Tính toán trục xoay B

3.2.1. Tính toán chọn bàn xoay

 Chọn thông sốố́ đầu vào

- Khối lượng bàn xoay là m = 2 kg

- Tốc độ quay lớn nhất của trục là n = 100 v/ph

- Ta chọn tỷ số truyền của bộ truyền là i =1, Bộ truyền được nối trực tiếp qua khớp nối

- Thời gian để đạt tốc độ cực đại là 0,4 s - Hiệu suất bộ truyền đai 1 = 0,92

- Hiệu suất của ổ bi là 2 = 0,99

 Những thông sốố́ cần phảả̉i tính toán

- Momen cần thiết để cho bàn quay với tốc độ mong muốn - Tính công suất động cơ

- Chọn động cơ step - Tính toán chọn lựa ổ bi  Tính toán các thông sốố́

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Hình 3. 12: Sơ đồ lực của trục xoay B

Để xac định được trọng tâm đặt lực của chi tiết là rất phức tạp ta quy bài toán về bài toán chất điểm quay quanh một trục va ta xét điểm ra nhất của bàn máy và giả sử đặt chất điểm tại đó:

Trong quá trình gia công thì bàn=xoay20 trục B chịu thêm tác dụng của trọng chính P ,

như đã trình bay ở phần ta cóó́ Di chuyển ` lực= cắt chính về tâm= của.0,05ban=xoay20.0,05Bnhư= trên1( / )hình ta được 1 momen

và 1 lực, momen

Lúc này khối lượng thực tế bàn quay phải chịu là 2kg .

Lúc này momen lớn nhất phải tác dụng để cho ban quay chính la lúc đứng yên Lúc đó momen T1 = F.X ( X là khoảng cách từ lực F đến tâm quay) Ta xét đinh luật II niutơn cho bai toan nay : F = ma

Với vận tốc max của bàn máy là:

Vmax= 2 π .0,05.100 =0,52( m ) 60s Gia tốó́c a= V tmax = 0,52 0,4 =1,3( m s2 )  F = m.a = 2.1,3 = 2,6 N  Momen T’ = F.X = 2,6.0,03 = 0,078 N.m  Monmen để bàn xoay B xoay theo ý muốn la

T1 = T’+ =0,078 + 1 = 1,078 N/m

b) Tính công suất động cơ

Hiệu suất chung của cả bộ truyền là : = 1. 22 = 0,92. 0,992 = 0,9

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Vì ta chọn tỷ số truyền là i = 1 nên momen xoắn tại động cơ sẽ là T2 = 1T.1η = 1,078

1.0,9 =1,2 N .m

(T2 là momen xoắn trên trục động cơ) Và vớinđc= n

η.2 =100

0,9.2 =222,22( phv )

Từ đây ta có thể tính được công suất động cơ như sau:

P

đc

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

c) Chọn động cơ

Dựa vào momen T2 = 1,2 N.m ở trên ta chọn được động cơ hãng Sumtor theo trang http://en.sumtor.com cóó́ thông số sau:

Kích thước: Mặt bích 57mmx57mm, chiều dài thân 760mm, đường kính trục 8mm, rãnh then.

Chịu tải: 3A, moment xoắn 3Nm, 4 dây, nặng 1050g. La động cơ bước 3 pha

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Tính toan tương tự như phần chọn ổ cho cụm trục Z ta chọn được ổ bi cóó́ thông số theo trang wed hãng SKF (www.skf.com ) như sau:

3.3.

3.3.1.

Hình 3.14: Thông số và chọn ổ bi

Tính toán trục xoay C

Tính toán chọn bàn xoay

 Chọn thông sốố́ đầu vào

Khối lượng bàn xoay 10 kg

Tốc độ quay lớn nhất của trục là n = 100 v/ph Chọn kiểu dẫn động qua khớp nối

Thời gian để đạt tốc độ cực đại là 0,4 s Hiệu suất của ổ bi là

Hiệu suất của khớp

 Những thông sốố́ cần phảả̉i tính toán

Momen cần thiết để cho bàn quay với tốc độ mong muốn Tính công suất động cơ

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC Chọn được khớp nối

Tính toán chọn lựa ổ bi

Tính toán bộ truyền trục vít bánh vít  Tính toán các thông sốố́

a) Tính momen cần thiết để bàn quay

Hình 3.15: sơ đồ lực trục xoay C

Để xac định được các lực tác dụng vào hệ trên trong quá trình hàn là rất khóó́, vì trong quá trình hàn lực cắt không đưuọc tạo ra nên ta chỉ cần tính momen sao cho thắng được khối lượng khối lượng bàn máy và phôi mpz.

Để bàn xoay trục C hoạt động theo ý muốn thì ta cần phải cấp cho bàn xoay trục C một momen sao cho >

Momen được tính như sau:

mpz= D . pz = 0,01.110 =0,55(Nm)

2 2

Để an toàn trong quá trình công thêm hệ số an toàn là 2 Khi đó momen cần cấp cho truc C là =tác0,55của.2máyta=1,1nhân

b) Tính công suất động cơ

= 1. 2 2 = 0,99. 0,992

Tính hiệu suất dẫn động:

Vậy momen xoắn cần thiết trên trục động cơ:

T = T

ηc = 0,971,1 =1,067(Nm)

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Dựa vào momen T2 = 1,067 N.m ở trên ta chọn được động cơ hãng Sumtor theo trang http://en.sumtor.com cóó́ thông số sau:

Kích thước: Mặt bích 57mm x 57mm, chiều dài thân 760mm, đường kính trục 8mm, rãnh then.

Chịu tải: 3A, moment xoắn 3Nm, 4 dây, nặng 1050g. La động cơ bước 3 pha

Hình 3.16: Thông số và chọn động cơ trục xoay C

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC Sử dụng bộ truyền trục vít banh vít để lam cơ cấu giảm tốc

Bộ truyền cóó́ khả năng tự hãm: trong quá trình gia công, cụm trục xoay C cóó́ momen rất lớn nên sử dụng cơ cấu trục vít bánh vít cóó́ khả năng tự hãm tốt, đảm bảo được độ chính xác của máy trong quá trình gia công.

Hình 3.17: Hộp giảm tốc trục vít bánh vít trục C

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Hình 3.18: Kết cấu và thông số hộp giảm tốc trục vít bánh vít truc C

 Sau khi tính toán ta chọn bộ giảm tốc trục vít bánh vít cóó́ các thông số như sau: + Đường kính trục đầu vào:∅ ∅8

+ Đường kính trục đầu ra: 12+Tỷsốtruyền:1/30 + Kích thước bao của hộp là: 143X114X138 f) Tính toán và chọn ổ bi đỡ cho trục:

Tính toan tương tự như phần chọn ổ cho cụm trục Z ta chọn được ổ bi cóó́ thông số theo trang wed hãng SKF (www.skf.com ) như sau:

Hình 3.19: Kết cấu và thông số ổ lăn

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

3.4. Thiết kế khung máy cho máy hàn

Quy trình thiết kế:

Chọn sơ bộ vật liệu làm khung và dựng khung máy. Kiểm bền thông qua phần mềm

3. 4.1.Chọn sơ bộ vật liệu làm khung và dựng khung máy

Chọn sơ bộ Vật liệu làm khung

Thép ống 40x40 ( cơ tính: = 610 Kg/mm2, HB= 23, = 16%). Dựng kết cấu máy: Ta có: kích thước chi tiết tối đa: A x B x H= 400x500x200

Từ đó, chọn kích thước không gian làm việc: A x B x H= 400x550x450 Chọn kích thước ban may để gia công: A x B= 400x550

Chọn kích thước khung máy : A x B x H= 1657 x 1557 x 1587 Phương phap gia công va lắp ráp khung máy.

Khung máy là bộ phận quan trọng, chịu áp lực lớn nhất va đẩm bảo độ chính xác của máy nên yêu cầu độ chính xác khi gia công cao.

3. 4.2.Kiểm bền cho khung máy trong quá trình hoạt động

Các lực tác dụng vào khung gồm cóó́:

Trọng lực do khối lượng máy tác dụng P= 920 N

Hình 3.20: Khối lượng máy

Lực của mỏ hàn trong quá trình chuyển động (T)

Ta cóó́: Vmax= 1200 (v/p) = 20 (v/s)= 20. .D= 20. .8= 502,4 (mm/s)

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC a= 504,4 (mm/s2)

Xét trường hợp động cơ đi về 1 phía theo chiều Y, khi đó 2 động cơ điều khiển mỏ hàn, gia tốc và vận tốc tăng gấp 2 lần:

amax= 2.502,4= 1004,8 (mm/s2)

Nên ta tính được lực quá tính lớn nhất của động cơ sinh ra trong qua trình hàn là: F= m.a= 2.1,005= 2,01 N

Sử dụng phần mềm Inventor để tính toán ta cóó́ : Phân tích lực trên khúng máy:

Lực do mỏ hàn gây ra trong qua trình hàn: F= 2,01 (N) điểm đạt theo chiều trục Y Trọng lực của máy: P= 620N

Qua phần mềm cho ta kết quả

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Hình 3.22: Biểu đồ chuyển vị

3.5.

3.5.1.

Tính toán thiết kế hệ thốố́ng hàn

Máy hàn

Thông thường trên mỗi may han thường cóó́ những thông số về cấu tạo, điện ap, cũng như công suất hoạt động của máy. Nên ta cần biết hết những thông số đó. Cần hiểu các thông số kỹ thuật trên may han mig, để có được lựa chọn phù hợp và sử dụng máy bền, an toàn, hiệu quả.

Hình 3.23: các thông số cơ bản trên máy hàn

 Nguồn điện sử dụng.

Trước tiên, bạn cần xac định loại nguồn điện mà bạn sử dụng để chọn được máy hàn phù hợp.

Cac may han điện tử cóó́ dòng hàn từ 160A đến 250A: Thường được thiết kế dùng với cấp điện áp 1 pha 220V.

Cac may han điện tử cóó́ dòng hàn từ 250A đến 500A: Thường được thiết kế dùng với điện áp 3 pha 380V.

 Các thông sốố́ kỹ thuật máy hàn MIG.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC Điện áp không tải (Open load): 56V

Duty Cycle: Là chu kỳ làm việc của máy trong thời gian 10 phút

60% có nghĩa la may lam việc trong thời gian 6 phút liên tục và cóó́ 4 phút ngưng lại để giải nhiệt. Như vậy tại 60% chu kỳ làm việc thì máy cóó́ khả năng cấp dòng hàn 160A liên tục trong 6 phút (Que hàn 3.2mm nếu đốt liên tục hết 1 que thì mất thời gian khoảng hơn 1 phút, 60% chu kỳ làm việc tương đương với việc bạn đốt liên tục 5 que hàn 3.2mm).

Nếu tiếp tục đốt thì sau 8 phút (80% chu kỳ làm việc) dòng hàn tụt xuống còn 143 ampes.

Và tiếp tục đốt đến phút thứ 10 (100% chu kỳ làm việc) thì máy chỉ cóó́ thể cấp được dòng hàn là 124 ampes.

Điều này giải thích lý do tại sao cac may han điện tử cang đốt liên tục thì hồ quang càng yếu đi. Thông số 60% Duty cycle còn thể hiện khả năng cấp dòng hàn thực của máy chỉ 160A (tương đương may han 160 ampes). Để may han điện tử làm việc hiệu quả bạn nên cho máy làm việc ở 60% chu kỳ mà thôi.

Điện ap đầu ra của máy hàn (U0)

Dòng điện nguồn ra để hàn (I0): Dựa vào thông số nay để điều chỉnh phạm vi dòng hàn phù hợp.

Dòng điện nguồn cấp phù hợp cho máy hoạt động (Input): Dòng điện nguồn cấp cần thiết cho máy hoạt động. Ở bảng trên tối đa la 16.5 ampes. Bạn dựa vào thông số nay để chọn tiết diện dây cấp nguồn thích hợp cho máy.

Sinput: Thông số này cho biết chỉ số tiêu thụ điện lưới của máy.

Power Factory: Đây la hệ số cho biết mức độ tiết kiệm điện năng của máy hàn. Hệ số này càng lớn gần bằng 1 thì máy càng tiết kiệm điện.

Protection IP21: IP là viết tắt của (ingress protection). Đây la thông số thể hiện mã bảo vệ may dưới cac tac động từ phía môi trường bên ngoài. IP21 thì chỉ số thứ nhất (số 2) cho biết các vật có đường kính lớn hơn 12mm sẽ không thể bay vào trong máy. Còn chỉ số thứ 2 (số 1) thì cho biết các giọt nước không thể rơi vao trong máy. Dựa vào việc đọc thông số Protection thì bạn cóó́ thể tùy thuộc vao điều kiện làm việc mà lựa chọn cho mình sản phẩm phù hợp. Nếu điều kiện làm việc là trong nha xưởng thì bạn cóó́ thể hoàn toàn yên tâm sử dụng các máy cóó́ mã bảo vệ là IP21 còn nếu điều kiện làm việc là ngoài trời thì bạn cóó́ thể lựa chọn các máy cóó́ mã bảo vệ là IP23 hoặc IP24.

Xac định độ dày của hàn thép.

Việc chọn công suất của máy cho phù hợp với độ dày của vật hàn là rất cần thiết.Ta cóó́ thể tính toán công suất may như sau:

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Vậy để hàn thép dày 5mm, dựa vào công thức trên thì bạn cần chọn máy cóó́ khả năng cấp dòng hàn là 200 (ampe). Ví dụ như may han: Jasic ARC-200V, Jasic ARC- 200.

Để hàn thép dày 4 mm bạn phải chọn mua máy hàn cóó́ khả năng cấp dòng tối thiểu là 160 (ampe).

3. 5.2.Vận hành máy

Các thông số cần lưu ý khi vận hanh may han để đạt được sản phẩm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Chiều dày vật liệu quyết định cường độ dòng điện:

Việc chọn công suất của máy cho phù hợp với độ dày của vật hàn là rất cần thiết.Ta cóó́ thể tính toán công suất may như sau:

Công suất máy hàn (ampe) = [Độ dày cần hàn (mm) : 0.025].

Ví dụ: hàn thép dày 5mm, dựa vào công thức trên thì bạn cần chọn máy cóó́ khả năng cấp dòng hàn là 200 (ampe).

Để hàn thép dày 4 mm bạn phải chọn mua chế độ hàn cóó́ khả năng cấp dòng tối thiểu là 160 (ampe).

Theo hướng dẫn, mỗi 0,001 inch độ dày vật liệu yêu cầu 1 amp đầu ra: 0.125 inch = 125 amps.

 Chọn kích thước dây hàn phù hợp theo cường độ dòng điện:

Việc chọn kích thước dây hàn cho các chế độ hàn khác nhau sẽ đảm bảo cho việc tạo ra mối han đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật

30-130 amps: .023 inch 40-145 amps: .030 inch 50-180 amps: .035 inch 75-250 amps: .045 inch

 Đặt điện áp:

Điện ap xac định chiều cao và chiều rộng của hạt. Giữa điện áp hồ quang và chiều dài hồ quang cóó́ mối quan hệ. Hồ quang ngắn làm giảm điện áp và tạo ra một mối hàn nhỏ, nhô cao. Hồ quang dài(nhiều điện ap hơn) tạo ra mối hàn phẳng và rộng hơn. Chiều dài hồ quang quá lớn sẽ tạo ra mối hàn rất phẳng và khả năng bị cháy chân.

 Tốc độ cấp dây (cường độ dòng điện):

Tăng tốc độ cấp dây la tăng cường độ dòng điện va tăng độ ngấu mối hàn. Tốc độ cấp dây quá cao cóó́ thể dẫn đến kim loại mối hàn bị cháy hoạc thủng vật hàn. Nếu không có hướng dẫn sử dụng hoặc tờ thông số kỹ thuật mối hàn, hãy sử dụng hệ số nhân trong biểu đồ sau để tìm điểm bắt đầu tốt cho tốc độ cấp dây. Ví dụ: đối với

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC trên phút (ipm).

Bảng 3.5: bảng tra kích thước dây và tốc độ ra dây

Kích thước dây .023 inch .030 inch .035 inch .045 inch

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC

Chương 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐAI ỐC VIT-ME

4.1. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu sảả̉n phẩm

4.1.1. Chức năng làm việc

Trong qua trình chế tạo sản phẩm cơ khí người ta sử dụng nhiều loại công cụ lao động khac nhau với kết cấu va tính năng kỹ thuật ngay cang hoan thiện, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm , tăng năng xuất lao động va hạ gia thanh sản phẩm, cho sản phẩm có ưu thế về gia cả, chất lượng, thời gian để cạnh tranh trên thị trường. Đai ốc vít me T8 la sản phẩm đai ốc cho vitme T8 thường được sử dụng trong chế tạo may CNC, laser va cac loại may tự động khac. Được thiết kế bằng kim loại chắc chắn, chính xac, chống gỉ sét khi sử dụng lâu dai.

Đai ốc vít me la một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng bạc, được dùng nhiều trong chế tạo may. Mặt bích được trục được cố định với thân may bởi 4 bu lông.

4.1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết