơ điện. Nhưng ngược lại, thể tích nhỏ hơn trọng lượng nhỏ hơn 30% so với động cơ điện có cùng công suất.

+ Các dụng cụ, thiết bị máy va đập :

Các thiết bị máy móc trong lĩnh vực khai thác như: khai thác đá, khai thác than. Trong các công trình xây dựng như: xây dựng hầm mỏ, đường hầm.

+ Truyền động thẳng :

Vận dụng truyền động bằng áp suất khí nén cho chuyển động thẳng trong các dụng cụ, đồ gá kẹp chặt chi tiết, trong các thiết bị đóng gói, trong các máy gia công gỗ, trong các thiết bị làm lạnh cũng như hệ thống phanh hãm ô tô.

+ Trong các hệ thống đo kiểm :

Dùng trong các thiết bị đo và kiểm tra chất lượng sản phẩm.

   IV.1.3 / Ưu nhược điểm của hệ thống truyền động khí nén :

a / Ưu điểm :

Do khả năng chịu nén (đàn hồi) lớn của không khí cho nên có thể tích chứa khí nén một cách thuận lợi. Như vậy có khả năng ứng dụng để thành lập một trạm tích chứa khí nén.

Có khả năng truyền tải năng lượng xa bởi vì độ nhớt động học của khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đường dẫn ít.

Đường dẫn khí nén thải ra không cần thiết ra ngoài không khí.

Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn được đảm bảo.

b / Nhược điểm :

Lực truyền tải trọng thấp.

Khi tải trọng trong hệ thống thay đổi, thì vận tốc truyền cũng thay đổi, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn cho nên không thể thực hiện những chuyển động thẳng và quay đều.

Dòng khí thoát ra của đường dẫn gây ra tiếng ồn.

IV.1.4 / Một số đặc điểm của hệ thống truyền động khí nén :

a/ Độ an toàn khi quá tải :

Khi hệ thống đạt áp suất làm việc tới hạn, thì truyền đọng vẫn an toàn, không có sự cố hư hỏng xảy ra.

b / Sự truyền tải năng lượng :

Tổn thất áp suất và giá đầu tư cho mạng truyền tải bằng khí nén tương đối thấp.

c / Tuổi thọ và bảo dưỡng :

Hệ thống điều khiển và truyền động bằng khí nén hoạt động tốt, khi mạng đạt tới áp suất tới hạn và không gây nên ảnh hưởng đối với môi trường. Tuy nhiên, hệ thống đòi hỏi rất cao về vấn đề lọc chất bẩn của áp suất trong hệ thống.

d / Khả năng thay thế các phần tử thiết bị :

Trong hệ thống truyền động bằng khí nén, khả năng thay thế những phần tử dễ dàng.

e / Vận tốc truyền động :

Do trọng lượng của các phần tử trong hệ thống điều khiển bằng khí nén nhỏ, hơn nữa khả năng giản nỡ của áp suất khí lớn, nên truyền động có thể đạt được với vận tốc rất cao.

f / Khả năng điều chỉnh lưu lượng dòng và áp suất :

Truyền động bằng khí nén  có khả năng điều chỉnh lưu lượng và áp suất một cách đơn giản. Tuy nhiên, với sự thay đổi tải trọng tác động thì vận tốc bị thay đổi.

g / Vận tốc truyền tải :

Vận tốc truyền tải và xử lý tín hiệu tương đối chậm.

IV.1.5 / Một số thành phần hóa học của khí nén :

Nguyên tắc hoạt động của các thiết bị khí nén là không khí trong khí quyển được hút vào và nén trong máy nén khí. Sau đó khí nén từ máy nén khí được đưa vào hệ thống khí nén. Không khí là loại khí hỗn hợp bao gồm những thành phần chính được nêu trong bảng sau ( Bảng 2.1) :

Bảng 2.1 

Ngoài những thành phần trên, trong không khí còn có hơi nước, bụi... Chính thành phần đó gây ra cho thiết bị khí nén sự ăn mòn, sự gỉ. Phải có những biện pháp hay thiết bị để loại trừ hoạc giới hạn mức thấp nhất những thành phần đó trong hệ thống.

Bảng 2.2: Những đại lượng cơ bản của không khí

IV.1.6 / Đơn vị đo trong hệ thống điều khiển khí nén :

a / Ap suất :

Đơn vị cơ bản của áp suất theo hệ đo lường SI là Pascal; 1 Pascal là áp suất phân bố đều lên bề mặt có diện tích 1 m² với lực tác động vuông góc lên bề mặt đó là 1 Niutơn (N) :

                                          1 Pascal (Pa) = 1N/m²

                                          1Pa = 1 kg m/s²/m² = 1 kg/ms²

Trong thực tế người ta dùng đơn vị bội số của Pascal là Megapascal (MPa)

1 MPa = 1.000.000 Pa và đơn vị kp/cm² (theo DIN - Tiêu chuẩn của Cộng hòa liên bang Đức)

                                          1 kp/cm² = 0,980665 bar = 0,981 bar

                                          1 bar = 1,01972 kp/cm² = 1,02 kp/cm²

Trong thực tế người ta coi: 1 bar = 1 kp/cm² = 1 at

Ở Việt Nam quen dùng đơn vị kg/cm² tương đương với kp/cm²

b / Lực:

Đơn vị của lực là Niutơn (N)

1 Niutơn (N) là lực tác động lên đối trọng có khối lượng 1 kg với gia tốc 1 m/s²

Ngoài đơn vị Niutơn người ta còn sử dụng một số đơn vị khác về lực:

Bảng 2.3:  Biều thị mối liên hệ giữa các đơn vị đo về lực (theo DIN):

c / Công :

Đơn vị của công là Joule (J).

1 Joule (J) là công sinh ra dưới tác dụng của lực 1N để vật thể dịch chuyển quảng đường 1 m.

                                           1 J = 1 Nm

d / Công suất:

Đơn vị của công suất là Watt (W).

1 Watt là công suất trong thời gian  1 giây sinh ra năng lượng 1 Joule.

                                          1W = 1 Nm/s

e / Độ nhớt động :

Độ nhớt động không có vai trò quan trọng trong hệ thống điều khiển bằng khí nén.

Đơn vị độ nhớt động : m²/s

1 m²/s là độ nhớt động của một chất có độ nhớt động do lực 1 Pa.s và khối lượng riêng 1 kg/m²

Trong đó :

                  h : Độ nhớt động lực (Pa.s)

                  n : Độ nhớt động (m²/s)

                  r : Khối lượng riêng (kg/m³)

Ngoài ra người ta còn sử dụng đơn vị đo độ nhớt động là Stokes (St) hoặc là CentiStokes (cSt).

IV.2 / HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ GÁ BẰNG KHÍ NÉN :

   IV.2.1 / Khái niệm :

Một hệ thống điều khiển bao gồm ít nhất là một mạch điều khiển.

Hình 4. 1: Cấu trúc của mạch điều khiển và các phần tử.

- Phần từ đưa tín hiệu: Nhận những giá trị của đại lượng vật lý như đại lượng vào là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển.

Ví dụ: Van đảo chiều, rơle áp suất.

- Phần tử xử lý tín hiệu: Xử lý tín hiệu nhận vào theo một tác logic xác định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển.

Ví dụ: Van đảo chiều, van tiết lưu.

- Phần tử điều khiển: điều khiển dòng năng lượng (lưu lượng) theo yêu cầu, thay đổi trạng thái của cơ cấu chấp hành.

Ví dụ: Van đảo chiều, ly hợp.

- Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, là đại lượng ra của mạch điều khiển.

Ví dụ: Xi lanh, động cơ.

IV.2/ VAN ẠO CHIEĂU :

Hình 3.2. Nguyên lý hoạt động van đảo chiều

Nguyên lý hoạt động: Khí chưa có tín hiệu tác động vào cửa (12) thì cửa (1) bị chặn và cửa (2) nối với cửa (3). Khi có tín hiệu tác động vào cửa (12). Ví dụ tác động bằng khí nén, nòng van sẽ dịch chuyển về phía bên phải, cửa (1) nối với cửa (2) và cửa (3) bị chặn. Trường hợp tín hiệu tác động vào cửa (12) mất đi dưới tác động của lực lò xo nòng van trở về vị trí ban đầu.

Cách gọi tên và ký hiệu một số van đảo chiều.

                                                      Van đảo chiều 2/2

                                                      Van đảo chiều 4/2

                                                      Van đảo chiều 5/2

                                                      Van đảo chiều 5/4

    Y Tín hiệu tác động.

a.        Tác động bằng tay:

                                                      Ký hiệu nút nhấn tổng quát.

                                                      Nút bấm

                                                      Tay gạt

                                                      Bàn đạp

b.       Tác động bằng cơ:

                                                      Đầu dò

                                                      Cữ chặn bằng con lăn, tác động hai chiều

                                                      Cữ chặn bằng con lăn, tác động một chiều

                                                      Lò xo

                                                      Nút nhấn có rãnh định vị

c.        Tác động bằng khí nén:

                                                      Trực tiếp bằng dòng khí nén vào

                                                      Trực tiếp bằng dòng khí nén ra

                                                      Trực tiếp bằng dòng khí nén vào với đường kính

                                                      2 đầu nòng van khác nhau.

                                                      Gián tiếp bằng dòng khí nén vào qua van phụ trợ

                                                      Gián tiếp bằng dòng khí nén ra qua van phụ trợ

d.       Tác động bằng nam châm điện:

                                                      Trực tiếp.

                                                                  Bằng nam châm điện và van phụ trợ

                                                      Tác động theo cách hướng dẫn cụ thể

IV.3/ VAN CHAĨN :

Van chắn là loại van chỉ cho lưu lượng khí nén đi qua nhiều, chiều ngược lại bị chặn. Ap suất dòng chảy tác động lên bộ phận chặn của van và như vậy van được đóng lại. Van chắn gồm các loại sau:

- Van 1 chiều : Ký hiệu

- Van logic OR:

Khi có dòng khí nén qua cửa P₁ sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên phải, chắn cửa P₂. như vậy cửa P₁ nối với cửa A hoặc là khi có dòng khí nén qua cửa P₂ sẽ đẩy piston trục của van sang vị trí bên trái chắn cửa P₁ như vậy cửa P₂ sẽ nối với cửa A. Như vậy, van logic OR có chức năng là nhận tín hiệu điều khiển ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển.

- Van logic AND :

      Ký hiệu :

Khi có dòng khí nén qua cửa P₁ sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên phải, như vậy cửa P₂ bị chặn. Hoặc là khi có dòng khí nén đi qua cửa P₂ sẽ đẩy piston trụ của van sang vị trí bên trái, như vậy cửa P₂ sẽ bị chặn. Nếu dòng khí nén đồng thời đi qua 2 cửa P₁, P₂ thì cửa A sẽ nhận được tín hiệu, tức là khí nén sẽ đi qua cửa A. van logic AND có khả năng là nhận tín hiệu điều khiển cùng 1 lúc ở những vị trí khác nhau trong hệ thống điều khiển.

- Van xả khí nhanh:

      Ký hiệu:

Khi dòng khí nén đi qua cửa P sẽ đẩy piston trụ sang phải, chắn cửa R, như vậy cửa P nối với cửa A. trường hợp ngược lại khi dòng khí nén đi từ cửa A sẽ đẩy piston trụ sang trái, chắn cửa P và như vậy cửa A nối với cửa R.

IV.4/ VAN TIEÂT LU :

Van tiết lưu có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng dòng chảy, tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian của cơ cấu chấp hành.

Nguyên lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện.

Các loại van tiết lưu:

+ Van tiết lưu có tiết diện không thay đổi :

+ Van tiết lưu có tiết diện thay đổi:

+ Van tiết lưu điều chính bằng tay:

Ký hiệu:

Khi dòng khí nén đi từ A qua B, lò xo đẩy màng chắn xuống và dòng khí nén đi qua tiết diện A_x . Khả năng dòng khí nén đi từ B sang A áp suất khí nén thắng lực lò xo đẩy màng chắn lên, như vậy dòng khí nén sẽ đi qua khoảng hở giữa màng chắn và mặt tựa màng chắn, lưu lượng không được điều chỉnh.

+ Van tiết lưu 1 chiều điều chỉnh bằng cữ chặn:

Ký hiệu :

IV.5/ VAN AP SUAÂT :

· Van an toàn :

Van an toàn có nhiệm vụ giữ áp suất lớn nhất mà hệ thống có thể tải. Khi áp suất lớn hơn áp suất cho phép của hệ thống thì áp suất khí nén sẽ  thắng lực lò xo và như vậy khí nén sẽ theo cửa R ra ngoài không khí.

Ký hiệu:

· Van tràn:

Nguyên tắc hoạt động của van tràn giống như van an toàn. Nhưng chỉ khác ở chỗ là khi áp suất ở cửa P đạt được giá trị nhất định, thì cửa P sẽ nối với cửa A, nối với hệ thống điều khiển.

Ký hiệu như sau:

Ngoài ra còn có van điều chỉnh áp suất. ( Van giảm áp)

                                     a)                                   b)

a) Van điều chỉnh áp suất không có cửa xả khí.

b) Van điều chỉnh áp suất có cửa xả khí.

·  Van áp suất điều chỉnh từ xa :

+ Van áp suất điều chỉnh từ xa có tác động trực tiếp lên van đảo chiều.

+ Van áp suất điều chỉnh từ xa tác động trực tiếp qua van an toàn.

IV.6/ VAN CHAĐN KHOĐNG :

Van chân không là cơ cấu có nhiệm vụ hút và giữ chi tiết bằng lực hút chân không.

Ký hiệu:

CHƯƠNG V

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHÍ NÉN VẠN NĂNG TRÊN

MÁY 16K20

V.1 / Kết cấu trục chính 16k20 :

      Kết cấu trục chính phụ thuộc vào các yếu tố sau đây :

-    Vị trí và số chi tiết lắp trên trục

-    Dung sai lắp ghép cần thiết cho những chi tiết lắp trên trục

-    Các phương pháp lắp chi tiết (lắp bằng then ,then hoa chốt, vòng chắn . . .) và các phương pháp di động, các chi tiết trượt.

-    Các phương pháp điều chỉnh theo hướng trục và hướng tâm của trục.

-    Kích thước và các loại ổ trục.

-    Phương pháp lắp ráp và chế độ nhiệt luyện cũng như cách cố định dụng cụ cắt hoặc chi tiết gia công trên trục.

Điều kiện kỹ thuật đối với trục chính .

a/ Sai số cho phép về hình dạng kích thước trên tất cả các bộ phận chủ yếu của trục như :Độ ô van cho phép, sai số của độ côn dung sai lắp ghép ,độ lệch tâm, độ thẳng góc . . .

b/ Độ nhẵn và độ cứng của bề mặt cổ trục đối với trục ,hay chỗ bị mòn khác.

c/ Độ không cân bằng cho phép của trục đối với trục chính làm việc với số vòng quay nhỏ thì không cần thiết.

d/ Độ lệch tâm của bề mặt có then hoa cần đảm bảo :

+ Độ lệch tâm của bề mặt có tâm đối với bề mặt lắp ổ trục không quá 0,02 (mm) đối với bánh răng loại một và hai : 0,04 (mm) đối với bánh răng loại ba và bốn.

+ Sai lệch về độ chia then và bề dày của then không quá 0,02 (mm) .

+ Sai lệch về độ song song của các mặt bên của then đối với đường tâm của trục không quá 0,02 (mm) trên độ dài 100 (mm) .

+ Độ cứng bề mặt then có các chi tiết trượt là HRC = 56 ¸ 60. Nếu các chi tiết di trượt không thường xuyên thì độ cứng HB > 220.

Hình vẽ (5.1) là hình vẽ trục chính 16K20

             1. Vòng

             2. Đĩa

             3. Lò xo

             4. Vòng ngoài ổ bi sau

             5. Đai ốc điều chỉnh

             6. Nắp chặn

             7. Vòng trong của ổ bi sau

             8. Nắp che

             9. Ổ bi chặn

            10. Bạc

            11. Trục chính

            12.  Đai ốc điều chỉnh

            13.Vòng trong bên trái của ổ bi trước

            14.Vòng ngoài của ổ bi trước

            15. Bi

           16. Vòng trong bên phải của ổ bi trước

           17. Vòng chặn

           18. Nắp che

           19. Đĩa chia độ

           20. Mâm phẳng

Trục chính là một bộ phận làm việc chính của máy . Nó là một trục sống ,được chế tạo bằng thép hợp kim ,ở phía đầu trước của trục chính có một mặt côn để lắp mâm cặp.

Từ phía đầu trước trục chính được tiện thành côn moóc số 6 để lắp mũi tâm trước hoặc trục gá.

Trục chính được gối trên hai gối đỡ lăn. Gối đỡ phía trước là loại ổ bi đũa tự lựa với hai hàng bi 15 và các vòng côn trong 13,16 .Ổ bi được điều chỉnh bằng mũ ốc hàm 12 .Mũ ốc hàm 12 ép chặt vào vòng côn trong 13 của ổ bi ,đẩy nó về phía cổ của trục chính để làm giảm khe hở giữa bi và vòng của ổ bi (khe hở tạo nên do ổ bi mài mòn trong quá trình làm việc).

Gối đỡ phía sau là ổ bi chặn hướng kính 9

Độ căng của ổ bi không thay đổi do có lò xo 3 tì vào đĩa 1 ép vòng ngoài 4 của ổ bi.

V.2 / công dụng của trang bị công nghệ cơ khí :

Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí người ta phải sử dụng nhiều loai công cụ lao động với kết cấu và tính năng kỹ thuật ngày càng hoàn thiện hơn ,nhằm nâng cao chất lượng ,tăng năng suất và hạ giá thành chế tạo sản phẩm .Các loại công cụ thường được sử dụng trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí bao gồm các loại máy,các loại dụng cụ và các loại trang bị công nghệ (gồm các loại đồ gá và dụng cụ phụ).

Đối với khâu gia công chi tiết cơ khí thì trang bị công nghệ  là toàn bộ các phụ tùng kèm theo máy công cụ nhằm mở rộng khả năng công nghệ của máy ,tạo điều kiện cho máy thực hiện quá trình gia công chi tiết cơ khí với hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao.

Tùy theo kết cấu và công dụng của trang bị công nghệ mà có thể phân chia chúng làm hai loại :Trang bị công nghệ vạn năng và trang bị cộng nghệ chuyên dùng .

Đặc điểm của trang bị công nghệ vạn năng là không phụ thuộc vào đối tượng gia công nhất định và được sử dụng chủ yếu ở dạng sản xuất đơn chiếc -loại nhỏ. Ngược lại ,kết cấu và tính năng trang bị công nghệ chuyên dùng phụ thuộc vào 1 hoặc 1 nhóm đối tượng gia công nhất định , loại trang bị công nghệ này chủ yếu được sử dụng ở dạng sản xuất hàng loạt hay hàng khối.

Đối với các loại máy công cụ được dùng trong quá trình gia công cắt gọt kim loại ,người ta thường dùng hai loại trang bị công nghệ là đồ gá giá công (trang bị công nghệ để gá đặt phôi gia công trên máy công cụ) và dụng cụ phụ                              (trang bị công nghệ để gá đặt dụng cụ gia công trên máy công cụ). Đối với quá trình kiểm tra chất lượng ,thường phải dùng đồ gá kiểm tra (đồ gá đo). Còn đối quá trình lắp ráp sản phẩm lại thường dùng đồ gá lắp ráp.

Nói chung đồ gá là trang bị công nghệ cần thiết trong quá trình gia công, kiểm tra và lắp ráp sản phẩm cơ khí .Trong các loại đồ gá được sử dụng ,thì đồ gá gia công chiếm tới 80 ¸ 90%.

Đồ gá góp phần đảm bảo tính chất lắp lẫn của các sản phẩm nâng cao trình độ  cơ khí hóa và tự động hóa của quá trình sản xuất cơ khí.

Đồ gá gia công là trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí chính xác giữa phôi gia công với dụng cụ gia công  ,đồng thời giữ vị trí đó ổn định trong khi gia công.

Đồ gá gia công tạo điều kiện mở rộng khả năng làm việc của máy công cụ, giảm thời gian phu vì gá đặt phôi nhanh gọn, giảm thời gian máy vì có thể gá đặt nhiều phôi để gia công đồng thời, góp phần hạ giá thành sản phẩm, giảm chi phí về lương cho thợ vì không cần thợ bậc cao, đảm bảo tính chủ động của nguyên công đối với chất lượng gia công (không phụ thuộc vào trình độ và kinh nghiệm chuyên môn của thợ), đồng thời giảm nhẹ sức lao động khi gá đặt phôi gia công (đảm bảo thao tác an toàn và có năng suất cao).

Đồ gá gia công được phân thành đồ gá vạn năng và đồ gá chuyên dùng .

Đồ gá vạn năng thường là trang bị công nghệ đi kèm theo máy công cụ như mâm cặp ,êtô ,mũi tâm.

Đồ gá chuyên dùng la loại cộng nghệ có kết cấu ứng với một loại chi tiết gia công nhất định và chỉ dùng cho một loại chi tiết đó.

V.3 / CƠ SỞ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ :

V.3.1/ Quá trình gá đặt phôi trên máy công cụ :      

Chi tiết có nhiều bề mặt ,trong quá trình gia công mỗi bề mặt có chức năng khác nhau. Trong đó bề mặt dùng để xác định chính xác vị trí của phôi so với máy và dao gọi là mặt chuẩn . Bề mặt kẹp chặt phôi nhằm giữ đúng vị trí đã xác định của nó so với máy và dao gọi là bề mặt kẹp chặt.v. .v.

Quá trình gá đặt phôi gồm hai giai đoạn : Định vị phôi và kẹp chặt phôi .

- Định vị phôi: Là xác định vị trí chính xác của phôi so với máy và dụng cụ cắt

- Kẹp chặt phôi và cố định vị trí của phôi không cho nó rời khỏi vị trí đã xác định trong suôt quá trình gia công dưới tác dụng của lực cắt .

Gá đặt hợp lý là một yêu cầu quan trọng của việc thiết kế quy trình công nghệ gia công. Khi đã khống chế được các nguyên nhân khác sinh ra sai số gia công trong một mức độ nhất định nào đó thì độ chính xác gia công đạt được chủ yếu là do quá trình gá đặt quyết định. Chọn được phương pháp gá đặt hợp lý sẽ giảm được thời gian phụ ,đảm bảo độ cứng vững của hệ thống công nghệ ,nâng cao chế độ cắt và giảm được thời gian gia công cơ bản.

Có hai phương pháp gá đặt : Rà gá và tự động đạt kích thước .

+ Phương pháp rà gá :

Phương pháp này có thể thực hiện bằng hai cách là rà gá trực tiếp theo máy và rà gá theo dấu đã vạch sẵn. Dù bằng cách nào thì công nhân phải dùng mắt thường với những dụng cụ như mũi rà, bàn rà, đồng hồ ... theo mặt chuẩn hoặc dấu đã vạch sẵn để xác định vị trí của phôi so với máy hoặc dao, trên một số máy có độ chính xác cao (máy doa tọa độ ) công nhân có thể giám sát qua ống kính quang học.

Phương pháp rà gá tốn kém thời gian, năng suất thấp, độ chính xác đạt được không cao và dùng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ hoặc dùng trong các trường hợp mặt phôi quá thô không thể dùng đồ gá .

+ Phương pháp tự động đạt kích thước :

Theo phương pháp này, dụng cụ cắt có vị trí tương quan cố định so với vật gia công (tức là vị trí đã điều chỉnh sẵn). Vị trí này được đảm bảo cố định nhờ cơ cấu định vị của đồ gá. Kích thước cần đạt được của phôi được đảm bảo nhờ điều chỉnh trước vị trí của máy, dao so với mặt gia công.

Ưu điểm của phương pháp này :

- Đảm bảo độ chính xác gia công ,giảm chế phẩm và hầu như không phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân đứng máy.

-    Năng suất cao

-    Hiệu quả kin tế cao khi sản lượng đủ lớn .

V.3.2/ Các thành phần chính của đồ gá :

Đồ gá gia công có nhiều loại khác nhau: Đồ gá vạn năng ,đồ gá chuyên dùng, đồ gá vạn năng lắp ghép, đồ gá vạn năng điều chỉnh, đồ gá gia công nhóm ... Nhưng tất cả các loại đồ gá này đều cấu tạo từ những bộ phận nhất định .

Tùy theo tính chất của nguyên công, đồ gá gia công cắt gọt cần thiết kế có kết cấu cụ thể bao gồm nhiều bộ phận khác nhau. Nói chung kết cấu cụ thể của một đồ gá gia công cắt gọt bao gồm các bộ phận sau :

+ Cơ cấu định vị phôi .

+ Cơ cấu kẹp chặt phôi.

+ Cơ cấu dẫn hướng dụng cụ cắt hoặc cơ cấu so dao.

+ Cơ cấu phân độ đồ gá .

+ Cơ cấu  xác định đồ gá lên máy công cụ 

+ Cơ cấu  kẹp chặt đồ gá lên máy công cụ                      

+ Thân đồ gá ,đế đồ gá.

(1)         Cơ cấu định vị phôi :

 Dùng để định vị vị trí tương đối của phôi so với máy hoặc dụng cụ cắt. Cơ cấu này bao gồm các lọai chốt tỳ, phiến tỳ, chốt trụ ngắn, chốt trụ dài, chốt trám, khối V, trục gá ...

(2)         Cơ cấu kẹp chặt phôi :

Có tác dụng giữ cho phôi không bị xê dịch khi gia công ,cơ cấu kẹp chặt               được phân ra nhiều loại.

a) Phân theo cấu trúc :

- Cơ cấu kẹp đơn giản (do một chi tiết thực hiện)

- Cơ cấu kẹp tổ hợp (do hai hay nhiều chi tiết thực hiện).

b) Phân theo nguồn lực :

- Cơ cấu kẹp bằng tay (ren ốc)

- Cơ cấu kẹp cơ khí (hơi ép ,dầu ép ,kẹp bằng chân không, kẹp bằng điện từ và ghép các loại này với nhau)/

- Cơ cấu kẹp tự động.

   c) Phân theo phương pháp kẹp                                

- Kẹp một chi tiết hoặc nhiều chi tiết.

 - Kẹp nhiều lần hoặc nhiều lần tách rời .

   (3) Cơ cấu dẫn hướng :

Đây là cơ cấu giữ cho hướng tiến dao không bị xê dịch vì lực cắt, lực kẹp,rung động. Cơ cấu này có hai loại là bạc dẫn, phiến dẫn và thường dùng trên các máy khoan, máy doa.

(4) Cơ cấu so dao :

Cơ cấu này dùng để điều chỉnh dụng cụ cắt có vị trí tương đối so với bàn máy, đồ gá hoặc chi tiết gia công. cơ cấu so dao được dùng trên các máy phay các bề mặt khác nhau một góc bằng góc quay .

(5) Cơ cấu phân độ :

Cơ cấu phân độ hay được dùng trên máy khoan và máy phay để quay mâm quay (trên có gá vật gia công) đi một góc để khoan các lỗ hoặc phay các bề mặt cách nhau một góc bằng góc quay.

(6) Cơ cấu xác định và kẹp chặt đồ gá trên máy công cụ:

Cơ cấu này thường là các then hướng dẫn hướng (ở đồ gá phay) và có rãnh chữ U để kẹp chặt đồ gá trên bàn quay .

(7) Thân đồ gá ,đế đồ gá :

Thân đồ gá, đế đồ gá có tên gọi khác là các chi tiết cơ sở. Các chi tiết cơ dở thường là các đế hình vuông, hình tròn có rãnh hoặc có lỗ ren để các chi tiết khác bắt chặt lên nó. Chi tiết cơ sở là chi tiết gốc để nối liền các bộ phận khác nhau thanh đồ gá.

   (8) Các chi tiết nối ghép :

Đây là các bulông ,đai ốc ...dùng để nối các bộ phận của đồ gá lại với nhau .Các chi tiết này thường được chế tạo theo tiêu chuẩn .

* Chúng ta chỉ thiết kế đồ gá tròn xoay trên máy tiện. Đồ gá tiện thường được bắt chặt với trục chính của máy tiện và có chuyển động quay trong quá trình gia công chi tiết, đây là qúa trình cắt gọt chính. Vì vậy cần quan tâm đến yêu cầu bảo vệ máy an toàn khi có lục ly tâm xuất hiện. Cần thiết phải cân bằng đồ gá khi nó quay theo trục chính của máy tiện. Kết cấu nối đồ gá với trục chính của máy tiện phải đảm bảo độ cứng vững và đảm bảo an toàn khi thao tác, không có cạnh sắc.

Trong thực tế sản xuất, đồ gá có thể có các dạng như sau :

+ Đồ gá gia công chi tiết lắp với trục chính của máy tiện, chi tiết gia công có chuyển động quay cùng trục chính của máy tiện, dụng cụ cắt có chuyển động tịnh tiến cùng bàn dao. Ví dụ như: Mâm cặp, mũi tâm là các loại đồ gá tiện vạn năng được trang bị theo máy tiện : chi tiết gia công có chuyển động tịnh tiến cùnh bàn dao, còn dụng cụ cắt lắp trên trục chính và có chuyển động quay tròn cùng trục chính của máy tiện.

+ Đồ gá gia công chi tiết được gá trên hai mũi tâm của máy tiện, chi tiết gia công có  chuyển động quay cùng trục chính của máy tiện như :  các loại trục gá .

Kết cấu cụ thể của các loại đồ gá tiện thường có các bộ phận sau:

+ Đồ gá gia công chi tiết lắp trên trục chính của máy tiện thường bao gồm các bộ phận : cơ cấu định vị phôi, cơ cấu kẹp chặt phôi, thân đồ gá, bộ phận định vị và kẹp chặt đồ gá trên trục chính của máy tiện, cơ cấu phân độ.

+ Đồ gá gia công chi tiết lắp trên sống trượt của băng máy tiện thường bao gồm các bộ phận : cơ cấu định vị phôi, cơ cấu kẹp chặt phôi, thân đồ gá, bộ phận định vị và kẹp chặt đồ gá trên trục chính của máy tiện, cơ cấu phân độ.  

V.4 / XÁC ĐỊNH LỰC CẮT :

V.4 1. Phân tích lực, thành phần tác dụng lên cơ cấu chấp hành :

Tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu, người ta có nhiều cách phân tích các thành phần của lực cắt.

Ví dụ: Khi nghiên cứu các dải tải trọng tác dụng lên hệ thống công nghệ, người ta phân tích các lực cắt ra thành các thành phần có phương trùng với phương các chuyển động cắt gọt.

Hình 5.2: Sơ đồ cắt gọt khi tiện.

Trên hình ta thấy 3 phương  là 3 phương chuyển động cắt gọt. Khi tiện trụ mặt ngoài lực cắt P được phân tích ra làm 3 thành phần:

1)  là lực cắt chính có phương trùng với phương vận tốc .

2)  là thành phần lực cắt theo phương chạy dao .

3)  là thành phần lực cắt theo phương chiều sâu cắt .

 tạo thành một hình học lực do đó:

Về giá trị lực cắt được tính theo công thức:

Đây là phương pháp phân tích lực phổ biến nhất, bởi vì các chuyển động cắt hoàn toàn xác định, do vậy việc đo các thành phần lực được tiến hành một cách dễ dàng. Mặt khác từ vận tốc chuyển động theo các phương, và lực cắt tương ứng theo các phương đó, ta tính được công suất cắt. Đồng thời nếu xác định được thành phần lực cắt, chúng ta có thể dễ dàng xác định được lực cắt tổng thể.

Khi nghiên cứu bản chất của quá trình cắt gọt kim loại, lực cắt còn được tiến hành phân tích theo các mặt chịu tải.

Nói chung lực tác dụng lên dao và phôi khi gia công chủ yếu là lực cắt và lực chạy dao. Độ lớn và hướng của lực cắt có ảnh hưởng đến quyết định đối với kết cấu của máy thiết kế, tuỳ thuộc vào quy trình tạo phôi, lực cắt P hình thành với các phân lực hướng trục P_x, hướng kính P_y, và tiếp tuyến P_z với độ lớn và hướng khác nhau.

Thông thường phân lực P_z được xác địng tải trọng động của các cơ cấu tốc độ và tạo nên công suất cắt chủ yếu.

Phân lực P_y ép chi tiết vào dao gia công, do đó cần phải nâng cao độ cứng vững của cơ cấu máy ( Bàn dao). Trong hướng này, phân lực P_x xác định tải trọng động của cơ cấu chạy dao.

V.4. 2. Tnh cac lc thanh phaăn :

Để tính các lực thành phần nói trên, ta tiến hành bằng 2 phương pháp. Phương pháp tính theo nguyên lý cắt và phương pháp tính theo lý thuyết đàn hồi.

Để tính chính xác nguyên lý cắt, ta phải chọn chế độ cắt theo chế độ thử máy hoặc chế độ công nghệ cao ( Gia công thô).

Dựa vào công thức tính lực cắt khi tiện trong ST CNCT máy. Ta có:

Với Cp, x, y là những hệ số ứng với từng điều kiện gia công cụ thể.

Theo bảng 5.23 STCNCTMII. Giả sử ta gia công vật liệu bằng thép đúc có.

Vật liệu phần lưỡi cắt thép gió.

Dạng gia công: Tiện dọc ngoài, tiện ngang và tiện trong. Vậy:

P_z = Cp_x.t^x.S^y : với Cp_z = 200; x=1; y=0,75.

P_y = Cp_y.t^x.S^y : với Cp_y = 125; x=0,9; y=0,75.

P_x = Cp_x.t^x.S^y : với Cp_x = 67; x=1,2; y=0,65.

P [N] ; S [ mm/vòng] ; t [mm].

t: chiều sâu cắt.

S: lượng chạy dao.

Theo bảng 5.60 STCNCTM chọn t = 3mm  S = 0,7 mm/vòng.

Vậy từ đó ta có thể tính được các lực cắt:

P_z = 10.200.3¹.0,7^0,75 = 4591 N.

P_y = 10.125.3^0,9.0,7^0,75 = 2571 N

P_x = 10.67.3^1,2.0,7^0,65 = 1985 N.

Trong điều kiện làm việc cụ thể các lực cắt được xác địng theo công thức:

Với:

K_MP: Hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ học của vật liệu gia công.

K: Hệ số phụ thuộc vào góc thoát dao.

K: Hệ số phụ thuộc vào tính chất dung dịch làm nguội.

Các hệ số K_MP, K_, K tra trong sổ tay kỹ thuật.

V.5/ PHƯƠNG PHÁP TÍNH LỰC KẸP :

V.5.1 / Xác định sơ đồ định vị và kẹp chặp chi tiết :

Xác định phương , chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp, lực ma sát và phản lực của mặt tỳ. Trong một số trường hợp, cần tính lực ly tâm và trọng lượng chi tiết.

V.5.2 / Viết phương trình cân bằng của chi tiết :

Viết phương trình cân bằng của chi tiết dưới tác dụng của tất cả các lực như lực cắt, lực kẹp, lực ma sát, phản lực, lực ly tâm, trọng lượng chi tiết.

V.5.3/  Hệ số an toàn K :

Hệ số an toàn có tính đến khả năng tăng lực cắt trong quá trình gia công. Hệ số K trong từng điều kiện gia công cụ thể được tính như sau :

                                          K = K₀.K₁.K₂.K₃.K₄.K₅.K₆

Trong đó :

K₀ :Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp.

                              K₀ = (1,5 ¸ 2)

K₁ : Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi.

          Khi gia công thô:                         K₁ = 1,2

          Khi gia công tinh :                      K₁ = 1

K₂ : Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn.

                                                                 K₂ = (1¸1,8)

K₃ : Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn.

                                                              K₃ = 1,2

K₄ : Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt.

          Kẹp chặt bằng tay :                     K₄ = 1,3

          Kẹp chặt bằng cơ khí:                K₄ = 1

K₅ : Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay.

          Trường hợp thuận lợi :                        K₅ = 1

          Trường hợp không thuận lợi:             K₅ = 1,2

K₆ : Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết.

          Trường hợp định vị chi tiết trên các chốt tỳ :               K₆ = 1

          Trường hợp định vị chi tiết trên các phiếntỳ :             K₆ = 1,5.

V.6 /  TÍNH LỰC KẸP LỚN NHẤT CHO CƠ CẤU KẸP :

Trong thực tế các chi tiết gia công trên máy tiện thường được chia làm 3 loại :

Loại lớn : f = 400 ¸300  (mm)

Loại vừa : f = 300 ¸100  (mm)

Loại nhỏ : f <  100  (mm)

Ở đây ta chọn chi tiết có f = 150  (mm) vì chi tiết có đường kính f<150  (mm) thường được gia công nhiều nhất trong các phân xưởng cơ khí.

   V.6.1 / Tính lực kẹp của mâm cặp ba chấu :

Hình 5.3: Sơ đồ tính lực kẹp trên mâm cặp 3 chấu.

+ Phương trình cân bằng lực chống xoay :

                           M_ms = W_t .f.R ³ K.M_c

                           W_t .f.R ³ K.P_z .R_c

Do đó:                 

                                                                              (1)      

Trong đó :

          M_ms : Mômen ma sát giữa chấu kẹp và chi tiết.

          M_c   : Mômen cắt  (M_c = P_z . R_c )

          R     : Bán kính mặt chuẩn.

          R_c    : Bán kính gia công.

          f      : Hệ số ma sát giữa chấu kẹp và chi tiết.

          f = (0,5 ¸ 0,7). Vì bề mặt chấu kẹp có khía nhám nên chọn f = 0,7.

          K     : Hệ số an toàn.   K = 1,3 ¸ 1,6. Chọn K = 1,4

Chi tiết gia công có đường kính f = 150  (mm)

          R = 75 (mm);    R_c = R - t = 75 - 3 = 72 (mm)

          P_z = 4591 (N)

Thay vào công thức (1) ta có :

                                                                      (N)

Vậy lực kẹp một chấu :

                                                                          (N)

                           (Z = 3, Mâm cặp 3 chấu).

+ Phương trình cân bằng chống lực dọc trục :

                              W_t . f  ³  K.P_X

  Với P_X = 1985 (N)

  Vậy : 

                                                                    (N)   

Vậy lực kẹp ở chấu thứ hai :

                                                                              (N)

  So sánh hai lực kẹp  W₁ > W₂

Vậy ta chọn lực kẹp chung cho 3 chấu là : W = 2930 (N)

   Theo bảng (8.65) STCNCTM II ta chọn xilanh - piston để truyền lực vào đồ gá là xilanh - piston tác động hai chiều quay tròn có D = 200 (mm) và d = 0,25D.

Đường kính của cán piston : d = 0,25D = 50 (mm)

Lưu lượng khí nén : Q_X = v.F

Trong đó :

        v: Tốc độ dòng khí (cm/s)

        v = 100 ¸ 200 (cm/s).  Chọn v =100 (cm/s).

Vậy : Q = 100.122 = 12200 (cm²/p) = 12,2  (l/p).

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, d­ới sự hư­ớng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo h­ướng dẫn:.................., đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ đ­ược giao.

    Qua quá trình làm đồ án đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể của ng­ười kỹ s­ư cơ khí trong t­ương lai, phư­ơng pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng nh­ học hỏi đư­ợc nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh đ­ược những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em đ­ược hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hư­ớng dẫn:....................., cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hư­ớng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. PGS. TS. Trần Văn Địch

Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật _ Hà Nội _ 2002.

[2]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc _ PGS. TS. Lê Văn Tiến _ PGS. TS. Ninh Đức Tốn _ PGS. TS. Trần Xuân Việt.

Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2 và 3.

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật _ Hà Nội _ 2003.

[3]. Trịnh Khắc Nghiêm

Thiết kế đồ án môn học nguyên lý và dụng cụ cắt

Thái Nguyên _ 2002.

[4]. PGS. TS. Ninh Đức Tốn.

Dung sai và lắp ghép

Nhà xuất bản giáo dục _ Hà Nội _ 2002.

[5]. PGS. TS. Lê Văn Tiến _ PGS. TS. Trần Văn Địch _ PGS. TS. Trần Xuân Việt.

Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá

nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật _ Hà Nội _ 1999.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"