Thiết kế máy phay CNC 4 trục

Ngày nay máy CNC đang dần thay thế các máy gia công truyền thống và đóng vai trò không thể thiếu trong hoạt động sản xuấtất.Với rất nhiều chủng loại, kích thước khác nhau, máy CNC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như điêu khắc tranh gỗ, gia công mạch, gia công cơ khí..v.v. Vì thế chúng em vận dụng kiến thức đã học đãđã được đào tạo trong 5 năm tại Đại học Hải Phòng. Chúng em đãđã quyết địnhchọn đềđề tài tốt nghiệp “thiết kế mô hình máy phay CNC 4 trục” ,để chúng em có thêm hiểu biết, có nền tảng kiến thức theo đuổi làm về máy CNC sau này. Trong đềđề tài đồ á ntốt nghiệp, mục tiêu trước tiên mà chúng em hướng tới làlà chế tạo được mô hình máy CNC hoạt động ổn định và hoạt động với sai sốsố nhỏ, sau đó chúng em hướng tới khắc phục dao động, sai số và sau đó có thể tiếp tục nâng cao thêm tính tự động của máy như khả năng thay dao tự động, hệ thống cấp phôi tự động... Tuy nhiên do kinh nghiệm còn hạn chế và thời gian thực hiện có hạn, nên đồ án của chúng em còn những thiếu xót. Chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô để hoàn thiện hơn để tài. Đề tài thiết kế mô hình máy phay CNC 4 trục của chúng em dưới sự hướng dẫn của thầy giáoTh.S Đinh Văn Hiển bao gồm các nội dung sau: Chương 1: Giớ i thiệu chung về máy CNC. Chương 2: Thiết kế động học, động lự c học máy. Chương 3: Thiết kế đ iề u khiể n cho máy. Chương 4: Chế t ạo mô hình và hướng dẫ n sử dụng máy. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy vàvà các thầy cô trong khoa Điện – Cơ trường Đại học Hải Phòng đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất đểđể chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI NÓI ĐẦU    33   

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY CNC   1.1    Khái quát về điều khiển số và lịch sử  Khái quát về điều khiển số và lịch sử   phát triển của máy CNC phát triển của máy CNC   4   

1.2    Khái niệm, cấu tạo, phân loại, đặc điểm Khái niệm, cấu tạo, phân loại, đặc điểm máy CNC máy CNC    66   

1.2.1     Khái niệm     66   

1.2.2.   Cấu tạo     88  

1.2.3     Phân loại      11 11    1.3    Các sản phẩn từ CNC    15 15   

1.4    Giới thiệu về máy CNC mini    16 16   

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC MÁY   2.1    Nguyên lý máy cnc 4 Nguyên lý máy cnc 4 trục trục 20 20    2.2    Các phương án động học máy    20 20   

 2.2.1  2.2.1  Phươn  Phương án g án phôi c phôi cố địn ố định h    20   

 2.2.2  2.2.2  Phương  Phương án phô án phôi di i di chuyển chuyển trên trên trục trục Y, dụn Y, dụng cụ g cụ gia c gia công di ông di chuyể chuyển trên n trên trục trục X và X và  Z

 Z 2 22 2     2.2  2.2.3 .3  Phương án bàn  Phương án bàn máy mang phôi di chuyển máy mang phôi di chuyển theo trục X, Y  theo trục X, Y    22   

 2.2.4  2.2.4     Lựa c  Lựa chọn ph họn phương ương án độn án động học g học    23   

2.3    Sơ đồ động học máy    24 24   

2.4    Nguyên lý hoạt động máy thiết kế:   26   

2.5    Lựa chọn các cơ cấu truyền động    27 27   

 2.5.1  2.5.1    Vít me đai ốc    27    

 2.5.2  2.5.2     Phương  Phương án dùng án dùng bánh r bánh răng t ăng thanh r hanh răng  ăng  29   

 2.5.3  2.5.3     Phươn  Phương án g án dùng đ dùng đai ai    30   

2.6    Thiết kế hệ thống cơ khí cho máy    30 30   

 2.6  2.6.1 .1     Xác định chế độ là  Xác định chế độ làm việc giới hạn m việc giới hạn   30   

 2.6  2.6.2 .2  Xác định các lực khi g  Xác định các lực khi gia công  ia công    34   

 2.6  2.6.3 .3  Xác định công s  Xác định công suất của động cơ điện uất của động cơ điện     35 35     2.6  2.6.4 .4  Xác định công s  Xác định công suất động cơ truyền độ uất động cơ truyền động chính ng chính   35   

 2.6  2.6.5 .5  Bộ truyền vitme –     đai ốc     36 36     2.6  2.6.6 .6  Bộ truyền    đai răng    38   

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY   3.1 L 3.1 Lựa chọn phần mềm điều khiển ựa chọn phần mềm điều khiển 43 43     3.1  3.1.1 .1     Phần mềm Fanuc     43 43     3.1  3.1.2 .2     Phần mềm NCstu  Phần mềm NCstudio dio     43 43     3.1  3.1.3 .3  Phần mềm Mach3     45 45     3.1  3.1.4 .4  Kết luận     56 56    3.2    Sơ đồ Sơ đồ  cấu trúc cấu trúc  điều khiển điều khiển    56 56   

3.3    Lựa chọn linh kiện điện tử Lựa chọn linh kiện điện tử cho cho máy  máy    57 57   

 3.3  3.3.1 .1 B Bo oa ard rd m ma ach ch3 3    57 57     3.3  3.3.2 .2  Driver điều khiển  Driver điều khiển động cơ bước TB6600 động cơ bước TB6600 - 4 - 4A A  59   59   

 3.3  3.3.3 .3 Tìm hiểu, lựa chọn động cơ Tìm hiểu, lựa chọn động cơ bước bước     61 61   

 3.3  3.3.4 .4 Tì Tìm m hi  hi  ể  u cô u công ng t  t  ắắ c hà c hành trì nh trình nh.    80 80   

 3.3  3.3.5 .5    Tìm hiểu về nút dừng khẩn cấp   83   

 3.3  3.3.6 .6  Lựa    chọn    động     cơ     dẫn    động     trục  chí  chính trong mô nh trong mô hì hình nh  85   85   

 3.3  3.3.7 .7 Tìm hiểu bộ nguồn  24  24vv  –    15 15a a  88   88   

 3.3  3.3.8 .8 Tìm hiểu bộ nguồn 48v –   7.5a  7.5a  90   90   

 3.3  3.3.9 .9 Tìm hiểu driver spindle 300w     91 91   

3.4    Sơ đồ mạch điều khiển    92 92   

4.1    Chế tạo mô hình    93 93   

4.1.1    Chế tạo cụm trục Z    94   

4.1.2 Chế tạo bàn máy     95 95   

4.2    Hướng dẫn sử dụng m Hướng dẫn sử dụng máy áy    97 97   

4.2.1 Thiết lập trong mach3     97 97   

4.2.2  Lập trình gia côn  Lập trình gia công cho máy phay CNC g cho máy phay CNC     104 104   

LỜI NÓI ĐẦU

tốt nghiệp  “thiết   kế  mô hình máy phay CNC 4 trục”   ,,để chúng em có thêm hiểu biết, cónền tảng kiến thức theo đuổi

nền tảng kiến thức theo đuổi làm về máy CNC sau nàylàm về máy CNC sau này

Trongđề tàiđồ á ánntốt  nghiệp,  mục tiêutrước tiên mà chúng emhướng  tới  làlàchếtạo  được mô hình máy CNC hoạt  động  ổn  định  và hoạt động với sai số  nhỏ, sau đó  chúng em hướng  tới khắc phục dao động, sai số và sau đó có thể tiếp tục nâng caothêm tính tự động của máy như khả năng thay dao tự động, hệ thống cấp phôi tựđộng Tuy nhiên do kinh nghiệm còn hạn chế và thời gian thực hiện có hạn, nên đồ

án củachúng em còn những thiếu xót Chúng em mong nhận được những ý kiến đónggóp của các thầy cô để hoàn thiện hơn để  tài Đề tài tthiết kế mô hình máy phay CNC

4 trục của chúng em dưới sự hướng dẫn của thầy giáoo Th.S Đinh Văn Hiển bao gồm  

các nội dung sau:  

Chương 1: Giớ i thiệệu chung về  máy CNC.

Chương 2: Thiế t k ế   động họọcc , động l ự c họọc máy.

Chương 3: Thiế t k ế   đ iiề u khiể n cho máy.

Chương 4: Chế  t ạo mô hình và hướ ng d ẫ n sử  d ụụng máy.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy và các thầy cô trong khoa Điện –   Cơtrường Đại học Hải Phòng đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt  nhất  để chúng

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.  

 Hải Phòng, ngày tháng 6 năm 2018

 Nhóm sinh viên thiết kế ::

 Phạm Văn Hùng _ Lớp CĐT K14   Nguyễn Tuấn Kiệt _ Lớp CTM K14  

 Lại Văn Nghĩa _ Lớp CĐT K14  

CHƯƠNG 1: GIỚ I THIỆU CHUNG VỀ MÁY CNC1.1.   Khái quát vKhái quát vềề  điềđiều khiu khiểển sn sốố và  và llịịch ch ssử ử  phát tri phát triểển cn củủa máy CNCa máy CNC

  Điều khiểển sốố  ( numerical control ) ra đờ i vớ i mục đích điều khiểển các quá trìnhcông nghệệ gia cắắt gọọt trên các máy công cụụ Vềề thựực chất, đây là một quá trình tựự  động

điều khiểển các hoạt động ng ccủa máy như ( các máy cắt kim loại, robot, băng tải vậận chuyểểnn phô

 phôi li liiệệu hu hooặặc các chi tiếết gia công , các kho quảản lí phôi và sảản pn phhẩm ) trên cơ sở  các dữữ  

liệu đượ c cung cấp dướ i i ddạạngở  dạạng mã sốố n nhhịị nguyên bao gồồm các chữữ  ssốố, , ssốố t thhậậ p  p phâphân,n,

ssốố chữữ cái và mộột sốố kí tựự  đặc biệệt tạạo nên một chương trình làm việc củủa thiếết bịị hay hệệ  

thốống

  Trước đây, cũng có các quá trình gia công cắt gọt được điều khiển theo chương

trình bằng kĩ thuật chép hình theo mẫẫu, chép hình bằằng hệệ thốống thủủy lựực, cam hoặặcc

điều khiểển bằằng mạạch logic Ngày nay vớ i việệcc ứứng dụụng thành công các thành quảả  

ccủủa khoa họọc-công nghệệ, nhất là trông lĩnh vực điều khiểển sốố   và và tin tin hhọc đã cho phép

các nhà chếế t tạạo máy nghiên cứu và đưa vào máy công cụ các hệệ thống điều khiểển cho phép thựực hiệện quá trình gia công mộột cách linh hoạt hơn, thích ứng vớ i nềền sảản xuấấtt

hiện đại và mang lạại hiệệu quảả kinh tếế  cao hơn.  

  Vềề mặặt khoa học : Trong điều kiệện hiệện nay, nhờ  các tiếến bộộ khoa học kĩ thuậtt

đã cho phép chúng ta giải quyếết các bài toán phứức tạp hơn với độ  chính xác cao hơn

mà trước đây chưa đủ  điều kiệện hoặặc quá phứức tạạ p khiếến ta phảải bỏỏ qua mộột sốố yếếuu

ttốố dẫn đến k ếết quảả gần đúng Chính vì vậy đã cho phép các nhà chế t tạạo máy thiếết k ếế  

và chếế t tạo các máy cơ cấu có hiệệu suất cao, độ chính xác truyền động cao cũng như

nhữững khảả  năng chuyển động ng ttạạo hình phứức tạạ pvà chính xác hơn.  

  Lịịch sửử phát triểển củủa NC bắắt nguồồn từừ các mục đích vềquân sựự   và và hàng hàng khôngkhông

vũ trụ khi mà yêu cầầu các chỉỉ tiêu vềề chất lượ ng củủa máy bay tên lửa xe tăng là cao

nhất ( có độ  chính xác và độ tin cậậy cao nhất, có độ bềền và tính hiệệu quảả cao khi sửử  

ddụụng ) Ngày nay, lịịch ch ssửử phát triển NC đã trải qua các quá trình phát triểển không

ngừừng cùng vớ i sựự phát triển trong lĩnh vực vi xửử  lí 4bit, 8bit, 32bit và đến nay đãđạt đến 32bit và cho phép thếế hệệ  sau cao hơn thế hệệ  trướ c và mạnh hơn về khảả  nănglưu trữ và xửử lý

  Từừ các máy CNC riêng lẻẻ (CNC Machines - Tools) cho đến sựự phát triểển cao

hơn là các trung tâm gia công Chơn là các trung tâm gia công CNC (CNC EngineeringNC (CNC Engineering-centre) có các ổổ chứứa dao lên

ttới hàng trăm và có thể thựực hiệện nhiều nguyên công đồng thờ i hoặặc tuầần tựự trên cùng

mộột vịị  trí gá đặt Cùng vớ i sựự phát triểển củủa công nghệệ truyềền sốố liệệu, các mạạng cụụcc

 bộộ và liên thông phát triểển r ất ất nhanh nhanh đã đã tạo tạo điềđiều kiệện cho n cho các các nhà nhà công nghicông nghiệệ p ứứng

ddụng để k ếết nốối sựự hoạt động củủa nhiều máy CNC dướ i sựự quảản lí củủa mộột máy trungtâm DNC ( Directe Numerical Control) vớ i mục đích khai thác một cách có hiệệu quảả  

nhất như bố  trí trí và và ssắắ p xếế p các công việệc trên từừng máy, tổổ chứức sảản xuấất và quảản lí

chất lượ ng sảản phẩẩm

Hiện nay, lĩnh vực sảản xuấất tựự  động trong chếế t tạo cơ khí đã phát triển và đạtt

đến trình độ r ất cao như các phân xưở ng tựự  động sảản xuấất linh hoạạt và tổổ hợ  p CIM (Computer Intergrated Manufacturing) vớ i việệc trang bịị thêm các robot cấấ p phôi liệệuu

 Hình 1: C ấ u trúc hệ CNC

và vậận chuyểển, các hệệ  ththống đo lườ ng và quảản lí chất lượ ng tiên tiếến, các kiểểu nhàkho hiện đại được đưa vào áp dụng mang lạại hiệệu quảả kinh tếế r ất đáng kể

1.2 Khái ni1.2 Khái niệệm, cm, cấấu tu tạạo, phân loo, phân loại, đặc điểại, đặc điểm máy CNCm máy CNC

1.1.1    K Khá hái i ni  ni ệệm

CNC là viếết t ttắắt t ccủủa a ccụụm từừ  titiếếng anh Computer Numerical Control nghĩa là

máy tiệện kim loại đượ ccđiều khiểển bằằng máy tính Vì thếế bộộ não củủa máy CNC là máy

tính Đây không phải là mausy tính bình thườ ng mà là máy tính vớ i i công công susuấất tínhtoán cựực nhanh Hệệ  điều u hành hành mà mà nó nó ssửử  ddụụng ng là là Fanuc, Fanuc, Fargor Fargor hohoặặc mazak chứứ  không phải là Windows hay Mac như các máy tính thông thườ ng

 Hình 5: Máy CNCMáy tính này sẽẽ  điều khiểển các bộộ phận cơ khí để cắắt gọọt kim loại Chươngtrình đượ c viếết sẵn và đượ c tựự  động thi hành khi bạạn bấm nút star Chương trình nàyđượ c c ddịịch ra mộột thứứ ngôn ngữữ  để máy tính có thểể  hihiểu được Sau đó, máy tính chuyểnn

llệệnh từừ  các chương trình qua các mạch điện tửử  đến điều khiểển các bộộ phận cơ khí.  

  Ưu điểm cơ bản của máy CNC:  

  So với các máy điều khiển công cụ bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụ t

 phụ thuộhuộc vào c vào tay ntay nghề ghề của của ngưngười điời điều khều khiển mà iển mà phụ tphụ thuộhuộc vào c vào nội dnội dungung, chư, chươngơngtrình được đưa vào máy Người điều khiển chỉ chú yếu theo dõi kiểm tra các chứcnăng hoạt động của máy.  

  Độ chính xác lằm việc cao Thông thường các máy CNC có độ chính xácmáy là 0.001mm do đó có thể đạt

máy là 0.001mm do đó có thể đạt được độ chính xác cao hơnđược độ chính xác cao hơn  

Tốc độ cắt cao Nhờ cấu trúc cơ khí bền chắc của máy, Những vật liệu cắthiện đại như kim loại cứng hay gốm oxit có

hiện đại như kim loại cứng hay gốm oxit có thể sử dụng tốt hơn thể sử dụng tốt hơn      Thời quan gia công ngắn hơn   

  Các ưu điểm khác:  

  Máy CNC có tính linh hoạt cao trong việc lập trình, tiết kiệm thời quanchỉnh máy, đạt được tính kinh tế cao trong việc gia công hang loại các sản phẩmnhỏ.  

  Ít phải dừng máy vì kỹ thuật, do đó chi phí dừng máy nhỏ.  

  Tiêu hao do kiểm tra ít, giá thành đo kiểm tra giảm.  

  Thời gian hiệu chỉnh máy nhỏ     Có thể gia công hàng loạt.  



   Như Nhược điợc điểmểm::  

  Giá thành chế tạo máy cao hơn     Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn.  

  Vận hành và thay đổi người đứng máy khó khan hơn  

Trình độ hiện tại của máy CNC  

Các chức năng tính toán trong Các chức năng tính toán trong hệ thốnghệ thống  CNC ngày càng hoàn thiện và đạttốc độ xử lý cao do tiếp tục ứng dụng nhừng thành tựu phát triển của các bộ vi xử

lý up Các hệ thống CNC được chế tạo hàng loạt lớn theo công thức xử lý đa chứcnăng , dùng cho nhiều mục đích điều khiển khác

năng , dùng cho nhiều mục đích điều khiển khác nhau Vật mang tin tnhau Vật mang tin từ bang đụcừ bang đục

lỗ, bang từ, đĩa từ và tiến tới sử dụng đĩa CD có dung lượng ngày càng lớn, độ tincậy và tuổi thọ cao.  

Việc cài đặt các cụm vi tính trực tiếp vài hệ   NC  NC để để trờ trờ thànthành h hệ hệ thốnthốnggCNC đã tạo điều kiện ứng dụng máy công cụ CNC ngay cả trong xí nghiệp nhỏ,không có phòng lập trình riêng, nghĩa là người điều khiển máy có thể lập

không có phòng lập trình riêng, nghĩa là người điều khiển máy có thể lập trình trựctrình trựctiếp ngay trên máy Dữ liệu nhập và , nội dung lưu trữ, thông báo về tình trạnghoạt động của máy cùng các chỉ dẫn

hoạt động của máy cùng các chỉ dẫn cần thiết khác cho người điều khiển đều đượccần thiết khác cho người điều khiển đều đượchiển  thị trên màn hình.  

Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký Màn hình ban đầu chỉ là đen trắng với các ký tự chữ cái và các con số naytự chữ cái và các con số nay

đã dung màn hình màu đồ họa, độ phân giải cao (có thchúng em toán đồ và hình

vẽ mô phỏng tĩnh hay

vẽ mô phỏng tĩnh hay động), biên dạng của chi tiết gia động), biên dạng của chi tiết gia công, chuyển động của daocông, chuyển động của dao

cụ đều được hiển thị trên màng hình  

Các hệ CNC riêng lẻ có thCác hệ CNC riêng lẻ có thể ghép mạng cục bộ haể ghép mạng cục bộ hay mạng mở rộng để quảny mạng mở rộng để quản

lý điều hành một cách tổng thể hệ thống sản xuất của một xí nghiệp hay một tậpđoàn công nghiệp.  

1.1.2    C ấ u u t  t ạạo

 Hình 6: Máy CNC trong công nghiệ p

Gồồm hai phầần: phầần thân và Auto Bar+ Phần autobar dùng để chứa phôi và đấy phôi lên bằằng hệệ thốống khíPhôi có thểể  đượ c cấấ p tựự  động hoawfc do ngườ i công nhậận gá vào bàn máy+ Phầần thân: Có công dụng để  đỡ  các bộộ phậận củủa máy cnc

   Nắp đậy: Khi làm việc, dầu cắt phun vào nơi tiếp xúc giữa phôi và công cụ

và bay tung tóe khắp buồn làm việc Nếu bạn

và bay tung tóe khắp buồn làm việc Nếu bạn không đậy nắp này lại, dầu có thể dínhkhông đậy nắp này lại, dầu có thể dínhvào người bạn Vì lí do

vào người bạn Vì lí do an toàn, phải đảm bảo nắp đậy trước khan toàn, phải đảm bảo nắp đậy trước khi xả dầu cắt.i xả dầu cắt.  

  Bảng cảnh báo: Hình ảnh trên bảng  cảnh báo trong trường hợp này nhắc bạn rằng nếu bạ

 bạn rằng nếu bạn không đn không đóng nắp đậy, óng nắp đậy, có thể có có thể có những vật banhững vật bay từ buồn y từ buồn làm việc ralàm việc ra

và trúng vào người bạn.  

  Ống phun dầu: phun dầu cắt giữa nơi tiếp xúc giữa phôi và lưỡi dao để quátrình gia công có thể diễn ra Dầu cắt có  2 tác dụng: Giảm độ mài mòn của lưỡi dao,

và làm mát

  Các ụ dao: chứa các holder.  

  Ống đỡ phôi: ngậm phôi thông qua bush.  

  Bàn phím nhập dữ liệu: Nơi bạn nhập các câu lệnh dưới dạng mã G và mã

M

  Bảng điều khiển: Gồm các nút bấm để điều Bảng điều khiển: Gồm các nút bấm để điều khiển máy.khiển máy.  

  Băng truyền: khi băng truyền chạy, nó nhặt chip dụng rơi xuống và vậnchuyển ra ngoài Chip là những mảnh dụng rơi ra khi dao gia công trên thanh phôi.      Nơi châm dầu  Nơi châm dầu làm mát: làm mát: dầu này dầu này để làm để làm mát các chi mát các chi tiết cơ tiết cơ khí trong khí trong máy.máy.Dầu này khác với dầu cắt Dầu cắt được đư

Dầu này khác với dầu cắt Dầu cắt được đưa vào máy trực tiếp qua buồng a vào máy trực tiếp qua buồng làm việc.làm việc.     Chức năng của máy CNC là cắắt gọọt kim loại, nghĩa là bạn đưa thanh thép

hình tr ụụ (phôi) vào máy CNC, máy sẽẽ  gia công để t tạạo hình sảản phẩẩm

  Máy CNC cắắt phôi bằng các lưỡi dao Các lưỡ i dao này phảải có bộộ  phphận để  

giữữ nó Nhữững bộộ phầần này gọi là holder Holder đượ c gắắn trên các ụụ dao

 Hình 4: Dao tiện

  Các máy CNC, nhấất là các máy thếế hệệ mớ i, có thểể có thêm nhữững dạạng chuyểểnn

động khác nữữa, 3 dạạng chuyển động trên là phổổ biếến nhấất và vềề nguyên tắc, đủ  để l lậậ ptrình gia công bấất t ccứứ biên dạạng hình họọc nào (nhiềều u phphầần n mmềềm CAM thậậm chí chỉỉ  dùng 2 chuyển động: nộội suy tuyến tính và cung tròn để sinh tấất cảả  các chương trình

gia công)

  Chúng ta cần lưu ý hai điểm chung cho các lệệnh chuyển động Thứứ nhấất, chúnglàm việệc theo chếế  độ  lưu, có nghĩa lệnh chỉỉ cầần viếết 1 lầần và sẽẽ có hiệệu lựực cho tấất cảả các

ddữữ liệệu tọa độ tiếế p t p theoheo, c, cho ho ttớ i khi nó bịị thay (mộột lệệnh khác xuấất ht hiiệện) Thứứ hai, chỉỉ cầầnn

đưa vào lệnh tọa độ  điểm cm cuuốối, còn tọa độ  điểm đầu chính là vịị trí hiệện thờ i củủa máy (tứứcc

llà điểm cm cuuốối củủa lệnh trướ c nó)

+ Chạạy nhanh (hay còn gọi là định vịị))

Hầu như tất cảả  các máy CNC đều dùng lệệnh G00 (hoặc G0) để thựực hiệện chạạyynhanh Trong lệệnh phảải có các tọa độ  đích Vớ i lệệnh này chuyển động tuyếến tính củủaa bàn (hoặc đầu dao) sẽẽ  đạt giá tr ịị t tối đa có thể có của máy Chúng được dùng để giảảmthiểểu u ththờ i gian chạạy không tảải (không cắắt) trong quá trình gia công Các ví dụụ  ccủủaachuyển động nhanh như định vịị dao vào và ra khỏỏi vịị trí cắắt, chạy tránh đồ k ẹẹ p và  p và cáccác

chướ ng ngạại khác hay nói chung Các máy CNC hiện đại có thểể  đạt tốc độ chạạy nhanh

r ấất cao, ví dụụ có máy tớ i 250m/ph Vì vậậy khi vậận hành máy cầần hếết sứức cẩẩn tr ọọng và

kiểểm tra k ỹỹ  lưỡ ng các lệệnh nhanh Nếếu không sựự cốố  cũng chẳng khác gì bạạn lái xe

đâm vào xe khác vậy R ấất may là các bộộ  điều khiển CNC đều có chức năng giành

kiểểm soát lệệnh này (làm chậậm lạại) giúp chúng ta kiểm tra chương trình dễ  dàng hơn.  

+ Chuyển động thẳẳng

Lệệnh G01 (hoặc G1) được dùng để  xác định tốc độ cắt (ăn dao hay chạy bàn)

theo đườ ng thẳẳng (feed rate) Trên trung tâm gia công tốc độ cắt (lưu ý phân biệt vớ ii

vvậận tốốc cắắt là vậận tốốc dài của mũi dao so với phôi) được đủa mũi dao so với phôi) được đo bằo bằng mm/phút (mm/min)

hoặặc inch/phút (in/min, IPM) Vớ i trung tâm tiệện, n, ttốc độ   ccắt còn được đo bằngmm/vòng hay inch/vòng (mm/rev, in/rev)

1.1.3    P Phâ hân lo n loạạii

Phát triểển nhanh chóng vớ i nhữững tiếến bộộ trong máy tính, ta có thếế bắắt gặp CNC dướ ii

ddạạng   Máy tiệện cnc   Máy phay cnc   Máy khoan cnc   Máy cắt tia nướ c có hạạt mài   Máy cắắt khắắc cnc

  Máy đột dậậ p   Máy điêu khắc 3D và nhiềều loạại máy công cụụ công nghiệệ p khác   Máy CNC phân ra nhiềều loạại : 3 tr ụục, 4 tr ụục, 5trujc, phay 5 tr ụục, tiệện 5 tr ụục

có ba tr ục cơ bản XYZ, các tr ụục còn lại đượ c hiểểu là quay quanh tr ụục Z, tr ụục X, tr ụụccY

 Hình 5: Máy phay g ỗ  

Các máy điều khiển điểm tới điểm.  

  Ví dụ như Ví dụ như máy khoan, khoét, máy hàn điểm, máy đột, dập…máy khoan, khoét, máy hàn điểm, máy đột, dập…  

b    Tính năng linh hoạt cao  

Chương trình có thể thay đổi dễ dàng và nhanh chóng, thích ứng với các loại

chi tiết khác nhau Do đó rút ngắn được thời gian phụ và thời gian chuẩn bị sản xuất,tạo điều kiện thuận lơi cho việc tự động hóa sản xuất hàng loạt nhỏ.  

Bất cứ lúc nào cũng có thể sản xuất nhanh chóng những chi tiết đã có chương trình

Vì thế, không cần phải sản xuất chi tiết dự trữ, mà chỉ giữ lấy chương trình của chitiết đó Máy CNC gia công được những chi tiết nhỏ, vừa, phản ứng một cách linhhoạt khi nhiệm vụ công nghệ thay đổi và điều quan trọng nhất là việc lập trình giacông có thể thực hiện ngoài máy, trong các văn phòng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tinhọc thông qua các  thiết bị vi tính, vi sử lý …  

c    Tính năng tập trung nguyên công   

Đa số các máy CNC có thể thực hiện số lượng lớn các ngu

Đa số các máy CNC có thể thực hiện số lượng lớn các nguyên công khác nhauyên công khác nhau

mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết Từ khả năng tập tr ung các nguyên

công, các máy CNC đã được phát triển thành các trung tâm gia công CNC.  

d    Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao  

Giảm được hư hỏng do sai sót Giảm được hư hỏng do sai sót của con người.Đồng thời cũng giảm đượcủa con người.Đồng thời cũng giảm được cườngc cường

độ chú ý của con người khi làm việc.Có khả năng gia  công chính xác hàng loạt.Độchính xác lặp lại, đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình gia công là điểm

ưu việt tuyệt đối của máy CNC.Máy CNC với hệ thống điều khiển khép kín có khảnăng gia công được những chi tiết chính xác cả về hình dáng đến  kích thước Nhữngđặc điểm này thuận tiện cho việclắp lẫn, giảm khả năng tổn thất phôi liệu ở mức thấpnhất.  

e    Gia công biên dạng phức tạp  

Máy CNC là máy duy nhất có thể gia công chính xác và nhanh các chi tiết cóhình dáng phức tạp như các bề

hình dáng phức tạp như các bề mặt 3 chiều.mặt 3 chiều.  

Tính năng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao     Cải thiện tuổi bền dao nhờ điều kiện cắt tối ưu Tiết kiệm dụng cụ cắt gọt, đồ

gá và các phụ tùng khác.  

  Giảm phế phẩm.  

  Tiết kiệm tiền thuê mướn lao động do không cần yêu cầu kỹ năng nghề nghiệpnhưng năng suất gia công cao hơn.  

  Sử dụng lại chương trình gia công.  

  Giảm thời gian sản xuất.  

  Thời gian sử dụng máy nhiều hơn nhờ vào giảm thời gian dừng máy.  

  Giảm thời gian kiểm tra vì Giảm thời gian kiểm tra vì máy CNC sản xuất chi tiết chất lượng đồmáy CNC sản xuất chi tiết chất lượng đồng nhất.ng nhất.     CNC có thể thay đổi nhanh chóng từ việc gia công loại chi tiết này sang loạikhác với thời gian chuẩn bị thấp nhất.  

Tuy nhiên máy CNC không phải không có những hạn chế Dưới đây là một sốhạn  

chế:  

Sự đầu tư ban đầu cao: Nhược điểm lớn nhất trong việc sử dụng máy CNC là

tiền vốn đầu tư ban  đầu cao cùng với chi phí lắp đặt.  

  Yêu cầu bảo dưỡng cao: MáYêu cầu bảo dưỡng cao: Máy CNC là thiết bị kỹ thuật cao và y CNC là thiết bị kỹ thuật cao và hệ thống cơ khí,hệ thống cơ khí,điện của nó rất phức tạp Để máy gia công được chính xác cần thường xuyên bảodưỡng Người bảo dưỡng phải tinh thông cả về cơ và điện.  

  Hiệu quả thấp với những chi tiết đơn giản.  

1.2.   Các sCác sảản phn phẩẩn tn từ ừ  CNC CNC

  Từừ các ứứng ng ddụụng ng ccủủa máy CNC r ấất t r r ộộng nên sảản n phphẩẩm từừ  CNC cũng rất đa

ddạạng, ví dụụ  như đồ nộội thấất, các chi tiết gia công cơ khí, tranh đá, chữ  điêu khắc nghệệ  thuậật

  Các sảản phẩm đồ gỗỗ t từừ máy CNC

   Các sảản phẩẩm chi tiếết máy móc từừ các vậật liệệu thép, nhôm và các loạại vậật liệệuukhác

 Hình 9: Đồ handmade t ừ  CNC

 Hình 10: Phay CNC cánh tuabin

1.3.   GiGiớ ớ i thii thiệệu vu vềề máy CNC mini máy CNC mini

Máy CNC mini là dòng máy cnc cỡ  nhỏỏ Chuyên dùng khắắc nhữững ng vvậật kích

thướ c nhỏỏ  như đồ trang sứức Máy làm việệc tốốt trên r ấất nhiềều vậật liệu như Gỗ, mica,

Các máy đặc biệệt hữữu ích cho mục đích giáo dục và nghiên cứứu, và nó r ấất dễễ  tích hợ  p vớ i các hệệ thốống sảản xuất khác Nó cũng có thể  đượ c sửử dụng để giớ i thiệệuukhía cạạnh CNC củủa các hệệ thốống CAM mà không có quá nhiềều u phphứức tạạ p h p hiiệện diệệnn

trong thương mại hệệ thốống

Mộột sốố loạại máy CNC mini:

 Hình 11: Máy CNC mini 3 tr ục  

 Hình 12: Máy phay CNC 4 tr ục

1.4.   Ứ Ứ ng dng dụụng cng củủa máy CNCa máy CNC

  Tính năng ưu việt củủa máy CNC cho phép gia công nhiềều loạại, an toàn, tiếếng

ồồn nhỏ, năng suất cao và vậận hành dễễ  dàng hơn dàng hơn Máy Máy CNC cCNC có độó độ chính xác cao nên

ssảản phẩẩm có giá tr ịị cao và giá tr ịị cao, sảản phẩẩm có chất lượng đồng đều Đây là yếuu

ttốố quan tr ọọng và cầần thiếết nhấất trong sảản xuất Kĩ thuật tựự  động củủa máy CNC giảảmthiểểu tối đa ối đa sai sai sót csót cho sảho sản phẩm, cho nên có ưng đụng r ất đa dạng trong mọọi hoạạtt

động sảản xuấất

+ Ứ ng dụụng sảản xuấất bàn ghếế , tủủ gỗỗ, cửửa gỗỗ các thiếết bịị nộội thấất khắắc bằằng gỗỗ, vớ iimáy CNC những khó khăn khi xử   lý các đườ ng cong hay gấấ p khúc, các mô hình 3D

giờ   đây đã trở  nên dễễ dàng Việệc khắắc trên gỗ, inox, mika, nhôm hay đá, thủy tinh

cũng trở   nên đơ n giảản n nhanh chóng nhanh chóng chính xác chính xác và tivà tiệện lợ i mang lạại hiệệu quảả kinh tếế  cao Các sảản phẩẩm từừ máy CNC mang tính thẩẩm mỹỹ  cao, săc xảo và bắắt mắắt.t

-  Khắc cắt hoạ tiết, hoa văn, hình ảnh 3D, làm bảng hiệu, quảng cáo. 

-  Khắc và cắt trên các loại gỗ, trên mica, làm mô hình

-  Khắc trên pha lê, thủy tinh, kiếng, đá. 

-  Khắc họa tiết, hoa văn trên các sản phẩm qùa tặng, kỷ niệm chương 

-  Cắt giấy làm thiệp không bị cháy, đẹp mỹ thuật và hiệu qủa. 

-  Khắc logo thương hiệu, cắt vải không bị tưa… 

-  Ứng dụng của máy CNC trong việc cắt vi mạch điện tử không còn mới, song

để áp dụng thành công đòi hỏi phải có được lập trình chính xác tuyệt đối

-  Ứng dụng trên board mạch của máy tính, máy tính bảng và các thiết bị điện

thoại thông minh (smartphone); cụ thể là board mạch của máy tính Apple, iPad vàiphone

Phương pháp sửa chữa mainboard của máy tính và điện thoại được áp dụng phổ biến hiện nay là máy khò và máy hàn Nói một cách đơn giản đó là việc dùngnhiệt độ từ máy khò để tác động lên chip. 

Với xu thế thiết kế ngày càng mỏng và nhẹ của các thiết bị, đòi hỏi cấu trúccủa mainboard ngày càng mỏng manh Việc gia nhiệt với một nhiệt độ rất cao (trung bình là 300 độ C) trên thân mainboard là một việc ngày càng nguy hiểm đối với tất

cả các linh kiện khác trên mainboard mà KTV không thể kiểm soát được. 

Đúc kết từ quá trình sửa chữa các thiết bị của Apple, chúng tôi nhận thấy rằng,hầu hết các thiết bị có lỗi của chip A4, A5, A6, A6X, A7, lỗi ổ cứng … khi sử dụngmáy khò truyền thống đều không hiệu quả, tỷ lệ thành công không cao, di chứng đểlại nhiều do bị lan nhiệt sang các con chip gần chip bị khò ra. 

Vậy vấn đề mấu chốt ở đây là kiểm soát nhiệt độ Sử dụng máy CNC để cắt

và mài toàn bộ con chip lỗi mà không cần phải gia nhiệt lên thân mainboard; sau đóhàn chip mới vào main, nhiệt độ mainboard phải chịu không đáng kể. 

Việc lập trình tự động cho máy CNC chạy trên chip của thiết bị điện tử đòi hỏi

sự chính xác tuyệt đối, lập trình như thế nào để máy gọt hở chân IC mà không cần phải dọn keo, chỉ việc đóng IC mới đã thách thức chúng tôi trong một khoảng thời

gian dài

Hiện tại, Handheld Care Centre đã ứng dụng thành công máy CNC trong côngviệc của mình trên tất cả các chip lớn trên mainboard của MacBook, ipad và iphone

Từ đây mở ra được một hướng giải quyết một cách an toàn nhất cho việc sửa chữa và

thay thế linh kiện trên mạch. 

-  Sản xuất, chế tạo các chi tiết cơ khí chính xác, bền đẹp, hiệu quả sử dụng cao,

cả với nhưng chi tiết phức tạp, đơn chiếc  

-  Các chi tiết cơ khí loại đủ loại lớn,vừa, nhỏ nhiều chủng loại, phù hợp sảnxuất hàng loạt hàng khối, tính công nghiệp cao. 

  Từ việc phân tích và với Từ việc phân tích và với những kiến thức đã được học chúngnhững kiến thức đã được học chúng chún chúng g e em mlựachọn đề tài tốt nghiệp là “thiết kế mô hình máy phay CNC 4 trục”  phay trên các

loại vật liệu như gỗ và mica  

CHƯƠNG 2: THIẾT K Ế ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰ C HỌC MÁY2.1.   Nguyên lý máy cnc 4 trục.Nguyên lý máy cnc 4 trục.  

CNC4 trục có cấu tạo gồm 1 trục chính có tốc độ qua4 trục có cấu tạo gồm 1 trục chính có tốc độ quay cao có gắn đầu cắt nhưy cao có gắn đầu cắt nhưmũi dao phay, khoan, khoét để cắt sản phẩm

Sau khi kích hoạt máy hoạt động thì trục chính sẽ di chuyển theo chiều Z lênxuống Trong khi đó bàn máy giữ sản phẩm và di chuyển theo trục X và trục Y kếthợp với trục Z để đưa lưỡi cắt đến những bền mặt muốn gia công của sản phẩm.  

Trục A có khả năng giữ phôi và cho phôi quay tròn theo ý muốn để đáp ứng các yêucầu cần gia công như sản phẩm có bề mặt trụ tròn v.v

Y A

  Trục Y có thể trượt được trên bệ đỡ vừa nâng được các trục X và Z thì

nó thường phải có kết cấu vũng chắc và có các thanh rằng ngang, để toàn bộ phầntrượt Y không bị

trượt Y không bị vênh Xộc xệch khi di chuyển Đồng thời 2 vênh Xộc xệch khi di chuyển Đồng thời 2 tấm đỡ 2 bên phải tấm đỡ 2 bên phải đủđủ

độ dày để khi cắt vào trục trượt của bệ đỡ thì khớp trượt không bị rơ, đảm bảo trượt

  Trên bệ đỡ có các thanh trượt trục Y và phôi cần gia công  

2.2.2 Phương án phôi di chuyển trên trục Y, dụng cụ gia công dichuyển trên trục X và Z   

  Phần cố định bao gồm khung máy ( hay bệ đỡ), các trục trượt, động cơ

và cơ cấu truyền động của trục X và trục Y gắn

và cơ cấu truyền động của trục X và trục Y gắn cố định và khung máy.cố định và khung máy.  

  Trục X và trục Y Trục X và trục Y đều trượt trên các thanh trượt gắn cố đđều trượt trên các thanh trượt gắn cố định ở khung, trụcịnh ở khung, trục

Z trượt trên trục X, nên trên trục X có gắn các thanh trượt, động cơ và cơ cấutruyền động của trục Z.  

2.2.3 Phương án bàn máy mang phôi di chuyển theo trục X, Y   

AA

 Hình 15: Phương án 2  

  Động cơ trục Động cơ trục chính di chuyển chính di chuyển lên xuống theo trục lên xuống theo trục Z còn Z còn bbàn máy mang

 phôi  phôi di cdi chuyển huyển theo theo trục trục X,Y.X,Y.  

 2.2.4  2.2.4 L Lự a a ch chọn phương án động họọcc

Từừ phân tí phân tích các phư   ch các phương án chuơng án chuyển độyển động trên cùng vớ i mục đích sử dụụng

mô hình thí nghiệệm, nhóm chọn phương án 2 phôi cốố  định nh ssẽẽ  làm tăng diện tích

gia công kích thướ c máy vẫẫn nhỏỏ gọọn

X

      Z

Y

   Hình 16 : Phương án 3  

2.3.   Sơ đồSơ đồ  độđộng hng họọc máyc máy

   Phươ Phương áng án sử n sử  d ụng vi ng vitt –   đai ố c:

  Ưu điểm củủa bộộ truyềền vít –   đai ốc:

 –   Bộ truyền vít đai ốc có kết cấu đBộ truyền vít đai ốc có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành kơn giản, dễ chế tạo, giá thành không cao có kíchhông cao có kíchthước nhỏ gọn, tiện sử dụng.  

 –  Bộộ truyềền có khảả  năng tải cao, làm việệc tin cậậy Không gây tiếếng ồồn

 –  Có tỷỷ sốố truyềền r ấất lớ n tạo ra đượ c lựực dọọc tr ụục lớ n, trong khi chỉỉ cần đặt lựực nhỏỏ  vào tay quay

 –  Có thểể thựực hiện đượ c di chuyềền chậậm, chính xác cao

   Nhược điể m củủa bộộ truyề n vít –   đai ố c:

 –   Hiệu suất của bộ truyền rất thấp.  

 –   Ren bị mòn nhanh, nên tuổi bền Ren bị mòn nhanh, nên tuổi bền không cao, nhất là khi phải không cao, nhất là khi phải làm việc với tốc độlàm việc với tốc độlớn.  

  Phương   án sử dụng bộ  truyền đai:  

 Hình 18: Sơ đồ động học máy sử  d ụng bộ truyền đai 

  Việc truyền lực có tính đàn hồi.  

  Chạy êm ít ổn, chịu sốc.  

  Khoảng cách trục có thể lớn hơn.  

  Không cần thiết bôi trơn     Phí tổn bảo dưỡng ít  

   Nhược điểm:  

  Bị trượt qua sự giãn nở Bị trượt qua sự giãn nở của dây đaicủa dây đai  

  Qua đó không có tỷ lệ tQua đó không có tỷ lệ truyền chính xác.ruyền chính xác.  

   Nhiệt độ ứng dụng bị giới hạn. Nhiệt độ ứng dụng bị giới hạn.  

  Thêm tải trọng lên ổ trục do lực căng cần thiết của dây đai.Thêm tải trọng lên ổ trục do lực căng cần thiết của dây đai   

T ừ việc phân tích các ưu –   nhược điểm chúng em lựa chọn phương án nguyên lýthiết kế sử dụng bộ truyền vit –   đai ốc.  

2.4.   Nguyên lý hoNguyên lý hoạt độạt động máy thing máy thiếết k t k ếế::

Máy CNC 4 tr ụục có cấấu tạạo gồồm 1 bà gá sảản phẩẩm, 1 tr ụục chính(spindle)quay ở  t tốc độ cao gắắn các loạại dao cụụ  để thựực hiệện gia công và các tr ụục X,Y,Z,A.Khi cấp điện cho các động cơ gắn vào các tr ụục và thông qua bộộ truyềền vitme tr ụụcc

Y sẽẽ di chuyểển kéo theo tr ụục X và Z di chuyển theo Động cơ gắn vào tr ụục X khi

đượ c khởi động sẽẽ dẫn động kéo cho Z di ng kéo cho Z di chuychuyển đến mộột vịị  trí xác định Khi động

cơ gắn trên tr ục Z đượ c khởi động sẽẽ kéo theo sựự dịịch chuyểển lên xuốống của động

cơ

cơ ttr ụục chính( spindle) gắắn dao cụụ gia công khiếến n ttạạo ra chiềều sâu cắắt t nhnhất định

Động cơ trục c ththứứ 4 khi hoạt động ng ssẽẽ làm cho phôi quay tròn và tạạo nên nhữững

   Tấất t ccảả  hohoạt động ng ccủa máy đượ c c ththựực c hihiệện n bbằng các mã CNC code như

ddịịch chuyểển các tr ụục vềề 1  1 vvịị  trí xác định, vậận tốốc cắắt, chiềều sâu cắt, đóng mở  tr ụụccchính

   Đối vớ i mỗi mã đều đượ c hoạt động riêng biệệt.t

   Hệệ  ththốống ng ccảảnh báo có sẵn để  bbảảo o vvệệ các hoạt động và các thành phầầnnkhác nhau

2.5.   LLựa chọnựa chọn cáccác cơ cấu truyền độngcơ cấu truyền động  

Đai ốc thì được gắn chặt vào bộ phận cần chuyển động ( trục X, Y, Z)phận cần chuyển động ( trục X, Y, Z)     Tốc độ di chuyển phụ thuộc vào tốc độ động cơ và bước ren của trụccvit, một vòng quay của động cơ sẽ làm đai ốc di chuyển một đoạn bằng bước rencủa trục vít, vì vậy tốc độ di chuyển của bộ phận trượt ở phương án này là chậm

và có độ chính xác khi chuyển động không cao vì có độ rơ của đai ốc Dùng động

cơ bước có bước góc càng nhỏ và trục ren có bước ren càng nhỏ thì độ chính xác

di chuyển càng cao.  

  Một số ưu điểm khác là tạo ra lực đẩy lớn khi gia công mẫu vật Phương

án này được dùng trong các máy CNC công nghiệp, gia công các loại vật lệu cứng,kích thước lớn …  

b    Vít me đai ốc bi

 Hình 20: Vitme đai ố c bi  

Đây là dạng vít me đai ốc Đây là dạng vít me đai ốc thay vì ma sát trượt ththay vì ma sát trượt thôông thường tiếp xúc giữavit me và đai ốc thong qua các viên bi, được chuyển thành ma sát lăn Điều này

đđchúng em đến một

  Ưu điểm: chỉ cần một lực quay rất nhỏ đã có thể làm cho đai ốc chuyểnđộng.  

  Độ chính xác di chuyển cao do không Độ chính xác di chuyển cao do không có độ rơ giữa vitme và đai ốc.có độ rơ giữa vitme và đai ốc.  

  Trên đây là kết cấu của bộ truyền vít me đai ốc bi Tuy có kết cấu đa dạngnhưng các thành phần chủ yếu của bộ truyền bao gồm: vít me; đai ốc ; các viên

 bi; và rãnh hồi bi   

Vấn đề quan tâm trong bộ truyền vit me –   đai ốc bi đó là dạng profin răngvit me và đai ốc profin răng vít me dạng chữ nhật và hình thang là chế tạo đơngiản hơn cả nhưng khả năng chịu tải

giản hơn cả nhưng khả năng chịu tải kém Để tăng khả năng chịu tải, người ta tăngkém Để tăng khả năng chịu tải, người ta tăng  

Một vấn đề cũng rất quan trọng trong kết cấu của Một vấn đề cũng rất quan trọng trong kết cấu của bộ truyền đó là kết cấubộ truyền đó là kết cấucủa rãnh hồi bi; rãnh hồi bi có thể là dạng ống, hoặc là dạng theo lỗ khoan trongđai ốc hoặc là dạng rãnh hồi bi

đai ốc hoặc là dạng rãnh hồi bi giữa hai vòng ren giữa hai vòng ren kế tiếp.kế tiếp.  

Rãnh hồi bi dạng ống Rãnh hồi bi dạng ống có nhược điểm là tăng kích thước bộ có nhược điểm là tăng kích thước bộ chuyền, độ bềnchuyền, độ bềnmòn của đầu ống thấp, kẹp chặt ống có độ tin cậy không cao.  

Rãnh hồi bi theo lỗ khoan trên đai ốc có ưu điểm là kết cấu gọn và tínhcông nghệ tốt song khả năng

công nghệ tốt song khả năng tách thànhtách thành  nhiều nhóm hồi bị khó khăn.  

Rãnh hồi bi giữa hai vòng ren kế tiếp:

Rãnh hồi bi giữa hai vòng ren kế tiếp: là dạng hồi bi được dung nhiều hơn cả, cólà dạng hồi bi được dung nhiều hơn cả, cókích thước gọn nhất, không bị mòm nhanh, độ tin cậy cao và chiều dài rãnh hồi bilớn

 2.5.2    Phươ Phương áng án dùnn dùng bág bánh rănh răng tng thanh hanh răng răng   

Trong bộ truyền này răng của bánh răng và thanh răng có thể là thẳng hoặcnghiêng Đối vớ i bộ truyền bánh răng –    thanh răng phẳng, góc nghiêng của răng trên

 bánh răng và thanh răng phải bằng nhau Ngoài ra cần chú ý chiều xoắn của răng trên bánh răng và thanh răng để có thể ăn khớ  đượ c

Bánh răng quay 1 vòng làm thanh răng đi πmZ. m là mô đun của thanh răng theo phương chuyểnđộng của thanhrăng, hay môđun của bánhrăng trong mặt phẳngvuông góc vớ i tr ục quay của bánh rang Z là số răng của bánh răng. 

Một số trườ ng hợ  p:

Bánh răng quay, thanh răng tịnh tiến

Thanh răng cố định, bánh răng vừa quay vừa tịnh tiến Đườ ng sắt thanh răng, 

 bàn xe dao máy tiện là trườ ng hợ  p này Một điểm trên vòng lăn của bánh răng vạch

rađườ ng xycloit Bánh răng cố định, thanh răng vừa quay vừa tịnh tiến.Một điểm trên

đường lăn của thanh răng vạch ra đườ ng thân khai vòng tròn

Thanh răng ngắn cố định, di chuyển của con trượt mang bánh răng sẽ làm

thanh răng dài di chuyển vớ i vận tốc bằng hai lần vận tốc của con trượ t mang bánh

răng. 

Có thể tránh việc chế tạo thanh răng bằng cách thay bánh răng bằng bánh xích

và thanh răng bằng xích (xích truyền động) Xích được đặt trong rãnh và chốt xích

đượ c thay bằng chốt dài hơn để cố định xích vớ i rãnh

 2.5.3    Phươ Phương án ng án dùng dùng đai.đai.  

Hai đầu của đai được dặt vừa vào hai puli Hai đầu của đai được dặt vừa vào hai puli có cùng kích thước răng với đai.có cùng kích thước răng với đai.Một cái bắt chặt vào trục động cơ, còn cái còn lại bắt

Một cái bắt chặt vào trục động cơ, còn cái còn lại bắt vào trục quay tự do ở phíavào trục quay tự do ở phíadọc theo chiều của trục được dẫn động Một phần của đai được gắn chặt với bộ phận

 phận của của phần phần trượtrượt t khi khi động động cơ cơ quaquay, y, toàn toàn bộ bộ đai đai dịch dịch chuchuyển yển vvà kéo theo các

đẩy nhỏ nên khi gặp tải lớn sẽ bị trượt bước hoắc dãn đaisẽ bị trượt bước hoắc dãn đai  

K ế t t luluậận:

Chọn phương án phôi cố định dung vít me đai thường  làm cơ cấu chuyểnđộng. Nhóm quyết định chọn phương án này vì thiết kế cơ khí đơn giản.Đảm bảođược các yêu cầu một máy CNC ở mức độ mô hình ứng dụng học tập sử dụng vít

me thường làm cho các trục di chuyển dễ dàng hơn.  

2.6.   ThiThiếết k t k ếế h hệệ th thống cơ khí cho máyống cơ khí cho máy

 2.6  2.6.1 .1    Xác đị nh chế   độ làm vi ệệc c gi  gi ớ i hạạn

  Chếế  độ cắắt cực đạii   Để  xác định sơ bộ các thông sốố v, s , t giớ i hạạn dùng công thứức thựực nghiệệm

xác… Do đó chế  độ cắt này thường dùng để tham khảảo Chếế  độ cắắt thích hợp hơn là

chếế  độ cắắt tính toán dựựa vào quy trình công nghệệ hợ  p lý  p lý gia công vgia công với năng suất cao

ddựựa theo công thứứcc ửử nguyên lý cắắt.t

   Chiềều dài phầần làm viêc củủa dao L = 8 mm

  Sốố  răng của dao Z = 4 răng  

Dựựa vào các thông sốố  đã chọnn

Sz = 0,06 mm/ răng  t= 0,7 mm

Khi đó tốc độ cắt được xác định

V =    . . 

   . .   . .   . .  .         

Trong đó :  

Cv

Cv = = 46,7 46,7 , , q q = = 0,45 0,45 ,x ,x = = 0,5 0,5 ,y ,y = = 0,50,5U=

U= 0,1 0,1 , , p p = = 0,1 0,1 ,m ,m = = 0,330,33( Bảảng 5.39 sổổ tay CNCTM 2)

- Lựực chạạy dao ngang :  ℎℎ = 0,25     = 0,25 873 = 218 (N )

- Lựực chạạy dao thẳng đứng :     = 0,95     = 0,95 873 = 829 (N)

- Lựực chạy dao hướ ng tr ụục :    = 0,52     = 0,52 873 = 453 (N)

Trong chếế  ttạạo máy việệc tính công suấất t ccủa động cơ điện là việệc không thểể  thiếếu.Nó tạo cơ sở  cho việc tính toán động ng llựực c hhọọc củủa các chi tiếết và các bộộ  phphậậnnmáy

Việc xác định công suấất của động cơ điện phải đạt mứức chính xác nhất định

 Nếếu công suấất của động cơ thừa so vớ i yêu cầầu thì máy vẫẫn làm việc nhưng kết cấấuu

ccồồng k ềềnh, nặng nè và đắt tiền Ngượ c lạại, nếếu công suấất nhỏỏ  hơn yêu cầu thì không

đảm bảo đượ c quá trình cắắt gọọt, máy sẽẽ bịị quá tảải và mau hỏỏng

 2.6  2.6.4 .4    Xác đị nh cô nh công ng su suất động cơ truyền động chính.

Trên cơ sở   Pz và V đã được xác định từừ  trướ cc

Ta

Ta có, có, công công susuấất cắắtt

  là

  = .     .,8 = . 8.  .,8 = 0,084 (KW)

Thông thườ ng công suấất cắắt chiếếm khoảảng (70% - 80%) công suấất của động

cơ Một cách gần đúng, ta có công suất của động cơ xác định như sau:

  ==  ƞƞ    

Vớ ii

ƞƞ   =

0,995  0,97  0,96 = 0,83

    == ,8 ,8   = 0.101 (KW)

   Tiếến hành chọọn công suất động cơ vớ i N = 300 (W)

V = 12000 (v/ph)

 2.6

 2.6.5 .5    Bộộ t  trruy  uy ềền vi n vitm tme e –   đai ố cc

Ta đã biết t nnếếu u hhợ  p  p chchạy dao không đủ  ccứứng ng vvững, đặc biệệt t nnếu đườ ng kính

ccủủa vitme quá nhỏỏ  thì lượ ng chạạy dao sẽẽ  không đều làm ảnh hưởng đến độ nhẵẵn củủaa

 bềề mặặt thậm chí còn làm sai kich thướ c, hình dạạng củủa bềề mặt gia công Để  đản bảảookhi chạy dao được êm, chĩnh xác thì đườ ng kính vitme phải đủ bềền vì cằằn giảảm ma

sát trượ t trên sống trượ t bằng cách bôi trơn tốtt

a     Xác định sơ bộ  đườ ng kính trong d của ren theo độ bề n kéo

Chọọn d = 12 mm

b    Chọọn các thông số  bộộ truyề n   Bướ c ren

P = 2 mm   Đườ ng kính tr ụụcc

D = 12 mm   Đườ ng kính trong

d = 9,5 mm   Đườ ng kính vong chia

 

 = 11 mm   Góc vít

 =   ..   = arctg  ,      

=  3,03°°  

c     Kiểm tra độ bề n

Chỉỉ cầần n kikiểểm tra khi lựực chạạy dao và momen xoắắn n llớ nn ở    vitme vitme các các llựực kéo

hoặặc nén và xoắắn cùng tác dụụng 1 lúc, cầần phảải kiểểm tra ứứng xuất tương đương theo

lý thuyết Mê xơ :  

a     Xác định moomen và chiề u r ộng dây đai  

Momen được xác định theo công thứức sau :

m = 35         

c    Chọọn vậật liệu puly răng   

  Bánh nhỏỏ: vậật liệu nhôm có cơ tính :  

 Ntd = 60.u.n.T