Jaguar CLG6020 đáp ứng tốt các tiêu chí để trở thành một trung tâm mài năng suất cao. Kích thước đá mài lớn đến Ø610mm.Máy được trang bịcác thành
phần khác nhau đểtối ưu việc tự động hóa. Thích hợp đểmài các chi tiết như mài van động cơ, chi tiết dạng xoắn…
Thơng sốkỹthuật chính của máy mài CNC JAGUAR CLG6020 Đường kính đá mài lớn nhất: 610mm Bề dày đá mài lớn nhất: 200mm Đường kính đá dẫn lớn nhất: 305mm Bề dày đá dẫn lớn nhất: 200mm Đường kính phơi: 3-120mm Cơng suất trục chính: 20kW Tốc độcắt lớn nhất: 45m/s
Máy mài trịn CNC SWIFT
Hình 1. 14 Máy mài tròn CNC SWIFT
Máy mài tròn SWIFT CNC là máy mài 2 trục thế hệmới của hãng HI-LIFE đến từ Ấn Độ. Máy có khả năng sửdụng đồng thời 2 trục, đạt tốc độ cắt rất cao lên đến 45m/s giúp nâng cao năng suất gia công, nhờ ổ trục chính được chế tạo chính xác đã giúp giảm ma sát trong q trình làm việc.
Thơng sốkỹthuật chính của máy mài trịn SWIFT CNC: Chiều cao tâm: 200mm
Chiều dài phôi tối đa:1000m Hệ điều khiển: FANUC Tốc độbàn máy: 7000mm/ph Bước tiến nhỏnhất: 0,001mm Đường kính đá lớn nhất: 500mm Bề dày đá lớn nhất: 80mm
Tốc độcắt lớn nhất: 45m/s Mơ tơ trục chính: 11.2x6 KWxP Mơ tơ trục đứng: 0.375x4 KWxP Mơ tơ bơm dầu thủy lực: 11x6 KWxP Kích thước lắp đặt: 6000x3360 mm
Máy mài bềmặt CNC FS 4080M
Hình 1. 15 Máy mài bềmặt CNC FS 4080 M
Khung đúc khoáng sản giảm rung nhanh hơn 6 lần so với gang (GG25) và nhanh hơn 10 lần so với thép
Ưu điểm hơn nữa của máy này là hoạt động yên tĩnh, độchính xác tối đa và tích lũy nhiệt thấp
Thiết kếnày cho phép sự đồng đều của bềmặt đất và độ ổn định kích thước khơng thể đạt được với các thiết kế máy thơng thường
Ngồi độrắn chống rung của nó, vật liệu này cũng cung cấp độ ổn định nhiệt tuyệt vời
Hướng dẫn con lăn tuyến tính trên tất cảcác trục đảm bảo độcứng tuyệt vời, độchính xác và phân phối tải tối ưu
Ổ đĩa servo mạnh mẽ và vít bóng được tải sẵn trên tất cả các trục đảm bảo một nguồn cấp dữliệu đồng phục
Một vít bi được lựa chọn đặc biệt cung cấp cho một lớp độ chính xác cao hơn (C2) và một quy mơ tuyến tính đọc thủcơng bổsung cho ổtrục dọc
Tất cảcác trục có thể được định vịchính xác thơng qua một bánh xe điện tử Đầu trục chính nặng, cứng, đầu cứng có vịng bi góc cựcđo được bảo trì miễn phí bảo trì
Tự động bơi trơn trung tâm giảm thiểu bảo trì
Điều khiển 828D của Siemens với gói mài, chu kỳthực sựvà chức năng mài hồ sơ
Điểm nổi bật
CNC dựa trên bảng điều khiển nhỏgọn, mạnh mẽ, khơng cần bảo trì Chương trìnhthoải mái và tham số đầu vào qua bàn phím QWERTY Mức độchính xác gia cơng tối đa
biến đổi động học thông minh đểgia công các bộphận hình trụ, và cho các cấp độphơi góc cạnh
SINUMERIK MONDYNAMICS với tính năng bềmặt tiên tiến mới: Đối với bềmặt một phần hồn hảo và thời gian gia cơng ngắn nhất trong các ứng dụng làm khn
Thơng sốkỹthuật chính của máy mài bềmặt FS 4080M: Khoảng cách tâm: 620 mm Công xuất : 5,3 kW Hành trình trục X: 930 mm Hành trình trục Y: 430 mm Tốc độ: Max: 2300 rpm Min: 50 rpm Kiểu mài: Bềmặt, góc cạnh Đặc điểm khác : 4 trục
Máy mài CNC MR 401
Hình 1. 16 Máy mài CNC MR 401
Máy mài CNC MR401.
Cỗ máy duy nhất trên thị trường đồng hồcó thể đồng thời mài giữa cả hai cặp vấu và mặt đồng hồ. Nó cho phép bạn đạt được mức năng suất không bằng nhau trên tất cảcác loại vật liệu.
NÉT ĐẶC TRƯNG
4 trục kỹthuật số đồng thời
Trục xoay công cụ kép đểgia công giữa các cạnh đồng và đồng hồ đồng thời Khoan lỗlò xo Tự động mài bánh xe Đặc thù Thích hợp cho phơi từø20 ... 80 mm Fanuc 0i kiểm sốt Lập trình ISO với sựhỗtrợ vĩ mơ
Thơng sốkỹthuật chính của máy mài MR 401: Cơng xuất: 3kW
Hành trình trục Y: 50 mm Tốc độtrục chính: 4800rpm
Thực trạng ứng dụng các máy mài CNC ởViệt Nam
ỞViệt Nam, máy công cụ CNC trong cơ khí chế tạo được sửdụng lần đầu tiên vào năm 1993 qua một dựán CAD/CAM cho chếtạo khuôn mẫu do UNIDO tài trợ. Khơng lâu sau đó, một sốcơng ty khn mẫu tại thành phốHồChí Minh bắt đầu sửdụng máy second – hand của Đài Loan và Nhật Bản. Nhờ đó chế tạo được nhiều khn ép nhựa trước đó phải nhập ngoại như két bia, vỏ ti vi… hoặc cũng có thể làm trong nước nhưng chất lượng thập như ghếnhựa, cánh quạt…
Bước phát triển tiếp theo được tính từnhững năm 1997 –1998, khi một số cơng ty có vốn nước ngồi và cơng ty trong nước đầu tư trang bịmáy CNC thếhệ mới và các phần mềm CAD/CAM đểchếtạo nhiều chủng loại khuôn nhựa cho sản phẩm điện tử và xe máy cũng như chếtạo các chi tiết linh kiện kim loại cần độ chính xác cao.
Cụthểnói cơng nghệ CNC đang dần trởthành tiêu chuẩn trong cơ khí chế tạo máy tại Việt Nam. Điều này mởra những thách thức và cơ hội đầy triển vọng cho các kỹ sư và cơng nhân phát triển trình độ chun mơn vào thăng tiến trong nghềnghiệp của mình.
1.4 Kết luận
Mục đích, u cầu của đồán tốt nghiệp:
- Xây dựng mơ hình máy mài CNC phục vụcho giảng dạy, học tập trong các trường dạy nghề, các nhà máy…
- Tạo cơ sởtừng bước cho việc thiết kếvà chếtạo máy mài CNC. - Xuất phát từnhu cầu đào tạo nguồn nhân lực biết sửdụng máy CNC. - Tận dụng các máy cơng cụhiện có đểCNC hóa.
CHƯƠNG 2.TÍNH TỐN THIẾT KẾHỆTHỐNG CƠ KHÍ TRỤC THỨ4 2.1 Máy mài phẳng CNC 3 trục
Các tính năng của máy mài phẳng CNC 3 trục
Hình 2. 1 Máy mài phẳng CNC 3 trục
Máy mài phẳng CNC là loại máy sửdụng công nghệ CNC đểmài phẳng bề
mặt của các loại vật liệu. Đặc điểm của máy này chính là máy có một viên đá đứng
ởvị trí có định và viên đá này có thể thay đổi độcao lớn hay nhỏso với mặt bàn làm việc. Mang nhiều ưu điểm vượt trội như:
- Máy mài CNC có thể xửlý vật liệu độ cứng cao như thép cứng, hợp kim cứng..đến những vật liệu có dộ giòn như như thủy tinh, đá granit…
- Khả năng xử lý chính xác cao giúp nâng cao hiệu quả của sản phẩm, sản xuất các sản phẩm công nghiệp tinh vi, giúp dễdàng thực hiện nhiều nhiệm vụvất vả cho cơng nhân, đem lại lợi ích cho việc rút ngắn chu kỳsản xuất
và đẩy nhanh thời gian đưa ra thị trường
Chức năng của máy mài CNC
• Làm nhẵn mịn, mài mịn bề mặt của vật liệu • Loại bỏ các chất thừa bám trên bề mặt vật liệu • Đánh bóng bề mặt các loại đá, kim loại…
Nghiên cứu sơ đồ động học máy CNC 3 trục có trước
Các chuyển động của trục X, Y, Z như sau:
Chuyển động trục Z của đá do cụm trục chính thực hiện, được dẫn động bởi động cơ bước (động cơ trục Z) thông qua bộtruyền vít me – đai ốc và được điều khiển bởi bộ điều khiển số(thơng qua máy tính).
Chuyển động trục X của bàn máy được dẫn động bằng động cơ bước (động cơ trục X) thông thông qua 2 cặp bánh răng vào bộtruyền thanh răng-bánh răng được điều khiển bởi bộ điều khiển số(thơng qua máy tính).
Chuyển động trục Y của bàn máy được dẫn động bằng động cơ bước (động cơ trục Y) thông qua bộ truyền vít me – đai ốc và được điều khiển bởi bộ điều khiển số(thơng qua máy tính).
Hình 2. 2Sơ đồ động máy CNC 3 trục
- Các kết cấu dẫn động:
• Thanh răng-bánh răng cho trục X •Trục vitme -đai ốc cho trục Y,Z • Đường dẫn hướng cho trục X,Y,Z
-Động cơ dẫn động cho các trục X, Y và Z với
Lượng di chuyển nhỏnhất : Trục X, Y : 0.07 mm Trục Z : 0.001 mm - Tốc độcắt : Vcắt = 30 m/s
2.2 Nguyên cứu thiết kế sơ đồ động trục thứ4Một số phương án sơ đô động trục thứ4 Một số phương án sơ đô động trục thứ4
Máy mài CNC ngày càng được biết đến nhiều hơn trong công nghiệp phát triển, q trình thiết kế phải địi hỏi các kỹ sư phải có q trình nghiên cứu, tìm hiểu đểlựa chọn ra các kết cấu phù hợp.
Sau đây là các phương án được đưa ra dựa trên sự thay đổi kết cấu của các trục, bàn máy…Sau đóphân tích chi tiết các phương án nêu rõ ưu, nhược điểm của từng phương án qua đó chọn được phương án tối ưu để lựa chọn thiết kế sơ đồ động của máy.
Phương án 1: Bàn máy mang phôi chuyển động, trục quay là trục A, đá mài
dạng đĩa
Động cơ và các cơ cấu truyền động giống với loại có bàn máy đứng yên , chỉ khác loại trên là bàn máy có thể tịnh tiến dọc theo hai trục X, Y, trục chính tịnh tiến dọc theo trục Z cố định trên bệmáy và tách biệt với hai trục X,Y.
Chuyển động trục Z của dao do cụm trục chính thực hiện, được dẫn động bởi động cơ bước (Đ/c trục Z) thông qua bộtruyền bánh răng, vítme- đai ốc và được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC.
Chuyển động trục X được dẫn động bằng động cơ bước (Đ/c trục X) thông qua bộtruyền bánh răng và được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC.
Chuyển động trục Y được dẫn động bằng động cơ bước (Đ/c trục X) thông qua bộtruyền vít me – đai ốc và được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC.
Trục quay là trục A được dẫn động bằng động cơ bước thông qua bộtruyền trục vít –bánh vít và bộtruyền bánh răng, trục A song song trục X.
Phương án 2: Bàn máy mang phôi chuyểnđộng, trục quay là trục B, đá mài
dạng đĩa
Phương án này tương tự phương án 2, chỉkhác là phơi quay trịn theo trục B chứkhơng phải trục A
Hình 2. 4Sơ đồ động của phương án2
Chuyển động trục Z của dao do cụm trục chính thực hiện, được dẫn động bởi động cơ bước (Đ/c trục Z) thông qua bộtruyền bánh răng, vít me-đai ốc và được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC.
Chuyển động trục X được dẫn động bằng động cơ bước (Đ/c trục X) thông qua bộtruyền bánh răng và được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC.
Chuyển động trục Y được dẫn động bằng động cơ bước (Đ/c trục X) thơng qua bộtruyền vít me – đai ốc và được điều khiển bởi bộ điều khiển CNC.
Trục quay là trục B được dẫn động bằng động cơ bước thơng qua bộtruyền trục vít –bánh vít và bộtruyền bánh răng, trục B song song trục X.
So sánh và lựa chọn phương án thiết kế Phương án 1: Trục A song song trục X
Ưu điểm: Trục chính chỉ chuyển động lên xuống theo trục Z được cố định lên bệmáy, bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động theo 2 phương X,Y. Theo phương án này thì độcứng vững trục chính cao hơn. Bên cạnh đó thì trục quay là trục A cho nên sẽ thuận tiện cho việc quan sát trong q trình gia cơng, và mặt phẳng chuyển động của đá mài song song với trục Y cho nên sẽ an tồn hơn khi có sựcốvỡ đá mài trong q trình gia cơng.
Nhược điểm: Do bàn máy phải chuyển động nên kích thước bàn máy nhỏ, chỉphù hợp với gia công chi tiết vừa và nhỏ.
Phương án 2: Trục B song song trục Y
Tương tự phương án 1, nhưng nó có thêm một số hạn chế đó là: việc quan sát máy làm việc khó khăn hơn do vị trí quan sát khơng được thuận lợi. Hơn nữa mặt phẳng chuyển động của đá mài là song song trục X cho nên sẽnguy hiểm hơn cho người điều khiển nếu như có sự cố vỡ đá mài xảy ra khi máy thực hiện gia cơng.
Kết luận: Qua phân tích các phương án nêu trên, ta thấy phương án thứ1 là phù hợp nhất đảm bảo được các tiêu chí vềkỹthuật, kết cấu cứng vững, năng suất và chất lượng bề mặt cao, đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc quan sát của người điều khiển máy trong quá trình sửdụng.
Phân trích xích động học cho cụm trục thứ4 Truyền động bằng bánh răng Hình 2. 5 Bộtruyền bánh răng Ưu điểm: - Khả năng tải lớn do đó kích thước nhỏgọn. - Tuổi thọcao, làm việc tin cậy. - Hiệu suất cao, có thể đạt 0,97 0,98 trong một cấp. - Tỉsốtruyền không thay đổi.
Nhược điểm:
- Công nghệcắt răng phức tạp, yêu cầu cao về độchính xác chếtạo. - Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn.
Những nhược điểm này không làm giảm ưu thếcủa truyền động bánh răng so với các truyền động khác nhờviệc sửdụng đơn giản, làm việc tin cậy và kích thước gọn.
Truyền động vít – đai ốc
Hình 2. 6 Bộtruyền vít-đai ốc
Ưu điểm:
- Kết cấu đơn giản, gọn, dễchếtạo. - Khả năng tải cao, làm việc tin cậy. - Làm việc êm, không ồn.
- Có thểthực hiện được các di chuyển chậm, chính xác. Nhược điểm:
- Hiệu suất thấp do mát sát trên ren lớn. - Ren bịmịn nhanh do ma sát lớn.
Truyền động vít -đai ốc được sửdụng rộng rãi trong các thiết bịnhằm tạo ra lực lớn như vít kích, vít ép, v.v., trong các cơ cấu yêu cầu chuyển vị chính xác như cơ cấu chạy dao trong máy cắt, các dụng cụ đo, các thiết bị định vị và điều chỉnh.
Truyền động trục vít –bánh vít
Ưu điểm:
- Làm việc êm, khơng kêu như bộtruyền bánh răng và xích. - Thực hiện tỉsốtruyền lớn trong một cấp.
- Có khả năng tựhãm.Với ưu điểm vượt trội trên ta chọn phương án này cho máy mài CNC 4 trục mà ta cần thiết kế.
Kết luận:
- Bộtruyền bánh răng với hiệu suất cao, tỉsốtruyền không thay đổi "Chọn làm bộtruyền truyền động trực tiếp cho trục A quay. - Bộtruyền trục vít- bánh vít thực hiện tỉsốtruyền lớn, êm
"Chọn làm bộtruyền nối với động cơ.
Với kết luận trên, nhóm em lựa chọn kết cấu xích động học cho trục thứ4 như hình vẽ:
Hình 2. 8Xích động học trục thứ4
2.3 Tính tốn thiết kê hệ thơng cơ khí trục Au cầu kỹthuật Yêu cầu kỹthuật
-Đảm bảo hành trình dịch chuyển 0° -∞ -Đảm bảo độbền: độbền mỏi, độbền tĩnh. -Đảm bảo độcứng: độcứng uốn, độcứng xoắn - Khối lượng tối đa của chi tiết có thểmang là 5Kg - Chiều dày tối đa của thôi là 40 mm
Tính lực cắt khi mài
Vì kích thước của lớp kim loại do một hạt mài hớt bỏlà rất nhỏnên lực cắt khi mài không cao, nhưng do số lượng hạt mài tham gia đồng thời vào quá trình cắt rất lớn nên lực cắt tổng cộng có giá trị đáng kể.
Pz- lực có phương tiếp tuyến với đá mài, Pz là thành phần lực được dùng để tính cơng suất của động cơ cần thiết cho quá trình mài.
Py- lực có phương trùng với phương hướng tâm của đá mài. Lực này có xu