ĐỒ án THIẾT kế hệ THỐNG cơ KHÍ mã đề VCK02 10 THIẾT kế hệ dẫn HƯỚNG CHO bàn máy CNC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÃ 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 download by : skknchat@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÃ 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 : download by : skknchat@gmail.com 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 thông 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 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, 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 hoàn thành báo cáo đồ án download by : skknchat@gmail.com 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 download by : skknchat@gmail.com 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 download by : skknchat@gmail.com Chương I: Tổng quan đề tài Thiết kế bàn máy CNC Phần I: Chọn máy tham khảo I.1 Bảng thông số Thông số Máy Tham Khảo (SINUMERIK 808D) Tải trọng 300 lớn Vận tốc cắt Vận tốc 10 di chuyển tự Tốc độ 10 – 8,000 rpm quay trục Máy Phay đứng 800 x 320 mm Length x Width Gia tốc lớn Thời gian 5-7 năm hoạt động Máy Tham Khảo (SINUMERIK 828D) 350 Máy yêu cầu 24 20 10 12 10 – 10.000 rpm 5000 rpm Phay đứng 900 x 410 mm Phay đứng 300 0,4-0,5 m/s2 5-7 năm 5-7 năm Với thông số trên, Máy SINUMERIK 828D phù hợp để chọn làm máy tham khảo download by : skknchat@gmail.com 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 download by : skknchat@gmail.com 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 vơ 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 download by : skknchat@gmail.com 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 download by : skknchat@gmail.com II.2 Truyền dẫn chạy dao (Tạo chuyển động tạo hình) II.2.1 Truyền động trục Trong máy công cụ CNC, NC sử dụng động bước, động Servo để điều khiển trục chuyển động (X,Y,Z) Mỗi trục có gắn động riêng để hoạt động tách biệt Thông thường hộp tốc độ có từ 1–2 cấp Truyền dẫn cho trục trước thường sử dụng động chiều để điều khiển vơ cấp tốc độ động Ngày người ta sử dụng động ba pha với điều khiển điện tử có nhiều lợi so với động chiều Trục dẫn động động servo trục (trục Z) điều khiển được, điều khiển điều chỉnh điều khiển CNC, có khả cho tốc độ quay giới hạn thiết kế máy Chuyển động theo trục Z máy cụm trục thực hiện, dẫn động nhờ động servo trục Z thông qua truyền vitme đai ốc bi, điều khiển điều chỉnh điều khiển CNC kín, có phản hồi Bàn máy máy phay CNC thơng thường có hai khả chuyển động theo trục X Y, dẫn động nhờ động servo, thông qua truyền động vitme bi, điều khiển điều chỉnh tốc độ điều khiển CNC kín có phản hồi 10 download by : skknchat@gmail.com ... HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ **************************** ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÃ ĐỀ : VCK02- 10 THIẾT KẾ HỆ DẪN HƯỚNG CHO BÀN MÁY CNC Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS Lê Giang Nam... 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, ... 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