Thiết kế đường truyền chạy dao - THIẾT KẾ ĐỘNG- 123docz.net

Chương 2: THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CỦA MÁY

2.3. Thiết kế đường truyền chạy dao

2.3.1. Vài nét về động cơ bước

Động cơ bước làm việc theo nguyên tắc khi có một xung điện vào sẽ làm động cơ quay một góc xác định. Số lượng xung tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển, và thường được chọn sao cho sao cho một góc bước động cơ ứng với một đoạn dịch chuyển nhỏ nhất bằng 1 đơn vị lập trình = 0,01 mm. Như vậy, giá trị dịch chuyển cho trước được đưa vào dạng số lượng xung và động cơ sẽ thực hiện số vòng quay tương ứng. Không dùng đến hệ thống đo chuyển vị, không có hệ so sánh nên làm đơn giản các trang bị điều khiển điện kèm theo. Tuy nhiên, động cơ bước chỉ truyền được công suất nhỏ, thường phải kèm theo các bộ khuếch đại lực.

Chiều quay của động cơ bước không phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong các cuộn dây phần ứng, mà phụ thuộc vào thứ tự cuộn dây phần ứng được cấp xung điều khiển.

2.3.2. Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của đường truyền chạy dao 2.3.2.1. Đặc điểm

Đường truyền chạy dao dùng để thực hiện các chuyển động chạy dao theo các phương, đảm bảo quá trình cắt được thực hiện liên tục.

Tốc độ chạy dao thường nhỏ hơn rất nhiều so với tốc độ trục chính. Do đó công suất của đường truyền chạy dao cũng nhỏ hơn công suất của trục chính.

Tuy nhiên, độ chính xác của chuyển động chạy dao cao hơn nhiều so với chuyển động của trục chính.

Đảm bảo tốc độ chạy dao nhanh V = 7,5 m/ph.

Cả ba đường truyền chạy dao đều giống nhau nên ta chỉ tính toán, thiết kế một lần.

2.3.2.2. Yêu cầu kỹ thuật

Hệ truyền động chạy dao của máy công cụ CNC phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

Có tính động học cao: nếu đại lượng dẫn biến đổi, thì bàn máy phải theo kịp sự

thay đổi đó trong khoảng thời gian ngắn nhất.

Có độ vững chắc về số vòng quay: Khi lực cắt thay đổi cần hạn chế tới mức thấp nhất ảnh hưởng của nó đến tốc độ chạy dao, tốt nhất là không ảnh hưởng gì cả. Ngay cả

khi dao chạy với tốc độ nhỏ cũng đòi hỏi một tốc độ ổn định.

Phạm vi điều chỉnh số vòng quay lớn.

Sai số dịch chuyển phải nhỏ  1,5 m.

Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đó, ngày nay người ta dùng động cơ điện vô cấp tốc độ để thực hiện việc truyền động chạy dao.

DUT-LRCC

SVTH: Mai Đình Thiện GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải Trang 51 2.3.3. Tính toán thiết kế đường truyền động chạy dao (Sử dụng động cơ bước)

* Dữ liệu ban đầu:

Góc bước động cơ:  = 0,720 Khoảng sai lệch:   s 1,5 m

Tốc độ chạy dao nhanh Vnh = 7,5 m/ph = 125 mm/s.

Lực kéo Q = 2500 N.

Phạm vi điều chỉnh tốc độ chạy dao dọc, ngang, đứng khi gia công từ 0  4 [m/ph] = 0 67 [mm/s].

* Yêu cầu thiết kế đường truyền chạy dao:

Để đảm bảo độ chính xác dịch chuyển [S] thì

S = dc.i.kv  [S] (2.9) Từ đó, ta có độ chính xác động học:

 

V dc

s 0, 0015

i.k 0, 75 mm

0, 72 360 360

   

Chọn: i.kv = 0,75; kv = 3mm Suy ra: i = 0,25

Trong đó: kV – bước vít me i – tỷ số truyền

Do yêu cầu hộp chạy dao phải thiết kế nhỏ gọn nên với tỷ số truyền là 1/4 thì khó

đảm bảo kích thước nhỏ gọn của hộp chạy dao. Do đó khi điểu khiển động cơ bước ta chọn module điều khiển vi bước với độ phân giải là 1/4.

Khi đó ta tính lại tỷ số truyền từ động cơ sang trục vít me là:

 

V dc

s 0, 0015

i.k 3 mm

0, 72 4 360 4 360

   



 Chọn kV = 3 nên ta có i = 1

Mặt khác để đảm bảo tốc độ khi chạy dao nhanh thì:

s max V

v 360 4

i.k f .

 

  (2.10)

Suy ra: nh  

dc V

V 4 360 125 4 360

f 83,3 KHz

.i.k 0,72 3

   

  

 

Số vòng quay của động cơ thực hiện chế độ dao nhanh:

DUT-LRCC

SVTH: Mai Đình Thiện GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải Trang 52

ndc f

4 360

  

 (2.11)

 

0, 72

n 83300 41, 75 vg / s 4 360

  



2.3.4. Tính chọn công suất động cơ chạy dao ( Động cơ bước)

Công suất của động cơ được xác định theo chế độ cắt cực đại của máy theo công thức

S 4

N Q.V

612.10 .9,81.

  (2.12)

Theo máy chuẩn, ta có:

Q = 2500 (N) – Lực chạy dao cực đại Vs = 4 (m/ph) – Tốc độ cắt cực đại

Hiệu suất của đường truyền chạy dao được xác định theo công thức:

d ol vm

     (2.13)

Trong đó: d = 0,96 – Hiệu suất bộ truyền đai

ol = 0,99 – Hiệu suất truyền của một cặp ổ lăn

vm = 0,94 – Hiệu suất truyền của bộ truyền vitme - đai ốc bi Thay vào (1.13), ta có:

0,96 0,992 0,94 0,88

    

Thay số liệu vào (1.18), ta có:

 

3 4

2500 4 10

N 0, 23 Kw

612 10 9,81.0,88

   

 

Từ đó, ta chọn công suất động cơ chạy dao là : N = 0,3 KW

Tóm lại, ta chọn ba động cơ của ba trục là như nhau với các thông số sau:

Công suất định mức động cơ bước là: N = 0,3 Kw Góc bước của động cơ bước là: δ = 0,720

Hình 2.2 Sơ đồ động hộp chạy dao

BÀN MÁY

ÐC

DUT-LRCC

SVTH: Mai Đình Thiện GVHD: Th.S Trần Ngọc Hải Trang 53