THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC

THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CÁCĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÃ ĐỀ : VCK0210 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam Sinh viên thực hiện : Vũ Ngọc Thành Trung MSSV : 20184642 Lớp : CĐT04 K63 1 lOMoARcPSD|12181788TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÃ ĐỀ : VCK0210 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam Sinh viên thực hiện : Vũ Ngọc Thành Trung MSSV : 20184642 Lớp : Chữ ký của GVHD : 2 lOMoARcPSD|12181788LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa, phát triển khoa học kĩ thuật là vấn đề quan trọng và cần sự quan tâm lớn. Mỗi ngành như cơ khí, điện tử, tin học đều có nền tảng khoa học sản phẩm đặc trưng riêng. Tuy vững chắc và tạo ra các nhiên, yêu cầu của thời đại đặt ra yêu cầu cao hơn về cách hoạt động của máy móc, yêu cầu máy móc cần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển hơn và thông minh hơn. Việc sử dụng máy móc để thay thế sức lao động của con người là một xu hướng tất yếu để tăng năng suất lao động, tạo ra nhiều sản phẩm chất lượng cao. Máy CNC là một tiến bộ phát triển vượt bậc của nền công nghiệp. Sự xuất hiện của máy CNC thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng được dễ dàng thực hiện và một lượng lớn các thao tác của con người được giảm thiểu. Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất đã nhanh chóng làm thay đổi quá trình sản xuất công nghiệp. Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường tạo nên sự chính xác và chất lượng ngày càng cao. Máy CNC phổ biến hiện nay như: máy tiện CNC, máy phay CNC, máy cắt laze, máy cắt dây CNC... Sự tiến bộ của kỹ thuật, trí thông minh nhân tạo, điều khiển số tạo ra những máy CNC có nhiều trục chính như 3, 6 trục chính chuyển động ngày càng linh hoạt và khéo léo. Bài báo cáo này sẽ trình bày chủ yếu về máy phay CNC có 3 trục chính. Đồ án thiết kế cơ khí này, em sẽ tìm hiểu về quá trình tính toán và thiết kế hệ thống dẫn hướng máy phay CNC. Nhiệm vụ chính là tính toán thiết kế và lựa chọn hệ thống vít me bi, hệ thống ray dẫn hướng, ổ bi và động cơ điều khiển cho các trục X, Y. Do kiến thức còn hạn hẹp và lần đầu tìm hiểu đồ án, bản báo cáo này khó tránh khỏi những thiếu sót nên em rất mong muốn có được sự góp ý của thầy cô. Lời cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Giang Nam bởi sự chỉ bảo và giúp đỡ tận tình để em hoàn thành bản báo cáo đồ án này. 3 lOMoARcPSD|12181788MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU..............................................................................................................3 Chương I: Tổng quan đề tài thiết kế bàn máy CNC………………………...6 Phần I: Chọn máy tham khảo………………………………………...6 Phần II: Phân tích động học máy tham khảo………………………..8 Phần III: Các cơ cấu đặc biệt…………………………………...…...17 Chương II: Tính toán hệ thống dẫn động bàn máy CNC…………………22 PHẦN I: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VÍT ME.........................................................25 1.1 Tính toán hệ thống vít me cho bàn máy X........................................................25 1.1.1 Các thông số đầu vào........................................................................25 1.1.2 Bước vít me(l)..................................................................................27 1.1.3 Lực cắt chính của máy(Fm)..............................................................27 1.1.4 Chọn kiểu bi...........................................................................................30 1.1.5 Chọn trục vít..........................................................................................31 1.2.1 Cơ sở tính toán.......................................................................................37 1.2.2. Tính toán tải trọng làm việc..............................................................40 1.2.3. Tính toán tải trọng tương đương.......................................................43 1.2.4. Tính toán tải trọng trung bình...........................................................44 Tính toán tải trọng tương đương.....................................................................49 1.3. Tính chọn động cơ dẫn động trục X..................................................................51 1.3.1 Momen phát động tác dụng lên trục X...............................................51 Các thông số đầu vào......................................................................................51 1.4. Tính toán và lựa chọn động cơ..............................................................52 1.5 Tính toán hệ thống vít me cho bàn máy Y.........................................................53 1.5.2 Lực cắt chính của máy(Fm)...................................................................54 1.5.3 Chọn kiểu bi.....................................................................................57 1.5.4 Chọn trục vít.....................................................................................58 PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG....................................63 2.1.1. Cơ sở tính toán......................................................................................64 4 lOMoARcPSD|121817882.1.2 Tính toán tải trọng làm việc..............................................................67 2.1.3 Tính toán tải trọng tương đương.......................................................70 2.1.4 Tính toán tải trọng trung bình...........................................................71 2.1.5 Tính toán các lực riêng rẽ.................................................................74 Tính toán tải trọng tương đương.....................................................................76 2.2 Tính chọn động cơ dẫn động trục Y..................................................................77 2.2.1 Momen phát động tác dụng lên trục X...............................................77 2.2.2. Các thông số đầu vào............................................................................78 2.2.3 Tính toán và lựa chọn động cơ............................................................78 Chương III: Thiết kế bản vẽ lắp và mô phỏng………………......………….83 Kết luận…………………………………………………………………..……84

lOMoARcPSD|12181788 đồ-án- thiết kế bàn máy CNC Đồ án thiết kế (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) lOMoARcPSD|12181788 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Mà ĐỀ : VCK02-10 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam Sinh viên thực : Vũ Ngọc Thành Trung MSSV : 20184642 Lớp : CĐT04 K63 lOMoARcPSD|12181788 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Mà ĐỀ : VCK02-10 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam Sinh viên thực : Vũ Ngọc Thành Trung MSSV : 20184642 Lớp : Chữ ký GVHD : lOMoARcPSD|12181788 LỜI MỞ ĐẦU Trong nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa, phát triển khoa học kĩ thuật vấn đề quan trọng cần quan tâm lớn Mỗi ngành khí, điện tử, tin học có tảng khoa học sản phẩm đặc trưng riêng Tuy vững tạo nhiên, yêu cầu thời đại đặt yêu cầu cao cách hoạt động máy móc, yêu cầu máy móc cần phải gọn nhẹ hơn, linh động hơn, uyển chuyển thơng minh Việc sử dụng máy móc để thay sức lao động người xu hướng tất yếu để tăng suất lao động, tạo nhiều sản phẩm chất lượng cao Máy CNC tiến phát triển vượt bậc công nghiệp Sự xuất máy CNC thẳng, cấu trúc phức tạp chiều dễ dàng thực lượng lớn thao tác người giảm thiểu Việc gia tăng tự động hóa q trình sản xuất nhanh chóng làm thay đổi q trình sản xuất cơng nghiệp Các đường cong thực dễ dàng đường tạo nên xác chất lượng ngày cao Máy CNC phổ biến như: máy tiện CNC, máy phay CNC, máy cắt laze, máy cắt dây CNC Sự tiến kỹ thuật, trí thơng minh nhân tạo, điều khiển số tạo máy CNC có nhiều trục 3, trục chuyển động ngày linh hoạt khéo léo Bài báo cáo trình bày chủ yếu máy phay CNC có trục Đồ án thiết kế khí này, em tìm hiểu q trình tính toán thiết kế hệ thống dẫn hướng máy phay CNC Nhiệm vụ tính tốn thiết kế lựa chọn hệ thống vít me bi, hệ thống ray dẫn hướng, ổ bi động điều khiển cho trục X, Y Do kiến thức hạn hẹp lần đầu tìm hiểu đồ án, báo cáo khó tránh khỏi thiếu sót nên em mong muốn có góp ý thầy Lời cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Giang Nam bảo giúp đỡ tận tình để em hồn thành báo cáo đồ án lOMoARcPSD|12181788 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương I: Tổng quan đề tài thiết kế bàn máy CNC……………………… Phần I: Chọn máy tham khảo……………………………………… Phần II: Phân tích động học máy tham khảo……………………… Phần III: Các cấu đặc biệt………………………………… … 17 Chương II: Tính tốn hệ thống dẫn động bàn máy CNC…………………22 PHẦN I: TÍNH TỐN HỆ THỐNG VÍT ME .25 1.1 Tính tốn hệ thống vít me cho bàn máy X 25 1.1.1 Các thông số đầu vào 25 1.1.2 Bước vít me(l) 27 1.1.3 Lực cắt máy(Fm) 27 1.1.4 Chọn kiểu bi 30 1.1.5 Chọn trục vít 31 1.2.1 Cơ sở tính tốn .37 1.2.2 Tính tốn tải trọng làm việc 40 1.2.3 Tính tốn tải trọng tương đương .43 1.2.4 Tính tốn tải trọng trung bình 44 Tính tốn tải trọng tương đương 49 1.3 Tính chọn động dẫn động trục X 51 1.3.1 Momen phát động tác dụng lên trục X .51 Các thông số đầu vào 51 1.4 Tính tốn lựa chọn động 52 1.5 Tính tốn hệ thống vít me cho bàn máy Y .53 1.5.2 Lực cắt máy(Fm) 54 1.5.3 Chọn kiểu bi 57 1.5.4 Chọn trục vít 58 PHẦN II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG 63 2.1.1 Cơ sở tính tốn 64 lOMoARcPSD|12181788 2.1.2 Tính tốn tải trọng làm việc 67 2.1.3 Tính tốn tải trọng tương đương .70 2.1.4 Tính tốn tải trọng trung bình 71 2.1.5 Tính tốn lực riêng rẽ .74 Tính tốn tải trọng tương đương 76 2.2 Tính chọn động dẫn động trục Y 77 2.2.1 Momen phát động tác dụng lên trục X .77 2.2.2 Các thông số đầu vào 78 2.2.3 Tính tốn lựa chọn động 78 Chương III: Thiết kế vẽ lắp mô phỏng……………… ………….83 Kết luận………………………………………………………………… ……84 lOMoARcPSD|12181788 Chương I: Tổng quan đề tài Thiết kế bàn máy CNC Phần I: Chọn máy tham khảo I.1 Bảng thông số Thông số Tải trọng lớn Vận tốc cắt Vận tốc di chuyển tự Tốc độ quay trục Máy Length x Width Gia tốc lớn Thời gian hoạt động Máy Tham Khảo (SINUMERIK 808D) 300 Máy Tham Khảo (SINUMERIK 828D) 350 Máy yêu cầu 24 20 10 10 12 10 – 8,000 rpm 10 – 10.000 rpm 5000 rpm Phay đứng 800 x 320 mm Phay đứng 900 x 410 mm Phay đứng 300 0,4-0,5 m/s2 5-7 năm 5-7 năm 5-7 năm Với thông số trên, Máy SINUMERIK 828D phù hợp để chọn làm máy tham khảo lOMoARcPSD|12181788 I.2 Catalog Máy tham khảo Các thông số khác tham khảo tại: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:70d1a600-5309-404aaec0-aa711dc1ef08/version:1570541081/catalog-nc-82-sinumerik-828.pdf lOMoARcPSD|12181788 Phần II: Phân tích động học máy tham khảo II.1 Truyền dẫn (Tạo chuyển động cắt) Sử dụng động chiều, xoay chiều để điều khiển vô cấp tốc độ động Các loại động có đặc điểm thay đổi số vịng quay đơn giản, mơmen truyền tải cao, thay đổi lực tác dụng số vòng quay giữ khơng đổi Truyền động máy CNC phải truyền công suất cắt cần thiết động truyền động tương ứng qua trục công tác để gia cơng chi tiết thích hợp Ngồi cịn có tổn thất ma sát thường gặp phận khí mà độ tác động mặt kích thước phải xác định cho máy CNC Độ ổn định cao mặt truyền động đặt ra, lực gia công cao mômen quay vị trí phải ổn định Đồng thời phải có đủ động lực để làm chủ thay đổi nhanh chóng tốc độ cắt khơng bị rung động Máy sử dụng động điện ba pha Bất lợi điều khiển số vòng quay phức tạp bỏ qua thay vào giá thành cao điều khiển điện tử Ngày chủ yếu sử dụng biến tần để điều khiển động pha Trục cơng tác tiêu chuẩn hóa để đảm bảo khả thay đổi tối đa thiết bi kẹp Trong máy CNC trục công tác phận khác chế tạo chắn so với máy cơng cụ thơng thường gia tốc nhanh (10 đến 40m/s²) công suất cắt cao lOMoARcPSD|12181788 II.1.2 Sơ đồ động học truyền dẫn III.1.3 Phương trình động học truyền dẫn Ntc = Ndc.i Trong đó: Ntc tốc độ quay trục 5000rpm Ndc tốc độ quay động 12000rpm I tỷ số truyền hộp số lOMoARcPSD|12181788 Hệ bàn máy đứng, có đặt phơi 2.1.3 Tính tốn tải trọng tương đương Hệ thống ray dẫn hướng chịu tải mô men theo hướng tải trọng hướng tâm, tải trọng đảo chiều hướng tâm, tải trọng mặt bên đồng thời Khi tải trọng tác dụng lên hệ thống ray đồng thời, tải trọng khác hướng vào tâm mặt bên tương đương, cho việc tính tốn tuổi bền dịch vụ hệ số an tồn tĩnh Cơng thức tính toán : PE | PR |  | PT | Trong đó: PE : tải trọng tương đương PR : tải trọng hướng tâm tác dụng mặt PT : tải trọng tác dụng lên mặt bên Momen tác dụng tính theo cơng thức: PE | PR |  | PT | C0 |M | MR Trong đó: C0 : tải trọng tĩnh định mức M : momen tính tốn M R : momen tĩnh cho phép 74 lOMoARcPSD|12181788 2.1.4 Tính tốn tải trọng trung bình Cơng thức tính tải trọng trung bình: Pm  n  Pn3 Ln L n 1   Trong đó: Pn : tải trọng biến thiên Ln : khoảng dịch chuyển tác dụng Pn L : tổng chiều dài dịch chuyển Tính chọn ray dẫn hướng bàn X,Y 2.1 Các điều kiện đầu: Sử dụng ray dẫn hướng cho bàn X có series:Model MSA 25A 75 lOMoARcPSD|12181788 MSA 35A Hệ số tải động: C = 52 �� Hệ số tải tĩnh: C0 = 75,5�� Thông số Bàn Y Khối lượng phôi+ bàn X (kg) m1 =500 Khối lượng bàn máy Y(kg) m2 = 140 Vận tốc không gia công (m/s) v0 = 0,24 Gia tốc (m/s2) a1 = a3 = 4,9 Các giai đoạn cho bàn X di chuyển hành trình: Ta có gia tốc a = 4,9 m/s2 vận tốc không gia công v = 0.20m/s ⇒ cần thời gian t1 = t3 = v/a= 0.35/5 = 0.07s với đoạn di chuyển � = 7,3 mm Vậy đoạn tăng/giảm tốc 14,6 mm ⇒ đoạn chuyển động đều: ls -(27.2) 76 lOMoARcPSD|12181788 Chuyển động Bàn Y ls = 400 mm Nhanh dần (mm)(X1) 7,3 Đều (mm)(X2) 385,4 Chậm dần (mm)(X3) 7,3 -Nếu bàn X nằm bàn Y khơng có momen lật Do vậy, tính tốn nên để bàn X vị trí xa so với tâm bàn Y để trường hợp hệ thống hoạt động khắc nghiệt -Khi tính cho bàn Y, coi bàn X phơi khối có khối lượng tổng hai thành phần ( mo+ mx ) = 500kg -Coi tâm bàn X, Y, dao cắt nằm đường thẳng Các khoảng cách định vị: Bàn Y (mm) Khoảng cách hai chạy ray: l1 235 Khoảng cách hai chạy khác ray: l2 332 77 lOMoARcPSD|12181788 Khoảng cách từ tâm phôi tới tâm bàn máy theo chiều dọc bàn: l3 Khoảng cách từ tâm phôi tới tâm bàn máy theo chiều ngang bàn: l4 Độ cao từ tâm trục vít-me tới mặt bàn máy: l5 200 274 Độ cao từ tâm trục vít-me tới mặt phơi: l6 474 275 Sơ đồ hình vẽ : Bàn máy X di chuyển tăng tốc sang phải hay giảm tốc sang trái Bàn Y tăng tốc phía trước giảm tốc phía sau Các lực tác dụng q trình gia cơng: 2.1.5 Tính toán lực riêng rẽ Chuyển động đều, lực hướng kính Pn (N) m1.g m1.g.l3 m1.g.l4 m2 g    2.l1 2.l2 => P1x = 1512,3 N ; m g m g.l m g l m g P2     2.l1 2.l2 => P2 x = 5682,5 N ; m g m g l m g l m g P3     2.l1 2.l2 => P3x = 1623,7 N ; P1  P4  m1.g m1.g.l3 m1.g.l4 m2 g    2.l1 2.l2 => P4 x =-2546 N 78 lOMoARcPSD|12181788 Chuyển động tăng tốc sang trái: Pl a1 P1  N; P4la1 P4  m1a1l6 m2 a1l5  2l1 2l1 = - 1358,5 N ; mal m al P3la1 P3  1  2l1 2l1 = m1a1l6 m2 a1l5  2l1 2l1 = P2la1 P2  m1a1l6 m2 a1l5  2l1 2l1 = 8553,3 4494,5 N ; 5616,8 N Tải phụ : m1a1l4 2l1 = -1433,5 N ; mal Pt3la1  1 2l1 = 1433,5 N ; m1a1l4 2l1 = 1433,5 N ; mal Pt4la1  1 2l1 = -1433,5 N ; Pt1la1  Chuyển động giảm tốc sang trái Pt2la1  Pn la3 m1a3l6 m2 a3l5 ma l m a l  P2la3 P2   2l1 2l1 = 4383,1 N ; 2l1 2l1 = 2811,7 N ma l m al P3la3 P3   2l1 2l1 = -1247,1 N ; ; ma l m al P4la3 P4   2l1 2l1 = 324,8 N Pla P1  Tải phụ: m1a3l4 2l1 = 1433,5 N ; ma l Pt3la3  2l1 = -1433,5 N ; m1a3l4 2l1 = -1433,5 N ; mal Pt4la3  2l1 = 1433,5 N ; Pt1la3  Chuyển động tăng tốc sang phải Pt2la3  Pn ra1 : m1a1l6 m2 a1 l5  2l1 2l1 = 4383,1 N ; m a l m2 a1 l5 P2 ra1 P2  1  2l1 2l1 = 2811,7 N ; Pra 1 P1  m1a1l6 m2 a1 l5  2l1 2l1 = -1247,1 N ; m a l m2 a1 l5 P4 ra1 P4  1  2l1 2l1 = 324,8 N P3 ra1 P3  Tải phụ: 79 lOMoARcPSD|12181788 m1a1l4 2l1 = 1433,5 N ; mal Pt3ra1  1 2l1 = -1433,5 N ; m1a1l4 2l1 = -1433,5 N ; mal Pt4 ra1  1 2l1 = 1433,5 N Pt1ra1  Pt2 ra1  Chuyển động giảm tốc sang phải Pnra3: Pra P1  m1a3l6 m2 a l5  2l1 2l1 = -1358,5 N; P2 ra3 P2  m1a3l6 m2 a l5  2l1 2l1 = 8553,3 N ; P3 ra3 P3  m1a3l6 m2 a l5  2l1 2l1 = 4494,5 N ; P4 ra3 P4  m1a3l6 m2 a l5  2l1 2l1 = 5616,8 N Tải phụ: m1a3l4 2l1 = -1433,5 N ; mal Pt3 ra3  2l1 = 1433,5 N ; m1a3l4 2l1 = 1433,5 N ; mal Pt4 ra3  2l1 = -1433,5 N Pt1ra3  Pt2 ra3  Tính tốn tải trọng tương đương  Khi chuyển động đều: PE1 P1 = 1512,3 N ; PE P3 = 1623,7 N ; PE P2 = 5682,5 N ; PE P4 = 2546 N  Tăng tốc sang trái: PE1la1 | Pla 1 |  | Pt1la1 | = 2792 PE 3la1 | P3la1 |  | Pt3la1 | = 5928 PE 2la1 | P2la1 |  | Pt2la1 | = 9986,8 N ; PE 4la1 | P4la1 |  | Pt4la1 | = 7050,3 N N; N;  Giảm tốc sang trái: PE1la3 | Pla |  | Pt1la3 | = 5816,6 N ; PE 2la3 | P2la3 |  | Pt2la3 | = 4245,2 N ; PE 3la3 | P3la3 |  | Pt3la3 | = 2680,6 N ; PE 4la3 | P4la3 |  | Pt4la3 | = 1758,3 N  Tăng tốc sang phải PE1ra1 | Pra 1 |  | Pt1ra1 | = 5816,6 N ; PE ra1 | P3ra1 |  | Pt3ra1 | = 2680,6 N ; PE ra1 | P2 ra1 |  | Pt2 ra1 | = 4245,2 N ; PE ra1 | P4 ra1 |  | Pt4 ra1 | = 1758,3 N 80 lOMoARcPSD|12181788  Giảm tốc sang phải PE1ra3 | Pra |  | Pt1ra3 | = 2792 N ; PE ra3 | P3ra3 |  | Pt3ra3 | = 5928 N ; PE ra3 | P2 ra3 |  | Pt2 ra3 | = 9986,8 N ; PE ra3 | P4 ra3 |  | Pt4 ra3 | = 7050,3 N 2.4 Kiểm tra hệ số tải tĩnh: - Bàn Y: fs  C0 75,5.103  7,56 Pmax 9986,8 Ray dẫn chịu tải trọng rung va đập 2.5 Tính tốn tải trọng trung bình: PE1la13 X1  PE31 X  PE1la33 X  PE1ra13 X  PE31 X  PE1ra33 X Pm1  2ls Pm  3 E2 3 3 E3 3 3 E2 = 1941,7 ; 3 PE 2la X  P X  PE 2la X  PE X  P X  PE X 2ls 3 E3 = 5812,4; 3 Pm3  PE 3la X  P X  PE 3la X  PE 3ra X  P X  PE 3ra X 2ls = 2022,9 ; Pm  PE 4la13 X  PE34 X  PE 4la33 X  PE ra13 X  PE34 X  PE ra33 X 2ls = 2818,8 ; Tính tốn tuổi thọ danh nghĩa :  C  L1 50    f w Pm1   C  L2 50    f w Pm  = 555763,4 km ; = 20719,2 km ;  C  L3 50    f w Pm3   C  L4 50    f w Pm  = 419488,2 km ; = 181653,4 km ; =>Tuổi bền dịch vụ: = 26978 h > 20000h 81 lOMoARcPSD|12181788 So với giả thiết đạt yêu cầu 2.2 Tính chọn động dẫn động trục Y 2.2.1 Momen phát động tác dụng lên trục X Đối với trục X thời gian dành cho q trình có gia tốc ngắn, ta tính tốn cho giai đoạn chạy ( chiếm phần lớn thời gian gia công ) Mơ men đặt trước : Tp =k× Fa0 ×l 230,6.1 = 0,3× = 11  kg.cm  2π 2π Trong ∶ k = 0,3 ; Fa0 = Fmax 692 = =230,7(kgf) 3 Mô men lực ma sát: Tc =k× Famax ×l 692×1 = = 122,4  kg.cm  2π×η 2π×0,9 Do đó, momen phát động cần thiết tổng momen đặt trước momen ma sát phay thô: TL =Tc +Tp =122,4+11=133,4(kg.cm)=13(N.m) 2.2.2 Các thông số đầu vào - Tốc độ quay lớn động cơ: nmax ≥ 2000 (vòng/phút) - Momen động lượng: TM TL =13(N.m) - Bước vít me: h=10 mm =0,01 m - Gia tốc trọng trường: g=9,81 m/s2 - Hệ số ma sát μ= 0,1 - Khối lượng phần đầu dịch chuyển: m=640 kg - Góc nghiêng trục động trục vít me: pháp nối trục) - Tỉ số truyền: i= - Hiệu suất truyền động chọn: η=0,9 - Lực cắt lớn nhất: Famax= 692 (kgf) 2.2.3 Tính tốn lựa chọn động - Mơ men ma sát : 82 α = (do sử dụng phương lOMoARcPSD|12181788 m×g×μ×h×cosα 640×9,81×0,1×0,01×cos0 = =1,11(N.m) 2π×i×η 2π×1×0,9 M fric = - Mô men chống trọng lực : Mw = - m×g×h×sinα 500×10×0,01×sin0 = =0(N.m) 2π×i×η 2π×1×0,9 Mơ men máy : M mach = - h×Famax 0,01×692 9,81 = =12,01(N.m) 2π×i×η 2π×1×0,9 Mơ men tĩnh : M stat =M fric +M w +M mach =1,11+0+11,10=12,21(N.m) Tốc độ quay motor : nnoml  vmax i 20.1  2000 h 0.01 (vịng/phút) Suy cần phải lựa chọn động có mô men phát động : M motor ≥ Mstat = 12,21 (N.m) ¿ n motor ≥ n Noml = 2000¿ vịng/phút) Dưới bảng thơng số số loại động hãng ANILAM[5] 83 lOMoARcPSD|12181788 Bảng 4.1 Thông số số động hãng ANILAM[5] Từ điều kiện tính kết hợp với bảng thơng số 4.1, ta chọn động phù hợp là: Model : AM 1550E Momen ước lượng : 14,8 N.m Momen phát động: 21,6 N.m Tốc độ quay tối đa: 3000 vòng/phút 84 lOMoARcPSD|12181788 Chương 3: THIẾT KẾ BẢN VẼ LẮP VÀ MÔ PHỎNG Thiết kế vẽ kết cấu lắp Mô nguyên lý hoạt động (động học) 85 lOMoARcPSD|12181788 KẾT LUẬN Bài toán: Thiết kế hệ dẫn hướng dùng cho máy phay CNC trục Với mục tiêu tính tốn thiết kế phần dẫn động cho máy CNC phần quan trọng máy CNC Đề tài sâu vào tính tốn thiết kế chi tiết phần dẫn động máy CNC lĩnh vực điện tử lĩnh vực quan trọng thời kì Với thông số yêu cầu, em tính chọn chi tiết sau: 1- Ray dẫn hướng trục X, Y; 2- Vít me trục X, Y; 3- Ổ đỡ trục X, Y; 4- Động trục X, Y Các thơng số tính tốn chọn được: Bảng: Các chi tếết chọn ST CHI TIẾT THÔNG SỐ HÃNG T Ray dẫn hướng trục X Ray dẫn hướng trục Y Vít me trục X Vít me trục Y Ổ bi đỡ chặn trục X Ổ bi đỡ chặn trục Y Động trục X MSA 25 A MSA 35 A 45-10B3-FDWC 45-10B3-FDWC 7407 BM 7407 BM AM 1550E24 PMI PMI PMI PMI SKF SKF ALILAM 86 lOMoARcPSD|12181788 Động trục Y AM 1550E ALILAM Từ đồ án giúp em hiểu nhiều vấn đề như: - Trình tự tính tốn thiết kế hệ thống khí - Giúp em hoàn thiện khả tổng hợp kiến thức môn học vào đồ án cụ thể - Xây dựng Project hoàn thiện thiết kế công cụ phần mềm solidwork, autocad,.v.v.; - Hình thành cho em tổng quan nghành điện tử mà lĩnh vực CNC lĩnh vực quan trọng Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Giang Nam tận tình dẫn để em hồn thành tốt đề tài này! Sinh viên Vũ Ngọc Thành Trung- 20184642 87 lOMoARcPSD|12181788 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- Hướng dẫn mơn Cơ Điện Tử - Viện Cơ Khí – Đại học Bách Khoa Hà Nội học kỳ 20201 [2]- Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - tập một,NXB Giáo dục, 2006 [3]- Tạ Duy Liêm, Bùi Tuấn Anh, Phan Văn, Lê Đức Bảo, Cơ sở máy CNC, NXB Bách khoa Hà Nội, 2016 [4]- Catalog hãng PMI, website: www.pmi-amt.com [5]- Catalog hãng Catalog hãng sản xuất ổ bi SKF, website: www.skf.com [6]- Catalog hãng sản xuất động ANILAM, website:http://www.acurite.com 88 ... yếu máy phay CNC có trục Đồ án thiết kế khí này, em tìm hiểu q trình tính tốn thiết kế hệ thống dẫn hướng máy phay CNC Nhiệm vụ tính tốn thiết kế lựa chọn hệ thống vít me bi, hệ thống ray dẫn hướng, ... VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Mà ĐỀ : VCK02-10 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam Sinh viên thực : Vũ Ngọc... VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ Mà ĐỀ : VCK02-10 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam Sinh viên thực : Vũ Ngọc