Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thân máy CNC pdf pdf

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PTN TRỌNG ĐIỂM ĐIỀU KHIỂN SỐ VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ C

Trang 1

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PTN TRỌNG ĐIỂM ĐIỀU KHIỂN SỐ

VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM THÂN MÁY PHAY CNC

Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Phòng thí nghiệm trọng điểm Điều khiển số

và Kỹ thuật Hệ thống, ĐHBK, ĐHQG-HCM

Chủ nhiệm nhiệm vụ: KS Đỗ Đức Đạt

Thành phố Hồ Chí Minh – 2022

Trang 2

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

PTN TRỌNG ĐIỂM ĐIỀU KHIỂN SỐ

VÀ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO

THỬ NGHIỆM THÂN MÁY PHAY CNC

(Đã chỉnh sửa theo kết luận của Hội đồng nghiệm thu ngày 24/03/2022)

Chủ nhiệm nhiệm vụ:

(ký tên)

KS Đỗ Đức Đạt

Thành phố Hồ Chí Minh - 03/2022

Trang 3

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thân máy phay CNC

Thuộc: Chương trình/lĩnh vực (tên chương trình/lĩnh vực): Nghiên cứu chế tạo

máy CNC và công nghệ in 3D giai đoạn 2018-2020, tầm nhìn đến năm 2025

2 Chủ nhiệm nhiệm vụ:

- Họ và tên: KS Đỗ Đức Đạt

- Ngày tháng năm sinh: 22/10/1992 Giới tính: Nam

- Học hàm, Học vị: Kỹ sư thiết kế máy, Năm đạt học vị: 2014

- Chức danh khoa học: Chức vụ: Nghiên cứu viên

- Điện thoại: Tổ chức: 028 38647256 ext: 6259 Mobile: 0936 799 931

- E-mail: ducdat2210@gmail.com

- Tên tổ chức đang công tác: Phòng thí nghiệm Trọng điểm Điều khiển số và Kỹ thuật Hệ thống

- Địa chỉ tổ chức: Nhà C6, 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp HCM

- Địa chỉ nhà riêng: 88L/2, Khu Phố 3, Phường Hiệp Thành, Quận 12, TPHCM

- Địa chỉ: Nhà C6, 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp HCM

- Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS.TS Nguyễn Tấn Tiến

- Số tài khoản: 3713.0.9057441.00000

- Kho bạc: Kho bạc nhà nước Quận 10, Tp.HCM

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện nhiệm vụ:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: 24 tháng, từ tháng 09 năm 2019 đến tháng 09 năm

Trang 4

- Được gia hạn (nếu có):

Thời gian

(Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:

Đối với đề tài:

Trang 5

- Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban hành

5 Công văn số

V/v xin gia hạn thời gian thực hiện nhiệm vụ KH&CN cấp thành phố

Trang 6

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

Quá trình đúc

và vận hành thử

Thân máy phay CNC 3 trục X,Y,Z

Hỗ trợ phần đúc thân máy

3 Công ty TNHH

KMT (Korea)

Công ty TNHH KMT (Korea)

Hỗ trợ thiết bị

đo

5 Cá nhân tham gia thực hiện nhiệm vụ:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)

Nội dung tham gia

chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 KS Đỗ Đức

Đạt

KS Đỗ Đức Đạt

2 TS Bùi Thanh TS Bùi Thanh Nội dung: 1.1; 1.10.8.1; Báo cáo

chuyên đề

Trang 7

3 PGS.TS

Nguyễn Huy

Hoàng

PGS.TS Nguyễn Huy Hoàng

4 TS Hoàng

Giang

TS Hoàng Giang

5 TS Phạm Minh

Tuấn

TS Phạm Minh Tuấn

6 TS Đoàn Phúc

Thịnh

TS Đoàn Phúc Thịnh

Trang 8

1.16.9

8 KS Nguyễn

Văn Tiền

KS Nguyễn Văn Tiền

9 KS Bùi Minh

Truyền

KS Bùi Minh Truyền

10 KS Hồ Minh

Nhật

KS Hồ Minh Nhật

11 KS Mai Văn

Thanh

KS Mai Văn Thanh

Nội dung: 1.13; 1.14;

1.16; 1.16.5; 1.16.6;

1.16.7

Báo cáo chuyên đề

12 KS Phan Quốc

Hậu

KS Phan Quốc Hậu

13 KS Đinh

Khánh Văn

KS Đinh Khánh Văn

Nội dung: 1.8.2.1; 1.8.3;

1.8.4.3; 1.9.1.1; 1.10.1;

1.10.2.4; 1.10.4.2; 1.10.6;

Báo cáo chuyên đề

Trang 9

15 KS Trần Minh

Đức

KS Trần Minh Đức

- Lý do thay đổi ( nếu có):

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí, địa

điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn,

số lượng người tham gia )

1

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

1 Nội dung: Nghiên cứu thiết kế,

chế tạo thử nghiệm thân máy

Thời gian: 07/04/2021

Kinh phí: 20.400.000

Địa điểm: NH-KS Ngọc Hà Luxury

Trang 10

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được

1 Nội dung 1: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thân máy phay CNC 3 trục

1.1 Nghiên cứu tổng quan về các thành

phần cơ khí của một máy phay CNC

3 trục

11/2019

09/2019-1.2 Nghiên cứu tổng quan phương pháp

vận hành một máy phay CNC, các

đặc kỹ thuật của một máy phay CNC

3 trục

11/2019

09/2019-1.3 Nghiên cứu tổng quan phương pháp

phối hợp của các thành phần cơ khí

trong quá trình máy phay CNC hoạt

động

11/2019

09/2019-1.4 Nghiên cứu tổng quan các thành

phần và kết cấu cơ khí trên máy phay

CNC 3 trục của hãng Okuma (Nhật),

của hãng Leadwell (Taiwan)

11/2019

09/2019-1.5 Thiết kế sơ đồ động của máy

- Đưa ra sơ đồ động các phương

án thiết kế

- Phân tích, đánh giá chọn sơ đồ

động

12/2019

11/20219-1.6 Nghiên cứu tính toán các lực tác

dụng lên thân máy theo yêu cầu đặt

- Độ chính xác gia công của máy

- Khối lượng phôi lớn nhất gia

công

01/2020

Trang 11

Theo kế hoạch

- Thiết kế các không gian để bố

trí đi dây điện cho hệ thống cử

hành trình và hệ thống bệ đỡ

cho rây dẫn dây điện cảm biến,

dây điện động lực

- Thiết kế hệ thống rãnh thoát dầu

dư và thu hồi dầu trong quá

- Cách tạo lưới để kết quả mô

phỏng đạt được giống với thực

Trang 12

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được thanh trượt

- Tính toán độ lớn của thanh

trượt

- Tính toán kết cấu định vị và liên

kết của thanh trượt với thân

máy

- Lập quy trình công nghệ gia

công thân máy trục X để lắp

thanh trượt với yêu cầu đảm bảo

- Tính toán kết cấu gối đỡ

- Tính toán cách liên kết giữa gối

đỡ với thân trục X

- Lập QTCN gia công và lắp ráp

để các gối được định vị đảm bảo

độ song song với vít me và

thanh trượt

1.7.6 Tính toán thiết kế hệ thống

giảm chấn trục X

- Tính toán thiết kế hệ thống

giảm chấn ở 2 đầu trên thân

máy, đảm bảo khi máy chạy quá

kết nối giữa trục X với đế máy,

cách điểu chỉnh sai số khi lắp đặt

để vuông góc với trục Z và vuông

góc với trục Y

Trang 13

Theo kế hoạch

- Thiết kế các không gian để bố

trí đi dây điện cho hệ thống cử

hành trình và hệ thống bệ đỡ

cho rây dẫn dây điện cảm biến,

dây điện động lực

- Thiết kế hệ thống rãnh thoát dầu

dư và thu hồi trong quá trình bôi

05/2020

Trang 14

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được trục Y và tìm ra kết cấu và bố trí

kết của thanh trượt với thân

máy

- Lập quy trình công nghệ gia

công thân máy trục Y để lắp

thanh trượt với yêu cầu đảm bảo

để các gối được định vị đảm bảo

độ song song với vít me và

thanh trượt

1.8.6 Tính toán thiết kế hệ thống

giảm chấn trục Y

- Tính toán thiết kế hệ thống

giảm chấn ở 2 đầu trên thân

máy, đảm bảo khi máy chạy quá

Trang 15

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được 1.8.8 Tính toán thiết kế phần bệ kết

nối giữa trục Y với đế máy, cách điểu

chỉnh sai số khi lắp đặt để vuông góc

với trục Z và vuông góc với trục X

1.8.9 Tính toán thiết kế phần cơ khí

để bắt hệ thống che chắn bảo vệ ray

động từ khối lượng mô tơ, bao

che, động cơ trục chính lên trục

- Thiết kế các không gian để bố trí

đi dây điện cho hệ thống cử hành

03/2020 – 05/2020

Trang 16

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được trục chính và hệ thống tưới nguội

- Tính toán độ lớn của thanh trượt

kết của thanh trượt với thân máy

- Lập quy trình công nghệ gia công

thân máy trục Z để lắp thanh

trượt với yêu cầu đảm bảo chính

xác về độ cao, độ song song và

- Tính toán kết cấu thiết kế gối đỡ

- Tính toán cách liên kết giữa gối

đỡ với thân trục Z

- Lập QTCN gia công và lắp ráp để

các gối được định vị đảm bảo độ

song song với vít me và thanh

trượt

1.9.6 Tính toán thiết kế hệ thống

giảm chấn trục Z

Tính toán thiết kế hệ thống giảm

chấn ở 2 đầu trên thân máy, đảm

bảo khi máy chạy quá hành trình

Trang 17

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được chỉnh sai số khi lắp đặt để vuông góc

với trục X và vuông góc với trục Y

1.9.9 Tính toán thiết kế phần cơ khí

để bắt hệ thống che chắn bảo vệ ray

06/2020

05/2020-1.11 Tính toán thiết kế phần bao che

(phần vỏ máy)

07/2020

06/2020-1.12 Nghiên cứu thành phần vật liệu

kim loại đúc thân máy phay CNC

để đảm bảo yêu cầu về sự ổn định,

cấp chính xác của máy

07/2020

03/2020-1.13 Nghiên cứu kỹ thuật đúc thân máy

09/2020

08/2020-1.14 Làm mẫu gỗ đúc các chi tiết theo

bản vẽ

1.14.1 Mẫu đúc thân máy trục X

1.14.2 Mẫu đúc thân máy trục Y

1.14.3 Mẫu đúc thân máy trục Z

10/2020

Trang 18

Theo kế hoạch

12/2020

11/2020-1.16 Khử ứng suất thân máy

1.16.1 Tính toán thời gian khử ứng

suất thân máy

1.16.2 Tính toán thời gian thường

hóa

01/2021

12/2020-1.17 Gia công các chi tiết đúc theo bảng

vẽ

1.17.1 Gia công thân máy trục X

1.17.2 Gia công thân máy trục Y

1.17.3 Gia công thân máy trục Z

1.17.4 Gia công bàn máy

1.17.5 Gia công phần thân liên kết

02/2021- 03/2022

10/2021-(do ảnh hưởng dịch covid 19 từ 05/2021 – 30/09/2021)

1.18 Lắp ráp, cân chỉnh và chạy thử 02/2021-

Trang 19

Theo kế hoạch

Thực tế đạt được 1.18.1 Lắp ráp, cân chỉnh và chạy

thử nghiệm cụm thân trục X với thiết

bị đo và đánh giá sai số

1.18.2 Lắp ráp, cân chỉnh và chạy

thử nghiệm cụm thân trục Y với thiết

thử nghiệm cụm thân trục Z với thiết

1.18.4 Lắp ráp cân chỉnh độ vuông

góc giữa trục X và Y với thiết bị đo

vuông góc và đánh giá sai số

góc giữa trục Y và Z với thiết bị đo

góc giữa trục X và Z với thiết bị đo

1.18.7 Lắp ráp cân chỉnh vít me trục

X, cho chạy thử và dùng thiết bị đo

để đánh giá sai số trên từng đoạn vít

me (pitch error)

Y, cho chạy thử và dùng thiết bị đo

me (pitch error)

Z, cho chạy thử và dùng thiết bị đo

me (pitch error)

1.18.10 Chạy thử nghiệm không tải

với nội suy mỗi lần 2 trục để đánh

giá sai số tổng thể với thiết bị đo đạc,

cân chỉnh để đạt được sai số mong

muốn

thử nghiệm hệ thống thay dao kết

hợp với hoạt động của máy

1.18.12 Vận hành máy, chạy thử

04/2021 03/2022

(do ảnh hưởng dịch covid 19 từ 05/2021 – 30/09/2021)

Trang 20

Theo kế hoạch

Đánh giá kết quả đạt được

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

+ X: 1,5Kw + Y: 1,5Kw + Z: 1,5 Kw + Trục chính: (5,5 ÷7,5)

Kw

5/ Có phần kết nối với hệ thống thay dao tự động

6/ Đề tài là một phần của

dự án chế tạo máy phay CNC nên phải có phần thiết kế để lắp ráp với các

bộ phận được nghiên cứu ở các đề tài khác như:

+ Trục chính của máy

1/ Hành trình đạt X= 750mm, Y= 400mm, Z= 400mm

2/ Bàn máy đạt (800x400)mm

3/ Tải trọng đạt 700kg

4/ Công suất các trục + X: 1,8Kw

+ Y: 1,8Kw + Z: 1,8Kw + Trục chính: 16Kw

và bảng điều khiển

Trang 21

(spindle)

+ Hệ thống thay dao

+ Hệ thống dầu bôi trơn

+ Hệ thống dầu tưới nguội

+ Hệ thống giải nhiệt trục chính

+ Hệ thống dây điện

+ Hệ thống khí nén + Hệ thống thủy lực + Hệ thống tủ điện và bảng điều khiển

7/ Độ song song sau gia công của các bệ đỡ gắn thanh trượt: 0,003mm/100

mm

8/ Độ vuông góc giữa các trục:

trong khoảng 19-21 HRC

10/ Đo kiểm độ vuông góc giữa các trục bằng thiết bị

đo chuyên dụng QC20-W của hãng Renishaw, đo kiểm tra độ sai số trên từng trục bằng thiết bị chuyên dụng XL-80 Laser của hãng Renishaw

7/ Độ song song đạt 0,003mm/100m

8/ Độ vuông đạt + X  Y: 0,003mm/ 100mm

+ X  Z: 0,003mm/ 100mm

+ Y  Z: 0,003mm/ 100mm

9/ Thân máy được đúc với vật liệu gang cầu FCD370

10/ Các số liệu đều đạt theo thiết kế

Trang 22

thô cần đạt:

- Gia công phay thô mặt đầu với dao đường kính 40mm sai số  0,05mm

- Gia công phay thô mặt hông với dao phay ngón đường kính 20mm sai số

 0,05mm

- Gia công phay thô mặt 3D với dao phay cầu đường kính 10mm sai số

 0,05mm

12/ Để kiểm tra độ ổn định của máy, máy sau khi hoàn thiện tiến hành gia công thực tế (gia công thô sau

đó gia công tinh với 20 sản phẩm) trên vật liệu kim loại (nhôm hoặc thép), sau

đó tiến hành đo đạc sai số của sản phẩm sau gia công

so, với sai số sai lệch của các sản phẩm với nhau

 0,008mm

- Gia công phay thô mặt đầu với dao đường kính 40mm sai số đạt

 0,05mm

- Gia công phay thô mặt hông với dao phay ngón đường kính 20mm sai số đạt

 0,05mm

- Gia công phay thô mặt 3D với dao pha y cầu đường kính 10mm sai số đạt  0,05mm 12/ Các chỉ số sai lệch các sản phẩm đều đạt

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Tất cả kết cấu thân máy CNC đều đúng theo TCVN

Tập bản

vẽ thể trong tệp đính kèm

Trang 23

Số

TT

2 Qui trình công nghệ

gia công thân máy

phay CNC 3 trục.

Đầy đủ các qui trình công nghệ gia công chi tiết/ cụm chi tiết của thân máy phay CNC 3 trục.

Đầy đủ các qui trình

công nghệ gia công

Có tệp đính kèm

1 Bài báo cáo

đăng trên kỷ yếu

hội nghị trong

nước

-2021-36

d) Kết quả đào tạo:

2 Tiến sỹ

- Lý do thay đổi (nếu có):

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

Theo kế hoạch

1 Kiểu dáng

công nghiệp

Tên sản phẩm: Máy phay CNC ba trục

Tên tác giả: Bùi Thanh Luân, Đỗ Đức Đạt

 Số đơn: 3-2021-01797 ngày 09/07/2021 (Quyết định số 13866w/QĐ-SHTT ngày 30/08/2021

Trang 24

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

Số

TT

Tên kết quả đã được

ứng dụng

Thời gian Địa điểm

(Ghi rõ tên, địa chỉ nơi ứng dụng)

Kết quả sơ bộ

1 Máy phay CNC 3 trục 12/2021 Công ty Tnhh Cơ

Điện Tử Hiệp Phát tại Hóc Môn

Gia công chi tiết chính xác cao

2 Đánh giá về hiệu quả do nhiệm vụ mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Đề tài có khả năng ứng dụng rất cao để đem lại hiệu quả kinh tế giúp cho nền công

nghiệp nhanh chóng công nghiệp hóa và hiện đại hóa

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

Tác động đến địa phương: Sẽ giúp các doanh nghiệp cơ khí có thêm lựa chọn hợp lý

cho việc chọn máy CNC có thể chạy được các chi tiết có biên dạng phức tạp Giúp các doanh

nghiệp phụ trợ đỡ lệ thuộc việc nhập máy đặt máy từ nước ngoài, ngành quảng cáo có thêm

lựa chọn hợp lý máy CNC được sản xuất tại Việt Nam

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của nhiệm vụ:

I Báo cáo tiến độ

Trang 25

1.1 Máy phay CNC chữ C (Vertical machining center) 14

1.2 Máy phay ngang CNC (Horzontal machining center) 16

1.3 Máy phay giường CNC (Grantry milling machine) 17

1.1.4 Các thành phần cơ khí của một máy phay CNC 3 trục 18

CHƯƠNG 2: CÁCH VẬN HÀNH MỘT MÁY PHAY CNC, CÁC ĐẶC TÍNH KỸ

2.2 Các nguyên tắc khi vận hành máy phay CNC 24

2.3 Thao tác vận hành một máy phay CNC 24

2.4 G-code và các mã lệnh G-code dùng cho máy CNC. 25

2.5 Các đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC 3 trục 32

CHƯƠNG 3: CÁCH PHỐI HỢP CÁC THÀNH PHẦN CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH

CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN CÁC THÀNH PHẦN VÀ KẾT CẤU CƠ KHÍ TRÊN MÁY PHAY CNC 3 TRỤC CỦA HÃNG OKUMA (NHẬT BẢN) VÀ CỦA LEADWELL

5.1 Các phương án thiết kế và sơ đồ động ứng với mỗi phương án 46

5.2 Phân tích đánh giá, chọn sơ đồ động phù hợp 48

CHƯƠNG 6: NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN THÂN MÁY

6.1 Mô phỏng thân trục X đối với lực cắt của dao phay khi gia công thô 49

Trang 26

6.4 Các vị trí điểm cắt phôi trên bàn máy đối với thân trục Y 99

6.5 Mô phỏng lực cắt của dao phay thô đối với thân trục Y 101

6.8 Mô phỏng thân trục Z đối với lực cắt của dao phay khi gia công thô 149

6.8.1 Mô phỏng thân trục Z đối với lực cắt của dao phay khi gia công bán tinh 152

Trang 27

6.8.2 Mô phỏng thân trục Z đối với lực cắt của dao phay khi gia công tinh 155

6.8.3 Mô phỏng bàn máy đối với lực cắt của dao phay khi gia công thô 158

6.8.4 Mô phỏng thân bàn máy đối với lực cắt của dao phay khi gia công bán tinh 161

6.9.1 So sánh ứng suất và chuyển vị đối với vật liệu thép C42 167

6.9.2 So sánh ứng suất và chuyển vị đối với vật liệu Gang cầu FCD370 169

CHƯƠNG 7: Lập QTCN gia công các bề mặt gắn thanh trượt trục X 171 7.1 Tính toán khoảng cách giữa 2 thanh trượt Tính toán độ lớn của thanh trượt. 171

7.2 Tính toán kết cấu định vị và liên kết của thanh trượt với thân máy 175

7.3 Lập quy trình công nghệ gia công thân máy trục X để lắp thanh trượt với yêu cầu đảm bảo chính xác về độ cao, độ song song và định vị ổn định. 178

7.4 Lập QTCN gia công các bề mặt gắn gối đỡ trục vít me trục X. 205

7.4.1 Tính toán khoảng cách giữa các gối đỡ trục X Tính toán kết cấu gối đỡ. 205

7.4.2 Tính toán cách liên kết giữa gối đỡ với thân trục X. 208

7.4.3 Lập QTCN gia công và lắp ráp để các gối được định vị đảm bảo độ song song với vít

7.5 Tính toán thiết kế hệ thống giảm chấn trục X. 234

7.6 Tính toán thiết kế phần mặt bít bắt mô tơ truyền động trục. 235

7.7 Tính toán thiết kế phần bệ kết nối giữa trục X với đế máy, cách điều chỉnh sai số khi lắp đặt để vuông góc với trục Z và vuông góc với trục Y. 238

7.8 Tính toán thiết kế phần cơ khí để bắt hệ thống che chắn bảo vệ ray trượt trục X. 239

7.9 Tính toán thiết kế phần cơ khí hệ thống che chắn bảo vệ vít me. 240

8.1 Tính toán các lực tác dụng lên thân trục Y. 242

8.2.1: Thiết kế bệ đỡ các thanh trượt, thiết kế bệ đỡ các gối đỡ các ổ trục. 243

8.2.2 Thiết kế hệ thống rãnh thoát dầu dư và thu hồi trong quá trình bôi trơn, thiết kế hệ thống hứng và dẫn dầu làm nguội trên thân trục Y để đưa về bể. 244

8.2.3.Thiết kế các không gian để bố trí đi dây điện cho hệ thống cử hành trình và hệ thống

bệ đỡ cho rây dẫn dây điện cảm biến, dây điện động lực. 245

8.4 Lập QTCN gia công các bề mặt gắn thanh trượt trục Y. 246

8.4.1 Tính toán khoảng cách giữa 2 thanh trượt Tính toán độ lớn của thanh trượt. 246

8.4.2 Tính toán kết cấu định vị và liên kết của thanh trượt với thân máy 249

8.4.3 Lập QTCN gia công và lắp ráp để các gối được định vị đảm bảo độ song song giữa vít

Trang 28

8.5 Lập QTCN gia công các bề mặt gắn gối đỡ trục vít me trục Y 280

8.5.1 Tính toán khoảng cách giữa các gối đỡ trục Y Tính toán kết cấu gối đỡ. 280

8.5.2 Tính toán cách liên kết giữa gối đỡ với thân trục Y. 283

8.5.3 Lập quy trình công nghệ gia công thân máy trục Y để lắp thanh trượt với yêu cầu đảm bảo chính xác về độ cao, độ song song và định vị ổn định 284

8.6 Tính toán thiết kế hệ thống giảm chấn trục Y. 311

8.7 Tính toán thiết kế phần mặt bít bắt mô tơ dẫn động trục Y 312

8.8 Tính toán thiết kế phần bệ kết nối giữa trục Y với đế máy, cách điều chỉnh sai số khi lắp đặt để vuông góc với trục Z và vuông góc với trục X. 315

8.9 Tính toán thiết kế phần cơ khí để bắt hệ thống che chắn bảo vệ ray trượt trục Y. 315

8.10 Tính toán thiết kế phần cơ khí hệ thống che chắn bảo vệ vít me trục Y 318

CHƯƠNG 9: Lập QTCN gia công các bề mặt gắn thanh trượt trục Z 320

9.1 Tính toán khoảng cách giữa 2 thanh trượt Tính toán độ lớn của thanh trượt. 320

9.2 Tính toán kết cấu định vị và liên kết của thanh trượt với thân máy 323

9.3 Lập quy trình công nghệ gia công thân máy trục Z để lắp thanh trượt với yêu cầu đảm bảo chính xác về độ cao, độ song song và định vị ổn định. 326

9.4 Lập QTCN gia công các bề mặt gắn gối đỡ trục vít me trục Z. 354

9.4.1 Tính toán khoảng cách giữa các gối đỡ trục Z, tính toán kết cấu gối đỡ. 355

9.5.2 Tính toán cách liên kết giữa gối đỡ với thân trục Z. 357

9.5.3 Lập QTCN gia công và lắp ráp để các gối được định vị đảm bảo độ song song với vít

9.6 Tính toán thiết kế hệ thống giảm chấn trục Z. 385

9.7 Tính toán thiết kế phần mặt bít bắt mô tơ dẫn động trục Z. 387

9.8 Tính toán thiết kế phần bệ trung gian kết nối giữa trục Z với trục X, cách điều chỉnh sai số khi lắp đặt để vuông góc với trục X và vuông góc với trục Y. 390

9.9 Tính toán thiết kế phần cơ khí để bắt hệ thống che chắn bảo vệ ray trượt trục Z. 391

9.10 Tính toán thiết kế phần cơ khí hệ thống che chắn bảo vệ vít me trục Z. 393

CHƯƠNG 10: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHẦN BỆ ĐỠ ĐỂ GẮN CỤM THAY

CHƯƠNG 12: NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT LIỆU KIM LOẠI ĐÚC THÂN MÁY PHAY CNC ĐỂ ĐẢM BẢO YÊU CẦU VỀ SỰ ỔN ĐỊNH, CẤP CHÍNH XÁC

12.1.3.1 Thành phần hóa học của một số loại gang: 404

Trang 29

1.12.3.2 Ảnh hưởng của các nguyên tố: 405

13.1 Khái niệm, đặc điểm và công dụng của kĩ thuật đúc. 409

13.3.1 Chọn vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi 422

13.3.2 Nguyên lý thiết kế mẫu và hộp lõi. 424

13.5.4 Quy tắc chọn chỗ dẫn kim loại vào khuôn 440

13.5.5 Sấy, lắp và rót kim loại vào khuôn 440

13.7 Hoàn thiện thân máy sau khi đúc và tiến hành lắp ráp máy phay CNC 3 trục 459

Trang 30

14.5 Mẫu đúc phần thân liên kết giữa trục X và trục Z 465

15.1 Đúc và gia công thân máy trục X 466

15.2 Đúc và gia công thân máy trục Y 466

15.3 Đúc và gia công thân máy trục Z 467

Hình 15.3 hình ảnh đúc và gia công trục Z 467

Hinh 15.4 hình ảnh đúc và gia công bàn máy 467

15.5 Đúc và gia công phần thân liên kết giữa trục X và trục Z 468

15.6 Đúc và gia công phần đỡ vỏ máy, bao che … 469

15.7 Đúc và gia công các gối đỡ và mặt bích 470

2.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BÀN MÁY 472

3.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÂN LIÊN KẾT TRỤC X VÀ Z 498

4.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GỐI ĐỠ ĐỘNG CƠ 533

5.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GỐI ĐỠ ĐAI ỐC 563

6.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÂN TRỤC X 579

7.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LINK ATC 622

8.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÂN TRỤC Z 640

9.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRỤC Y 664

10.1 THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG GỐI ĐỠ VÍT ME 697

Trang 31

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Các thành phần cơ khí của máy phay CNC 3 trục 23 Bảng 2 1 Các mã lệnh dùng cho máy phay CNC 29 Bảng 2 2 Đặc tính kỹ thuật của máy phay CNC 3 trục 34 Bảng 3 1 Thành phần và nguyên lí hoạt động của các thành phần máy phay CNC 37 Bảng 4 1 Thành phần và kết cấu cơ khí trên máy phay MB-46V 41 Bảng 4 2 Thành phần và kết cấu cơ khí trên máy phay V-30iF 45 Bảng 7 1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích 186 Bảng 7 2 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích 216 Bảng 8 1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích 261 Bảng 8 2 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích 292 Bảng 9 1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích 335 Bảng 9 2 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích 367

Bảng 12 1 Thành phần hóa học của một số loại gang 405

Bảng 13 1 Phân loại cái theo độ hạt 416 Bảng 13 2 Phân loại cát theo thán phần thạch anh (SiO2) 416 Bảng 13 3 Phân loại cát theo thành phần đất sét 416

Trang 32

MỞ ĐẦU

Phay là phương pháp gia công kim loại vô cùng phổ biến vì sản phẩm làm ra là các chi tiết cơ bản cho những máy móc cơ khí hay những chi tiết, linh kiện, phụ tùng của ngành chế tạo máy, sản xuất ô tô, xe máy hiện nay Một chiếc máy phay có thể ứng dụng cho nhiều hoạt động nhờ khả năng công nghệ rộng do đó đây là chếc máy công cụ cơ bản, không thể thiếu cho bất kì xưởng cơ khí nhỏ và vừa cũng như doanh nghiệp sản xuất mô hình lớn

Với độ chính xác cao và chất lượng bề mặt chi tiết đẹp, các dòng máy phay CNC đang là sự lựa chọn của đa phần khách hàng Tùy vào nhu cầu và định hướng phát triển kinh doanh, nhà xưởng hay doanh nghiệp có thể lựa chọn các loại máy phay tùy theo tính năng, chất lượng

và giá cả tương ứng

Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thân máy là một trong những bước đầu và rất quan trọng trong việc chế tạo một máy phay CNC hoàn chỉnh

Trang 33

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC THÀNH PHẦN CƠ KHÍ

CỦA MỘT MÁY PHAY CNC 3 TRỤC

Thiết kế, chế tạo máy công cụ là một lĩnh vực rất quang trọng trong ngành

cơ khí Các nước có ngành công nghiệp phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan…đã được đầu tư và phát triển khá lâu, kéo theo các ngành công nghiệp khác phát triển Ở Việt Nam lĩnh vực chế tạo máy công cụ đến nay vẫn chưa thực sự được chú ý phát triển Vì vậy nhóm nghiên cứu muốn chế nghiên cứu chế tạo ra một máy phay CNC sử dụng trong công nghiệp Trong quá trình nghiên cứu giải mã công nghệ sẽ tìm ra được những khó khăn và thuận lợi hiện tại của cơ khí Việt Nam Nhóm nghiên cứu mong rằng đề tài thành công sẽ góp một phần vào sự phát triển nền công nghiệp chế tạo máy công cụ CNC

Để tiến nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo nhóm đã đi tham quan, học hỏi và tìm hiểu về quy trình sản xuất máy CNC tại nhà máy của các công ty nước ngoài

a/ Tham quan nhà máy công ty: Huayou CNC ở Thượng Hải, Trung Quốc

Trang 34

Hình 1 a Hình ảnh tại nhà máy sản xuất máy phay CNC của công ty

Huayou CNC

b/ Tham quan nhà máy công ty: KMT ở Busan, Hàn Quốc

Hình 1 b Hình ảnh tại nhà máy sản xuất máy phay CNC của công ty KMT

c/ Tham quan nhà máy công ty: Starway ở Đài Trung, Đài Loan

Trang 35

Hình 1 c Hình ảnh tại nhà máy sản xuất máy phay CNC của công ty Starway

d/ Tham quan nhà máy công ty: OKUMA ở KANI, Nhật Bản

Hình 1 d Hình ảnh tại nhà máy sản xuất máy phay CNC của công ty

OKUMA

e/ Tham quan nhà máy công ty đúc SADAKIM ở Biên Hòa, Đồng nai

Trang 36

Hình 1 e Hình ảnh tại nhà máy công ty đúc SADAKIM

Từ các chuyến đi tham quan và học hỏi nhóm nghiên cứu đã rút ra được

nhiều vấn đề quan trọng trong quá trình đúc thân máy phay, xử lý sau đúc, quá

trình gia công, kỹ thuật để gia công đạt được độ chính xác theo mong muốn,

đồng thời đã tìm hiểu được một vấn đề quan trọng đó là quy trình lắp ráp, cân

chỉnh và hoàn thiện một máy phay CNC

Sau đây là phần tổng quan về máy phay CNC:

- Có 3 loại máy Phay CNC 3 trục phổ biến hiện nay

1.1 Máy phay CNC chữ C (Vertical machining center)

a Máy phay chữ C CNC 3 trục b Máy phay CNC chữ C

KM-100 Model TM-1

Trang 37

c Máy phay CNC Chữ C d Máy phay CNC PF-8S11500CNC MCV-1000

Hình 1 1 Một số máy phay chữ C phổ biến

Trang 38

1.2 Máy phay ngang CNC (Horzontal machining center)

a Máy phay ngang CNC của hãng Mazak

b Máy phay ngang Extron LH-75R

Hình 1 2 Một số máy phay ngang CNC

Trang 39

1.3 Máy phay giường CNC (Grantry milling machine)

a Máy phay giường CNC Okuma MB-80V

b Máy phay giường PM2030HA

c Máy phay giường PM30100HA Hình 1 3 Một số máy phay giường CNC

Trang 40

1.1.4 Các thành phần cơ khí của một máy phay CNC 3 trục a/ Máy phay CNC chữ C (Vertical machining center)

Hình 1 4 Các thành phần cơ khí trên máy phay 3 trục

Hình 1 5 Đế máy Hình 1 6 Thân trục Z

Định dạng
Số trang	801
Dung lượng	39,92 MB