Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại

Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại Nghiên cứu phân tích kết cấu máy công cụ hiện đại v

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Phạm Minh Tâm NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU MÁY CÔNG CỤ HIỆN ĐẠI Chuyên ngành: Máy Dụng cụ công nghiệp LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Tạ Duy Liêm Hà nội – Năm 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu, phân tích kết cấu máy cong cụ đại” kết nghiên cứu độc lập cá nhân Các kết nghiên cứu số liệu trung thực, chưa công bố tài liệu khác Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2010 Học viên Phạm Minh Tâm MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN Chương NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU MỘT SỐ MÁY CÔNG CỤ THẾ HỆ CŨ 2.1 Nghiên cứu, phân tích kết cấu máy tiện ren vít vạn 15 15 T620 2.1.1 Các thơng số kỹ thuật chủ yếu 15 2.1.2 Kết cấu tổng thể 16 2.1.3 Các xích truyền động 17 2.2 Một số ưu nhược điểm máy công cụ hệ cũ Chương NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU MÁY CƠNG 22 25 CỤ HIỆN ĐẠI 3.1 Cơng nghệ điều khiển số máy công cụ đại 25 3.1.1 Lịch sử phát triển điều khiển số máy công cụ 27 3.1.2 Điều khiển số NC 28 3.1.2 Điều khiển số máy tính (CNC) 29 3.1.3 Điều khiển số trực tiếp (DNC) 31 3.1.4 Điều khiển số phân phối (DNC) 32 3.2 Kết cấu máy công cụ đại 32 3.2.1 Tổng quan 32 3.2.2 Kết cấu thân máy 34 3.2.3 Hệ thống điều khiển trục 37 3.2.4 Hệ thống điều khiển chạy dao 38 3.2.5 Ụ máy sau 45 3.2.6 Hệ thống dụng cụ máy CNC 46 3.3 Một số nhận xét 47 3.3.1 So sánh phương thức thực trình gia công 48 3.3.2 Năng suất gia công cao 49 3.3.3 Chất lượng gia cơng cao 51 3.3.5 Tính linh hoạt cao 52 3.3.6 Chi phí gia cơng giảm 53 Chương NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH 55 HƯỞNG ĐẾN KẾT CẤU MÁY CÔNG CỤ HIỆN ĐẠI 4.1 Ảnh hưởng môdul điều khiển số 55 4.1.1 Mạch điều khiển chung máy CNC 56 4.1.2 Ảnh hưởng modul nội suy- đo lường 57 4.2 Ảnh hưởng kết nghiên cứu đến kết cấu 59 máy 4.2.1 Ảnh hưởng rung động q trình gia cơng 59 4.2.2 Ảnh hưởng tối ưu hóa q trình cơng nghệ gia cơng 67 4.2.3 Ảnh hưởng yếu tố nhiệt cắt 68 4.2.4 Ảnh hưởng công nghệ vật liệu 71 4.3 Ảnh hưởng dạng lượng tới kết cấu máy 71 4.3.1 Ảnh hưởng dạng lượng khí 71 4.3.2 Ảnh hưởng dạng lượng điện- điện tử 76 4.3.4 Ảnh hưởng dạng lượng thuỷ lực- khí nén 77 4.4 Ảnh hưởng trình sản xuất 80 4.4.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS 80 4.4.2 Hệ thống sản xuất tích hợp CIM 82 4.5 Ảnh hưởng yếu tố khác tới kết cấu máy 83 Chương KHUYNH HƯỚNG THIẾT KẾ MÁY MỚI 85 5.1 Một số thay đổi kết cấu máy công cụ CNC so với 86 máy hệ cũ 5.1.1 Thân máy 86 5.1.2 Ụ động 86 5.1.3 Hệ thống trục 86 5.1.4 Hệ thống chạy dao 87 5.2 Khuynh hướng thiết kế máy 88 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT NC Nummerical Control (Điều khiển số) CNC Computerized Nummerical Control (Điều khiển số máy tính DNC Direct Nummerical Control (Điều khiển số trực tiếp) FMS Flexible Manufacturing System (Hệ thống sản xuất linh hoạt) MIT Mashachuseft Instute Technology (Viện công nghệ Mashachuseft) CIM Computer Integrated Manufacturing (Hệ thống sản xuất tích hợp) CAD Computer Aid Design (Thiết kế có hỗ trợ máy tính) CAM Computer Aid Manufacturing (Sản xuất có hỗ trợ máy tính) MCU - Machine Control Unit (Bộ xử lý máy) DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Nội dung Trang Hình 1.1 Phân loại máy cơng cụ 11 Hình 1.2 Quy trình đời sản phẩm khí đại 14 Hình 2.1 Hình dáng bên ngồi máy tiện T620 17 Hình 2.2 Cấu tạo chung máy tiện T620 18 Hình 2.3 Sơ đồ đường truyền tốc độ trục máy T620 19 Hình 3.1 Kết cấu tổng thể máy CNC đại 35 Hình 3.2 Kết cấu máy phay CNC 36 Hình 3.3 Kết cấu nghiêng thân máy tiện CNC 37 Hình 3.4 Kết cấu tổng thể máy tiện CNC 37 Hình 3.5 Kết cấu bệ đỡ trục máy CNC 38 Hình 3.6 Kết cấu hệ thống trượt máy CNC 38 Hình 3.7 Kết cấu thân máy CNC tính tốn giảm rung động 40 Hình 3.8 Sơ đồ tổng quát hoạt động trục chạy dao 42 Hình 3.9 Sơ đồ khối phương pháp điều khiển hoạt động 42 trục chạy dao Hình 3.10 Sơ đồ quan hệ mơmen số vịng quay động 43 bước Hình 3.11 Cấu tạo động servo 43 Hình 3.12 Cấu tạo bên động servo 44 Hình 3.13 Phương pháp tạo động servo tạo chuyển động tịnh 44 tiến Hình 3.14 Đường đặc tính tải trọng động servo tịnh tiến 45 Hình 3.15 Quan hệ mơmen quay góc lệch pha ∆ϕ 45 Hình 3.16 Kết cấu số truyền vít me – đai ốc bi 47 Hình 3.17 Các phương pháp truyền động tính tốn độ biến dạng 48 truyền vít me – đai ốc bi Hình 3.18 Ụ máy sau máy cơng cụ CN 48 Hình 3.19 Giới thiệu số hệ thống dụng cụ máy CNC 50 Hình 3.20 Lựa chọn máy CNC theo độ phức tạp sản lượng chi 57 tiết Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển máy CNC 59 Hình 4.2 Sơ đồ mơ hình hố xích truyền động máy 61 tiện CNC Hình 4.3 Mơ hình giải tốn rung động cắt Hình 4.4 Các thơng số tối ưu hóa q trình gia cơng Hình 4.5 Phương hướng sử dụng dung dịch trơn nguội 70 Hình 4.6 Sự phân bố nhiệt trục máy tiện 71 Hình 4.7 Sơ đồ phân tán nhiệt trình cắt 72 Hình 4.9 Sự phân bố nhiệt cắt gia công kim loại 73 Hình 4.10 Quan hệ lực ma sát tốc độ quay truyền 78 64 vít me – đai ốc thường (1) truyền vít me - đai ốc bi (2) Hình 4.11 Hệ thống sản xuất FMS 84 Hình 4.12 Sơ đồ hệ thống CIM 85 Hình 4.14 Khoảng cách thao tác tay chân ngồi 86 Hình 4.14 Khoảng cách thao tác tay đứng 87 MỞ ĐẦU Trong ngành khí máy cơng cụ có vai trị định đến chất lượng chế tạo chi tiết máy Hiện đa dạng hóa sản phẩm khí, u cầu khơng ngừng nâng cao độ xác gia cơng, tiến khoa học cơng nghệ, tính chất tích hợp đa ngành sản phẩm, ảnh hưởng yếu tố khác nên ngành chế tạo máy Việt nam bên cạnh việc sử dụng máy công cụ hệ cũ việc sử dụng máy cơng cụ đại điều khiển số CNC sản xuất yêu cầu khách quan Ở Việt Nam có nhiều cơng trình cơng bố nghiên cứu máy công cụ CNC chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ứng dụng, khai thác lập trình điều khiển chưa có nhiều cơng trình sâu nghiên cứu kết cấu phần cứng thay đổi so với máy công cụ hệ cũ Việc nghiên cứu thay đổi kết cấu loại máy công cụ đại so với máy cơng cụ hệ cũ có vai trị quan trọng giúp nắm nắm bắt khai thác cách triệt để ưu điểm chúng; bên cạnh rút ưu, nhược điểm để cải tiến, thiết kế chế tạo Sự phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, đặc biệt khoa học điều khiển dẫn đến thay đổi nganh khoa học kỹ thuật ứng dụng Từ nghiên cứu gần cơng nghệ gia cơng, tối ưu hóa trình cắt gọt, sở vật lý trình cắt, rung động,…đã ảnh hưởng nhiều đến kết cấu máy công cụ CNC Việc kết nối máy tính để thực quy trình gia cơng khép kín thay đổi quan trọng nhất; với hệ thống này, người thợ gần đóng vai trị quan sát hoạt động mà thực thao tác phức tạp Điều làm tăng suất, tăng độ an tồn tin cậy máy cơng cụ Bên cạnh đó, nguồn lượng mới, cơng nghệ vật liệu mới, … ảnh hưởng nhiều đến kết cấu máy công cụ Phương pháp lựa chọn để nghiên cứu tập trung tìm hiểu nghiên cứu máy công cụ, đặc biệt phần kết cấu máy, kết hợp với nghiên cứu kết cấu máy công cụ hệ cũ máy cơng cụ tìm lý giải thay đổi Từ nhận định trên, tác giả thực luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: “Nghiên cứu, phân tích kết cấu máy cơng cụ đại” Do thời gian trình độ cịn hạn chế, chắn luận văn nhiều điểm chưa nghiên cứu sâu không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận quan tâm hướng dẫn góp ý Thầy/Cơ bạn đồng nghiệp Trong thời gian thực luận văn, tác giả nhận giúp đỡ bảo tận tình cuả PGS.TS Tạ Duy Liêm Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy kính chúc sức khỏe niềm hạnh phúc tới tồn thể gia đình Thầy Trong thời gian học tập Bộ môn Máy ma sát học, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà nội, tác giả tiếp nhận nhiều kiến thức quý giá Xin gửi lời cảm ơn chúc sức khỏe đến qúy Thầy/Cơ giáo Bộ mơn 10 khí nén, thiết bị cơng nghiệp điều khiển, hệ thống công nghệ theo dõi, kiểm tra tự động khởi động Việc chế tạo phần tử tiêu chuẩn theo nguyên tắc cụm cấu kiện cung cấp hệ thống điều khiển thiết kế sẵn, hợp thành từ hệ thống khối chức khiến cho kỹ thuật nén khí phát huy tính kinh tế xí nghiệp có quy mơ nhỏ trung bình Hệ thống điều khiển thuỷ lực sử dụng trường hợp phgải truyền tải lớn khoảng khơng gian bố trí thiết bị lại hạn chế, ví dụ phận truyền động máy công cụ máy xây dựng Nguyên tắc tác dụng thiết bị thuỷ lực dựa định luật vật lí, theo đó, áp lực chất lỏng trì hệ thống khép kín có tác dụng đẳng hướng, áp lực tác dụng vào bề mặt bao quanh chất lỏng lực tỷ lệ với diện tích bề mặt tiếp xúc Do lực nhỏ tác dụng lên diện tích nhỏ thơng qua áp suất thuỷ lực tác dụng lên bề mặt có diện tích lớn khuyếch đại thành lực lớn b Ưu, nhược điểm truyền động thuỷ lực, khí nén Do số ưu điểm quan trọng mà truyền động thuỷ lực khí nén ưu tiên ứng dụng dạng lượng khác * Ưu điểm truyền động thuỷ lực, khí nén + Truyền động thuỷ lực - Truyền động thuỷ lực dễ điều chỉnh vô cấp, phạm vi điều chỉnh lớn tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động phận làm việc máy máy làm việc - Do dầu không chịu nén nên khuyếch đại công suất lớn (thường khoảng 30 ÷ 40 kw Cá biệt số máy máy cán đến 1500 ÷ 2000 kw) Đây ưu điểm bật so với truyền động thủy lực 81 - Cho phép đảo chiều chuyển động dễ dàng tần suất đảo chiều cao đạt 500 lần/ 1phút - Thiết kế đơn giản - Truyền động êm, gây rung động, khơng gây va đạp làm ảnh hưởng tới độ xác gia công tuổi bền phận khác - Hiệu suất cao tổn thất công suất nhỏ - Chất lỏng dầu khống nên dễ bơi trơn chi tiết - Phòng cố tải cho máy + Truyền động khí nén - Tốc độ hành trình pittơng xi lanh khí nén đạt tới m/s, số vịng quay khí nén đạt tới 30.000 vòng/ phút tuốc bin nhỏ chạy khí nén quay với tốc độ tới 450.000 vòng/ phút - Tốc độ lực truyền điều chỉnh vơ cấp - Các dụng cụ truyền động khí nén đồ gá khí nén chịu tải tĩnh lớn, có độ an tồn q tải ngồi cịn có mơmen khởi động cao - Các phần tử khí nén có trọng lượng nhẹ, có cấu trúc đơn giản tuổi bền cao lại dễ dàng sửa chữa - So với hệ thống thuỷ lực hệ thống khí nén khơng cần tới đường dẫn hồi khí nên lắp đặt gọn nhẹ, chiếm khơng gian - Khí nén ứng dụng buồng làm việc dễ bị nổ, bị cháy, chúng không nhạy cảm với dao động nhiệt độ - Việc vận chuyển khí nén bình chứa hay ứng dụng máy nén khí di động tạo điều kiện sử dụng lượng khí nén khắp nơi * Nhược điểm truyền động thuỷ lực, khí nén 82 + Truyền động thuỷ lực - Tính xác phụ thuộc vào chất lượng mơi chất, khí hậu, mơi trường, phụ thuộc vào độ xác cá thiết bị thuỷ lực - Có nhiều vấn đề khó giải chống ăn mịn, chống xuống cấp dầu, chống ô nhiểm môi trường - Dầu áp suất cao chịu nén làm giảm hiệu suất làm việc - Do có đường hồi dầu bể dầu nên kết cấu máy phức tạp cồng kềnh hệ thống khí nén + Truyền động khí nén - Các xi lanh khí nén ứng dụng tốt phạm vi lực truyền 10.000 N độ dài hành trình 2m - Tiếng ồn lớn máy nén khí tiếng rít động khí nén hệ thống van khiến môi trường làm việc trở nên khó chịu địi hỏi tốn phải chống lại tiếng ồn chúng - Do khả nén khơng khí phụ thuộc vào tải trọng truyền động mà tốc độ pittơng khí nén thường khơng thể nhỏ khó giữ ổn định Những tổn hao tượng rị khí nói chung cao (10 – 25%) khiến giá thành sử dụng lượng tăng nhanh 4.4 Ảnh hưởng trình sản xuất Trong công nghiệp đại, với thay đổi liên tục mẫu mã đa dạng hóa sản phẩm; hệ thống sản xuất phải đáp ứng yêu cầu linh hoạt tích hợp Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) hệ thống sản xuất tích hợp (CIM) đời đáp ứng yêu cầu Với mềm hóa dễ dàng, sản phẩm hệ thống thay đổi cách dễ dàng, tiết kiệm chi phí lập trình sửa đổi 4.4.1 Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing System): 83 - Là hệ thống sản xuất có mức độ tự động hoá cao bao gồm máy CNC để gia công tự động, hệ thống cấp tháo phôi, hệ thống vận chuyển phơi tự động, máy tính hệ thống cung cấp chương trình điều khiển tồn công việc - FMS ứng dụng để gia công chi tiết có hình dáng khác họ sản phẩm theo thứ tự không lựa chọn với giá thành hợp lý Hình 4.11 Hệ thống sản xuất FMS Ưu điểm hệ thống FMS - Nâng cao suất ma máy nhờ gia công đồng thời nhiều dao - Giảm thời gian phụ nhờ thay dao tự động sử dụng cơ cấu vệ tinh để gá phơi -Tự động hố dịng di chuyển phôi nhờ hệ thống vận chuyển điều khiển máy tính -Giảm chi phí hành nhờ điều hành sản xuất mạng máy tính - Tối ưu hố q trình cơng nghệ ứng dụng hệ thống kế hoạch khai thác tối ưu 84 4.4.2 Hệ thống sản xuất tích hợp CIM Hệ thống tích hợp CIM (Computer Integrated Manufacturing) liên kết toàn CAD CAM vào trình giám sát điều khiển hồn tồn máy tính Hình 4.12 Sơ đồ hệ thống CIM Ưu điểm hệ thống - Tính linh hoạt sản phẩm, sản lượng vật liệu - Nâng cao suất chất lượng gia cơng - Hồn thiện giao diện thiết kế sản xuất - Giảm lao động trực tiếp lao động gián tiếp 85 - Thiết kế có suất độ xác cao - Tiêu chuẩn hoá cao sử dụng vật liệu hợp lý - Tiết kiệm thời gian mặt sản xuất - Loại trừ công việc lặp lại không cần thiết - Giảm thời gian giám sát sản xuất số cán thực công việc 4.5 Ảnh hưởng yếu tố khác tới kết cấu máy Bên cạnh yếu tố ảnh hưởng ta trình bày, số yếu tố khác người, mỹ thuật công nghiệp, thị trường, thời gian đặt hàng sản phẩm,…cũng ảnh hưởng đến kết cấu máy công cụ Các nghiên cứu người cho thấy khoảng cách thuận lợi để thao tác (cm) hình 4.13 hình 4.14 Hình 4.14 Khoảng cách thao tác tay chân ngồi 86 Hình 4.14 Khoảng cách thao tác tay đứng Từ tính tốn đó, thiết kế, chế tạo máy công cụ CNC phải đảm bảo khoảng cách vị trí nút bấm, cần gạt cách hợp lý Khi điều khiển nút bấm, cần gạt máy CNC người thợ cảm thấy thoải mái đảm bảo an tồn có cố xảy Điều khác hồn tồn với máy cơng cụ hệ cũ, phân bố bợp lý nút bấm, cần gạt điều khiển chưa thật hợp lý chưa thật quan tâm đến yếu tố người Chúng ta thường bắt gặp công nhân phải kê đệm ván gỗ, ghế,…khi đứng thao tác; điều vừa khơng đảm bảo an tồn vừa làm thẩm mỹ, giảm độ xác gia cơng Yếu tố thị trường yếu tố ảnh hưởng nhiều đến kết cấu máy công cụ CNC Tùy theo yêu cầu gia công cụ thể, khách hàng đặt hàng nhà sản xuất phải đáp ứng yêu cầu khách hàng, nhiều kết cấu khơng cịn dạng máy công cụ thông thường Bên cạnh yếu tố mỹ thuật cơng nghiệp, yếu tố kinh tế,…và nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến kết cấu chung máy công cụ CNC 87 Chương KHUYNH HƯỚNG THIẾT KẾ MÁY MỚI Máy công cụ điều khiển theo chương trình số bước phát triển lớn lĩnh vực tự động hoá ngành chế tạo máy, tạo khả đặc biệt có ưu điểm vượt trội so với máy cơng cụ hệ cũ Máy cho phép cắt với tốc độ lớn, giảm thời gian phụ tới mức tối đa tính động nên suất cao Tính linh hoạt máy thể roc sở việc thay đổi chương trình đơn giản thực máy Máy gia cơng độ xác cao nguyên tắc điều khiển theo chương trình số đảm bảo độ xác lặp lại, đặc biệt máy có khả khai thác tối đa chế độ cắt tối ưu ứng dụng tiên tiến kĩ thuật kiểm tra tích cực Với trung tâm gia cơng CNC tính tập trung ngun cơng cao, gia cơng số lượng lớn bề mặt chi tiết mà thay đổi vị trí gá đặt lại Để đảm bảo phát huy ưu điểm trên, máy công cụ CNC phải có độc cứng vững cao độ tin cậy cao, truyền mơmen cắt vị trí số điều khiển tới cấu cơng tác cách nhanh chóng, xác với lượng tiêu hao Do kết cấu máy phải có yêu cầu: Hệ thống truyền động chạy dao phải có khe hở nhỏ tới mức Muốn xích chạy dao phải ngắn tốt Hệ truyền động phải có gia tốc lớn, tác dộng nhanh, có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, truyền tả trọng lớn giảm mơmen qn tính chi tiết chuyển động Đảm bảo cho dịch chuyển êm tốc độ nhỏ, điều chỉnh tốc độ có bước nhảy, có mơmen qn tính lớn tải trọng thay đổi đáng kể trình cắt 88 Động thuỷ lực xi lanh thuỷ lực dùng hệ thống CNC phải chế tạo cho độ lọc dầu khống chế nhiệt độ tốt nhất, hạn chế tối đa mắc độ rò dầu, đảm bảo làm việc tin cậy phụ thuộc vào thay đổi nhiệt độ Các cụm máy phải có tính chịu mài mịn tính ổn định cao, phần tử hệt hống truyền động khơng q nóng, phải có thiết bị làm mát phải làm mát cưỡng dầu bôi trơn 5.1 Một số thay đổi kết cấu máy công cụ CNC so với máy hệ cũ 5.1.1 Thân máy Trong q trình gia cơng chi tiết, phoi có nhiệt độ lớn sắc Nếu khơng phoi nhanh chóng làm nóng bàn máy, nóng băng máy, gây biến dạng nhiệt lớn; cào xước bề mặt băng máy Thời gian dài làm giảm độ xác gia cơng Ở máy tiện truyền thống, thân máy thường nằm ngang nên khơng phoi tự động Sau kết thúc ca làm việc, người công nhân dùng chổi để quét phoi đi; thao tác vừa thời gian vừa làm cào xước bề mặt làm việc băng máy Vì yêu cầu đặt phải phoi nhanh chóng; máy tiện CNC thân máy đặt nằm nghiêng, để gia cơng phoi trượt theo rãnh nghiêng xuống rãnh phoi có phận tự động phoi Ngoài ra, thân máy đặt nghiêng cịn có tác dụng giảm kích thước chung máy 5.1.2 Ụ động Khác với máy tiện hệ cũ, ụ động thường để nằm ngang có tác dụng kẹp chặt chi tiết để gia công định tâm chi tiết Ụ động máy tiện thân nghiêng cịn làm nghiêng góc, ngồi tác dụng kẹp chặt định tâm cịn tham gia tạo hình chi tiết phức tạp tiện cơn, tiện mặt nón,… 5.1.3 Hệ thống trục Nguồn truyền động sử dụng động khơng đồng pha biến tần vô cấp tốc độ; loại động dẹt, có thân mỏng, ngắn, bề ngang lớn Loại động 89 làm giảm kích thước dọc trục máy làm cho việc bố trí thiết bị, phận khác đơn giản Khác hẳn với động không đồng pha trước có thân dài, kích thước bề ngang nhỏ; làm tăng kích thước dọc trục, khó bố trí thiết bị, phận khác Loại động vô cấp sử dụng máy CNC có ưu điểm vơ cấp tốc độ nên không cần thiết bị biến đổi tốc độ phức tạp; có khả sinh mơmen mở máy lớn; có khả tản nhiệt cao giúp động làm việc lâu dài mà ổn định Hộp tốc độ máy tiện CNC thường có đến cấp tốc độ, tác dụng khơng phải tạo vận tốc cắt mà để phân vùng công suất cắt với chế độ cắt tương đối: tiện thô, tiện bán tinh tiện tinh Như vậy, xích truyền động máy tiện thân nghiêng trở nên đơn giản gọn nhẹ nhiều Ngoài hộp tốc độ máy tiện CNC cịn bố trí hệ thống thủy lực để bôi trơn ổ bi, chi tiết máy quan trọng để điều khiển trình gạt cặp bánh phân vùng cơng suất cắt; điều khiển q trình tháo/lắp chi tiết 5.1.4 Hệ thống chạy dao Hệ thống chạy dao máy tiện CNC thường sử dụng truyền puly đai truyền chuyển động từ động lên trục vít me; truyền có ưu điểm truyền động êm, khử ma sát trượt nên truyền làm việc ổn định hơn, độ xác tỷ số truyền cao Hệ thống chạy dao sử dụng trục vít me – đai ốc bi có ưu điểm mát ma sát nhỏ, hiệu suất truyền lớn, lực ma sát không phụ thuộc vào vận tốc, khử khe hở tạo sức căng ban đầu đảm bảo độ cứng vững độ xác truyền động dọc trục, đảm bảo độ xác tuổi thọ cao Rãnh mang cá bàn xe dao có thêm ổ lăn biến ma sát trượt thành ma sát lăn giúp chuyển động chi tiết dễ dàng Khác với máy công cụ hệ cũ 90 bề mặt bàn xe dao với băng máy bề mặt phẳng tiếp xúc trực tiếp với nhau; ma sát chúng ma sát trượt độ cản trở chuyển động lớn 5.2 Khuynh hướng thiết kế máy Quan điểm tính tốn thiết kế máy cơng cụ khác nhiều so với thiết kế máy công cụ hệ cũ, nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất (đó sản phẩm thay đổi nhanh chóng, đa dạng), ứng dụng nhanh tiến khoa học cơng nghệ Vì tiêu tính bền máy công cụ so với máy công cụ hệ cũ Các khuynh hướng thiết kế là: - Mơđun hố kết cấu Đây điểm sử dụng nhiều thiết kế máy - Đa dạng hoá dạng lượng - Sử dụng dạng vật liệu - Chỉ tiêu tuổi thọ bền xác định phù hợp với yêu cầu ứng dụng kịp thời tiến khoa học công nghệ - Ứng dụng hệ thống điện tử, tăng cường sử dụng cảm biến thu thập thông tin nhiều mặt (nhiệt, lực, biến dạng…) để đảm bảo định điều khiển thông minh - Kết cấu dao, vật liệu dao phù hợp với đặc tính động lực học - Cần áp dụng biện pháp tích cực đến giảm ma sát khô cho đường hướng máy, cặp truyền động ổ đỡ - Khử trượt truyền (ví dụ thay đai thường đai truyền động từ động đến trục vit me) - Sử dụng kết cấu thân nghiêng máy tiện, động dẹt có cơng suất lớn khả tản nhiệt tốt Nhờ mà kết cấu thân máy bị biến dạng nhiệt, nâng cao độ xác - Sống trượt xử lí bề mặt tốt hơn, chịu mịn tốt 91 - Dùng cấu truyền động có hiệu suất cao khơng có khe hở vít me đai ốc bi, cấu tự động khử khe hở truyền 92 KẾT LUẬN Từ nghiên cứu nhận xét trên; nhận thấy quan điểm tính tốn thiết kế máy cơng cụ khác nhiều so với thiết kế máy công cụ hệ cũ, nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất (đó sản phẩm thay đổi nhanh chóng, đa dạng), ứng dụng nhanh tiến khoa học cơng nghệ Vì tiêu tính bền máy công cụ so với máy công cụ hệ cũ Các khuynh hướng thiết kế là: - Mơđun hố kết cấu Đây điểm sử dụng nhiều thiết kế máy - Đa dạng hoá dạng lượng - Sử dụng dạng vật liệu - Chỉ tiêu tuổi thọ bền xác định phù hợp với yêu cầu ứng dụng kịp thời tiến khoa học công nghệ - Ứng dụng hệ thống điện tử, tăng cường sử dụng cảm biến thu thập thông tin nhiều mặt (nhiệt, lực, biến dạng…) để đảm bảo định điều khiển thông minh - Kết cấu dao, vật liệu dao phù hợp với đặc tính động lực học - Cần áp dụng biện pháp tích cực đến giảm ma sát khô cho đường hướng máy, cặp truyền động ổ đỡ - Sử dụng kết cấu thân nghiêng máy tiện, động dẹt có cơng suất lớn khả tản nhiệt tốt Nhờ mà kết cấu thân máy bị biến dạng nhiệt, nâng cao độ xác - Sống trượt xử lí bề mặt tốt hơn, chịu mòn tốt - Dùng cấu truyền động có hiệu suất cao khơng có khe hở vít me đai ốc bi Cơ cấu tự động khử khe hở truyền 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2004), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh (2005), Kỹ thuật điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội Trần Văn Địch (2006), Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội Phạm Văn Hùng, Nguyễn Phương (2004), Cơ sở máy công cụ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà nội Phạm Văn Hùng (2006), Ma sát học, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội Bùi Quốc Khánh (2002), Truyền động điện, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội Nguyễn Đắc Lộc, Tăng Huy (2004), Điều khiển số công nghệ máy điều khiển số, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội Tạ Duy Liêm (2002), Hệ thống điều khiển số cho máy công cụ, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội Tạ Duy Liêm (2005), Máy công cụ CNC, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 10 Tạ Duy Liêm (2002), Máy điều khiển theo chương trình số robot công nghiệp, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 11 Bành Tiến Long, Trần Sỹ Túy, Trần Thế Lục (2000), Nguyên lý gia công vật liệu, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 12 Nguyễn Đắc Lộc (2000), Công nghệ chế tạo máy theo hướng ứng dụng tin học, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 94 13 Phạm Công Ngô (2005), Lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội 14 Trương Tri Ngộ (2001), Kĩ thuật điện tử, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 15 Nguyễn Thượng Ngô (1999), Lí thuyết điều khiển tự động đại, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 16 Ngơ Diên Tập (2004), Vi xử lí đo lường điều khiển, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 17 Nguyễn Xn Tồn (2005), Cơng nghệ bôi trơn, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 18 Hồng Tùng (2006), Cơng nghệ phun phủ ứng dụng, Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà nội 19 Calalog máy công cụ CNC hãng MAHO 20 Catalog hệ thống thủy lực – khí nén hãng FESTO 95 ... nhược điểm máy công cụ hệ cũ Chương NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU MÁY CƠNG 22 25 CỤ HIỆN ĐẠI 3.1 Công nghệ điều khiển số máy công cụ đại 25 3.1.1 Lịch sử phát triển điều khiển số máy công cụ 27 3.1.2... phần kết cấu máy, kết hợp với nghiên cứu kết cấu máy công cụ hệ cũ máy công cụ tìm lý giải thay đổi Từ nhận định trên, tác giả thực luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: ? ?Nghiên cứu, phân tích kết cấu máy. .. ưu điểm tìm thay đổi kết cấu máy công cụ đại so với hệ máy công cụ trước 17 Chương NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU MỘT SỐ MÁY CƠNG CỤ THẾ HỆ CŨ Máy cơng cụ hệ cũ sản phẩm tích hợp hữu hai chuyên