(TIỂU LUẬN) PHÂN TÍCH NGUYÊN lý và THÔNG số kỹ THUẬT máy phay CNC có 3 trục chính

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 vững tạo sản phẩm đặc trưng riêng.Tuy 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 nhanh chóng làm thay đổi q trình sản xuất cơng nghiệp.Các đường cong thực dễ dàng đường 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 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 kĩ 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 Lời cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô bảo giúp đỡ tận tình để em hoàn thành báo cáo đồ án Nô i dung LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG PHÂN TÍCH NGUN LÝ VÀ THƠNG SỐ KỸ THUẬT I Tính máy cần thiết kế Loại máy phay Khối lượng lớn phôi Chế độ cắt thử tối đa Vân tốc chạy lớn không gia công Vân tốc chạy lớn gia công Gia tốc hoạt động lớn hệ thống Số rãnh chữ T Tốc độ trục chế độ cắt thử Thời gian hoạt động Cơ cấu truyền động truyền dẫn cụm bàn máy X, Y II So sánh với số máy CNC loại Tiêu chím Số trục Khối lượng lớn phơi Đường kính dao lớn Hành trình trục X/Y/Z Số rãnh T Tốc độ trục Vân tốc chạy lớn khơng gia cơng gia cơng có lực Gia tốc lớn Khối lượng  Chọn máy EMCOMILL 750 làm máy tham khảo có nhiều thơng số tương đồng với máy cần thiết kế - Bảng thông số kĩ thuật : III Phân tích động học máy tham khảo Truyền dẫn trục Cụm trục nơi lắp dụng cụ, chuyển động quay trục sinh lực cắt để gọt phơi q trình gia công Máy phay CNC EMCOMILL750 sử dụng động motor trực tiếp 15/20 kW , momen xoắn cực đại 100 N/m, tốc độ 50-15000v/ph thông qua truyền đai tốc độ trục tối đa lên đến 12000 v/ph Phương trình xích động : ntc=ndc iđ ntc=12000rpm, ndc=15000rpm => iđ =0.8 tỉ số truyền Sơ đồ động truyền dẫn trục : Truyền động chạy dao Hành trình trục máy EMCOMILL750: + Trục X : 750 mm + Trục Y : 610 mm + Trục Z : 500 mm Tốc độ chạy dao không cắt cắt theo trục : + Trục X : 30/15 v/ph + Trục Y : 30/15 v/ph + Trục Z : 30/15 v/ph Độ xác vị trí : ±0.001mm Dẫn động động servo qua hệ thống trục vít me đai ốc bi Phương trình xích động : vcd=vdc tx vcd : tốc độ chạy dao máy (mm/ph) vdc : 3000 (v/ph) tx =10mm (bước vít me) Sơ đồ động truyền động chạy dao trục X, Y : Chuyển động chạy dao : + Chuyển động chạy dao ngang/dọc : chuyển động trục, bàn máy di chuyển để tạo chuyển động cắt q trình gia cơng + Chuyển động chạy dao chéo : chuyển động trục, bàn máy Xvà Y chuyển động đồng thời tạo chuyển động chéo Truyền động thay dao Máy trang bị cấu thay dao tự động sử dụng tay máy Thời gian thay dao : 2s Ổ chứa dao chứa 30 (40/60) dao với khối lượng dao 8kg đường kính dao tối đa 80mm Quy trình thay dao máy : + Ổ tích dao nằm vng góc với trục + Khi có lệnh gọi dao, trục đưa đài dao vị trí thay dao, ổ tích dao xoay dao chọn đến vị trí thay dao + Dao đươc chọn quay xuống 90 độ Cần thay dao vào kẹp hai dao, hệ thống khí nén hoạt động nhả dao khỏi trục + Cần thay dao quay 180o đổi vị trí hai dao cho , hệ thống khí nén dừng hoạt động để kẹp chặt dao + Dao cũ cất vào ổ chứa dao, cần thay dao đưa vị trí nghỉ Sơ đồ động truyền dẫn thay dao : Sơ đồ động tổng thể máy : IV Các cấu đặc biệt 1.Đường dẫn hướng Nhiệm vụ : dẫn hướng chuyển động cho bàn máy X,Y chuyển động lên xuống theo trục Z trục u cầu : thẳng, có khả tải cao, độ cứng vững tốt, trơn trượt, khơng có tượng dính Kết cấu : + Kết cấu chung dẫn hướng bao gồm : dẫn hướng( xích bi dẫn hướng ma sát lăn), xe trượt, đệm khí,… Một số dạng đường dẫn hướng : + Dẫn hướng phẳng: dễ sản xuất, chúng cần có chỉnh thêm để điều chỉnh độ hở 71.1 Tính chọn động 72 Quy trình tính tốn : 72.1.1.Tính chọn động bàn X 73 Tốc độ vịng lớn : N= 2000 v/ph 74 Thời gian để đạt tốc độ lớn : 0.9s 74.1.1.1 Momen quan tính khối : - Trên trục vít me : πρ GDS = - Trên phần dịch chuyển : l GD2W=W ( π )2=11,1(kgf cm2) - Trên phần ghép nối πρ GDJ =32 D' đường kính trục vít, - chiều dài nối trục Tổng momen quán tính GD2L=GD2S +GD2W +GD2J=31,8+11,1+6.4=49,3 kgf cm2 74.1.1.2 Momen phát động 75 Momen đặt trước : T p=k Trong : k=0.3; Fa 0=Fmax /3= 211,1/3 = 70,3 kgf 76 Momen lực ma sát : Fa ×l 211,1× T c= = =37,3 kgf cm π ×n π × 0.9 77 Do momen phát động cần thiết : T L=T P +T C=3,4 +37,3=40,7 kgf cm 77.1.1.1 Chọn động - Chọn động servo để điều khiển quỹ đạo chuyển động theo trục Ox - Các liệu cho việc tính chọn động : + Chọn vít me có bước l=10 mm + Hệ số ma sát lăn thép gang ta chọn μ=0.1 + Gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 + Khối lượng phần đầu dịch chuyển m=440 kg Góc nghiêng trục α = + Tỉ số truyền giảm tốc i = (Do chọn phương án động nối trực tiếp với vit-me không qua truyền giảm tốc) + Hiệu suất máy chọn = 0,9 + Lực cắt lớn = 1570N = 157 kgf + Lực cắt theo phương z (phương thẳng đứng): Fm = 0,5Fm =785 N + Tốc độ quay lớn động 2000 vg/ph (Nếu trường hợp yêu cầu mở máy với tốc độ quay nhỏ tốc độ quay Nmax ta thêm truyền giảm tốc vào để nâng cao mô men) - Momen ma sát quy đổi ¿¿) : Momen ma sát quy đổi gây trục đai ốc bi ổ bi không đáng kể nên bỏ qua, mô men ma sát quy đổi gây ray dẫn hướng sử dụng để tính tốn: d T lf =μb (Fmz +P) + Trong đó: μb = 0,005, bé so với μ=0 Do T fric không thay đổi đáng kể kể thêm mô men quy đổi gây trục đai ốc bi ổ bi + Momen ma sát : m g+F μ h cosα mz ) T fric= ( =(440 ×10+785) ×0.1 ×0.01 ×cos (0)=0,92 N /m π i n2 π ×1 ×0.9 + Momen trọng lực quy đổi (T WZ ¿ : + Tính momen chống trọng lực kết cấu : T WZ=(m × g+ Fmz)× μ×h× sinα × π× i× η Vì cấu nằm ngang nên = hay T WZ=0 + Tính vận tốc dài : Với đường kính trục vít chọn 32 mm, ta có : v max= 2000 π×D×n = π× 32× =3,35 m/s 60 ×1000 60 ×1000 - Momen cắt quay đổi : + Tính momen máy : T = mạch + Tính momen tĩnh : T stat =T fric+Twz +T + Tính tốc đọ quay motor : mach=0,92+0+0.83=1,75 Nm + vmax × i 3,35 ×1 nnoml= h = 0.01 =335 vong/ ph  Dựa vào momen tĩnh động tốc độ motor, t chọn loại động AM 1550G hãng ANILAM – www.anilam.com có momen khởi động 13 N.m tốc độ quay lớn 2000rpm hình : Điều kiện: • Điều kiện: -Nmax ≥ 2000 M • n • ≥M motor ≥n Nmotor stat noml JM≥J L/3 TM>TL • • 77.1.1.2 Kiểm tra thời gian cần thiết để đạt vận tốc cực đại - Thời gian cần thiết để đạt vận tốc cực đại : t ¿ a (49,3+75) ×10−4 × π × 2000 ×1.4=0.13TL) • TL : mơ men quay • f : hệ số an tồn (chọn theo kiểu ổ lắp) - Tính tốn ứng suất tác dụng lên trục vít : F σ= A τ= σ N √σ2+ τ2=4.7 ×106 ( m max= ) Vật liệu làm trục có thành phần 50CrMo4 QT có : ▪ Độ bền kéo : 800x10 N/m > σ max ▪ Độ bền đàn hồi : 550x10 N/m >σ max Số liệu độ bền kéo , độ bền đàn hồi lấy theo "Handbook of Comparative World Steel Standards" hình : CHƯƠNG III : THIẾT KẾ BẢN VẼ 3D/2D ... a1| =37 99,2 ( N ) Giảm tốc sang trái : PE l a3=|P1 l a3|+|P t1 l a3|=6899,2( N ) P E2l a3=|P2 l a3|+|P t2 l a3|=1652,2( N ) P + E3l a3 =|P3 l a3|+|Pt3 l a3| =37 99,2 (N ) PE l a3=|P4 l a3|+|Pt4 l a3| =37 78... a1| =37 78,2 ( N ) Giảm tốc sang phải : PE r a3=|P1 r a3|+|P t1 r a3|=1652,2( N ) P E r a3=|P2 r a3|+|P t2 r a3|=6899,2 (N ) P E r a3=|P3 r a3|+|P t3 r a3| =37 99,2 (N ) P E r a3=|P4 r a3|+|P t4 r a3| =37 78,2(... =−1165,2(N ) m1 a3 l6 -Chuyển động giảm tốc sang trái Pn la3 : P1 l a3 =P1+ m2 a3 l5 + =5 734 ( N ) l12l1 m1 a3 l6 m2 a3 l5 P2 l a3=P2− − 2l1 P3 la3=P3− m1 a3 l6 − m2 a3 l5 2l1 =487(N ) =−2 634 (N) 2l1