ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY KHẮC GỖ C.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUN NGÀNH : CƠ KHÍ CHẾ TẠO TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY KHẮC GỖ CNC TRỤC ĐẦU KHẮC Đà Nẵng, tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH : CƠ KHÍ CHẾ TẠO TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY KHẮC GỖ CNC TRỤC ĐẦU KHẮC Giáo viên hướng dẫn : ThS Ngô Tấn Thống Sinh viên thực : Lê Ngọc Tứ MSSV : 1811504110355 Đà Nẵng, tháng năm 2022 Trường Đại học SPKT Khoa Cơ khí -oOo Khoa Cơ Khí Bộ mơn Cơ khí chế tạo máy Số: 02/2020 CỘNG HÒA – XÃ HỘI – CHỦ NGHĨA – VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc -oOo Ngày 25 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin người thực hiện: Họ tên sinh viên: LÊ NGỌC TỨ Ngành: Cơ khí chế tạo máy Điện thoại: 0932520343 MSSV:1811504110355 Lớp: 18C3 Email:lengoctu0204@gmail.com Giáo viên hướng dẫn: ThS.Ngô Tấn Thống Đơn vị : Trường Đại học SPKT, Điện thoại: 0982010177 Đại học Đà Nẵng Email: ntthong@ute.udn.vn Tên đồ án: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY KHẮC GỖ CNC TRỤC ĐẦU KHẮC Nhiệm vụ đồ án: - Thiết kế mô máy khắc gỗ CNC trục đầu khấc - Hoạt động ứng dụng máy khắc gỗ - Ứng dụng phần mềm PTC creo, Mastercam để thiết kế Autocad Kế hoạch thực -Chọn chủ đề - Giới Thiệu Chung - Tính Tốn Thiết kế máy khắc gỗ CNC trục đầu khấc - Tính tốn thiết kế cấu thiết bị - Tính tốn thiết kế, lựa chọn động - Tính tốn hệ thống dẫn động trục X,Y,Z (hệ thống vít me thánh trượt) Thiết lập vẽ cần thiết: Tối thiểu 05 A0 Thời gian thực hiện: Ngày giao nhiệm vụ: 25/2/2022 Ngày hoàn thành: Nội dung nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp thông qua Bộ Môn Ngày tháng năm Bộ mơn Cơ khí Ngày 25 tháng năm 2022 Người hướng dẫn NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Địa điểm thực tập tốt nghiệp : CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Ngô Tấn Thống Họ tên : Ngô Tấn Thống Học hàm, học vị : Thạc sĩ Cơ quan công tác : Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Nội dung hướng dẫn : Toàn đề tài Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày 25 tháng 02 năm 2022 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng 06 năm 2022 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Lê Ngọc Tứ Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Th.S Ngô Tấn Thống Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 HIỆU TRƯỞNG PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn (Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm2022 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện (Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2022 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đồ án tốt nghiệp, gặp nhiều khó khăn tài liệu, tính tốn thiết kế nhờ có giúp đỡ quan tâm hướng dẫn nhiệt tình thầy hướng dẫn, động viên, giúp đỡ từ bạn bè người thân, em hồn thành luận văn tốt nghiệp thời hạn Vì lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành em đến thầy hướng dẫn Thầy Ngơ Tấn Thống, sau em muốn cảm ơn chân thành tới tất thầy cô dạy em từ trước đến có thầy đại cương, thầy Bộ mơn Khoa khí trang bị cho em kiến thức chuyên môn kĩ cần thiết để hoàn thành luận văn sau làm thực tế Sau em xin cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ em suốt trình làm đề tài luận văn Sinh viên thực Lê Ngọc Tứ SVTH: Lê Ngọc Tứ GVHD: Th.S Ngô Tấn Thống ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan nội dung trình bày đồ án tốt nghiệp kết nghiên cứu thân Nội dung đồ án chúng em có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tạp chí, Webside theo danh mục tài liệu tham khảo đồ án phần cuối SVTH: Lê Ngọc Tứ GVHD: Th.S Ngô Tấn Thống Hình 0-65: Ngun cơng ( Trục vít me) Phân tích ngun cơng : - Mục đích yêu cầu: + Tạo mặt trụ + Gia cơng đạt kích thước vẽ - Định vị : + Chống tâm hai mũi chống tâm - Kẹp chặt : + Kẹp chặt ren vít Chọn máy dao cắt : + Máy tiện 1K62 có cơng suất động 7KW, hiệu suất máy η=0,75, mặt làm việc bàn máy 320x1250, lực lớn cho phép theo cấu tiến máy 1500 kg + Chọn dao tiện đầu cong Chế độ cắt: -Ta có lượng dư gia cơng t= 2.5 (mm) - V - Chiều sâu cắt: t=2.5 (mm) - Chọn bước tiến: Tra bảng 5-34 [3] với dao P6M5 công suất máy N=7 kw ta S =0,2 0,3 (mm/răng) Ta chọn Sz=0,2 (mm/răng) - Vận tốc cắt:Theo Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập II ( phần chế độ cắt) tiện ta có: ,với K(v) =Kmv.Knv.Kuv (4.19) + Kmv: hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu phôi Tra bảng 5-4 ([3] trang ) ta có: nv = 1,7 + Knv: hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi Tra bảng 5-5 (STCNCTM-tập II -trang 8) ta có:Knv=0,9 + Kuv: hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt Tra bảng 5-6( [3] trang 8) ta có: Kuv= Như : Kv = Tra bảng 5-39( [3] trang 32) ta có : Bảng 4.3 Các hệ số vận tốc cắt C q x y u p m 0 0 0 Tra bảng 5-40 [3] trang 34) với D=25 (mm) ta có T=120 (phút) Thay vào (1) ta : V= (m/phút) Tốc độ trục là: (vịng/phút) Đối chiếu thuyết minh :chọn nt =1250 (vòng/phút) Vậy tốc độ thực tiện là: (m/phút) Thời gian làm việc máy Từ công thức: (phút) (4.20) Với i: số lát cắt : i=1 L:chiều dài cần gia công, L=16(mm) L2: khoảng chạy quá: L2=(2 5)=3(mm) L1:khoảng chạy dao tới (4.21) Như là: Dao L Chế Độ Cắt V S n( T D P6 0, Bảng 0-20: Bảng chế độ cắt ngun cơng ( Trục vít me) Nguyên công : Phay rãnh hai đầu Hnh 0-66: Ngun cơng ( Trục vít me) Phân tích ngun cơng : Định vị : - Dùng hai khối V ngắn định vị bậc tự - Dùng chốt tì định vị bậc tự - Kẹp chặt khối V tùy động Chọn máy: + Chọn máy phay 6H82 Chọn dao: + Dao phay ngón P6M5 D = mm Chế độ cắt : - Chiều sâu cắt + Chọn chiều sâu gia công: t = == (mm) - Lượng chạy dao + Tra bảng 5-25 ( [3] ) ta có với đường kính dao (mm) S = 0,12÷0,18 (mm/vịng) Theo lý thuyết máy chọn S = 0,15 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: + Theo [3] ta có : (m/phút) (4.22) + Hệ số CV số mũ tra bảng 5-28, ta : Bảng 4.5 Hệ số tốc độ cắt Cv q y m 0, 28,1 0,25 0,5 Ta có : K(v) =Kmv.Knv.Klv (4.23) + Kmv: hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu phôi Tra bảng 5-3 ( [3] ) ta có: Tra bảng 5-2 ( [3] ) ta có: nv = 1,3 Kmv = + Knv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi Tra bảng 5-5 ( [3] ), ta có:Knv=0,8 + Klv : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt Tra bảng 5-31( [3] ), ta có: Klv= Như vậy: Kv=1,7.1,3.0,8=1,765 Như Vp = (m/phút) + Tốc độ vòng quay trục : (vịng/phút) + Theo thuyết minh máy chọn n = 1350 (vòng/phút) Vậy vận tốc thực là:14,84 (m/phút) - Thời gian làm việc máy (4.24) B ướ c gi a cô ng n S t M ( m ( m v / / v p g ) ) Ph 6 0 ay , Bảng 0-21: Bảng chế độ cắt ngun cơng ( Trục vít me) Ngun cơng : Tiện ren thang T15x10 Hình 0-67: Ngun cơng ( Trục vít me) Phân tích ngun cơng: - Mục đích u cầu y H + Tạo ren + Gia cơng đạt kích thước vẽ - Định vị + Chống tâm hai mũi chống tâm + Kẹp chặt: Cơ cấu kẹp ren vít Chọn máy dao cắt Ta có: + Vận tốc cắt Vb = 8.05 (m/ph) + Bước ren: P = 10 (mm) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công k = 1,7 V = Vb k = 8.05 1,7 = 13,6 (m/p) (4.25) Tốc độ quay trục chính: (v/p) Theo máy ta chọn máy = 90 (v/p) Như tốc độ thực tế là: : 4,24 ( m/ph) Bước tiến : S=10mm/vòng Chế độ cắt: Bước gia công Tiện t n S ( v / p ) ( m m / v ò n g ) 9 1 ren M15x 0 10 Bảng 0-22: Bảng chế độ cắt ngun cơng ( Trục vít me) M y 1 K Nguyên công : Nhiệt luyện HRC 42-45 Nguyên công : Dưỡng ren Hình 0-68: Ngun cơng ( Trục vít me) Ngun cơng 9: Kiểm tra độ đồng tâm Hình 0-69: Ngun cơng ( Trục vít me) Dùng đồng hồ so đo hai đầu trục, so sánh độ chênh lệch hai đầu trục Đảm bảo độ đồng tâm trục 0.02mm/100mm chiều dài 4.3.3 Thiết kế đồ gá 4.3.3.1 Yêu cầu kỹ thuật - Các lỗ gia công cần đạt độ bóng Ra = 6.3 , đảm bảo độ song song - Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo độ cứng vững gá đặt đảm bảo lỗ kẹp chi tiết không bị biến dạng lực kẹp 4.3.3.2 4.3.3.3 Cơ cấu định vị - Dùng phiến tỳ vào mặt đáy chi tiết hạn chế bậc tự - Dùng khối V cố định, di động hạn chế bậc tự Cơ cấu kẹp chặt 4.3.3.4 Cơ cấu dẫn hướng 4.3.3.5 - Dùng khối V di động để kẹp chặt - Dùng phiến dẫn bạc dẫn cố định Tính lực kẹp Trong q trình phay rãnh hay đầu + Momen xoắn M lực cắt gây + Lực cắt Pz + Lực kẹp W + Lực ma sát Fms Sơ đồ khoan : Hình 0-70: Sơ đồ phân tích lực ( Trục vít me) Khi chuẩn định vị mặt trụ kẹp chặt hai khối V Chỉ xét trường hợp chống xoay quay tâm ta bỏ qua lực P0 Ta có phương trình cân Momen : N.f.R = K Mc (4.26) Trong : + K hệ số an toàn + Mc : Momen xoắn khoan ( N.mm) + W : Lực kẹp cần thiết (N) + f hệ số ma sát bề mặt chi tiết đồ định vị ( f = 0,2 ) Từ sơ đồ lực ta tính : N = Suy : W = K: hệ số an toàn cắt gọt K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6 (4.27) (4.28) (4.29) Ko : hệ số an toàn trường hợp ; Ko = 1,5 K1 : hệ số tính cho trường hợp tăng lực cắt độ bóng tăng : K1 = 1,2 K2 : hệ số tăng lực cắt mòn dao K2 = 1,5 K3 : hệ số tăng lực gia công K3 = 1,2 K4 :hệ số phụ truộc vào thuận tiện tay quay; K4 = 1,3 K5 :hệ số an tồn tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay ; K5 = K6 :hệ số tính đến momen làm quay chi tiết định vị phiến tỳ; K6 = 1,5 K = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1,5 = 4,2 + Mômen xoắn tính theo cơng thức: Mx = 10.Cp Dq SY Kp (KG) (4.30) Theo bảng (5.32) [3] : Bảng 3.25: Hệ số momen xoắn phay Cm 0,0 q y 0,8 12 Thay vào ta có: M = 10.0,012 3,52 0,120,8 1,03 = 0.277 (KG.m) = 277 (KG.mm) W = = 470 ( KG) + Đường kính bu lơng : d = C (mm) (4.31) Trong : C :hệ số phụ thuộc vào loại ren ( C = 1,4) d :đường kính ngồi ren (mm) W :lực kẹp chặt tính từ momen cắt 4.3.3.6 : ứng suất bền vật liệu ; = -10 kG/mm2 d = mm Theo quy ước ta chọn Bu lơng M10 Tính sai số đồ gá Áp dụng cơng thức ta có: Trong ta có : Sai số gá đặt : ( Trong dung sai ngun cơng : ) = = 0,05 Sai số mòn: : hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị N số chi tiết đồ gá N=5500 ( chi tiết) 0,2 = 0,2 = 15 ( ) =0,015 mm Sai số kẹp chặt lực kẹp vng góc với phương kích thước Sai số điều chỉnh: = 0,01 mm (sai số điều chỉnh) Sai số chuẩn : sai số chuẩn Sai số chuẩn dùng hai khối V tự định tâm Do = Vậy ta có: (4.32) = = 0,047 (mm) Vậy sai số chế tạo : 0.047 (mm) Từ ta đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá sau : + Độ không song song bề mặt phiến tỳ so với đế đồ gá ≤ 0,047 + Độ không đồng tâm tâm hai khối V ≤ 0,047 + Độ cứng thân đồ gá đạt độ cứng HRC 55- 60 - εdc sai số sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá εdc= – 10 (µm) nên ta chọn εdc= 10 (µm) - εc sai số chuẩn chuẩn định vị khơng trùng với gốc kích thước gây Với ta thấy chuẩn kích thước trùng với chuẩn định vị nên εc= - εgd sai số gá đặt - εgd= (1/2 ÷ 1/5) δ = (1/2÷1/5) 0,2 = 0,04 ÷ 0,1 (mm) Ta chọn εgd= 0,1 (mm) = 100 (µm) - Trong δ dung sai kích thước gia cơng ngun cơng Ta có εct= Từ kết tính tốn sai số chế tạo cho phép = 57 (µm) = 0,057 (mm) = 0,057 mm, ta có yêu cầu kỹ thuật đồ gá: - Độ không song song khối V thân đồ gá 0,057 mm 100 mm chiều dài - Độ khơng vng góc đường tâm lỗ lắp bu lông với mặt đáy đồ gá 0,057 mm KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu với cố gắng nỗ lực tác giả hướng dẫn tận tình TS Ngơ Tấn Thống đề tài đạt dược mục tiêu đề hoàng thành thời gian quy định Đồ án đạt kết quả: + Máy khắc gỗ CNC trục đầu khắc trục ứng dụng chạy thử gia cơng chi tiết hình dạng phức tạp + Ứng dụng cho việc học tập hướng dẫn nhà trường thời gian tới + Phục vụ cho việc nghiên cứu cải tiến cấu máy tối ưu sau + Máy khắc gỗ CNC trục đầu khắc sản phẩm để bạn sinh viên tiếp xúc, nghiên cứu, cải tiến hoàn thiện khóa sau TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2006) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tập 1,2, Nhà xuất Giáo dục [2] Nguyễn Trọng Bản (2008), Giáo trình Tự động hóa q trình sản xuất, Học viện Kỹ thuật quân [3] Nguyễn Quang Hùng, Trần Ngọc Bình (2003), Động bước – kỹ thuật điều khiển ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật [4] Bùi Quý Lực (2006), Hệ thống điều khiển số công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật [5]Tống Văn On, Hoàng Đức Hải (2005), Họ vi điều khiển 8051, NXB Lao động - Xã hội [6] GS TSKH Nguyễn Thiện Phúc (2006), Robot công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật [7] Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấn (2008) Bài tập Vẽ kỹ thuật khí, tập 1,2, Nhà xuất Giáo dục [8].Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng, Phan Đăng Phong (2006) Sổ tay thiết kế khí, tập 1,2, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật ... mach3 để CPU đưa tín hiệu tới động tạo chuyển động đồng thời trục vít me X, Y, Z 2 .3 Thiết kế phần khí máy khắc gỗ cnc trục 2 .3. 1 Giới thiệu chung máy khắc gỗ 2 .3. 1.1 Kết cấu khung máy Khung máy. .. - Tính Tốn Thiết kế máy khắc gỗ CNC trục đầu khấc - Tính tốn thiết kế cấu thiết bị - Tính tốn thiết kế, lựa chọn động - Tính tốn hệ thống dẫn động trục X,Y,Z (hệ thống vít me thánh trượt) Thiết. .. CHƯƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY KHẮC GỖ CNC TRỤC ĐẦU KHẮC 2. 1 Sơ đồ động học Hình 0 -3: Sơ đồ động học 2. 2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động máy CNC thực gia công chi tiết cụm trục dẫn động máy