De tai mo hinh CNCdth

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ - ĐIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, PHỤC HỔI MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC TRỤC MINI” Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thanh Cường Ngô Đăng Huỳnh Sinh viên thực hiện: Vũ Thanh Thản Trịnh Trọng Dương Phạm Văn Hiệp Hà Nội 2013 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, PHỤC HỔI MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC TRỤCMINI” Nội dung thuyết minh: Phần I: Đại cương máy CNC Phần II: Tính toán, thiết kế, phục hồi CNC trục Phần III: Lập trình gia công LỜI NÓI ĐẦU Mỗi sinh viên học đại học trước trường phải trải qua trình thực tập tốt nghiệp kéo dài suốt học kỳ cuối Đề tài tốt ngiệp tổng kết kết rèn luyện sinh viên năm học nhà trường, tổng kết kiến thức tiếp thu để vận dụng vào trình thực tập, trình thực tấp tốt nghiệp có ý nghĩa quan trọng, trình rèn giũa lần cuối thầy cô giáo sinh viên trước trường bắt tay vào làm việc Tùy vào trường đại học nghành học mà trình thực tập nội dung thực tập có khác Đối với chuyên nghành chế tạo máy có nhiều đề để làm đồ án tốt nghiệp tính toán thiết kế khuôn dập, thiết kế khuôn mẫu, đồ án công nghệ gia công áp lực… giới hạn đồ án tốt nghiệp chúng em chọn đề tài tốt nghiệp “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, PHỤC HỔI MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC TRỤCMINI ” Trong trình làm đồ án nhóm đề tài em trân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ thầy Phạm Thanh Cường , thầy Ngô Đăng Huỳnh thầy cô giáo môn thuộc Khoa Cơ Điện PHẦN I: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY CNC Chương I: Tổng quan 1.1 Tính cấp thiết đề tài Công nghệ gia công máy CNC công nghệ không xa lạ với lĩnh vực khí Với phát triển không ngừng thành tựu Khoa học - Công nghệ đặc biệt điều khiển số tin học cho phép nhà chế tạo máy ứng dụng vào máy cắt kim loại hệ thống điều khiển ngày tin cậy với tốc độ sử lý nhanh giá thành hạ Hiện nay, khoa học công nghệ ngày phát triển Chính thế, việc ứng dụng kĩ thuật tiên tiến vào sản xuất nhằm tạo sảnphẩm có suất, chất lượng cao, giá thành chấp nhận ngày trở nên cấp thiết, đặc biệt nước phát triển Do đó, để giúp cho sinh viên nghành chế tạo máy nắm bắt công nghệ đồng thời giúp cho sinh viên có nhìn hoàn thiện máy CNC, đặc biệt sinh viên tự thực đươc công việc từ việc lập trình việc gia công thực máy CNC,đề tài tập trung nghiên cứu chế tạo máy phay Mini CNC hoàn chỉnh, phục vụ cho công tác giảng dạy, học tập trường, khoa 1.2 Tổng quan công nghệ CNC CNC – viết tắt cho Computer Numerical Control (điều khiển máy tính) đề cập đến việc điều khiển máy tính máy móc khác với mục đích sản xuất (có tính lặp lại) phận kim khí (hay vật liệu khác) phức tạp, cách sử dụng chương trình viết kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi mã G code CNC phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 phòng thí nghiệm Servomechanism trường MIT CNC thường có đặc điểm sau đây: Chứa đựng hàm lượng cao nghiên cứu - phát triển, có ý nghĩa chiến lược quốc gia, sản phẩm đổi nhanh chóng, đầu tư lớn, độ rủi ro cao, thành công đem lại lợi nhuận khổng lồ, thúc đẩy lực cạnh tranh hợp tác nghiên cứu - phát triển, sản xuất tìm kiếm thị trường quy mô toàn cầu Sự xuất máy CNC nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp Các đường cong thực dễ dàng đường thẳng, cấu trúc phức tạp chiều dễ dàng thực hiện, lượng lớn thao tác người thực giảm thiểu * Các tính kỹ thuật máy điều khiển số: Tnh chung: - Độ xác: độ xác cần thiết đặc trưng cho máy CNC 0,001mm/250 mm ( tức vào khoảng 0,0004inch/ 10 inch) - Độ phân giải: hệ thống CNC thường đạt đến 0,001 mm (0,0001in) 0,001o - Độ xác lặp lại: đạt ± 0,005(mm) - Độ nhạy: thời gian trễ thời điểm nhập tín hiệu vào hệ thống thời điểm đạt điều kiện mong muốn Số vòng lặp lớn thi độ nhạy cao Thông thường số thời gian cho máy CN 0,033 giây Ngoài máy CNC có tính tiêu chuẩn, tính mở rộng tính vận hành * Hiệu sử dụng máy CNC Về chất lý trình gia công máy thông thường máy CNC hoàn toàn giống nhau: kích thước chất lượng bề mặt chi tiết gia công hình thành tương tác lý hóa dao chi tiết gia công Hiệu điều khiển số mang lại thực chất cho phép thực hợp lý hóa chế độ gia công, phát huy lực máy mức độ cao mà máy thông thường, hạn chế điều khiển thủ công không thực thích hợp kỹ thuật khí, điều khiển tự động công nghệ thông tin tạo cho máy CNC tính vượt trội so với máy thông thường Nhờ tính ngày ưu việt hệ thống tích hợp khí- điều khiển tự động - công nghệ thông tin mà máy CNC có nhiều ưu điểm nhiều Hiệu kinh tế - xã hội việc sử dụng máy CNC thể khía cạnh sau đây: - Năng suất gia công cao - Chất lượng gia công cao - Tính linh hoạt cao - Chi phí gia công giảm, hiệu kinh tế cao 1.2.1 Tình hình sử dụng máy CNC giới Việt Nam Trên giới máy CNC sử dụng từ đầu thập kỷ 70 loại máy CNC giới phát triển mạnh mẽ,ở cường quốc kinh tế Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc…thì loại máy phay trục, trục có loại mát phay lên đến 12 trục Đối với loại máy CNC Việt Nam hầu hết loại máy cũ nhập vào nước, chưa sản xuất đc máy CNC hoàn chỉnh Đối với thiết bị khí máy CNC đế máy, thân máy, bàn máy, trục vít me, ổ tích dụng cụ, cụm trục băng dẫn hướng nước ta chưa sản xuất phận máy quan trọng cụm trục băng dẫn hướng mà chế tạo cấu đơn giản thân bàn, bàn máy, bàn xoay Năm năm trở lại đây, với đầu tư cho nghiên cứu máy Công cụ điều khiển số CNC Chính phủ, cố gắng nhà khoa học doanh nghiệp, hàng loạt máy CNC “Made in Việt Nam” đời người dùng tin cậy Tuy nhiên, làm để phát triển sản xuất máy CNC nước, nâng cao lực đội ngũ cán CNC điều thực cần thiết Việt Nam Máy phay CNC (Computer Numericar Control - điều khiển máy tính) sản phẩm máy công cụ điều khiển số Công ty TNHH Cơ điện tử Bách Khoa (BKMech) chế tạo chủng loại máy Việt Nam sản xuất thành công Máy có tốc độ phay trục lên đến 24.000 vòng/ph, tốc độ dịch chuyển khoảng 30m/ph, giúp giảm thời gian gia công, trung bình tiết kiệm khoảng 20 – 40% so với gia công phay thông thường tốc độ cắt cao Giá dự kiến sản phẩm khoảng từ 50.000 USD – 80.000 USD tùy vào cấu hình khách hàng đặt, khoảng 50% so với nhập từ Đài Loan Máy phay CNC trục – sản phẩm Đề tài KC.05.28/01-05 “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phay CNC trục” TS Hoàng Vĩnh Sinh - Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (ĐHBKHN) Công ty Rorze Robotech Nhật đặt chế tạo với giá 140.000 USD Trong đó, 100 công ty sản xuất máy Đài Loan, có gần 10% công ty có đủ lực để chế tạo chủng loại máy Vì việc nghiên cứu chế tạo máy CNC cần thiết 1.2.2 Tình hình mô hình CNC phần cần khắc phục Trong trình kiểm tra mô hình máy phay CNC trục, chúng e đưa bảng nhằm bao quát trạng mô hình máy hướng khắc phục cụ thể cho mô sau trạng mô hình máy phay Hướng khắc phục CNC trục Trục chưa hoạt động Thiết kế cấu dẫn động cho trục chính, chọn động Trục Z chưa hoạt động phù hợp với yêu cầu máy Tính toán chọn công suất động phù hợp với cụm cấu trục Z, thay rãnh trượt ray trượt bi ( giảm ma sát cách thay ma sát trượt ma sát lăn), chọn khớp nối Trục X, Y hoạt động được, ma sát lớn từ rãnh trượt Hai đầu trục vít me chưa đảm bảo trục phù hợp để tăng hiệu suất Thay rãnh trượt thường rãnh trượt bi ( chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn) nhằm làm giảm hệ số ma sát, nâng cao khả làm việc trục đồng tâm,cứng vững thiếu gối đỡ Lắp thêm gối đỡ trục nhằm đảm bảo độ cứng vững đồng trục tâm trục Khớp nối trục chưa đảm bảo hiệu suất Nghiên cứu, tính toán chọn khớp nối trục phù hợp với truyền dẫn từ động đến trục làm trục việc Bàn máy đảm bảo độ cứng vững để có Kiểm tra lại độ phẳng bàn máy thể gá kẹp chi tiết đồ gá Thân máy độ tin cậy chưa cao, kết cấu Kiểm tra độ vuông góc phần thân máy, thay đổi kết cấu chưa hợp lý để phù hợp trình gá lắp trục công tác lên thân Hệ thống điều khiển: chưa có hộp bảo máy Lắp đạt hộp bảo vệ đưa bo mạch vào hộp nhằm hạn vệ bo mạch, dây điện chưa chế bụi bẩn, phoi trình gia công bắn vào bo bảo vệ mạch Dùng ống ghen cách điện để bảo vệ dây điện khỏi va chạm bên không mong muốn 1.3 Phương Pháp tính toán Để thuận lợi việc tính toán thiết kế máy mô hình máy chúng em chia làm phần để tính toán • Tính toán thiết kế phần kết cấu khí cho mô hình • Tính toán chọn động cơ, mạch điều khiển • Chọn sử dụng phần mềm phù hợp với mạch điều khiển, cách thức sử dụng phần mềm để điều khiển 1.3.1 Phương pháp tính toán thiết kế kết cấu khí cho mô hình máy CNC - Từ yêu cầu đề tài thiết kế mô hình CNC trục, tính toán thiết kế kết cấu hợp lý để gá lắp trục máy hoạt động ổn định hiệu - Từ số dạng sản phẩm định có yêu cầu vật liệu, kích thước khối lượng, chất lượng bề mặt, sai số cho phép, từ tính toán khả làm việc máy ( tốc độ cắt, bước tiến dao, biên dạng gia công, đồ gá cho máy, sai số, kích thước máy) - Đối với trục tính toán để đảm bảo khả làm việc ổn định phạm vi đề đề tài - Tính toán thân máy phải đảm bảo đủ độ cứng vững cần thiết, trình gia công không gây rung động, không tạo sai số gia công - Trục tính toán momen xoắn lớn trục từ thiết kế hệ thống dẫn động cho trục ( dẫn động trục dẫn đông qua cấu bánh răng, đai truyền - Tính toán bàn máy phù hợp với gia công số dạng chi tiết điển hình, gá lắp số đồ gá chuyên dùng lên bàn máy - Hệ thống ray trượt dẫn hướng phải tính toán thiết kế giảm hệ số ma sát, giảm khe hở để nâng cao khả truyền dẫn động tăng hiệu suất làm việc  Từ tính toán phải đưa thông số mô hình máy Như : Kích thước ?, khối lượng? Bước tiến dao F=?; tốc độ trục S=?; hành trình dịch chuyển trục X=?,Y=?,Z =?; kích thước rãnh chữ T bàn máy ? số dao dự trữ lớn nhất? 1.3.2 Chọn động mạch điều khiển Từ ... cách sử dụng chương trình viết kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi mã G code CNC phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 phòng thí nghiệm Servomechanism trường... 0,005(mm) - Độ nhạy: thời gian trễ thời điểm nhập tín hiệu vào hệ thống thời điểm đạt điều kiện mong muốn Số vòng lặp lớn thi độ nhạy cao Thông thường số thời gian cho máy CN 0,033 giây Ngoài... máy Công cụ điều khiển số CNC Chính phủ, cố gắng nhà khoa học doanh nghiệp, hàng loạt máy CNC “Made in Việt Nam” đời người dùng tin cậy Tuy nhiên, làm để phát triển sản xuất máy CNC nước, nâng