Trục Y Trục X Trục Z Bước ren 8 mm 8 mm 8 mm Đường kính 10 mm 10 mm 10 mm Hành trình 550 mm 350 mm 200 mm Số mối ren 1 2 1 Bảng 4.6: Thơng số kỹ thuật các cụm vít me
55
Cấu tạo vít me bi gồm: Trục xoắn, con trượt khớp với trục xoắn, một trong hai có thể đóng vai trị là chi tiết di chuyển tịnh tiến. Vít me bi có cơ chế hoạt động tương tự với vịng bi, trong đó các hạt bi thép cứng di chuyển dọc theo một rãnh bi thông bên trong và bên ngồi.
Ngun lý hoạt động của vít me bi:
Hình 4.10: Ngun lý hoạt động của vít me bi
Nhìn chung vít me bi hoạt động khá giống với ổ bi (bạc đạn), bi được làm bằng thép có độ cứng cao di chuyển trên rãnh bên trong hoặc bên ngồi.
Q trình hoạt động bi sẽ quay liên tục trong rãnh đai ốc trượt và trục vít. Đây là một cơ cấu lặp lại tuần hoàn của các viên bi nên giúp các viên bi này ln nằm bên trong.
Khi trục vít me bi quay, các viên bi thép sẽ di chuyển bên trong trục vít và đai ốc trượt ở các vị trí rãnh nhất định và sau đó di chuyển vào bên trong một ống để quay lại vị trí ban đầu, đây là các mà bi bên trong vít me tuần hồn.
56 Yếu tố xem xét khi lựa chọn vít me:
Để lựa chọn lựa chọn loại vít me bi đúng vào các mục đích, những người kĩ sư thiết kế cần phải xem xét các yếu tố thiết kế như: tải, tốc độ, chiều dài, tuổi thọ, số lượng. Ngồi ra cịn phải xét đến các yếu tố như bơi trơn và mơi trường.
- Độ chính xác: bởi vì nhà sản xuất sử dụng nhiều quá trình khác nhau để sản xuất vít me nên người kỹ sư có nhiều lựa chọn về độ chính xác tương thích với giá thành. (Ví dụ: Vít me cuộn được sản xuất trong một quy trình sử dụng khn xoay để tạo hình những cuộn kim loại trọn dạng trục và tạo các ren xoắn ốc. Đây là phương pháp gia công hiệu quả về mặt kinh tế, nhưng nó lại có độ chính xác thấp).
- Khả năng tự giữ (Back driving): Khi tải trên vit me, một điều quan trọng cần phải nhớ đến là khả năng tự giữ. Vít me mất khả năng tự giữ xảy ra khi động cơ bị tắt và tải trọng lớn. Để tránh hiện tượng này, người sử dụng có thể sử dụng loại động cơ có phanh (thường là phanh từ) hoặc có thể thiết kế những vị trí an tồn. Với một số loại ren đặc thù có thể đảm bảo khả năng tự giữ. - Môi trường làm việc: Bởi vì vít me vi thường xuyên hoạt động trong môi
trường bụi bẩn và có nhiều mãnh vụn nên nhà sản xuất đã thiết kế vít me tránh những hạt nhỏ rơi vào bên trong. Bên ngồi vít me thường được bao bọc bởi một lớp crom hoặc mạ niken như một lớp bảo vệ đầu tiên.
- Bơi trơn: Vít me bi được sử dụng rất rộng rãi và độ tùy biến rất cao, vì vậy khơng có một lợi khuyên cụ thể nào cho việc sử dụng chất bôi trơn. Tuy nhiên, các yếu tố như: Tần suất sử dụng, nhiệt độ, tốc độ là những xem xét cơ bản đối với việc lựa chọn chất bôi trơn. Trong khi dầu hoặc mỡ phù hợp với hầu hết các ứng dụng nhưng đối với vít me bi cần phải tránh những loại bơi trơn có chứa molydisulfide (Đây là hợp chất của Molypden và lưu huỳnh) và than chì. Một điều quan trọng ln phải nhớ là phải đảm bảo vít me được bơi trơn giữa các bộ phận: trục vít me, bi và đai ốc trượt.
57 *Giá thành vật liệu thi cơng sản phẩm (ước tính):
STT Tên Số lượng Đơn vị Thành tiền (VND) 1 Nhơm định hình 40x40 4 Mét 1 140 000 2 Ke góc 40x40 10 Cái 80 000 3 Trượt bi 40m6 20 Cái 90 000 4 Bộ vít me bi 3 Bộ 3 900 000 5 Ốc lục giác M6 300 Gram 30 000 6 Ốc lục giác M5 150 Gram 15 000 7 Long đền 100 Gram 4 000
Bảng 4.7: Danh sách vật liệu cơ khí và phụ kiện
Bảng 4.8: Danh sách vật liệu điện và điều khiển
Bảng 4.9: Danh sách dụng cụ hỗ trợ
STT
Tên Số lượng Đơn vị Thành tiền (VND)
1 A4988 3D Printer CNC Shield 1 Cái 31 000 2 A4988 Module Điều khiển
động cơ bước Reprap
3 Cái 60 000
3 Arduino Uno R3 1 Cái 194 000 4 Động cơ bước 57BYG250D 1 Cái 550 000 5 Động cơ bước (Step Nema 17) 2 Cái 80 000
6 Motor 885 1 Cái 230 000
7 Nguồn tổ ong 1 Bộ 205 000
STT Tên Số lượng Đơn vị Thành tiền (VND) 1 Đồng hồ đo điện vạn năng 1 Cái 140 000
2 Lục giác 1 Bộ 90 000
3 Thước kẹp 1 Cái 120 000
58
Chương 5: THI CÔNG
5.1. Lắp đặt
Dựng khung nhơm định hình:
59
60
Hình 5.3: Khung nhơm định hình
5.2. Lập trình điều khiển
5.2.1. Giới thiệu về phần mềm CIMCO EDIT 8
Phần mềm CIMCO EDIT 8 là phần mềm lập trình, chỉnh sửa và mơ phỏng chương trình gia cơng, Giúp cho người lập trình và vận hành máy gia cơng có thể mơ phỏng và kiểm sốt được các vấn đề lỗi lập trình từ phần mềm lập trình CNC (CAM).
61
Hình 5.4: Màn hình chính CIMCO EDIT 8
So sánh được chương trình gia cơng trước và sau khi có u cầu sửa chương trình, kết nối dễ dàng với trung tâm gia công DNC.
Đặc biệt là CIMCO EDIT có thể lập trình được 3D thơng minh nhằm để thiết lập các chương trình CNC cho phay 3 trục và tiện 2 trục với các bước chuyển tiếp liên tục, được đồng bộ hoá với nhau.
Phần mềm theo tiêu chuẩn của giao diện người dùng trên hệ điều hành windows và mọi chức năng của CIMCO EDIT 8 có thể được kích hoạt sử dụng thơng qua dãy Ribbon. Điều này sẽ giúp cho bạn tìm những lệnh cần thiết một cách dễ dàng và nhanh nhất.
Trên dãy Ribbon có tất cả là 5 tabs chức năng, những tabs này sẽ cho phép bạn truy cập đến những chức năng cần thiết và cấu hình cài đặt để có thể điều chỉnh các thơng số. Chúng bao gồm:
62
- NC-Editor: Editor khơng có giới hạn kích thước chương trình và bao gồm các tùy chọn mã CNC cụ thể như đánh số dòng / đánh lại số dòng, xử lý ký tự và cơng cụ tìm phân vùng XYZ. Editor cũng có các chức năng tốn học bao gồm toán học cơ bản, xoay, đối xứng, bù dao và di chuyển chương trình.
Hình 5. 5: Các thao tác trên NC-Editor
- NC-Functions: NC-Functions giúp chúng ta hiệu chỉnh số khối của clock lệnh, hiểu chỉnh lại kí tự của clock lệnh, ẩn hiện số thứ tự clock lệnh, đồng thời giúp ta hiệu chỉnh lại kiểu máy gia công và xuất List Tool của tất cả các dao sử dụng trong chương trình gia cơng.
Hình 5.6: Các thao tác trên NC-Functions
- Backplot: Cimco Edit V8 bao gồm phay 3D/tiện 2D trong giao diện của backplot để mơ phỏng chương trình phay 3 trục và tiện 2 trục. Bạn có thể chỉnh sửa chương trình CNC và cập nhật một cách tự động trong hình ảnh mơ phỏng. sử dụng các cộng cụ zoom, pan, rotate và measuring để phân tích hình ảnh mơ phỏng. CIMCO Edit V8 hổ trợ hiển chị các khối solid 3D khi mô phỏng code NC có thêm bộ cơng cụ dao cắt, setup phơi và đồng thời giúp kiểm tra sự va chạm và phát hiện khe. Hỗ trợ lưu NC backplots với file DXF.
63
Hình 5.7: Các thao tác trên Backplot
- File Compare: Nếu bạn không biết chắc chắn về 2 chương trình NC khác nhau như thế nào thi chức năng File compare của Cimco Edit có thể giúp bạn xác định được điểm khác nhau. File Compare cho phép bạn chọn 2 file và hiển thị chúng trên 2 khung màng hình. Những chổ khác nhau sẽ được đánh dấu bằng màu sắc. Bạn có thể duyệt qua các tệp, kiểm sốt dễ dàng với từng khác biệt đó.
Hình 5.8: Các thao tác trên File Compare
- Transmission: Phần DNC của CIMCO Edit V8 cho phép bạn gửi và nhận các chương trình CNC đến các xưởng CNC của bạn bằng cách sử dụng các phương tiện giao tiếp như bộ truyền DNC RS-232.Các tập tin có thể được gửi từ một cửa sổ trong CIMCO hoặc trực tiếp từ máy tính có kết nối với máy CNC. Quá trình truyền tệp được thực hiện trong khi bạn làm việc cùng với các chương trình CNC khác.
64
Hình 5.9: Bảng giao tiếp Transmission
5.2.2. Lập trình và mơ phỏng chương trình gia cơng
- Lập trình điều khiển:
65
Hình 5.11: Dùng BCNC điều khiển phần cứng
- Vận hành sản phẩm mô phỏng:
66
67
68
69
70
Chương 6: ĐÁNH GIÁ – KẾT LUẬN 6.1. Đánh giá 6.1. Đánh giá
Sau hơn 3 tháng thực hiện, cùng sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Dương Đăng Danh, cả nhóm đã hồn tất mơ phỏng thành cơng Máy khoan tự động và đồng thời cũng đã vận hành được trên dạng mô phỏng đúng với những yêu cầu đã đặt ra là:
- Khoan được 4 lỗ trên cùng 1 chi tiết
- Thời gian là khoảng 47 giây để có thể khoan được 4 lỗ tính từ lúc đặt phơi đến khi kết thúc khoan lỗ thứ 4.
- Trong quá trình thiết kế mơ phỏng đã có thể hạn chế được chi tiết Ưu – Nhược điểm và hạn chế trong quá trình thiết kế:
- Ưu điểm:
o Vì do chi tiết được lược bớt trong q trình mơ phỏng (đã được tính tốn) nên sẽ tiết kiệm thêm chi phí sản xuất, làm giảm giá thành gia công máy.
o Sản phẩm sử dụng linh kiện điện tử có sẵn, dễ tìm kiếm và phổ biến trên thị trường.
o Khả năng vận hành đơn giản, đáp ứng được u cầu chính của nhóm và giảng viên.
- Nhược điểm :
o Cần cải thiện được độ chính xác.
o Cịn giới hạn về bề dày phôi cũng như vật liệu. o Tốc độ hoạt động còn thấp.
71 - Hạn chế:
a. Sản phẩm chưa được đưa vào vận hành thực tế. b. Kết quả thu được chỉ dựa trên kết quả mô phỏng.
c. Chưa thể đạt được năng suất cao nếu cho hoạt động trong thời gian dài.
6.2. Kết luận
Sản phẩm này cần thêm nhiều thời gian để phát triển nhiều hơn về khả năng làm việc để có thể được đưa vào hướng dẫn, giảng dạy tại trường, hoặc đi xa hơn có thể đem vào sản xuất cũng như đưa vào các nhà máy để hoạt động độc lập. Vậy nên đòi hỏi người thiết kế phải học hỏi, tìm hiểu sâu hơn nữa những kiến thức cần thiết để có thể làm được một Máy khoan tự động hoàn chỉnh, đáp ứng được mọi nhu cầu đã đề ra ngay từ ban đầu.
Tài liệu tham khảo
- Tài liệu sách:
1- Cơ sở thiết kế máy
2- GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - PGS.TS Lê Văn Tiến -
PGS.TS Ninh Đức Tốn - PGS.TS.Trần Xuân Việt. Sổ tay Công
nghệ chế tạo máy Tập 1. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật.
3- GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - PGS.TS.Lê Văn Tiến -
PGS.TS Ninh Đức Tốn - PGS.TS.Trần Xuân Việt. Sổ tay Công
nghệ chế tạo máy tập 2. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật.
- Tài liệu Internet:
4- Wikipedia – Khoan, mũi khoan
5- Websites http://www.thegioicnc.com 6- Websites http://arduino.vn
Phụ lục