Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử Ứng dụng công nghệ CAD CAM chế tạo bánh vít trong bộ truyền trục vít bánh vít trên máy CNC 3 trục

-Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác Với các nhiệm vụ trên đồ án tốt nghiệp gồm 5 chương như sau: Chương1 :Tổng quan - Tìm hiểu về bộ truyền trục vít bánh vít Chương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Trường Đại Học Giao Thông Vận

Tải Hà Nội

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÁY

2- Các số liệu ban đầu để làm thiết kế:

 Chi tiết mẫu trục vít – bánh vít.

2 Tính toán thiết kế 01 bộ truyền trục vít.

3 Vẽ bề mặt biên dạng răng của bánh vít.

4 Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để gia công bánh vít trên máy

phay CNC 3 trục.

5 Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác.

4- Các bản vẽ chính:

 01 Bản vẽ A4: Bản vẽ chi tiết trục vít

 01 Bản vẽ A4: Bản vẽ chi tiết bánh vít

5- Cán bộ hướng dẫn chính:

a Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Sơn

b Cán bộ ngoài sản xuất:

6- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày tháng ….năm 2013.

7- Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: Ngày … tháng … năm 2013.

TL/HIỆU TRƯỞNG Ngày Tháng Năm 2014 Đã giao nhiệm vụ TKTN

Trưởng Khoa Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn

TS.Lê Lăng Vân TS.Nguyễn Hồng Sơn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành Cơ điện tử

là một trong những nghành mũi nhọn của nước ta với sự ứng dụng, tích hợp củacác hệ thống riêng biệt như cơ khí, điện tử, điều khiển máy tính.Hiện nay các doanh nghiệp hiện đang thiếu nguồn nhân lực có trình độ và tay nghề cao để sản xuất các sản phẩm đáp ứng cho nhu cầu xã hội ngày càng cao Vì vậy đòi hỏi các kỹ sư, cán bộ cơ khí và đặc biệt là đội ngũ sinh viên mới ra trường phải

có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề cụ thể trong sản xuất, sửa chữa sau này khi ra trường

Qua thời gian 4 năm ngồi trên ghế nhà trường và được các thầy cô trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản Đồ án tốt nghiệp là một giai đoạn quan trọng cuối cùng để đánh giá và giúp sinh viên kết nối kiến thức thực tế với lý thuyết

đã được giảng dạy ở trường để giải quyết một vấn đề sản xuất thực tế gặp phải Thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp chỉ có 12 tuần, đây là khoảng thời giankhông nhiều và phải tổng hợp rất nhiều các kiến thức thực tế Nhưng nó thực sựrất quan trọng đối với sinh viên Trong thời gian thực tập này được sự giúp đỡ của bộ môn Kỹ Thuật Máy trường Đại học Giao thông Vận tải và đặc biệt là dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ của TS Nguyễn Hồng Sơn em đã thu được những kiến thức rất quan trọng để hoàn thiện kiến thức của mình và hoàn thànhnhiệm vụ tốt nghiệp được giao Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật máy trường Đại học Giao thông Vận tải, banlãnh đạo, các cán bộ công nhân viên trong Công ty Cổ phần Cơ khí Hồng Lĩnh

và đặc biệt là thầy Nguyễn Hồng Sơn đã hướng dẫn em thực hiện tốt đồ án tốt

nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn Kính chúc các thầy cô luôn dồi dào sức khỏe vàthành công trong cuộc sống

TÓM TẮT NỘI DUNG

Ngày nay với việc ứng dụng công nghệ cao cùng với sự trợ giúp của máy tính và các hệ thống rô bốt vào quá trình thiết kế và sản xuất cơ khí cho phép nâng cao năng suất, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sản phẩm Trong đó ứng dụng CAD/CAM để thiết kế ,gia công sản phẩm cơ khí trên các máy CNC đang được sử dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp để đáp ứng các yêu cầu về

kỹ thuât,kinh tế

Trong quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp với mục tiêu ứng dụng kiến thức đã học và gắn với sản xuất thực tiễn tại doanh nghiệp cơ khí em đượcgiao những nhiệm vụ sau:

-Tìm hiểu về bộ truyền động trục vít bánh vít

-Tính toán thiết kế 01 bộ truyền trục vít

-Vẽ bề mặt biên dạng răng của bánh vít

-Ứng dụng CAD/CAM để gia công bánh vít trên máy phay CNC 3 trục

-Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác

Với các nhiệm vụ trên đồ án tốt nghiệp gồm 5 chương như sau:

Chương1 :Tổng quan - Tìm hiểu về bộ truyền trục vít bánh vít

Chương 2 : Tính toán thiết kế 01 bộ truyền trục vít- bánh vít

Chương 3: Công nghệ CAD/CAM và khả năng ứng dụng trong thiết

kế, gia công trên máy CNC

Chương 4 : Vẽ biên dạng bề mặt rãnh răng bánh vít với Mastercam X5

Chương 5:Ứng dụng Cam để gia công trên máy phay CNC hartforf 3 truc tọa độ

-

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN 1

1.1: Tìm hiểu về bộ truyền trục vít bánh vít 1

1.1.1:Khái niệm 1

1.1.2:Cấu tạo , nguyên lý hoạt dộng 1

1.1.3:Phân loại 2

1.1.4:Ưu nhược điểm 4

1.1.5:Phạm vi sử dụng 4

1.2:Các thông số cơ bản của bộ truyền trục vít bánh vít hình trụ 5

1.2.1:Trong trường hợp không dịch chỉnh 5

1.2.2:Trường hợp có dịch chỉnh 8

1.3: Độ chính xác của bộ truyền trục vít-bánh vít: 9

1.4:Các phương pháp cắt răng trục vít -bánh vít hình trụ 10

1.4.1: Trục vít: 10

1.4.2: Bánh vít: 15

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 01 BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT-BÁNH VÍT 17

2.1:Yêu cầu 17

2.2:Tính toán thiết kế lại theo yêu cầu 17

2.2.1 : Trục vít 17

2.2.2: Bánh vít 19

2.3:Thông số hình học của bộ truyền 20

2.4: Phân tích tính năng làm việc của bộ truyền 21

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CAD/CAM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ, GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 23

3.1 :Tổng quan về công nghệ CAD/CAM 23

3.2:Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất 24

3.3:Công nghệ thiết kế và gia công: 25

3.3.1:Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống 25

3.3.2: Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM 26

3.3.3: Thiết kế gia công tạo hình theo phương pháp tích hợp (CIM) 28

3.4:Giới thiệu phần mềm Mastercam X5 30

3.4.1: Lịch sử phát triển: 30

3.4.2 :Chức năng trong mastercam X5 31

CHƯƠNG 4 : VẼ BIÊN DẠNG BỀ MẶT RÃNH RĂNG BÁNH VÍT VỚI MASTERCAM X5 35

4.1:Xây dựng biên dạng thân khai răng bánh vít trong mặt cắt vuông góc với hướng răng bánh vít 35

4.1.1:Tính toán các thông số cần thiết: 35

4.1.2:Vẽ biên dạng thân khai của răng bánh vít 36

4.2:Vẽ đường tạo hình cho rãnh răng 41

4.3:Dựng biên dạng 3D của bánh vít: 44

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CAM ĐỂ GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC HARTFORD 3 TRỤC TỌA ĐỘ 49

5.1.1:Chọn dụng cụ cắt 49

5.1.2:Chọn kết cấu đồ gá 50

5.2:Mô phỏng gia công 1 rãnh răng trên phần mềm mastercam X5: 57

5.2.1:Chọn chủng máy tương ứng: 57

5.2.2:Thiết lập phôi 58

5.2.3:Gia công thô 1 rãnh răng 59

5.2.4:Gia công tinh rãnh răng 65

5.2.5: Xuất ra mã NC: 69

5.2.6:Thời gian hoàn thành 1 bánh vít 69

5.3: Đưa chi tiết vào sản xuất thực tế: 71

5.3.1: Giới thiệu phần mềm Cimco editV5 71

5.3.2: Kết nối máy CNC với phần mềm 72

5.3.3: Kiểm tra lại chương trình gia công 72

5.5:Kiểm tra chất lượng sản phẩm sau khi gia công 73

5.5.1: Các yêu cầu kiểm tra của bánh vít 73

5.5.2:Thực tế tại xưởng 74

5.4: Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác 75

KẾT LUẬN 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 1 Bộ truyền trục vít bánh vít 2

Hình 1 2: Trục vít mặt trụ 2

Hình 1 3: Trục vít lõm 2

Hình 1 4: Trục vít Acximet 3

Hình 1 5: Trục vít Convolute 3

Hình 1 6: Trục vít thân khai 3

Hình 1 7 Thông số hình học của trục vít- bánh vít trụ 6

Hình 1 8 Góc nâng 7

Hình 1 9 cắt bằng dao 1 phía Hình 1 10 cắt bằng dao 2 phía 11

Hình 1 11 Cắt trục vít bằng dao phay đĩa 11

Hình 1 12 Cắt trục vít bằng dao xoáy 12

Hình 1 13:Mài trục vít bằng đá mài dạng đĩa 14

Hình 1 14: Mài trục vít bằng đá mài côn dạng chậu 14

Hình 1 15: Mài trục vítbằng đá mài kiểu chốt 14

Hình 1 16: Phương pháp tiến dao hướng kính 15

Hình 1 17: Phương pháp tiến dao tiếp tuyến 15

Y Hình 2 1:Bộ truyền trong thực tế 32

Hình 3 1 Sơ đồ chu kì sản xuất thông thường 35

Hình 3 2 Sơ đồ chu kì sản xuất khi ứng dụng CAD/CAM 35

Hình 3 3 Quy trình thiết kế và gia công theo công nghệ truyền thống 37

Hình 3 4 Quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM 39 Hình 3 5 Quy trinh thiết kế và gia công theo công nghệ tích hợp 40

Hình 3 7: Mastercam Solids 43

Hình 3 8: Mastercam Mill 43

Hình 3 9: Mastercam Lathe 44

Hình 3 10 Mastercam Router 44

Hình 3 11: Mastercam Wire 45

Hình 4 1 :Vẽ đường tròn cơ sở 48

Hình 4 2:Chia đường tròn cơ sở thành 120 phần 48

Hình 4 3: Vẽ các tiếp tuyến tương ứng 49

Hình 4 4: Nối đầu các tiếp tuyến 49

Hình 4 5: Đường thân khai của biên dạng răng bánh vít 50

Hình 4 6 :Lấy đối xứng 50

Hình 4 7: Biên dạng răng bánh vít 50

Hình 4 8: Biên dạng rãnh răng bánh vít 51

Hình 4 9:Biên dạng rãnh răng bánh vít hoàn chỉnh 51

Hình 4 10: Xoay các đường 52

Hình 4 11 : Xoay các đường 52

Hình 4 12: Các thông số của đường xoắn tạo hình 53

Hình 4 13: Vị trí của đường tạo hình 54

Hình 4 14: Vị trí của đường tạo hình 54

Hình 4 15: Vị trí của đường tạo hình 55

Hình 4 16: Vị trí của đường tạo hình 55

Hình 4 17:Biên dạng cắt ngăng của bánh vít 56

Hình 4 18:Hình dạng 3D của bánh vít 56

Hình 4 19: Mặt cắt tạo hình 57

Hình 4 20: Hình dạng 3D của bánh vít 57

Hình 4 21 :Tạo lỗ trục và rãnh then 58

Hình 4 22: Tạo lỗ trục và rãnh then 58

Hình 4 23: Tạo rãnh lõm 59

Hình 4 24 59

Hình 4 25 60

Hình 4 26 : Tạo rãnh răng 60

Hình 4 27: Hình dạng 3D hoàn chỉnh của bánh vít 60

Hình5 1:Dao phay cầu 63

Hình5 2:Đầu phân độ vạn năng 64

Hình5 3:Tâm giả 66

Hình5 4:Sơ đồ giá kẹp 67

Hình5 5:Sơ đồ gá kẹp 67

Hình5 6: Gốc lập trình 68

Hình5 7: Đầu dò 68

Hình5 8:Thư viện máy của Mastercam 71

Hình5 9: Vẽ phôi 3D 72

Hình5 10 :Thiết lập phôi 72

Hình5 11: Biên dạng 3D bánh vít 73

Hình5 12:Chọn kiểu gia công surface rough / pocket 73

Hình5 13: Bề mặt rãnh răng bánh vít 74

Hình5 14: Điểm vào dao 74

Hình5 15: Thông số của dao 75

Hình5 16: Thẻ Toolpath parameters 76

Hình5 17: Thẻ Surface parameters 77

Hình5 18: Thẻ Rough parameters 78

Hình5 19: Mô phỏng quá trình cắt thô 78

Hình5 20: Chọn kiểu gia công tinh 79

Hình5 21: Biên dạng rãnh răng bánh vít 79

Hình5 22:Thẻ Toolpath parameters 80

Hình5 23:Thẻ Surface parameters 81

Hình5 24: Thẻ Finish flowline parameters 82

Hình5 25: Chạy mô phỏng quá trình cắt tinh 82

Hình5 26 :Mã NC 83

Hình5 27 :Thời gian cắt 1 răng 84

Hình5 28 :Giao diện phần mềm Cimco 85

Hình5 29: Kết nối máy CNC với phần mềm 86

Hình5 30:Kiểm tra đường chạy của dao 87

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN

Bộ truyền trục vít-bánh vít là một trong các loại truyền động được sử dụng rộng rãi trong các máy móc thiết bị nói chung Chúng có những ưu điểm như: kích thước nhỏ gọn, khả năng tải lớn, tỷ số truyền không thay đổi,tuổi thọ cao, làm việc tin cậy Sản xuất loại bộ truyền này theo phương pháptruyền thống cần có thiết bị chuyên dùng phức tạp và khá đắt tiền, mà đầu tưthiết bị chuyên dùng này nếu sử dụng không hết công suất sẽ gây lãng phí lớn Vì vậy, tiến hành nghiên cứu công nghệ gia công bộ truyền trục vít-bánh vít trên máy CNC hay trên các trung tâm gia công là một vấn đề cần được nghiên cứu

Bộ truyền trục vít có 2 bộ phận chính: Trục vít dẫn 1, có đường kính d1, trục vít thường làm liền trục với trục dẫn I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, mô men xoắn trên trục T1 Bánh vít bị dẫn 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động P2, mô men xoắn trên trục T2.

-Theo hình dạng ren của trục vít bộ truyền trục vít - bánh vít được phân làm 3 loại:

+Trục vít Acximet: giao tuyến giữa mặt

ren và mặt phẳng chứa đường tâm trục là đường

thẳng Giao tuyến giữa mặt ren mà mặt phẳng

vuông góc với đường tâm trục là đường xoắn

Acximet

+ Trục vít Convolute : giao tuyến giữa

mặt ren và mặt phẳng vuông góc với phương

ren là đường thẳng Giao tuyến giữa mặt ren

và mặt phẳng vuông góc với tâm trục là đường

xoắn Convolute

+ Trục vít thân khai : giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở là đường thẳng Giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục là đường xoắn thân khai

-Theo số mối ren trên trục vít bộ truyền được chia làm 2 loại:

Hình 1 4: Trục vít Acximet

Hình 1 5: Trục vít Convolute

+ Trục vít 1 mối ren

+ Trục vít nhiều mối ren

Đối với bộ truyền trục vít bánh vít truyền động thì số mối ren Z1 = 1 , 2 ,4

Trong 1 số trường hợp có thể là 3 hoặc 6 , số mối ren càng ít thì khả năng tự hãm càng cao

1.1.4:Ưu nhược điểm

-Ưu điểm : tỷ số truyền lớn ,làm việc êm , không ồn, có khả năng tự hãm, có độ chính xác động học cao

Do tỷ số truyền lớn nên bộ truyền được sử dụng rộng rãi trong các cơ cấu phân độ Vì có khả năng tự hãm nên được sử dụng rộng rãi cho các máy nâng như cần trục , tời Tỷ số truyền của bộ truyền trục vít 1 cấp nằm trong khoảng từ 8-63 có khi đến 80 Trong 1 số trường hợp dùng bộ truyền 2 cấp ,

tỷ số truyền có thể lên đến 1000

Khi thiết kế hệ thống truyền động bao gồm các cặp bộ truyền bánh răng và bộ truyền trục vít thì nên bố trí trục vít ở cấp nhanh , vì như thế tăng vận tốc vòng trục vít, tạo điều kiện thuận lợi hình thành lớp dầu bôi trơn trong mối ăn khớp và giảm ma sát Để tránh quá nhiệt trong quá trình làm việc nên sử dụng bộ truyền trục vít trong hệ thống truyền động chuyển động theo chu kì (không liên tục ).

1.2:Các thông số cơ bản của bộ truyền trục vít bánh vít hình trụ

1.2.1:Trong trường hợp không dịch chỉnh

Bộ truyền trục vít giống như bộ truyền bánh răng ,phân biệt ra đường kính vòng trụ lăn và đường kính vòng trụ chia

w1

d , dw2 : đường kính vòng lăn của trục vít và bánh vít

1

d , d2 : đường kính vòng chia của trục vít và bánh vít

Khi không có dich chỉnh thì dw1 d1, dw2 d2 Điểm tiếp xúc giữa 2đường trụ lăn gọi là tâm ăn khớp

Các thông số hình học khác được thể hiện trên hình :

Góc xoắn ốc vít (góc nâng ren

sau:

nếu z1=1 hoặc z1=2 thì C1=11

và C2=0,06nếu z1=4thì C1=12,5 và C2=

500mm Tuy nhiên nếu không có yêu cầu thiết kế hộp giảm tốc theo tiêu

chuẩn thì có thể lấy giá tri awbất kì đê chọn khoảng cách trục aw theo tiêu

chuẩn ta cần phải dịch chỉnh răng Bởi vì cắt bánh vít không dich chỉnh hoặc dịch chỉnh đều dùng dao có hình dạng kích thước giống trục vít nên dich chỉnh chỉ tiến hành với răng bánh vít

Khi cho trước khoảng cách trục aw theo tiêu chuẩn thì hệ số dịch

chỉnh được xác định theo công thức :

- Bộ truyền lực không quy định điều chỉnh như ở nhóm 1.

Các tiêu chuẩn ROCT và TCVN quy định bộ truyền động học cho các

mô đun hướng trục m= 1 đến 16 mm và đường kính vòng chia của bánh vít nhỏ hơn hoặc bằng 5000mm Bộ truyền động học có 4 cấp chính xác 3,4,5

Các tiêu chuẩn ROCT và TCVN quy định các tiêu chuẩn độ chính xác của trục vít, bánh vít của bộ truyền và cả tiêu chuẩn khe hở mặt bên.

Khe hở mặt bên của bộ truyền bánh vít được quy định theo lượng mỏng của vòng xoắn trục vít

1.4:Các phương pháp cắt răng trục vít -bánh vít hình trụ

1.4.1: Trục vít:

Phương pháp cắt răng (vòng xoắn) của trục vít hình trụ phụ thuộc vào dạng sản xuất Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ , trục vít không qua nhiệt luyện hoặc nhiệt luyện có độ cứng HRC =38 được cắt bằng dao định hình , dao phay đĩa , dao xoáy hoặc dao ngón, còn trong sản xuất hàng loạt vừa và hàng khối được bằng dao xoáy hoặc phương pháp biến dạng dẻo.Đối với trục vít nhiệt luyện có độ cứng HRC >= 51 , nguyên công tinh lần cuối là mài

a)Căt răng trục vít hình trụ bằng dao định hình.

Nguyên công này được thực hiện trên máy tiện thông thường

Dao được gá sao cho lưỡi cắt chính nằm trong mặt phẳng đi qua tâm của trục vít(hình 1.9) phương pháp này chỉ được dùng cho trục vít có góc nâng của đường xoắn nhỏ Khi gia công tinh trục vít có góc nâng của đường xoắnnhỏ hơn 10 độ nên cắt từng phía phải và trái của đường xoắn bằng các dao 1phía Bằng dao 1 phía có thể cắt tuần tự cả 2 phía của đường xoắn nếu đổi đầu trục vít

Hình 1 9 cắt bằng dao 1 phía Hình 1 10 cắt bằng dao 2 phía

Khi góc nâng của đường xoắn trục vít lớn hơn 10 độ nên cắt bằng dao 2 phía (hình 1.10)

Cắt răng trục vít bằng dao định hình có năng suất thấp nhưng nó được sửdụng rất rộng rãi vì phương pháp này đơn giản

và dụng cụ cắt rẻ tiền

b)Cắt răng trục vít bằng dao phay đĩa

Phương pháp này có năng suất cao hơn

phương pháp cắt răng bằng dao định hình Dao

phay đĩa phải được gá sao cho điểm giữa A của

dao phay nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi

qua tâm trục vít, còn trục quay của dao phải

nghiêng 1 góc bằng góc nâng của đường xoắn vít

Với cách gá như vậy, trục vít được hình thành ở

tiết diện vuông góc với rãnh răng

Cắt răng trục vít bằng dao phay đĩa chủ yếu được dùng để gia công thô

trục vít có cấp chính xác 9 và nhỏ hơn

Hình 1 11 Cắt trục vít bằng dao phay đĩa

c)Cắt răng trục vít bằng dao xoáy

Phương pháp cắt răng trục vít

bằng dao xoáy được dùng cho phôi

không nhiệt luyện hoặc tôi cải thiện

trong sản xuất hàng loạt và sản xuất

hàng khối Cắt răng trục vít bằng dao

xoáy (hoặc cắt xoáy) có 2 phương

pháp: tiếp xúc trong(hình 1.12a ) và

tiếp xúc bên ngoài (hình 1.12 b)

Mặc dù phương pháp cắt xoáy

tiếp xúc bên trong cho phép tăng

lượng chạy dao vòng và giảm độ đa cạnh của chi tiết gia công, phương pháp cắt xoáy tiếp xúc bên ngoài vẫn được sử dụng rộng rãi hơn vì điều chỉnh máy gá phôi 1 và gá dụng cụ 2 đơn giản , dễ dọn sạch phoi và tháo chi tiết gia công

Cắt xoáy tiếp xúc bên trong được dùng cho các trục vít 1 2 đầu mối có

độ cứng vững thấp và kích thước nhỏ (m ≤ 3mm) Đối với trục vít cần nhiệt luyện ( tôi cải thiện ) thì cắt xoáy là nguyên công sơ bộ trước khi mài

d)Cán trục vít

Phương pháp này cho phép đạt năng suất cao và giảm tiêu hao kim loại Phương pháp này được thực hiện trên các máy cán với các trục cán dạng conlăn

Hình 1 12 Cắt trục vít bằng dao

xoáy

Trục vít có môđun m<3mm được cán nguội trên máy có 2 trục cán, còn trục vít có môđun m > 3mm được cán nóng trên máy có 3 trục cán (nung nóng bằng dòng điện cao tần).

Các sai số của trục vít khi cán nguội nằm trong giới hạn sau:

-Sai số bước (mm): 0,015

-Sai số chiều dày của răng theo đường kính chia(mm): 0,02-0,03

-Sai số chiều dày của răng so với đường tâm (mm): 0,1-0,25

-Độ đảo đường kính đáy (mm): 0,05

Cán nóng trục vít (môđun m=3-8 mm) được thực hiện trên máy cán chuyên dùng Các sai số cho phép khi cán nóng là

-Sai số bước (mm) :0,03-0,05

-Sai số chiều dày của răng theo đường kính chia (mm) :0,03-0,05

-Độ đảo hướng kính của răng so với đường tâm (mm) : 0,3-0,8

-Độ đảo đường kính đỉnh (mm) : 0,4

-Độ đảo đường kính đáy (mm) :0,1

e)Mài trục vít

Mài trục vít hình trụ được thực hiện bằng 3

phương pháp:

-Mài bằng đá mài dạng đĩa Trục của đá mài

được gá nghiêng 1 góc đúng bằng góc nâng của răng

trục vít Độ chính xác của trục vít có thể đạt cấp 8

hoặc cấp 9

-Mài bằng đá mài côn dạng chậu Trong

trường hợp này prophin của răng trục vít gần

giống với đường xoắn Acximet Độ chính xác

của phương pháp này đạt cấp 8 hoặc cấp 9

-Mài bằng đá mài kiểu chốt Phương pháp

này dùng để mài trục vít có cấp chính xác 8

hoặc 9 và môdun lớn

Hình 1 13:Mài trục vít bằng đá mài dạng đĩa

Hình 1 14: Mài trục vít bằng đá mài côn dạng chậu

Hình 1 15: Mài trục vítbằng đá mài kiểu chốt

1.4.2: Bánh vít:

Cắt răng bánh vít được thực hiện trên các máy phay lăn răng bằng dao phay dạng trục vít theo 3 phương pháp:

a)Phương pháp tiến dao hướng kính:

Theo phương pháp tiến dao hướng kính thì

phôi 1 (bánh vít gia công) luôn luôn ăn khớp

với dao phay 2 và thực hiện lượng tiến dao

hướng kính S0 còn dao phay chỉ thực hiện

chuyển động quay

Phương pháp này có nhược điểm là dao

phay làm việc không đều (chỉ phần giữa của

dao thực hiện quá trình cắt ) do đó chỉ phần

giữa của dao bị mòn

b)Phương pháp tiến dao tiếp tuyến:

Theo phương pháp này thì phôi 1

được gá đúng khoảng cách tâm A và dao

phay 3 chỉ thực hiện lượng tiến dao tiếp

tuyến (khoảng cách tâm A giữa dao và

bánh vít gia công không đổi ).dao phay 3

có đầu côn và nó cắt bằng tất cả các răng

Hình 1 16: Phương pháp tiến dao hướng kính

Hình 1 17: Phương pháp tiến dao tiếp tuyến

, do đó các răng mòn đều Trong quá trình cắt dao phay không chỉ quay mà còn dịch chuyển dọc theo trục của nó Phôi 1 chuyển động quay liên tục ăn khớp với dao phay

c)Phương pháp gia công tổ hợp:

Ở phương pháp này người ta dùng cả 2 loại dao: dao phay lăn và dao phay định hình Dùng dao phay định hình để cắt tinh bánh vít cho phép nângcao độ chính xác khi gia công

d) Thời gian cơ bản To(phút) để cắt răng bánh vít được xác định:

-Khi phay bằng phương pháp tiến dao hướng kính: 0 0

3 d

n z T

S n q



-Khi phay bằng phương pháp tiến dao tiếp tuyến: 0

2,94

t d

m z z T

S0: lượng tiến dao hướng kính (mm/vòng của phôi)

S t:lượng tiến dao tiếp tuyến (mm/vòng của phôi)

n d:số vòng quay của dao (vòng/phút)

q : số đầu mối dao phay

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 01 BỘ TRUYỀN

TRỤC VÍT-BÁNH VÍT

2.1:Yêu cầu

-Bộ truyền này nằm trong cụm đóng mở van nước DN300

-Đo đạc thông số của bộ truyền trục vít - bánh vít để chế tạo thay thế-Yêu cầu cần đáp ứng của bộ truyền :

+ Khoảng cách trục aw=97.5mm

+ Tỉ số truyền i=56 (z 1 1,z 2 56)

+ Môdun m=3

+Vật liệu làm trục vít : Thép 45 (độ cứng yêu cầu 45 HRC )

+Vật liệu làm bánh vít : Gang xám (độ cứng yêu cầu 30 HRC )

2.2:Tính toán thiết kế lại theo yêu cầu

 Hệ số chiều cao răng:

9

z q

 Hướng răng bánh vít : hướng phải

2.3:Thông số hình học của bộ truyền

Chiều dài đoạn làm ren trục vít L 77 mm

2.4: Phân tích tính năng làm việc của bộ truyền

Bộ truyền nằm trong cụm đóng mở van nước DN300

Hình ảnh thực tế của bộ truyền:

Hình 2 1:Bộ truyền trong thực tế

Trục vít được gắn với cơ cấu điều khiển

Trục của bánh vít sẽ được gắn với trục để xoay van bướm

Vì bướm van chỉ quay tối đa ¼ vòng nên để tiết kiệm nguyên liệu cũng như giảm khối lượng chi tiết, giảm khối lượng gia công ta chỉ lấy 1 phần củabánh vít (hình quạt)

Ta có bản vẽ chi tiết trục vít và bánh vít (đính kèm cuối bản thuyết minh)

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CAD/CAM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ, GIA CÔNG TRÊN MÁY

CNC

3.1 :Tổng quan về công nghệ CAD/CAM

CAD/CAM đã ra đời từ những năm 1960 nhưng ở giai đoán đó do khả năng xử lý thông tin, bộ nhớ của chúng còn hạn chế, giá thành đắt nên các

hệ thống CAD/CAM chỉ được sử dụng trong một số các lĩnh vực Đến những năm 1990 là thời kỳ CAD/CAM đạt được những thành tựu đáng kể, nhiều phần mềm đã được tung ra thị trường và ứng dụng rộng rãi trong thiết

Với công nghệ CAD/CAM: bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và bản vẽ với sự trợ giúp của máy tính Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng

mô hình hóa, hình trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D Gia công chép hình được thay thế bằng mô hình học số CGM( computational Geometric Model) và gia công điều khiển số CAM Với công nghệ này bề mặt gia công đạt chính xác và tinh xảo hơn, giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết

kế và gia công tạo hình Hiện nay công nghệ sản xuất tiến tiến CIM là sự

3.2:Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất

Sơ đồ chu kì sản xuất:

Hình 3 1 Sơ đồ chu kì sản xuất thông thường

Sơ đồ chu kì sản xuất khi ứng dung CAD/CAM

Hình 3 2 Sơ đồ chu kì sản xuất khi ứng dụng CAD/CAM

Ta có thể thấy CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức năng của chu kỳ sản xuất Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế

và chế tạo, kỹ thuật tính toán ngày càng phát huy tác dụng và là nhu cầu không thể thiếu được

3.3:Công nghệ thiết kế và gia công:

Theo lịch sử hình thành và phát triển ta có thể phân biệt công nghệ thiết

kế và gia công tạo hình như sau:

- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM

3.3.1:Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡng Do vậy qui trình thiết kế và gia công bao gồm có 4 giai đoan phân biệt

- Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình,

- Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ liệu,

- Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và quitrình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm - lập bản vẽ chi tiết - tạo mẫu chép hình - phay chép hình.

Hình 3 3 Quy trình thiết kế và gia công theo công nghệ truyền thống

3.3.2: Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thanh tựucủa công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế và gia công tạo hình

- Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp của máy vi tính

- Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp

từ giá trị lấy mẫu 3D

- Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới

- Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM)

Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng

mô hình hoá hình học

Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia công điều khiển số Mặt khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh).Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các khó khăn của quá trình thiết

kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng:

- Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn

Hình 3 4 Quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

3.3.3: Thiết kế gia công tạo hình theo phương pháp tích hợp (CIM)

Từ công nghệ CAD/CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành phần trong một hệ thống tích hợp Theo công nghệ tích hợp, công việc

mô hình hoá hình học - vẽ - tạo bản vẽ được tích hợp trong CAD; kết quả mọi thông tin về hình dáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở

dữ liệu trung tâm Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toàn bộ qui trình thiết kế và chế tạo theo công nghệ tích hợp:

- Cho phép thiết lập mô hình hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng về hình dáng

- Được trợ giúp bởi thiết bị đồ hoạ mạnh và công nghệ tô màu, tạo bóng hiện đại