4.3.2.1. Phương án 1.
SVTH: Lê Hữu Quốc Trang 35 GVHD:Bùi Trương Vĩ (4-14)
(4-15)
+ Các số liệu đã có:
- Góc bước của động cơ δ =1,50
- Khoảng dịch chuyển chính xác [∆s] = 0,0015 [mm]
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ chạy dao dọc, ngang, đứng khi gia công. Từ 0 ÷ 4 [m/ph] = 0 ÷67 [mm/s].
- Tốc độ chạy dao nhanh 7.5 [m/ph] = 125 [mm/s]. - Lực kéo Q = 2500 [N]. + Thiết kế.
Theo công thức (4-16) ta tính được
i.kv≤ [ ] đc s δ ∆ ≤ 360 5 , 1 0015 , 0 ≤ 0,00151,5.360 ≤ 0,36 Ta chọn i.kv = 0,36. Chọn kv = 3 Hay: i.kv = i.3 = 0,36 Suy ra: i = 0,336 = 0.12. chọn i = 31.13
Kiểm tra lại điều kiện động học: i.kv = 13.31.3 = 0,333 < 0,36.
Mặt khác theo công thức (4-17), để đảm bảo tốc độ chạy dao thì i.kv ≥ đc s f v δ .max suy ra f≥ đc v s k i v δ . . max ≥ 1250,36.360.1,5 ≥ 83 [kHz]. Tính số vòng quay của động cơ:
Theo công thức (4-14) ta có: nđc = đc .f
360
δ
= 3601,5 . 83000 = 350 [v/s] + Sơ đồ động của đường truyền chạy dao:
4.3.2.2. Phương án 2. +Các số liệu đã có: +Các số liệu đã có:
- góc bước của động cơ δ =3,750
- Khoảng dịch chuyển chính xác [∆s] = 0,0015 [mm]
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ chạy dao dọc, ngang, đứng khi gia công. Từ 0 ÷ 4 [m/ph] = 0 ÷67 [mm/s].
- Tốc độ chạy dao nhanh 7.5 [m/ph] = 125 [mm/s].
SVTH: Lê Hữu Quốc Trang 37 GVHD:Bùi Trương Vĩ
tx=3 18
54 54
18
- Lực kéo Q = 2500 [N]. + Thiết kế.
Theo công thức (4-16) ta tính được
i.kv≤ [ ] đc s δ ∆ ≤ 360 75 , 30015 , 0 ≤ 0,00153,75.360 ≤ 0,144 Ta chọn i.kv = 0,144. Chọn kv = 3 Hay: i.kv = i.3 = 0,144 Suy ra: i = 0,1443 = 0.048 chọn i = 281 kiểm tra lại điều kiện động học:
i.kv = 281 .3 = 0,107 < 0,144 . Vậy thoả mãn điều kiện động học
Mặt khác theo công thức (4-17), để đảm bảo tốc độ chạy dao thì i.kv ≥ đc s f v δ .max suy ra f≥ đc v s k i v δ . . max ≥ 0125,144.360.3,75 ≥ 83 [kHz]. Tính số vòng quay của động cơ:
Theo công thức (4-14) ta có: nđc = đc .f
360
δ
= 3601,5 . 83000 = 350 [v/s] + sơ đồ động của đường truyền chạy dao:
tx=3
Do động cơ bước có công suất rất nhỏ do đó không thể dùng bộ truyền trục vít bánh vít. Nên phương án này không chấp nhận được.
4.4. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ.
Công suất động cơ chạy dao được xác định theo công thức sau: Nđc = 612.10.4.9,81.η
s
V Q
Trong đó:
Nđc : Công suất của động cơ chạy dao. Q : Lực kéo max.
Q = 2500 [N]
Vs : Vận tốc lớn nhất khi gia công. Vs = 4000 [mm/ph]
η : Hiệu suất truyền động. η = ηôl . ηbr . ηvm.
ηôl : Hiệu suất của ổ lăn. ηôl = 0,99
ηbr : Hiệu suất của bộ truyền bánh răng. ηbr = 0,97
ηvm : Hiệu suất của bộ truyền vít me_đai ốc bi.
ηvm = 0,94 Thay vào ta tính được:
η = 0,996.0,972.0,94 = 0,83 Nđc = 612.10.4.ηs.9,81
V Q
=6122500.104..04000,82.9,81 = 0,2 [Kw]. Chọn động cơ có công suất là 0,3[Kw].
Chương 5
TÍNH TOÁN SỨC BỀN ĐƯỜNG TRUYỀN CHẠY DAO
5.1.TRUYỀN ĐỘNG CHẠY DAO TRONG MÁY CÔNG CỤ CNC.
- Hệ truyền động cơ khí là những bộ phận kết cấu cơ khí tạo thành xích truyền động nối từ động cơ đến điểm tác dụng của dao cụ.
- Hệ truyền động chạy dao chuyển đổi các lệnh điều chỉnh trong bộ điều khiển thành các chuyển động tịnh tiến hay quay tròn của bàn máy mang dao hoặc chi tiết trên máy công cụ.
- Các chuyển động tịnh tiến là các chuyển động thẳng theo phương 3 trục toạ độ của không gian 3 chiều. Còn các chuyển động quay tròn là các chuyển động quay quanh các trục toạ độ máy.
- Hệ truyền động chạy dao của máy công cụ CNC phải thể hiện được những đặc tính sau:
+ Có tính động học rất cao.
+ Có độ cứng vững cao. Khi các lực cản chạy dao biến đổi cần hạn chế tới mức thấp nhất ảnh hưởng của nó tới tốc độ chạy dao, ngay cả khi chạy dao với vận tốc nhỏ nhất.
+ Phải giải quyết được cả những lượng gia công dịch chuyển nhỏ nhất [≤ 1µm].
+ Phương án bố trí các khâu truyền động làm sao cho ít ảnh hưởng nhất đến độ chính xác gia công. Tránh sự cộng hưởng giữa các khâu truyền động với tần số biểu kiến của hệ truyền động, khe hở của trục vít me và đai ốc bi.
5.2. THIẾT KẾ CƠ CẤU VÍT ME_ĐAI ỐC BI. 5.2.1. Kết cấu của vít me_đai ốc bi
SVTH: Lê Hữu Quốc Trang 41 GVHD:Bùi Trương Vĩ
d
H
5.2.2 Thiết kế cơ cấu vít me_đai ốc bi. + Các số liệu đã có
Q = 2500 [N]. Bước vít me:
tx = 3[mm].
+ Chọn vật liệu chế tạo vít me là thép 45 tôi có cơ tính: σb = 800 [N/mm2].
σch = 450 [N/mm2].
+ Chọn vật liệu chế tạo bi là thép 40X có cơ tính: σb = 1000 [N/mm2].
σch = 700 [N/mm2]. HB = 270.
+ Chọn vật liệu chế tạo đai ốc là đồng thanh bp0∅10-1 có cơ tính: σb = 260 [N/mm2].
σch = 150 [N/mm2].
- Trục vít me thường hỏng do mòn nên ta tính trục vít me theo điều kiện bền mòn. Sau đó kiểm tra theo điều kiện bền và ổn định.
Xác định đường kính ngoài của trục vít me theo điều kiện bền mòn bằng công thức:
d2 = 0,8. Q.P
λ (5-1) Trong đó:
d2 : Đường kính ngoài của trục vít me. Q : Lực dọc trục lớn nhất.
λ : Hệ số của chiều dài đai ốc và đường kính trục vít me. P : Áp lực cho phép.
Lấy P = 5 [N/mm].
Thay các trị số vào công thức (5-1) ta có: d2 =0,8. 25002,5.5 = 14,14 [mm].
Chọn d2 = 20 [mm].
- Xác định chiều dài đai ốc:
Chiều dài đai ốc được xác định theo công thức: L= λ.d2 (5-2).
Thay các số vào công thức (5-2) ta được: L = 2,5.20 = 50 [mm].
- Xác định số vòng rãnh và xác định lại chiều dài đai ốc. số vòng rãnh được xác định theo công thức.
x = x t L = 503 = 16,6 vòng. Chọn x = 17 vòng.
- tính lại chiều dài đai ốc theo công thức: L = x.tx (5-3).
Thay số vào công thức (5-3) ta có: L = 17. 3 = 51 [mm].
- Tính đường kính bi. Ta có công thức:
P = 20.db2 (5-4). Trong đó:
db: Đường kính bi.
P : Lực tác dụng lớn nhất lên một viên bi. P = sinQα.Z (5-5). Q: Lực dọc trục lớn nhất. α: Góc tiếp xúc lớn nhất giữa bi và rãnh. α = 450. Z : Số bi chịu tải. Dự tính Z = 100 viên.
Thay các trị số vào công thức (5-5) ta được:
P =sin2500450.100= 35,36 [N].
Thay giá trị của P vào công thức (5-4) ta được: 35,36 = 20.db2
suy ra:
db = 3520,36 = 1,32[mm]. Chọn đường kính bi bằng 2[mm]. - Tính rãnh ren.
Bán kính rãnh ren được tính theo công thức:
r b r r = 0,96 (5-6). Trong đó: rb: bán kính bi.
rb = 22 = 1[mm]. rr: bán kính rãnh ren.
Thay giá trị vào công thức(5-6) ta được:
r r 1 = 0,96. Suy ra: rr = 0,196 = 1,1[mm].
- Kiểm tra trục vít me theo điều kiện bền và ổn định. Điều kiện bền và ổn định của trục vít me là: σ = 2 1 . . 4 d Q π ≤ϕ[σ] (5-7). Trong đó:
σ: Ứng suất trên trục vít me.
d1: Đường kính trong của trục vít me. d1 = d2 - 2 .rr = 17,8[mm].
ϕ: Hệ số giảm ứng suất cho phép. ϕ = 0,65.
[σ]: Ứng suất cho phép. [σ] = 13.450 =150[N/mm2]. Thay các giá trị vào công thức ta có.
σ = 3,14.17,82 2500 . 4 ≤ 0,65.150[N/mm2]. σ = 10,05 ≤ 97,5[N/mm2].
Vậy điều kiện của trục vít me được ổn định
Chương 6
CƠ CẤU CẤP VAÌ THAY THẾ DỤNG CU
6.1 CÁC LOẠI DỤNG CỤ CỦA MÁY
Bộ dụng cụ cụ của máy gồm các loại dao sau:
Dao phay rãnh
Đường kính đầu dao ∅3 (mm), cán dao ∅ 6(mm) Đường kính đầu dao ∅ 4 (mm), cán dao ∅ 6(mm) Đường kính đầu dao ∅ 5 (mm), cán dao ∅ 6(mm) Đường kính đầu dao ∅ 6 (mm), cán dao ∅ 6(mm) Đường kính đầu dao ∅ 8 (mm), cán dao ∅ 8(mm) Đường kính đầu dao ∅ 10 (mm), cán dao ∅ 10(mm)
Đường kính đầu dao ∅ 12 (mm), cán dao ∅ 12(mm) Đường kính đầu dao ∅ 16 (mm), cán dao ∅ 16(mm) Dao phay ngón có răng hớt lưng
Đường kính đầu dao ∅ 8 (mm), cán dao ∅ 8(mm) Đường kính đầu dao ∅ 10 (mm), cán dao ∅ 10(mm) Đường kính đầu dao ∅ 12 (mm), cán dao ∅ 12(mm) Đường kính đầu dao ∅ 16 (mm), cán dao ∅ 16(mm) Dao phay mũi tròn
Dao phay mặt đầu ∅ 40x 20 mm
Dao phay góc
Đường kính đầu dao ∅ 16x 4(mm), góc 600, cán dao ∅ 12(mm)
Đường kính đầu dao ∅ 16x 4(mm), góc 450, cán dao ∅ 12(mm)
Mủi khoan ruột gà
25 dao có đường kính từ ∅ 1 ÷ ∅ 13mm, số gia của mỗi dao là 0,5 mm
Dao khoan tâm
∅6,8 mm
Dao ta rô ren
Dao ta rô ren M3, cán dao ∅3,5 mm Dao ta rô ren M4, cán dao ∅4,5 mm Dao ta rô ren M5, cán dao ∅6 mm Dao ta rô ren M6, cán dao ∅6 mm Dao ta rô ren M8, cán dao ∅8 mm Dao ta rô ren M10, cán dao ∅10 mm Dao khoan mồi
Góc 1200, cán ∅ 10 mm
Dụng cụ so dao (theo mép) Dao phay chữ T
∅12 mm,∅16 mm
6.2. BỘ GÁ DỤNG CỤ CỦA MÁY.
Bộ gá dụng cụ của máy có 5 loại khác nhau.
6.3. CƠ CẤU CẤP VAÌ THAY THẾ DỤNG CỤ. Tất cả các loại dụng cụ được gá lên trống dụng cụ. Trống dụng cụ có thể gá được 10 dao, vị trí mỗi dao được bố trí cách nhau 360.
Sự thay đổi dụng cụ được điều khiển bằng chương trình. Khi gọi chương trình thay đổi dụng cụ thì trống dụng cụ cùng đầu trục chính sẽ đi lên cho đến khi trống dụng đi đến điểm cuối thì trục chính còn tiếp tục đi lên để ra khớp với bộ gá dụng
cụ. Khi đó trống dụng cụ sẽ quay quanh khớp quay để đưa dao đã được chỉ định vào vị trí ăn khớp với trục chính. Khi đã đạt được vị trí chỉ định thì đầu trục chính và trống dụng cụ sẽ đi xuống trở lại để ăn khớp với dụng cụ mới. Như thế việc thay dụng cụ đã xong máy có thể gia công trở lại.
Chu trình thay dao như sau:
6.4. CƠ CẤU GÁ VAÌ KẸP PHÔI. Cơ cấu gá và kẹp phôi là ê-tô khí nén được gá trên bàn máy được thiết kế bởi nhà sản xuất. Để cho ê-tô hoạt động thì trước tiên phải duy trì nguồn cung cấp khí nén. Sự hoạt động của ê-tô được bắt đầu khi ta mở khoá SW5.
SVTH: Lê Hữu Quốc Trang 49 GVHD:Bùi Trương Vĩ Trục chính và đầu R đi
lên
Vít me chạy dao nhanh Trục chính tiếp tục đi lên, đầu R đứng lai.
Vào khớp xoay đầu R
LS1 LS2 LS0 (Tháo lỏng dao) Đảo chiều vít me trục chính đi xuống Trục chính và đầu R đi xuống Kết thúc chu trình thay dao Ngắt vít me chạy dao nhanh LS3 LS4 LS0 (Kẹp chặt dao) 6
Ê- tô được lắp kèm với một đường ống thổi bụi phoi liệu, đường ống này có thể thay đổi hướng thổi. Lưu ý rằng khi thay đổi hướng thổi phải không làm vướng đến các chuyển động chạy dao khi gia
công.
Phôi kẹp trên ê-tô tốt nhất là những phôi có hình lăng trụ. Để kẹp chặt phôi trước tiên phải thiết lập trạng thái thiết bị điều khiển ê-tô. Khi thiết lập xong thì trên màn hình PC sẽ hiển thị dòng thông báo "7054".
Đặt phôi vào ê-tô và điều chỉnh khoảng cách giữa hai má ê-tô bằng cách vặn bánh hình tròn (5) cho đến khi má (2) của ê-tô còn cách phôi khoảng 2mm thì đóng ê-tô qua hệ thống điều khiển khí nén, và phôi sẽ được kẹp chặt.
Lưu ý rằng khi điều chỉnh khoảng cách giữa hai má ê-tô thi không van tự động không xoay theo núm vặn (6).
- Khoảng cách lớn nhất giữa hai má ê tô ...130[mm] - độ rộng của hàm ê-tô...125[mm] - Lực kẹp max...5500[N]
Chương 7
SỬ DỤNG BẢO QUẢN VẬN HAÌNH MÁY
Tuổi thọ và chất lượng của máy phụ thuộc rất nhiều vào những phương pháp sử dụng và bảo quản máy. Nếu tổ chức sử dụng và bảo quản một cách hợp lý, máy
có thể làm việc được trong một thời gian dài, từ 10 ÷ 15 năm, có khi đến 20 năm mới hỏng.
Do đó, vấn đề sử dụng và bảo quản máy, ngoài tính chất kỹ thuật, nó còn có ý nghĩa về kinh tế rất lớn.
7.1. SỬ DỤNG VAÌ CÁC CHẾ ĐỘ TRUY NHẬP DỮ LIỆU. 7.1.1. Sử dụng.
- Để sử dụng máy trước tiên phải đọc toàn bộ các hướng dẫn về sử dụng máy. Phải làm quen với tất cả các chức năng của máy để thuận tiện trong việc thao tác. Những người sử dụng máy phải là những người đã được học cách sử dụng máy, có khả năng điều khiển, sửa chữa, và am hiểu về an toàn lao động. Không nên mặc những trang phục lao động rộng, mà phải mặc trang phục bó chặt ở hông và cổ tay. Chú ý là không để tóc chạm vào máy tốt nhất là phải mang trang phục bảo vệ tóc, bảo vệ mắt với kính an toàn. Khi làm sạch phôi thì không được dùng trực tiếp tay mà phải có bao tay.
- Nối máy với mạng điện chỉ có thể thực hiện bởi các chuyên gia về ngành điện, với những người này khi có sự cố thì họ sẽ xử lý kịp thời để tránh xảy ra những hư hỏng đáng tiếc.
- Để khởi động máy phải đảm bảo rằng máy đang ở trong trạng thái tốt và không bị hư hỏng. Nếu có xảy ra trường hợp nguy hiểm phải ấn ngay công tắc (EMERGENCY-OFF) tắt máy khẩn cấp ở trên máy.
- Hệ thống thay đổi dụng cụ chỉ có thể hoạt động khi máy dừng. Chỉ có thể sử dụng cụ và phải bít kín bulông với vòng đệm tròn ở trên trục. Luôn luôn bít kín tất cả các lỗ nguồn để tránh chất lỏng làm nguội và bụi phoi lọt vào phía trong cơ cấu. Trong khi thay đổi dụng cụ thì bộ gá dụng cụ luôn xoay để vào vị trí ăn khớp.
- Tất cả các công việc cài đặt, duy tu và sửa chữa chỉ được thực hiện trong khi máy không hoạt động và nhớ ấn nút EMERGENCY-OFF. Mọi sự xem xét kiểm tra cũng như sửa chữa thì phải đọc kỹ hướng dẫn cũng như cách sử dụng phụ tùng. Nếu không sẽ xảy ra những hậu quả khó lường.
- Dụng cụ, tài liệu hướng dẫn và những thiết bị liên quan khác đã được cung cấp bởi công ty EMCO, nếu trong quá trình làm việc dụng có sử dụng những dụng cụ khác mà xảy ra sự cố thì công ty không chịu trách nhiệm.
- Để đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy hay đơn vị sử dụng phải có những biện pháp thích hợp để xử lí chất thải (dầu nhờn, phoi liệu...), và chú ý tới những nguyên tắc an toàn cho những nguyên vật liệu này.
- Khi có những va chạm hay những trường hợp khác về hư hỏng, hãy tiếp xúc trực tiếp với những cơ quan đại diện hay nhà chế tạo.
- Người giám sát máy không bao giờ được rời máy khi máy đang hoạt động. Khi rời khỏi địa điểm làm việc thì hãy tắt máy và đóng thiết bị khởi động (khoá công tắc chính và cất giữ chìa khoá).
7.1.2. Các chế độ vận hành máy.
Máy có thể hoạt động ở hai trạng thái khác nhau:
- Nếu ta mở máy ở chế độ "automatic" thì máy sẽ làm việc ở chế độ an toàn.