Thiết kế máy phay CNC 2

Tài liệu tham khảo Thiết kế máy phay CNC

Phần 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN

ĐỘNG TRỐNG DAO3.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

Đường kính trống dao: D =

10 700 14 , 3

60 47 , 0 1000

60 1000

tc 50 / 3

bt

tc 13 / 4

3 Mômen xoắn trên các trục.

Xác định theo công thức sau:

3.3 THIẾT KẾ CÁC BỘ TRUYỀN

3.3.1 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón_ răng thẳng 1.Chọn vật liệu:

Bánh nhỏ: Thép 45 có cơ tính:

mm d

HB

mm N

mm N

f

ch

b

100 190

/ 300

/ 600

2 2

mm N

f

ch

b

500 300 170

/ 260

/ 500

2 2

a Ứng suất tiếp xúc cho phép.

Xác định theo công thức:

Ntđ = 60.u.n.T > N0

Với

10 16 , 2 24000 150

k : hệ số chu kì ứng suất của bánh răng

 Ứng suất tiếp xúc bánh lớn:

258

mm N



3 Chọn hệ số tải trọng, k sb  1 , 3

4 Chọn hệ số chiều rộng bánh răng,   0 , 3

2

85 , 0

.

5 , 0 1

10 05 , 1

1

n

N k i

i L

L

sb tx

L sb

988 , 1 3 , 1 494 3 3 , 0 5 , 0 1

10 05 , 1

1

2 6

Vận tốc vòng được xác định theo công thức:

1

1000 60

5 , 0 1 2

2 1

V  sb L

Thay số, ta có: V   0 , 48m/s

1 3 1000 60

150 3 , 0 5 , 0 1 114 14 , 3 2

k 

Với:

tt

k :hệ số tập trung tải trọng Với HB < 350, V

< 2 m/s và tải trọng không đổi Ta có: k tt = 1

k L L

sb

3 , 1

2 , 1

114 3



8 Xác định mômen và số răng

 Xác định môđun.

114 2 1

2

2 2

L Z

s

răng

 Số răng bị dẫn cóï số răng Z2:

84 28 3 1

Z m

L 0 , 5 s 2 0 , 5 2 , 5 28 2 84 2 110

2 2

m tb s 2 , 1

114

35 5 , 0 110 5 , 2 5 , 0

9.Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng

 Góc mặt nón lăn bánh nhỏ

0 1

1 0 , 33 18 3

1 1

 Số răng tương đương của bánh nhỏ

44 , 29 18 cos

b n Z m y

N k



85 , 0

10 1 , 19

2 6

 Ứng suất uốn tại chân răng nhỏ

2

6

/ 182 35 150 28 1 , 2 451 , 0 85 , 0

988 , 1 1 , 1 10 1 , 19

451 , 0 182

10 Kiểm nghiệm sức bền của răng khi chụi quá tải

trong thời gian ngắn.

 Ứng suất tiếp xúc cho phép

Xác định theo công thức:

 Ứng suất uốn cho phép

Xác định theo công thức:

3 6

85,0

1

5,0

10.05,1

n b

N k i

i b L

 

3 6

/237150

.35.85,0

89,1.2,1.13335.5,0114

10.05,1

mm N

12 Tênh lỉûc tạc dủng

 Bạnh nhoí: Lỉûc voìng:

 N d

M P

tb

150 28 5 , 2

10 988 , 1 9550 2

tg P

1 1

mm d

HB

mm N

mm N

f

ch

b

100 190

/ 300

/ 600

2 2

mm N

f

ch

b

300 100 160

/ 240

/ 500

2 2

a Ứng suất tiếp xúc cho phép.

Xác định theo công thức:

10 8 1 24000 10 60

24000 8

300 10

/ 13 1

h T

ph v n

270

mm N



 Bánh lớn    2

8 , 1 5 , 1

216

mm N



2 Chọn sơ bộ hệ số tải trọng: k = 1,3

3 Chọn hệ số chiều rộng của bánh răng:   0 , 15

6

.

)

10 05 , 1 ( 1

n

N k i

i A

A tx

89 , 1 3 , 1 ) 4 494

10 05 , 1 ( 1

d

1 4 1000 60

13 350 14 , 3 2 ) 1 (

1000 60

2 1000

60

Tra bảng 3.1/tk.CTM, ta có CCX = 9

6.Xác định chính xác k và A.

sb

3 , 1

1 , 1

A

132 33 4 1

10 1 , 19

u m

n Z y

N k m

Với:

0

517 , 0

392 , 0

2 1

, 2 494 5 , 12 52 33 392 , 0

89 , 1 1 , 1 10 1 , 19

, 2 416 5 , 12 13 123 517 , 0

89 , 1 1 , 1 10 1 , 19

5 ,

N k i i

1

10 05 , 1

50

8 , 1 89 , 1 1 , 1 1 4 4 330

10 05 , 1

mm N

/ 74 50 52 33 4 392 , 0

89 , 1 1 , 1 10 1 , 19

.

10 1 , 19

b n Z m y

N k

89 , 1 1 , 1 10 1 , 19

11 Các thông số chủ yếu của bộ truyền bánh răng

 Khoảng cách trục, A = 330mm

 Môđun, m = 4mm

 Chiều cao răng, h = m.2,25=4.2,25 = 9mm

 Đường kính vòng chia

mm Z

m

d c . 1 4 33 123

mm Z

m

d c2  2  4 123  492

 Đường kính đỉnh răng

mm m

m d

D i c 2 2 123 2 4 2 0 , 3 114 , 4

1

mm c

m d

M

52 123

10 89 , 1 9550 2

/ 780 100

2 2

mm N

mm d

a.Tính sơ bộ đường kính trục

Đường kính trục được xác định theo công thức:

mm

n

N n

N C

Có:      

 N P

P R

N P

R m

By d Ay

d By

A

894 1200 306

306 60 1200 200

1 60 200

 Mômen uốn:

2 2

70449

1 ,

; 1 , 3

; 4

; 7

C 0,3  bảng

trong đó:  . 0 , 3 110



h n

 

daN

R Q

daN R

Q

y

y

B B

A A

6 , 30

4 , 89

mm r

mm B

mm D

mm d

8 , 0

5 , 1 13 55 30

4.1 PHÂN TÍCH CÁC DẠNG CƠ CẤU SINH LỰC.

Việc tạo ra lực kẹp có thể thực hiện bằng tay,thuỷ lực, điện từ hoặc khí nén,

4.1.1Cơ cấu kẹp bằng khí nén (Hình 4.1)

Muốn kẹp chi tiết

thì đòi hỏi người công

nhân phải trực tiếp thao

tác bằng tay Do đó,

việc tạo lực kẹp

bằng tay không thể ứng

dụng vào sản xuất loạt

lớn và hàng khối được

Ngoài ra, với phương

pháp kẹp chặt này đòi

hỏi người công nhân phải

tiêu hao năng lượng lớn

trong việc gá kẹp chi

tiết, dẫn đến sự mệt mõi cho người công nhân

Hình4.1

4.1.2 Cơ cấu kẹp bằng thuỷ lực (Hình 4.2)

Dầu thủy lực là một hình thức truyền động hay dùngtrong đồ gá Dầu thuỷ lực có áp suất cao từ (60  70)atm lại ít bị nén, đàn tính kém Nên dùng cho các chi tiết tovà nặng, yêu cầu có lực cắt lớn rất thích hợp vớiphương thức sản xuất tự động, hàng loạt và hàng khối

Hình4.2Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của loại nàylà cồngkềnh, tốn kém vì khi kẹp đòi hỏi phải có động cơ bơmdầu, xi lanh,bể chứa dầu, hệ thống dẫn dầuvà phải códầu chuyên dùng

4.1.3 Cơ cấu kẹpbằng khí nén (Hình4.3)

Việc sử dụng khí nén và tạo lực kẹp cho đồ gángày càng nhiều vì có những ưu điểm:

 Giảm nhẹ sức lao

động của công nhân

khi gá kẹp chi tiết,

thao tác nhẹ nhàng

và thuận lợi

 Rút ngắn thời gian

kẹp chi tiết

 Nguồn khí nén dồi

dào có sẵn trong tự nhiên

 Không gây ô nhiễm môi trường

Hình4.3Tuy nhiên, cơ cấu này vẫn tồn tại các nhược điểm:

 Khí nén có tính đàn hồi nên độ cứng vững kẹp chặtkhông cao

 Thiết bị phụ nhiều

 Dòng khí nén thoát ra ngoài gây nên tiếng ồn lớn

Do máy phay chúng ta thiết kế có công suất không lớn nênkhi gia công đòi hỏi lực kẹp không lớn lắm (khoảng 5500N).Mặc khác do máy làm việc tự động nên việc tạo ra lựckẹp ta chọn hệ thống sinh lực bằng khí nén là tươngđối hợp lí

4.2 TÍNH TOÁN SƠ BỘ HỆ THỐNG SINH LỰC BẰNG KHÍ NÉN

4.2.1 Sơ đồ (Hình 4.4)

4.2.2 Nguyên lí hoạt động

Từ bơm 1 khí nén được đưa vào bình chứa và qua vanmột chiều, van giảm áp 2 và bộ lọc 3 Sau đó, qua van tradầu 4 để bôi trơn các cơ cấu chuyển động Van phân phối

5 dùng điều chỉnh khí tác dụng theo các chiều khác nhau.Khí nén được chuyển qua buồng A của piston_xilanh 6 Đẩypiston dịch chuyển thực hiện việc kẹp chặt chi tiết trênêtô (phần động của êtô dịch chuyển)

Khi nam châm điện E2 có điện thì đường cấp khí nén bịchặn lại và khí từ piston _xilanh theo đường xả ra ngoàikhông khí Lúc đó, đầu động của êtô dịch chuyển ngượclại dưới tác dụng của lò xo ở buồng B

Hình4.4: Sơ đồ hệ thống kẹp chặt bằng khí nénSử dụng cơ cấu kẹp êtô để kẹp chi tiết gia công(Hình 4.5) Dưới tác dụng của lực cản phát sinh ra các lựctác dụng lên chi tiết W Lực ma sát sinh ra trên thành êtôvới chi tiết

f W F

F ms1  ms2 

với f = 0,15 (Pg28/ĐG CKH_TĐH)

Hình4.5Để chi tiết gia công giữ vững vị trí định vị dưới tácdụng của lực cắt trong quá trình gia công thì:

P k

15 , 0

776







4.2.3 Tính toán hệ thống khí nén (Hình 4.6)

Khi cho dòng khí nén vào buồng A của xi lanh thì cầnpiston bị đẩy về phía bên phải với lực Q là:

q p D

BA

Giả sử quảng đường dịch chuyển của khối lượngphần di động của êtô là x = 150 mm.

Lúc đó, lực căng của lò xo: F lx q k.x

Giả sử khi nén lò xo 1,5 mm thì lực cản của lò xo là q

= 2 N

Khi đó:

 Độ cứng lò xo là k = 1,3

 Lực cản khi dịch chuyển quãng đường 150 mm là q =

200 N

Xét tại vị trí cân bằng:

mm p

q F W D

F W q p D

F W Q

ms

ms ms

115 5 , 114 14

, 3 6 , 0 87 , 0

200 2 5174 2

2

4 2

máy có thể làm việc được trong một thời gian dài, từ 10

 15 năm, có khi đến 20 năm mới hỏng

Do đó, vấn đề sử dụng và bảo quản máy, ngoài tínhchất kỹ thuật, nó còn có ý nghĩa về kinh tế rất lớn

5.1 SỬ DỤNG VÀ CÁC CHẾ ĐỘ TRUY NHẬP DỮ LIỆU.

5.1.1 Sử dụng.

 Để sử dụng máy trước tiên phải đọc toàn bộ cáchướng dẫn về sử dụng máy Phải làm quen với tất cảcác chức năng của máy để thuận tiện trong việc thao tác.Những người sử dụng máy phải là những người đã đượchọc cách sử dụng máy, có khả năng điều khiển, sửachữa, và am hiểu về an toàn lao động Không nên mặcnhững trang phục lao động rộng, mà phải mặc trang phụcbó chặt ở hông và cổ tay Chú ý là không để tóc chạmvào máy tốt nhất là phải mang trang phục bảo vệ tóc, bảovệ mắt với kính an toàn Khi làm sạch phôi thì không đượcdùng trực tiếp tay mà phải có bao tay

 Nối máy với mạng điện chỉ có thể thực hiện bởicác chuyên gia về ngành điện, với những người này khi cósự cố thì họ sẽ xử lý kịp thời để tránh xảy ra những hưhỏng đáng tiếc

 Để khởi động máy phải đảm bảo rằng máy đang ởtrong trạng thái tốt và không bị hư hỏng Nếu có xảy ratrường hợp nguy hiểm phải ấn ngay công tắc

(EMERGENCY-OFF) tắt máy khẩn cấp ở trên máy.

 Hệ thống thay đổi dụng cụ chỉ có thể hoạt độngkhi máy dừng Chỉ có thể sử dụng cụ và phải bít kínbulông với vòng đệm tròn ở trên trục Luôn luôn bít kín tấtcả các lỗ nguồn để tránh chất lỏng làm nguội và bụiphoi lọt vào phía trong cơ cấu Trong khi thay đổi dụng cụthì bộ gá dụng cụ luôn xoay để vào vị trí ăn khớp

 Tất cả các công việc cài đặt, duy tu và sửa chữa chỉđược thực hiện trong khi máy không hoạt động và nhớ

ấn nút EMERGENCY-OFF Mọi sự xem xét kiểm tra cũng

như sửa chữa thì phải đọc kỹ hướng dẫn cũng như cáchsử dụng phụ tùng Nếu không sẽ xảy ra những hậu quảkhó lường

 Dụng cụ, tài liệu hướng dẫn và những thiết bị liên

quan khác đã được cung cấp bởi công ty EMCO, nếu trong

quá trình làm việc dụng có sử dụng những dụng cụkhác mà xảy ra sự cố thì công ty không chịu trách nhiệm

 Để đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy hay đơn vịsử dụng phải có những biện pháp thích hợp để xử líchất thải (dầu nhờn, phoi liệu ), và chú ý tới nhữngnguyên tắc an toàn cho những nguyên vật liệu này.

 Khi có những va chạm hay những trường hợp khácvề hư hỏng, hãy tiếp xúc trực tiếp với những cơ quanđại diện hay nhà chế tạo

 Người giám sát máy không bao giờ được rời máy khimáy đang hoạt động Khi rời khỏi địa điểm làm việc thìhãy tắt máy và đóng thiết bị khởi động (khoá công tắcchính và cất giữ chìa khoá)

5.1.2 Các chế độ vận hành máy.

Máy có thể hoạt động ở hai trạng thái khác nhau:

 Nếu ta mở máy ở chế độ "automatic" thì máy sẽ làm

việc ở chế độ an toàn

 Nếu ta mở máy ở chế độ "Setting operation" thì sự

di chuyển của các bộ phận máy trên các thanh trượt sẽđược điều khiển bằng tay Cửa máy sẽ mở ra trong quátrình làm việc

5.1.3 Các chế độ truy nhập dữ liệu.

 Vào dữ liệu thông qua COM1/COM2

Khi ấn nút DATA IN START Máy sẽ tiếp nhận các hàm

của phần mềm đã có trong máy

Tại góc trái của màn hình sẽ hiển thị dòng chữ DIO

(data input/output) Dữ liệu sẽ được máy tính mã hoá vàgửi đến

Với phím STOP bạn có thể huỷ bỏ việc nạp chương

trình bất cứ lúc nào

Với phím DATA IN START bạn có thể khởi động lại

chương trình đã nạp

 Vào dữ liệu thông qua hàm Data Import.

Thông qua hàm này ta có thể lấy các chương trình đãcó từ đĩa A,B,C (disk drives A, B, hard disk drive C)

Đầu tiên ấn nút DATA IMPORT.

Chỉ đường dẫn (nơi chứa chương trình cần nhập)

Nhập vào sau từ Begin là điểm bắt đầu của chương trình và sau từ End là điểm kết thúc của chương trình Âún nút MAIN PROGRAM hoặc SUB PROGRAM để bắt

đầu đọc dữ liệu

Ngoài ra máy còn có khả năng giao diện với hệ thống

robot Hệ thống điều khiển số phân phối với một máy

tính chủ trung tâm (DNC), duy trì một cơ sở dữ liệu của các

kênh NC và phân phối chúng để đáp ứng yêu cầu của cácđơn vị điều khiển máy thông qua mạng giao tiếp.

5.2 BẢO QUẢN MÁY (Hình5.1).

Hình 5.1 5.2.1 Đặt máy.

Độ chính xác, độ bóng bề mặt của chi tiết gia công

Thay đổi

Chú thích:

Kiểm tra và quan sátLau chùi

Bôi trơn bằng tay

Bôi trơn nhờ dầu trung tâm

phụ thuộc phần lớn vào chất lượng đặt máy Đặt máy càng vững, chất lượng gia công càng cao, đồng thời máy giữ được độ chính xác ban đầu được lâu và tuổi thọ máy càng lớn.

Có nhiều máy có thể làm việc tốt khi không cần đặtlên móng, không cần phải dùng bulông để siết chặt máy.Nhưng làm việc với điều kiện như thế, máy rất chóngmất độ chính xác ban đầu và hao mòn nhanh, cần phảithường xuyên kiểm tra lại máy Vì thế người ta thườngđặt máy trên móng và kẹp chặt, để làm tăng độ cứngvững và độ chịu rung của máy

Yêu cầu về nơi đặt máy:

- Nhiệt độ trung bình 18  350C

- Độ ẩm trung bình 40 ü 70%

Để tăng đảm bảo đạt yêu cầu và có độ rung ổn định, bềmặt lắp đặt và khu vực lắp đặt máy cần đáp ứngnhững yêu cầu sau đây:

Khu vực lắp máy phải tuân theo những nguyên tắc xâydựng để trong trường hợp rò rỉ dầu (dầu thuỷ lực vàdầu bôi trơn) thì môi trường không bị ô nhiễm

Khi máy làm việc sẽ gây ra rung động do do những vậtthể ở gần máy có thể rung động theo (đặc biệt là khimáy làm việc với tốc độ cao, khi cắt lực cắt không cânbằng) Do đó phải chú ý đến những vật thể đặt gầnmáy để tránh gây ra hiện tượng cộng hưởng

Không gian làm việc có ánh sáng tốt sẽ tạo điều kiệnthuận lợi cho thao tác với máy Và tăng cường chất lượngcông việc cũng như độ an toàn làm việc

Tiếng ồn cũng là một vấn đề quan trọng, nó làmgiảm chất lượng công việc thực hiện Chất lượng làmviệc mang lại hoà hợp với tình huống hoạt động Mộtngười làm việc giỏi với máy tức là thực hiện chính xácnhững chương trình và giám sát tốt các hoạt động củamáy Nó sẽ được cải thiện nếu ta dùng những bức tườngcách ly âm thanh

Những nguồn nhiệt với nhiệt độ không đều gần máysẽ ảnh hưởng chất lượng nơi làm việc cũng như sựhoạt động của máy Nếu cần thiết, những biện phápbảo vệ thích hợp phải được thực hiện

5.2.2 Sửa chữa máy

Sau một thời gian làm việc các chi tiết của máy bị mòn,và do đó, làm giảm chất lượng gia công, giảm năng suất và

làm tăng mức tiêu thụ năng lượng, thậm chí có khi dẫnđến những hư hỏng bất ngờ, là gãy các chi tiết máy.

Để làm chậm lại quá trình bị hao mòn, đảm bảo trạngthái làm việc bình thường và ngăn ngừa những hư hỏngbất thường, cần phải tiến hành sửa chữa máy theo kếhoạch trong những khoảng thời gian nhất định Tất cảnhững biện pháp về tổ chức và kỹ thuật nhằm để ngănngừa hư hỏng và sửa chữa máy, được bao gồm trong

một hệ thống gọi là " Hệ thống sửa chữa dự phòng theo kế hoạch".

Hệ thống sửa chữa dự phòng theo kế hoạch là mộthệ thống bao gồm hàng loạt những vấn đề về tổ chứcvà kỹ thuật để thực hiện toàn bộ những biện phápchăm sóc, kiểm tra và sửa chữa thiết bị, nhằm làm chậmlại quá trình hao mòn, nâng cao thời gian phục vụ của máy,ngăn ngừa những hư hỏng bất thường, giữ gìn thiết bị ởtrạng thái chính xác cố định, giảm đến mức tối thiểunhững chi phí về sửa chữa máy Tóm lại, hệ thống sửachữa dự phòng theo kế hoạch nhằm làm thế nào để sửdụng máy có hiệu quả và đảm bảo năng suất của máy caonhất

Hệ thống sửa chữa dự phòng theo kế hoạch đòi hỏisự theo dõi và nghiên cứu thường xuyên quá trình hao mònmáy Trên cơ sở đó, xác định những nhân tố làm cho máychóng mòn, gây hư hỏng bất thường để lập nên kế hoạchsửa chữa phòng ngừa thích hợp nhất

Yếu tố ảnh hưởng đến độ hao mòn của máy, trướctiên là tải trọng và chế độ làm việc của máy Ngoài ra,còn hai nhân tố ảnh hưởng đến mức độ hình thành quátrình hao mòn là:

- Chế độ bôi trơn và sử dụng thích hợp

- Sửa chữa máy tiến hành trong những khoảng thờigian thích hợp

Độ mòn của máy không phải có mức độ như nhau trongsuốt thời gian sử dụng mà nó thay đổi theo thời gian(Hình5.2) Và được đặc trưng bằng đồ thị sau đây:

SVTH: Đỗ Quang Trưởng_ Lớp 98 C1C

Độ mòn

132

t

a t1

t2

T