Nghiên cứu ứng dụng vật liệu dẻo trong thiết kế cụm dẫn động trục chính máy công cụ điều khiển số CNC

bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội Ngô minh tuấn Nghiên cứu ứng dụng vật liệu dẻo thiết kế cụm dẫn động trục máy công cụ điều khiển số cnc Chuyên ngành: chế tạo máy luận văn thạc sĩ khoa học ngời hớng dẫn: ts bùi quý lực Hà nội - 2011 LI CAM OAN Tụi xin cam oan ni dung lun Nghiờn cu ng dng vt liu thit k cm dn ng trc chớnh mỏy cụng c iu khin s CNC l tụi t thc hin Ni dung ca lun l tụi t thc hin, khụng chộp t bt k ti liu no Cỏc s liu v kt qu lun l hon ton trung thc Tụi xin chu hon ton trỏch nhim vi ni dung ca lun ny HC VIấN NGễ MINH TUN MC LC LI CAM OAN DANH MC CC Kí HIU V CH VIT TT DANH MC CC HèNH V V TH M U CHNG I: TNG QUAN C S Lí THUYT NG DNG TRONG NGHIấN CU 1.1 Kt cu cm trc chớnh 1.1.1 Cm trc chớnh dn ng bng 1.1.2 Cm trc chớnh dn ng bng bỏnh rng 1.1.3 Cm trc chớnh dn ng trc tip 1.1.4 Cm trc chớnh c dn ng tớch hp 1.2 Tng quan v phng phỏp phn t hu hn 1.1.2 Phng phỏp phn t hu hn 1.2.2 Cỏc bc thc hin bi toỏn phn t hu hn 18 1.2.3 Cỏc bi toỏn c hc ng dng phn t hu hn 23 1.2.3.1 Bi toỏn tnh hc 23 1.2.3.2 Bi toỏn ng lc hc 25 1.2.4 Cỏc mụ hỡnh toỏn hc ca phng phỏp phn t hu hn 28 1.2.5 Tng quan v mụ hỡnh cu trỳc 29 1.2.6 Gii thiu mt s phn mm tớnh FEM 35 CHNG II: XY DNG Mễ HèNH KHO ST 39 2.1 Mụ hỡnh kho sỏt 39 2.1.1 V hp trc chớnh mỏy phay VMC65 39 2.1.2 V hp cm trc chớnh s dng vt liu PC 40 2.2 Cỏc gi thit v iu kin u vo ca bi toỏn 42 CHNG III: PHN TCH TNH HC, NG LC HC KT CU V HP TRC CHNH MY PHAY VMC65 44 3.1 Thit lp mụ hỡnh v phõn tớch tnh hc vi phn mm CATIA 44 3.1.1 Cỏc bc tin hnh 44 3.1.2 Mụ hỡnh s dng gang 48 3.1.3 S dng vt liu PC 50 3.1.4 So sỏnh v kt lun 52 3.2 Phõn tớch ng lc hc 53 3.2.1 Cỏc bc tin hnh 53 3.2.2 S dng vt liu gang ỳc 56 3.2.3 S dng vt liu PC 63 3.2.4 So sỏnh v kt lun 69 KT LUN 73 TI LIU THAM KHO 74 DANH MC CC Kí HIU V CH VIT TT bn : Gii hn ng sut nộn ca vt liu bu : Gii hn ng sut un ca vt liu : Mụ dul n hi ca vt liu C : H s chng rung ca vt liu FX : Lc ct theo phng OX FY : Lc ct theo phng OY FZ : Lc ct theo phng OZ MZ : Mụ mem xon lc ct Pz gõy t max : ng sut tng ng ln nht t : ng sut tng ng nh nht max : Giỏ tr chuyn v ln nht f1 , f , f : Giỏ tr tn s dao ng riờng th nht th hai, th ba FEM : Phng phỏp phn t hu hn PC : Vt liu Polymer concrete DANH MC CC BNG BIU, HèNH V V TH Bng 2.1: Cỏc c im thụng thng ca mt s vt liu 40 Bng 3.1: Kt qu phõn tớch tnh hc v hp trc chớnh dựng hai loi vt liu l gang ỳc v PC 52 Bng 3.2 Tn s dao ng riờng ca v hp dựng gang 56 Bng 3.3 Giỏ tr ng sut tng ng ln nht v chuyn v ln nht ca v hp dựng vt liu gang 59 Bng 3.4 Tn s dao ng riờng ca v hp dựng vt liu PC 63 Bng 3.5 Giỏ tr ng sut tng ng ln nht v chuyn v ln nht ca v hp dựng vt liu PC 65 Hỡnh 1.1 Trc chớnh mỏy cụng c CNC Hỡnh 1.2: Cm trc chớnh dn ng bng rng Hỡnh 1.3: Cm trc chớnh dn ng bng bỏnh rng Hỡnh 1.4: Cm trc chớnh tớch hp Hỡnh 1.5 Quỏ trỡnh phõn chia cỏc v ni suy cỏc hm quan h Hỡnh 1.6 Trng thỏi ng sut v bin dng ca phõn t din tớch phng h xoy 11 Hỡnh 1.7 Quan h gia cỏc phn t theo hai phng 15 Hỡnh 1.8: Bin dng phn t tam giỏc 17 Hỡnh 1.9 Cỏc kiu phn t 19 Hỡnh 1.10 Cỏc dng bi toỏn 23 Hỡnh 2.1 S lp rỏp cm trc chớnh mỏy phay VMC65 39 Hỡnh 2.2 V hp trc chớnh mỏy phay VMC65 40 Hỡnh 2.3 S phõn tớch lc tỏc dng lờn v hp 43 Hỡnh 3.1 Khai bỏo trng lng 47 Hỡnh 3.2 Khai bỏo ngoi lc tỏc dng lờn mụ hỡnh 47 Hỡnh 3.3 Mụ hỡnh phn t (s dng gang) 49 Hỡnh 3.4 Mụ hỡnh ng sut tng ng (s dng gang) 49 Hỡnh 3.5 Mụ hỡnh tenx ng sut chớnh (s dng gang) 50 Hỡnh 3.6 Mụ hỡnh chuyn v (s dng gang) 50 Hỡnh 3.7 Mụ hỡnh phn t (s dng PC) 51 Hỡnh 3.8 Mụ hỡnh ng sut tng ng (s dng PC) 51 Hỡnh 3.9 Mụ hỡnh tenxo ng sut chớnh (s dng PC) 51 Hỡnh 3.10 Mụ hỡnh chuyn v (s dng PC) 52 Hỡnh 3.11 So sỏnh cỏc c tớnh tnh hc ca v hp lm bng hai loi vt liu l gang ỳc v PC 53 Hỡnh 3.12 Biu ng so sỏnh tn s dao ng riờng ca hai mụ hỡnh 69 Hỡnh 3.13 Chuyn v ln nht v hp 71 M U Lý chn ti S cnh tranh quc t lnh vc sn sut mỏy cụng c yờu cu s linh hot, cht lng cao, phn ng nhanh vi nhu cu th trng v chi phớ thp Vỡ vy cỏc quy trỡnh v mỏy c thit k vi cu trỳc mụ-un Mt hp trc chớnh cú th nh mt mụ-un ca mỏy cụng c Yu t quan trng nht nh hng n chớnh xỏc gia cụng chớnh l chớnh xỏc ca mỏy cụng c, iu ú l h s n hi v cng ca kt cu mỏy Vic chn vt liu cho kt cu mỏy cụng c l mt yu t quan trng vic xỏc nh hiu sut cui cựng ca mỏy, vi nhiu ch tiờu c xột n nh n nh dao ng theo thi gian, chớnh xỏc, cng cng vng, tớnh ng nht, d gia cụng v giỏ thnh.Mc dự cú nhiu vt liu cú cu trỳc sn, nhng cho n ch cú mt s loi vt liu c chn xõy dng kt cu mỏy chớnh xỏc Gang ỳc l vt liu thụng dng nht c s dng cụng nghip mỏy cụng c nhiu nm vi giỏ thnh thp v kh nng chng va p cú th chp nhn c, nhng nú ớt c ng dng thit k mỏy cụng c cú chớnh xỏc cao Vỡ vy vic nghiờn cu ng dng vt liu mi thit k, ch to mỏy cụng c cú chớnh xỏc cao ang dnh c s quan tõm ln Trờn th gii, vic nghiờn cu ng dng vt liu PC thit k mỏy cụng c cú chớnh xỏc cao ó c phỏt trin mnh m v cú nhng ni dung a dng phong phỳ, cp n nhiu ln in hỡnh l mt s nghiờn cu sau: - Nm 2005, hi ngh ln th 13 v cụng ngh c khớ v vt liu t chc ti Phn Lan, hai nh nghiờn cu G Vrtanoski v V Dukovski ca trng i hc Skopje thuc nc cng hũa Macedonia ó cụng b cụng trỡnh: thit k cm trc chớnh mỏy tin s dng Polymer concrete - Nm 2008, khoa hc ca Trung Quc, hai nh nghiờn cu XU Ping v YU Ying-hua ca trng i hc k thut Liaoning, Fuxin, Trung Quc ó nghiờn cu : ng dng vt liu PC thit k thõn mỏy tin CNC Tuy nhiờn ti Vit Nam vic nghiờn cu ng dng vt liu mi thit k mỏy cụng c cha c thc s quan tõm Hin nay, cụng nghip sn xut mỏy cụng c CNC ang giai on u phỏt trin ti Vit Nam Do ú vic nghiờn cu ng dng vt liu mi nhm nõng cao chớnh xỏc ca mỏy cn c chỳ trng Vi mc ớch chớnh l nghiờn cu kh nng s dng vt liu Polymer concrete cụng nghip sn xut mỏy cụng c nờn tỏc gi ó chn ti: Nghiờn cu ng dng vt liu thit k cm dn ng trc chớnh mỏy cụng c iu khin s CNC Mc ớch nghiờn cu ca lun vn, i tng, phm vi nghiờn cu Trong khuụn kh ca mt lun thc s, ch gii hn nghiờn cu c tớnh tnh hc (ng sut tng ng, chuyn v, lng v hp, mụ dul n hi), c tớnh ng lc hc (tn s dao ng riờng, ng sut tng ng, chuyn v, thi gian n nh dao ng) ca v hp cm dn ng trc chớnh mỏy phay CNC dựng truyn dn rng vi hai loi vt liu khỏc T nhng kt qu nghiờn cu ỏnh giỏ kh nng ng dng polymer concrete thit k v hp cm dn ng trc chớnh mỏy phay CNC ng thi a nhng kin ngh v ci tin kt cu v hp dựng PC gii quyt cỏc mc tiờu ca lun vn, cỏc sau s c cp v nghiờn cu tng chng tng ng lun vn: Chng I: Tng quan c s lý thuyt ng dng nghiờn cu Chng II: Xõy dng mụ hỡnh kho sỏt Chng III: Phõn tớch tnh hc, ng lc hc kt cu v hp trc chớnh mỏy phay VMC65 Kt lun ca lun Hng phỏt trin ca ti Tuy nhiờn, mc dự cú c gng nhiu vic xõy dng ý tng mụ hỡnh nhng ni dung ca lun cũn nhiu thiu sút v cũn nhiu nhng im mi cn c xut v trao i, tho lun thờm Tỏc gi rt mong v trõn trng mi s úng gúp, phờ bỡnh ca cỏc thy giỏo v ng nghip i vi lun Li cm n Tỏc gi xin trõn trng cm n Vin sau i hc Trng i hc Bỏch khoa H Ni, Vin C khớ trng i hc Bỏch khoa H Ni, Khoa c khớ trng i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn ó ht sc to iu khin thun li cho em sut quỏ trỡnh hc v hon thnh lun Xin trõn trng cm n cỏc thy giỏo Hi ng bo v lun Thc s ó gúp ý, chnh sa v phờ duyt cng lun ca em c hon thnh vi ni dung tt nht c bit, tỏc gi xin trõn trng cm n TS Bựi Quý Lc ó tn tỡnh hng dn em sut quỏ trỡnh xõy dng ý tng mụ hỡnh v hon thnh ni dung lun Xin chõn thnh cm n cỏc ng nghip, cỏc cng tỏc viờn ó giỳp , tho lun v xut nhng gii phỏp tt nht quỏ trỡnh vit lun Xin chõn thnh cm n gia ỡnh v bn bố ó giỳp , ng viờn v tinh thn v vt cht cho bn thõn sut quỏ trỡnh hc v lm lun HC VIấN Ngụ Minh Tun Mụ hỡnh (dựng gang) Dao phay ngún Dao phay mt u t(s) Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 0.0155 3.89 6.61 16.8 34 0.016 4.18 6.9 17.8 34.2 0.0165 3.64 4.08 10.6 16.4 0.017 6.7 10.5 26.5 41.7 0.0175 2.86 6.96 16.7 25.6 0.018 5.99 9.31 23.6 38.7 0.0185 2.06 3.77 11.2 21.7 0.019 3.4 5.78 14.6 29.9 0.0195 3.57 5.81 16.8 25.6 0.02 3.41 2.38 9.56 11.4 0.0205 5.37 8.45 21.7 34.7 0.021 2.78 5.53 14.4 19.9 0.0215 6.61 10.6 27.4 46.9 0.022 3.51 6.19 15.5 27.3 0.0225 4.04 6.72 17 28.5 0.023 4.48 6.86 19.7 29.6 0.0235 3.29 3.94 10.7 18.9 0.024 5.38 8.96 22 39.6 0.0245 2.89 5.88 13.7 26.9 0.025 6.54 10.4 26.8 44.2 0.0255 3.52 6.26 13.8 22.3 0.026 4.36 6.99 18.5 28.9 0.0265 4.02 6.62 17.2 30.6 0.027 2.87 3.56 12 20.5 0.0275 4.96 8.05 20 37.3 0.028 2.13 3.76 9.34 17.6 0.0285 5.52 8.56 22.1 34.4 0.029 3.44 6.62 14.1 26 0.0295 4.42 7.18 19 30.7 0.03 3.82 6.37 16.5 30.7 0.0305 2.55 3.26 12 19.5 0.031 4.21 6.93 16.7 29.9 0.0315 1.85 1.56 7.12 7.05 0.032 5.45 8.88 23.3 37.8 60 Mụ hỡnh (dựng gang) Dao phay ngún Dao phay mt u t(s) Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 0.0325 4.28 7.47 18.1 32.6 0.033 5.18 8.58 21.4 36.1 0.0335 5.98 9.74 24.2 41.6 0.034 3.25 5.43 14.1 23.6 0.0345 5.02 8.44 19.7 33.5 0.035 2.4 2.54 8.21 13.5 0.0355 4.55 8.09 21.2 38.6 0.036 3.18 5.36 13.9 27 0.0365 4.61 7.7 19.8 32 0.037 5.66 9.12 22.2 35.7 0.0375 3.16 5.74 12.6 20.8 0.038 5.25 8.59 22.4 37 0.0385 2.3 2.66 10.1 18 0.039 3.66 7.19 17.1 35.1 0.0395 2.53 3.9 11.9 20.2 0.04 3.5 5.68 15.3 23.8 0.042 2.88 3.85 10.1 19.9 0.044 5.07 8.34 21.4 36 0.046 4.62 7.85 19.9 32.5 0.048 3.65 6.27 14.5 24.7 0.05 2.08 3.33 10.2 20.3 0.052 5.24 8.33 21.4 33.7 0.054 2.77 4.94 13 22.6 0.056 6.13 13.7 26.7 0.058 2.62 4.49 11.9 21.7 0.06 5.14 8.05 20.1 31.3 0.062 2.05 3.32 9.62 19.4 0.064 3.36 6.26 14.4 25.6 0.066 3.2 5.7 14 24.1 0.068 4.48 7.42 18.9 31.6 0.07 1.83 2.66 7.95 16.4 0.075 3.77 5.99 15.5 24.3 0.08 4.59 7.37 19.3 30.9 0.085 2.26 3.55 10.1 19.7 61 Mụ hỡnh (dựng gang) Dao phay ngún Dao phay mt u t(s) Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 0.09 2.35 11 20.3 0.095 4.63 7.47 19.1 30.7 0.1 3.17 5.17 14.2 23.1 0.11 3.73 6.12 16.3 27.5 0.12 2.42 3.84 10.6 18.7 0.13 4.19 6.8 17.6 28.9 0.14 2.42 3.88 11 19.5 0.15 3.86 6.25 16.3 26.8 0.16 2.75 4.58 12.6 21.8 0.17 3.18 5.2 14.3 23.9 0.18 3.43 5.6 14.9 25 0.19 2.64 4.4 12.2 20.9 0.2 3.77 6.19 16.2 27.1 0.21 2.63 4.35 12 20.7 0.22 3.58 5.85 15.5 26 0.23 2.9 4.79 13.2 22.1 0.24 3.17 5.2 14.3 24.3 0.25 3.3 5.37 14.4 23.6 0.26 2.84 4.75 13.2 23 0.27 3.52 5.73 15.1 24.8 0.28 2.77 4.67 12.9 22.6 0.29 3.43 5.58 14.9 24.5 0.3 2.98 4.94 13.6 23.4 0.31 3.15 5.14 14 23.2 0.32 3.26 5.34 14.5 24.4 0.33 2.93 4.33 13.3 22.4 0.34 3.4 5.56 14.9 24.9 0.35 2.88 4.78 13.2 22.3 0.36 3.35 5.47 14.7 24.7 0.37 3.02 4.95 13.6 22.8 0.38 3.17 5.18 14.2 23.9 0.39 3.21 5.24 14.2 23.7 0.4 4.95 13.6 23.1 62 3.2.3 S dng vt liu PC a, Tớnh dao ng riờng Chn phng phỏp tớnh toỏn lanzcos tỏc gi tỡm c di tn s dao ng riờng ca v hp trc chớnh mỏy phay CNC lm bng PC nh sau: Bng 3.4 Tn s dao ng riờng ca v hp dựng vt liu PC Mode number Frequency Hz 2.4874e+002 3.4324e+002 6.8350e+002 7.8482e+002 1.1364e+003 1.1652e+003 1.2657e+003 1.3058e+003 1.5319e+003 10 1.6997e+003 Sau õy l mụ hỡnh ng sut von mises, ng sut chớnh v mụ hỡnh chuyn v ca v hp ng vi tn s dao ng riờng u tiờn f=248,74Hz: + Mụ hỡnh phn t: 63 + Mụ hỡnh ng suõt von mises: + Mụ hỡnh ng sut chớnh: + Mụ hỡnh chuyn v: 64 - Mụ hỡnh phn t ng vi tn s dao ng f2=343,24 Hz, f3=683,5 Hz: b, Tớnh dao ng cng bc Vi lc kớch thớch dao ng l lc ct PZ = 1278,8 N H s cn dao ng ca vt liu PC C = 3% S khong chia tng t nh mụ hỡnh s dng gang Sau tớnh toỏn bng phn mm Catia thu c giỏ tr ng sut ln nht v chuyn v ln nht ti tng thi im khong thi gian 0,4s Ta thu c cỏc mụ hỡnh ng sut tng ng v mụ hỡnh chuyn v ng vi tng thi im Thụng qua cỏc mụ hỡnh ny xỏc nh c giỏ tr ng sut tng ng ln nht v giỏ tr chuyn v ln nht ca v hp (bng 3.5) Bng 3.5 Giỏ tr ng sut tng ng ln nht v chuyn v ln nht ca v hp dựng vt liu PC t(s) 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004 0.0045 0.005 0.0055 Mụ hỡnh (dựng PC) Dao phay ngún Dao phay mt u Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 0 0 5.71 14.2 25.5 61.6 5.37 10.4 17.6 47.1 4.27 11.1 17.1 48.1 7.22 17.3 30.4 73.5 3.15 9.62 12.7 36.8 5.17 13.2 21.7 49.5 3.86 9.03 15.8 40 2.51 5.95 11.5 33.4 4.72 12.2 20.3 57.3 3.28 7.53 13.2 35.6 4.94 11.9 20.1 48 65 t(s) 0.006 0.0065 0.007 0.0075 0.008 0.0085 0.009 0.0095 0.01 0.0105 0.011 0.0115 0.012 0.0125 0.013 0.0135 0.014 0.0145 0.015 0.0155 0.016 0.0165 0.017 0.0175 0.018 0.0185 0.019 0.0195 0.02 0.0205 0.021 0.0215 0.022 0.0225 0.023 0.0235 0.024 0.0245 0.025 0.0255 0.026 Mụ hỡnh (dựng PC) Dao phay ngún Dao phay mt u Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 4.94 12 19.8 46 3.63 9.72 15.7 41.2 4.71 11.5 20.3 52.6 2.74 6.58 12.1 34.6 2.18 7.7 13.8 36.8 3.35 7.98 14 34.8 2.7 6.43 11.8 27.9 4.48 10.8 19 46.9 3.75 9.68 16.3 42.4 3.74 9.36 16.3 41.8 3.84 9.36 16.9 41.8 3.22 7.17 13.5 31.5 4.01 9.69 16.6 42.5 3.77 9.54 16.9 44.3 4.18 10.4 18.1 47.6 5.15 12.6 21.4 53.8 4.54 11.4 18.8 46.5 4.56 11 18.9 45 3.87 9.46 16.8 41.4 3.33 8.25 14.9 39.9 3.56 9.12 15.9 44.1 3.27 8.15 14.7 38.5 3.87 9.39 16.6 40.4 4.22 10.3 17.5 41.9 4.07 10.2 17.1 42.4 4.1 10.1 17.8 45 3.3 8.23 15 39.2 3.03 7.48 13.7 35.8 3.01 7.16 13 32.9 2.85 6.78 12.5 30.8 3.37 8.24 14.9 37.1 3.93 9.72 17.1 43.1 4.72 11.6 20 50.3 4.69 11.5 19.9 49.8 4.22 10.4 18 44.7 4.27 10.4 18.2 45 3.75 9.28 16.5 41.5 3.8 9.46 16.7 42.9 3.98 9.82 17.4 44.5 3.93 9.7 17.2 43.2 4.27 10.4 18.2 44.8 66 t(s) 0.0265 0.027 0.0275 0.028 0.0285 0.029 0.0295 0.03 0.0305 0.031 0.0315 0.032 0.0325 0.033 0.0335 0.034 0.0345 0.035 0.0355 0.036 0.0365 0.037 0.0375 0.038 0.0385 0.039 0.0395 0.04 0.042 0.044 0.046 0.048 0.05 0.052 0.054 0.056 0.058 0.06 0.062 0.064 0.066 Mụ hỡnh (dựng PC) Dao phay ngún Dao phay mt u Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 4.05 9.91 17.3 42.6 3.91 9.56 16.9 41.9 3.74 9.2 16.4 41.5 3.36 8.37 15.1 38.8 3.43 8.51 15.3 39 3.36 8.26 14.9 37.3 3.47 8.49 15.3 37.8 3.65 8.9 15.9 39.5 3.48 8.55 15.3 38.4 3.41 8.35 15.1 38 3.22 7.93 14.4 36.3 3.89 9.29 16.4 41.2 4.37 10.8 18.8 47.3 3.91 9.74 17.2 44.1 4.95 11.9 20.3 51 4.62 11.4 19.4 48.5 4.23 10.4 17.9 43.8 4.33 10.5 18.4 45.1 3.5 8.68 15.7 40 3.72 9.38 16.6 43.2 3.69 9.2 16.4 42.5 3.69 9.08 16.2 40.6 4.24 10.3 17.8 43.5 3.92 9.65 16.7 41.1 3.98 9.74 17.1 42.6 3.66 9.02 16.2 41.1 3.16 7.89 14.5 37.3 3.27 8.14 14.8 37.4 4.07 10 17.7 44.2 4.32 10.6 18.5 46 4.13 10.1 17.9 45 3.63 8.92 15.9 39.8 3.68 8.98 16.1 40 3.1 7.66 14 35.3 3.23 7.91 14.5 36.3 3.15 7.72 14.1 35 3.15 7.74 14.2 35.7 3.21 7.89 14.4 36 3.12 7.64 14.1 35 3.22 7.88 14.3 35.9 3.13 7.7 14.2 35.6 67 t(s) 0.068 0.07 Mụ hỡnh (dựng PC) Dao phay ngún Dao phay mt u Us (N/mm2) Cv (àm) Us (N/mm2) Cv (àm) 3.2 7.83 14.3 35.6 3.14 7.71 14.2 35.4 0.075 3.2 7.85 14.3 35.9 0.08 3.18 7.8 14.2 35.6 0.085 3.15 7.73 14.2 35.4 0.09 3.16 7.75 14.2 35.6 0.095 3.18 7.8 14.3 35.7 0.1 3.18 7.79 14.2 35.6 0.11 3.17 7.77 14.2 35.6 0.12 3.17 7.78 14.2 35.6 0.13 3.17 7.77 14.2 35.6 0.14 3.17 7.78 14.2 35.6 0.15 3.17 7.77 14.2 35.6 0.16 3.17 7.78 14.2 35.6 0.17 3.17 7.77 14.2 35.6 0.18 3.17 7.78 14.2 35.6 0.19 3.17 7.78 14.2 35.6 0.2 3.17 7.78 14.2 35.6 0.21 3.17 7.78 14.2 35.6 0.22 3.17 7.78 14.2 35.6 0.23 3.17 7.78 14.2 35.6 0.24 3.17 7.78 14.2 35.6 0.25 3.17 7.78 14.2 35.6 0.26 3.17 7.78 14.2 35.6 0.27 3.17 7.78 14.2 35.6 0.28 3.17 7.78 14.2 35.6 0.29 3.17 7.78 14.2 35.6 0.3 3.17 7.78 14.2 35.6 0.31 3.17 7.78 14.2 35.6 0.32 3.17 7.78 14.2 35.6 0.33 3.17 7.78 14.2 35.6 0.34 3.17 7.78 14.2 35.6 0.35 3.17 7.78 14.2 35.6 0.36 3.17 7.78 14.2 35.6 0.37 3.17 7.78 14.2 35.6 0.38 3.17 7.78 14.2 35.6 0.39 3.17 7.78 14.2 35.6 0.4 3.17 7.78 14.2 35.6 68 3.2.4 So sỏnh v kt lun - Da vo kt qu phõn tớch dao ng riờng ca hai mụ hỡnh xõy dng th so sỏnh v cú nhng nhn nh sau: + Cỏc tn s dao ng riờng u tiờn ca c hai mụ hỡnh tng i cao (vi PC l 248.7 Hz v vi gang l 257Hz) + Cỏc tn s dao ng riờng ca v hp lm bng PC cú thp hn v hp lm bng gang ỳc, nhiờn lng thp hn l khụng ỏng k Vi tn s dao ng riờng nh vy l hon ton chp nhn c, m bo v hp cm trc chớnh lm vic ngoi vựng cng hng 2.00E+03 1.80E+03 1.60E+03 1.40E+03 1.20E+03 Hz 1.00E+03 8.00E+02 6.00E+02 4.00E+02 2.57E+02 2.49E+02 2.00E+02 0.00E+00 gang 10 PC Hỡnh 3.12 Biu ng so sỏnh tn s dao ng riờng ca hai mụ hỡnh + Trong c hai mụ hỡnh (s dng gang v s dng PC) thỡ im dao ng ln nht (cú giỏ tr chuyn v ln nht) chớnh l im u mỳt ca trc chớnh - Di s h tr ca phn mm xỏc nh c mụ hỡnh ng sut tng ng v mụ hỡnh chuyn v ca v hp ng vi tng thi im Thụng qua cỏc mụ hỡnh xỏc nh c ng sut tng ng ln nht v chuyn v ln nht + Trng hp 1: - Mụ hỡnh (s dng gang) ng sut tng ng ln nht td max = 0.836 N / mm ti v trớ nỳt 28933 69 Chuyn v ln nht max = 13.5àm ti nỳt 137810 õy chớnh l im u mỳt trc chớnh Sau 0,37s giỏ tr chuyn v ny n nh bng 4,95 àm - Mụ hỡnh (S dng PC) ng sut tng ng ln nht td max = 0.801N / mm ti v trớ nỳt 28933 Chuyn v ln nht max = 17.3àm ti nỳt 137810 l im mỳt trc chớnh Sau 0,05s giỏ tr chuyn v ca im mỳt trc chớnh n nh bng 7,78 àm + Trng hp 2: - Mụ hỡnh (s dng gang) ng sut tng ng ln nht td max = 29.3N / mm ti nỳt 28933 Chuyn v ln nht max = 47.5àm ti im u mỳt trc chớnh v sau 0,37s thỡ giỏ tr chuyn v ny n nh bng 23,1 àm - Mụ hỡnh (S dng PC) ng sut tng ng ln nht td max = 30.4 N / mm ti nỳt 28933 Chuyn v ln nht ca im u mỳt trc chớnh max = 73.5àm v giỏ tr ny n nh bng 35,6 àm sau 0,05s Nh vy, trng hp thỡ ng sut tng ng ln nht hai mụ hỡnh l xp x bng nhng giỏ tr chuyn v ln nht mụ hỡnh bng 78% so vi mụ hỡnh Nh vy v cng vng ng lc hc thỡ mụ hỡnh s dng gang l tt hn iu ny cng th hin rừ trng hp vi giỏ tr chuyn v ln nht ca mụ hỡnh bng 64,6% so vi mụ hỡnh Vỡ vy nu s dng PC thỡ cn sa li kt cu lm tng cng vng ca v hp Trong c hai trng hp ng vi c hai mụ hỡnh thỡ v trớ cú ng sut tng ng ln nht l ging v chuyn v ln nht u xy ti cựng mt nỳt Nh vy s phõn b ng sut v s phõn b chuyn v ca v hp cm trc chớnh dao ng cng bc cng khụng thay i thay i vt liu so sỏnh kh nng gim dao ng ca hai mụ hỡnh ta xột s bin i giỏ tr chuyn v ln nht ca hai mụ hỡnh v lp th hỡnh 3.3 70 Polymer concrete àm gang 20 18 0.002, 17.3 16 14 0.0035, 13.5 12 10 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 s a, Trng hp Polymer concrete gang àm 80 0.002, 73.5 70 60 50 0.0135, 47.5 40 30 20 10 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 s b, Trng hp Hỡnh 3.13 Chuyn v ln nht v hp Trong khong thi gian rt ngn thỡ giỏ tr chuyn v ln nht v hp (ti im u mỳt trc chớnh) luụn thay i Sau mt khong thi gian thỡ giỏ tr chuyn v ca im u mỳt trc chớnh dn n nh Vi v hp lm bng PC thỡ sau 0.05s v v hp lm bng gang thỡ sau 0.37s thỡ giỏ tr chuyn v ca im mỳt n nh iu ny cú ngha l kt cu v hp lm bng PC cú kh nng n nh dao ng tt hn so vi kt cu lm bng gang Vn ny cú th gii thớch l h s cn dao ng ca PC ln hn 10 ln so vi h s cn dao ng ca gang ỳc 71 Nh vy xột v phng din ng lc hc thỡ vt liu PC cú nhng u im ni tri v kh nng n nh dao ng so vi vt liu gang ỳc Trong tn s dao ng riờng ca chi tit ln m bo chi tit lm vic ngoi vựng xy hin tng cng hng Do ú vic s dng vt liu PC thit k v hp trc chớnh mỏy phay CNC l hon ton kh thi v nõng cao c chớnh xỏc ca mỏy Tuy nhiờn, cng ca v hp lm bng PC nh hn so vi v hp lm bng gang Vỡ vy s dng PC ch to v hp trc chớnh thỡ cn phi thit k li cu trỳc m bo cng vng yờu cu 72 KT LUN Kt lun ca lun Hng ti mc ớch nõng cao chớnh xỏc, cng nh giỏ thnh mỏy cụng c CNC, lun ó t c nhng kt qu sau: - ng dng tin hc vic tớnh toỏn cỏc c tớnh tnh hc ng lc hc ca chi tit mỏy cho kt qu chớnh xỏc, tin cy - a c phng phỏp xỏc nh cỏc c tớnh tnh hc ca v hp mỏy CNC - a c mụ hỡnh tớnh toỏn dao ng riờng, dao ng cng bc ca v hp trc chớnh mỏy CNC T ú ỏnh giỏ c kh nng n nh dao ng ca v hp - So sỏnh ỏnh giỏ c kh nng ng dng vt liu PC thit k v hp mỏy CNC - Kt qu ca nghiờn cu ó cú nhng úng gúp quan trng vic nghiờn cu ng dng vt liu PC thit k mỏy cụng c - S dng lm ti liu tham kho cho cỏc hc viờn khúa sau v nhng ngi cú cựng hng nghiờn cu Hng phỏt trin ca ti Thit k li kt cu ca v hp dựng PC nhm mc ớch nõng cao cng vng ca v hp Phõn tớch kh nng truyn nhit v nh hng ca nhit ti bn ca v hp lm bng vt liu PC Nghiờn cu vic phỏt trin mt dng kt cu lai gia vt liu cú h s cn dao ng cao (PC) v vt liu cú tớnh cht c hc tt (thộp, gang) Nghiờn cu kh nng gia cụng ca vt liu PC 73 TI LIU THAM KHO Andrew D Dimarogonas, W Palm, Machine Design A Cad Approach, Mechanical Design Washington University E Saljộ, H Gerloff, J Mayer, Comparison of Machine Tool Elements Made of Polymer, Annals of the CIRP, Vol 37/1/1988, 381-384 F Mason (2000), Cast Polymer Machine Bases, Machine Shop Guide Mag., Vol.5, Issue6 Kevin P.menad (2002), Dynamic mechanical analysis, CRC press LLC Kevin S.mith (2009), Machining dynamic, springer science-business media Ngụ Nh Khoa, Trn ớch Thnh (2007), Phng phỏp phn t hu hn, NXB Khoa hc k thut, H Ni L N Lúpez de Lacalle,A Lamikiz, Machine tools for high performance machining, Girona, Spain Mustafizur Rhman, Md Abul Mansur, Md Bazlul Karim (2001), Nonconventional material for machine tool structures, JISM International Journal, Series C The University of Auckland New Zealand (2005), Finite Element Method 10 Vrtanoski.G, Dukovski (2005), Design of polymer concrete main spindle housing for cnc lathe, Comment Worldwide Congress on Material and Manufacturing Egineering and Technology, Poland 11 Vrtanoski.G (2003), Investigation and Development of Machine Tools PC Structure, Faculty of Mechanical Engineering-Skopje 12 PGS TS Nguyn Vn Vng (2000), Sc bn vt liu, NXB Khoa hc k thut, H Ni 13 XU Ping, YU Ying-hua (2008), Research on steel-fibber polymer concrete machine tool structure, Journal of coal scince & engineering 14 Zienkiewicz.O.C, The Finite Element Method Mechanics ; 15 http://www.catia-pro.co.uk/ 74 For Solid and Structural ... xuất máy công cụ nên tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu ứng dụng vật liệu dẻo thiết kế cụm dẫn động trục máy công cụ điều khiển số CNC Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Trong. .. ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 1.1 Kết cấu cụm trục 1.1.1 Cụm trục dẫn động đai 1.1.2 Cụm trục dẫn động bánh 1.1.3 Cụm trục dẫn động trực tiếp 1.1.4 Cụm trục dẫn. .. dung luận văn Nghiên cứu ứng dụng vật liệu dẻo thiết kế cụm dẫn động trục máy công cụ điều khiển số CNC tự thực Nội dung luận văn tự thực hiện, không chép từ tài liệu Các số liệu kết luận văn