Đồ án tốt nghiệp cơ điện tử Ứng dụng công nghệ CAD CAM chế tạo bánh vít trong bộ truyền trục vít bánh vít trên máy CNC 3 trục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN: KỸ THUẬT MÁY KHOA: CƠ KHÍ Sinh viên: Nguyễn Văn Giáp Lớp: Cơ điện tử - K51 1- Đầu đề thiết kế: Ứng dụng công nghệ CAD/CAM chế tạo bánh vít trong bộ truyền trục vít bánh vít trên máy CNC 3 trục 2- Các số liệu ban đầu để làm thiết kế: • Chi tiết mẫu trục vít – bánh vít. • Khoảng cách trục 97,5mm • Tỉ số truyền i=56 • Môđun m=3 3- Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 1. Tìm hiểu về bộ truyền trục vít- bánh vít 2. Tính toán thiết kế 01 bộ truyền trục vít. 3. Vẽ bề mặt biên dạng răng của bánh vít. 4. Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để gia công bánh vít trên máy phay CNC 3 trục. 5. Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác. 4- Các bản vẽ chính: • 01 Bản vẽ A4: Bản vẽ chi tiết trục vít • 01 Bản vẽ A4: Bản vẽ chi tiết bánh vít 5- Cán bộ hướng dẫn chính: a. Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Hồng Sơn b. Cán bộ ngoài sản xuất: 6- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày tháng ….năm 2013. 7- Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: Ngày … tháng … năm 2013. TL/HIỆU TRƯỞNG Ngày Tháng Năm 2014 Đã giao nhiệm vụ TKTN Trưởng Khoa Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn TS.Lê Lăng Vân TS.Nguyễn Hồng Sơn Đã nhận nhiệm vụ TKTN Sinh viên :Nguyễn Văn Giáp Lớp : Cơ Điện Tử – K51 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành Cơ điện tử là một trong những nghành mũi nhọn của nước ta với sự ứng dụng, tích hợp của các hệ thống riêng biệt như cơ khí, điện tử, điều khiển máy tính.Hiện nay các doanh nghiệp hiện đang thiếu nguồn nhân lực có trình độ và tay nghề cao để sản xuất các sản phẩm đáp ứng cho nhu cầu xã hội ngày càng cao. Vì vậy đòi hỏi các kỹ sư, cán bộ cơ khí và đặc biệt là đội ngũ sinh viên mới ra trường phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề cụ thể trong sản xuất, sửa chữa sau này khi ra trường. Qua thời gian 4 năm ngồi trên ghế nhà trường và được các thầy cô trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản. Đồ án tốt nghiệp là một giai đoạn quan trọng cuối cùng để đánh giá và giúp sinh viên kết nối kiến thức thực tế với lý thuyết đã được giảng dạy ở trường để giải quyết một vấn đề sản xuất thực tế gặp phải. Thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp chỉ có 12 tuần, đây là khoảng thời gian không nhiều và phải tổng hợp rất nhiều các kiến thức thực tế. Nhưng nó thực sự rất quan trọng đối với sinh viên. Trong thời gian thực tập này được sự giúp đỡ của bộ môn Kỹ Thuật Máy trường Đại học Giao thông Vận tải và đặc biệt là dưới sự hướng dẫn và giúp đỡ của TS. Nguyễn Hồng Sơn em đã thu được những kiến thức rất quan trọng để hoàn thiện kiến thức của mình và hoàn thành nhiệm vụ tốt nghiệp được giao. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật máy trường Đại học Giao thông Vận tải, ban lãnh đạo, các cán bộ công nhân viên trong Công ty Cổ phần Cơ khí Hồng Lĩnh và đặc biệt là thầy Nguyễn Hồng Sơn đã hướng dẫn em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn. Kính chúc các thầy cô luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong cuộc sống TÓM TẮT NỘI DUNG Ngày nay với việc ứng dụng công nghệ cao cùng với sự trợ giúp của máy tính và các hệ thống rô bốt vào quá trình thiết kế và sản xuất cơ khí cho phép nâng cao năng suất, giảm giá thành, nâng cao chất lượng sản phẩm. Trong đó ứng dụng CAD/CAM để thiết kế ,gia công sản phẩm cơ khí trên các máy CNC đang được sử dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp để đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuât,kinh tế Trong quá trình thực tập và làm đồ án tốt nghiệp với mục tiêu ứng dụng kiến thức đã học và gắn với sản xuất thực tiễn tại doanh nghiệp cơ khí em được giao những nhiệm vụ sau: -Tìm hiểu về bộ truyền động trục vít bánh vít. -Tính toán thiết kế 01 bộ truyền trục vít. -Vẽ bề mặt biên dạng răng của bánh vít. -Ứng dụng CAD/CAM để gia công bánh vít trên máy phay CNC 3 trục. -Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác Với các nhiệm vụ trên đồ án tốt nghiệp gồm 5 chương như sau: Chương1 :Tổng quan - Tìm hiểu về bộ truyền trục vít bánh vít Chương 2 : Tính toán thiết kế 01 bộ truyền trục vít- bánh vít Chương 3: Công nghệ CAD/CAM và khả năng ứng dụng trong thiết kế, gia công trên máy CNC Chương 4 : Vẽ biên dạng bề mặt rãnh răng bánh vít với Mastercam X5 Chương 5:Ứng dụng Cam để gia công trên máy phay CNC hartforf 3 truc tọa độ - MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN Bộ truyền trục vít-bánh vít là một trong các loại truyền động được sử dụng rộng rãi trong các máy móc thiết bị nói chung. Chúng có những ưu điểm như: kích thước nhỏ gọn, khả năng tải lớn, tỷ số truyền không thay đổi, tuổi thọ cao, làm việc tin cậy. Sản xuất loại bộ truyền này theo phương pháp truyền thống cần có thiết bị chuyên dùng phức tạp và khá đắt tiền, mà đầu tư thiết bị chuyên dùng này nếu sử dụng không hết công suất sẽ gây lãng phí lớn. Vì vậy, tiến hành nghiên cứu công nghệ gia công bộ truyền trục vít- bánh vít trên máy CNC hay trên các trung tâm gia công là một vấn đề cần được nghiên cứu. 1.1: Tìm hiểu về bộ truyền trục vít bánh vít 1.1.1:Khái niệm Bộ truyền trục vít- bánh vít, hay còn gọi tắt là bộ truyền trục vít được xếp vào loại truyền động răng –vít , kết hợp giữa bộ truyền bánh răng và vít. Bộ truyền trục vít dùng để truyền chuyển động và công suất giữa 2 trục vuông góc với nhau trong không gian. Vì có khả năng tự hãm nên chuyển động và công suất được truyền từ trục vít sang bánh vít. 1.1.2:Cấu tạo , nguyên lý hoạt dộng GVHD-TS.Nguyễn Hồng Sơn 8 SV-Nguyễn Văn Giáp Bộ truyền trục vít có 2 bộ phận chính: Trục vít dẫn 1, có đường kính d1, trục vít thường làm liền trục với trục dẫn I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, mô men xoắn trên trục T1. Bánh vít bị dẫn 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động P2, mô men xoắn trên trục T2. Hình 1. 1 Bộ truyền trục vít bánh vít 1.1.3:Phân loại - Theo hình dạng mặt chia của trục vít , bộ truyền được phân làm 2 loại: + Trục vít mặt trụ :mặt chia trục vít là mặt trụ +Trục vít lõm: mặt chia trục vít là mặt lõm GVHD-TS.Nguyễn Hồng Sơn 9 SV-Nguyễn Văn Giáp Hình 1. 2: Trục vít mặt trụ Hình 1. 3: Trục vít lõm -Theo hình dạng ren của trục vít bộ truyền trục vít - bánh vít được phân làm 3 loại: +Trục vít Acximet: giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng chứa đường tâm trục là đường thẳng . Giao tuyến giữa mặt ren mà mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục là đường xoắn Acximet + Trục vít Convolute : giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng vuông góc với phương ren là đường thẳng . Giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng vuông góc với tâm trục là đường xoắn Convolute. + Trục vít thân khai : giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở là đường thẳng . Giao tuyến giữa mặt ren và mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục là đường xoắn thân khai. GVHD-TS.Nguyễn Hồng Sơn 10 SV-Nguyễn Văn Giáp Hình 1. 4: Trục vít Acximet Hình 1. 5: Trục vít Convolute Hình 1. 6: Trục vít thân khai [...]... gia công: Theo lịch sử hình thành và phát triển ta có thể phân biệt công nghệ thiết kế và gia công tạo hình như sau: - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/ CAM - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM 3. 3.1:Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D... lấy 1 phần của bánh vít (hình quạt) Ta có bản vẽ chi tiết trục vít và bánh vít (đính kèm cuối bản thuyết minh) GVHD-TS.Nguyễn Hồng Sơn 29 SV-Nguyễn Văn Giáp CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ CAD/ CAM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ, GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 3. 1 :Tổng quan về công nghệ CAD/ CAM CAD/ CAM đã ra đời từ những năm 1960 nhưng ở giai đoán đó do khả năng xử lý thông tin, bộ nhớ của chúng còn hạn chế, giá thành... tốc vòng trục vít, tạo điều kiện thuận lợi hình thành lớp dầu bôi trơn trong mối ăn khớp và giảm ma sát Để tránh quá nhiệt trong quá trình làm việc nên sử dụng bộ truyền trục vít trong hệ thống truyền động chuyển động theo chu kì (không liên tục ) 1.2:Các thông số cơ bản của bộ truyền trục vít bánh vít hình trụ 1.2.1 :Trong trường hợp không dịch chỉnh Bộ truyền trục vít giống như bộ truyền bánh răng... và gia công tạo hình Quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/ CAM GVHD-TS.Nguyễn Hồng Sơn 34 SV-Nguyễn Văn Giáp Hình 3 4 Quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/ CAM 3. 3 .3: Thiết kế gia công tạo hình theo phương pháp tích hợp (CIM) Từ công nghệ CAD/ CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành phần trong một hệ thống tích hợp Theo công nghệ tích hợp, công việc... VÍT 2.1:Yêu cầu -Bộ truyền này nằm trong cụm đóng mở van nước DN300 -Đo đạc thông số của bộ truyền trục vít - bánh vít để chế tạo thay thế -Yêu cầu cần đáp ứng của bộ truyền : + Khoảng cách trục aw =97.5mm z1 = 1 z2 = 56 + Tỉ số truyền i=56 ( , ) + Môdun m =3 +Vật liệu làm trục vít : Thép 45 (độ cứng yêu cầu 45 HRC ) +Vật liệu làm bánh vít : Gang xám (độ cứng yêu cầu 30 HRC ) 2.2:Tính toán thiết kế lại... kính vòng lăn của trục vít và bánh vít : đường kính vòng chia của trục vít và bánh vít d w1 = d1 d w2 = d 2 Khi không có dich chỉnh thì , Điểm tiếp xúc giữa 2 đường trụ lăn gọi là tâm ăn khớp -Trục vít Các thông số hình học của bộ truyền trục vít xác định tương tự bộ truyền bắnh răng Trong trục vít sử dụng môđun dọc trục vít m (theo tiêu chuẩn) hay còn gọi là môđun ngang của bánh vít theo dãy sau (dãy... của trục vít khi dịch chỉnh d e 2 = ( z2 + 2 + 2 x )m d i 2 = ( z2 − 2, 4 + 2 x )m các kích thước còn lại không thay đổi khi dịch chỉnh 1 .3: Độ chính xác của bộ truyền trục vít -bánh vít: Tiêu chuẩn ROCT và TCVN chia tuyền động trục vít -bánh vít ra 2 nhóm: - Bộ truyền động học trong đó quy định điều chỉnh vị trí của trục vít và bánh vít theo khoảng các tâm và vị trí của mặt phẳng trung bình của bánh vít. .. thực hiện trên các máy cán với các trục cán dạng con lăn Trục vít có môđun m 3mm được cán nóng trên máy có 3 trục cán (nung nóng bằng dòng điện cao tần) Các sai số của trục vít khi cán nguội nằm trong giới hạn sau: -Sai số bước (mm): 0,015 -Sai số chiều dày của răng theo đường kính chia(mm): 0,02-0, 03 -Sai số chiều dày của răng so với... hãm nên được sử dụng rộng rãi cho các máy nâng như cần trục , tời Tỷ số truyền của bộ truyền trục vít 1 cấp nằm trong GVHD-TS.Nguyễn Hồng Sơn 11 SV-Nguyễn Văn Giáp khoảng từ 8- 63 có khi đến 80 Trong 1 số trường hợp dùng bộ truyền 2 cấp , tỷ số truyền có thể lên đến 1000 Khi thiết kế hệ thống truyền động bao gồm các cặp bộ truyền bánh răng và bộ truyền trục vít thì nên bố trí trục vít ở cấp nhanh... mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới - Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM) Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/ CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép . Đánh giá và so sánh với các phương pháp gia công khác. 4- Các bản vẽ chính: • 01 Bản vẽ A4: Bản vẽ chi tiết trục vít • 01 Bản vẽ A4: Bản vẽ chi tiết bánh vít 5- Cán bộ hướng dẫn chính: a. Giáo. – bánh vít. • Khoảng cách trục 97,5mm • Tỉ số truyền i=56 • Môđun m=3 3- Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 1. Tìm hiểu về bộ truyền trục vít- bánh vít 2. Tính toán thiết kế 01 bộ truyền. trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản. Đồ án tốt nghiệp là một giai đoạn quan trọng cuối cùng để đánh giá và giúp sinh viên kết nối kiến thức thực tế với lý thuyết đã được giảng dạy ở trường