CHƯƠNG III : THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG
3.1. Thiết kế các chi tiết
3.1.1. Thiết kế truyền động trục X.
Trục X của máy được thiết kế, lắp đặt nằm riêng độc lập, trục X chịu trách nhiệm mang theo mâm cặp, hệ thống truyền động trục A cùng bệ thay dao cho hệ thống thay dao tự động của động cơ phay truyền. Trong đó măm cặp là bộ phận kẹp phơi, chịu tác dụng lực lớn trong q trình gia cơng nên u cầu độ cứng vững cao, đồng thời trục X có
34 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
hành trình dịch chuyển lớn. Nên lựa chọn sử dụng hệ thống truyền động tích hợp đem lại sự ổn định, cứng vững tốt chống rung động đảm bảo an tồn cho hệ thống cũng như độ chính xác khi gia cơng.
Hình 3.1 Thiết kế cụm trục X
Quá trình thiết kế dựa trên ý tưởng máy đơn giản nhất nên khi chọn hệ thống truyền động tích hợp để đơn giản hóa q trình lắp ráp, dễ sửa chữa và dễ thao tác. Truyền động X bằng cách kéo đai sử dụng Puly và đai răng có tỷ truyền 1:2.
3.1.2. Thiết kế truyền động trục Y1, Y2 và C
Hình 3.2 Thiết kế hệ thống trục Y
35 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Đối với mơ hình gia cơng tích hợp cả 2 chu trình tiện và phay, nên hệ thống trục Y bao gồm 2 trục: Y1 mang trục Z của hệ thống phay và trục Y2 mang hệ thống turret dao tiện. Thiết kế truyền động trục Y1:
Trục Y là bộ phận nằm phía dưới trục Z, chịu trách nhiệm truyền động di chuyển trục Z và chịu toàn bộ lực tác dụng của trục Z, chịu tải lớn nhất trong tất cả các trục. Được thiết kế theo cơ cấu đơn giản dẫn hướng bằng ray trượt và truyền động bằng vít me đai ốc bi. Phía trên các con trượt cịn có thêm 2 gối đỡ và tấm đế để cố định trục Z vào, giúp nâng cao khoảng hành trình của Z lên phía trên. Tấm đế và 2 gối đỡ được gia công lỗ bắt ốc chìm giúp âm đầu ốc tạo thuận lợi cho việc lắp đặt trục Z phía trên.
Hình 3.3 Thiết kế truyền động trục Y
Thiết kế truyền động trục Y2:
Trục Y2 đỡ cụm turret và chịu trách nhiệm truyền động cho cụm turret dao tiện phía trên.
Hình 3.4 Thiết kế hồn chỉnh trục Y2
36 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Do cụm turret tiện khi gia công chịu tác động lực lớn nên chọn lắp ray trượt trực tiếp lên mặt phẳng tối ưu khả năng chịu lực. Đồng thời do đặc tính của turret tiện cần ngang tâm với tâm của măm cặp do đó cần đơn cao tấm đỡ bằng cách dùng 2 tấm nhôm 16 gia cơng lỗ ốc để cố định. Lắp vít me theo kiểu Fixed-Free để đơn giản hóa q trình lắp đặt..
Hình 3.5 Thiết kế truyền động trục Y2
Thiết kế truyền động trục C
Đối với turret tiện để giữ cứng trục để tiện sử dụng khợp nối răng. Trong quá trình thay dao để truyền động cho trục turret nhóm sử dụng 1 xilanh để đẩy trục turret và 3 lò xo hồi để đưa trục turret về sau khi thay dao cũng như ép cứng phần ăn khớp của khớp nối. Đối với trục turret truyền động bằng cặp puly với tỉ số truyền 1:2.
Hình 3.6 Thiết kế truyền động trục C
37 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
3.1.3. Thiết kế truyền động trục Z
Do trục Z chịu trách nhiệm truyền động cho cụm trục B bao gồm hợp số giảm tốc và spindle truyền động theo phương thẳng đứng đồng thời động cơ trục chính khi gia cơng chịu tác dụng lực rất lớn nên chọn thân thân trục Z là một khối làm bằng vật liệu nhôm hợp kim đem lại độ cứng vững cao, không bị biến dạng khi mang tải nặng, có khoảng rỗng bên trong để lắp đặt vít me cũng như khoảng trống cho các bộ phận truyền động.
Hình 3.7 Cơ cấu Z hồn chỉnh
Do vít me trục Z kéo tải trọng lớn nên các gối đỡ vít me cần được lắp cứng vững, đồng thời lắp kiểu Fixed-Support giúp tăng sự ổn định của vít me khi quay.
38 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Hình 3.8 Cơ cấu truyền động trục Z
3.1.4. Thiết kế truyền động trục A
Trục A chịu trách nhiệm xoay phôi gia công theo các gốc xoay xác định, đồng thời xoay phôi măm cặp để thực hiện chu trình tiện. Khi tiện trục măm cặp xoay chịu lực cắt hướng tâm lớn, để đảm bảo độ ổn định và an tồn khi gia cơng cần sử dụng 3 ổ bi với 2 ổ lắp ở đầu gần măm cặp chịu lực chính và 1 ổ lắp ở đuôi trục măm cặp nhằm triệt tiêu độ đảo của trục.
39 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Hình 3.9 Cơ cấu truyền động trục A
Do không gian chứa trục A tương đối hẹp nên thiết kế lắp động cơ kéo nằm bên ngoài vỏ, sử dụng puly truyền động tỉ số truyền 1:2
3.1.5. Thiết kế truyền động trục B
Trục B chịu trách nhiệm đỡ và xoay trục chính để thực hiện gia cơng cái bề mặt khó, khi gia cơng chịu lực cắt rất nhiều nên cần độ cứng vững cao.
Hình 3.10 Thiết kế truyền động trục B
Bên cạnh đó trục B cần momen giữ lớn để thắng lực cắt làm xoay cả cụm trục chính. Để đạt được điều đó, cần sử dụng truyền động thơng qua hộp số thay vì trực tiếp từ trục
40 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
động cơ bước, vì khơng gian bên trong trục Z tương đối hẹp nên lựa chọn sử dụng hộp số Harmonic thay vì hộp số bánh răng hành tinh như thông thường, đồng thời hộp số Harmonic cũng đem lại tỷ số truyền cao hơn nhiều so với hộp số bánh răng hành tinh giúp tăng tối đa momen giữ.
Hình 3.11 Truyền động thơng qua hộp số Harmonic
Thiết kế tổng thể
Hình 3.12 Thiết kế tổng thể của máy.
41 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Thiết kế tổng thể của máy với 2 phần đế của trục Y1 và Y2 được liên kết vào thân trục X nằm đối nhau. Trục A và phần măm cặp được lắp trên con trượt của trục X. Thân trục Z được cố định nằm trên phần đế truyền động trục Y. Động cơ trục chính được lắp vào cụm trục B thông qua hộp số. Hộp số được lắp cố định vào tấm đế truyền động của Z, hoàn chỉnh trục Z.