Đồ án Nghiên cứu cải tiến thiết kế và chế tạo máy phay lăn răng cnc phục vụ đào tạo (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu cải tiến thiết kế và chế tạo máy phay lăn răng cnc phục vụ đào tạo (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHAY LĂN RĂNG CNC PHỤC VỤ ĐÀO TẠO GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG SVTH: TRẦN TIẾN PHÁT MSSV: 11143109 SVTH: HUỲNH NHÂM THÂN MSSV: 11143151 SVTH: TRƯƠNG NGUYỄN TẤN PHÁT MSSV: 11143110 S K L 0 0 3 8 9 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY  BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHAY LĂN RĂNG CNC PHỤC VỤ ĐÀO TẠO” Giảng viên hướng dẫn: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG Sinh viên thực hiện: TRẦN TIẾN PHÁT MSSV: 11143109 HUỲNH NHÂM THÂN 11143151 TRƯƠNG NGUYỄN TẤN PHÁT 11143110 Khoá: 2011 - 2015 TP. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
3. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa: Cơ Khí Chế Tạo Máy Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ Môn: Công Nghệ Chế Tạo Máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giáo viên hướng dẫn: ThS. Đặng Minh Phụng Họ và tên sinh viên: 1. Trần Tiến Phát MSSV: 11143109 Lớp: 111433A 2. Huỳnh Nhâm Thân MSSV: 11143151 Lớp: 111433A 3. Trương Nguyễn Tấn Phát MSSV: 11143110 Lớp: 111433A 1. Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY PHAY LĂN RĂNG CNC PHỤC VỤ ĐÀO TẠO”. 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Ghi chú Số động cơ của máy 05 động cơ Modul gia công lớn nhất 2,5 mm Góc nghiêng đầu dao phay 45Độ Đường kính gia công lớn nhất Ø 150 mm Máy phay lăn Phạm vi hoạt động theo phương Z 250 mm răng CNC Phạm vi hoạt động theo phương X 120 mm Điện thế 220 V xoay chiều 1 pha hoặc 3 pha Kích thước máy Dài x rộng x cao 1710 x 1280 x 2014 Vật liệu gia công Nhựa, đồng thau Độ chính xác gia công Cấp 8,9 3. Nội dung chính:  Nội dung thuyết minh, tính toán - Nghiên cứu Tổng quan - Cơ sở lựa chọn phương án thiết kế và thiết kế sơ bộ - Tính toán và thiết kế tổng thể máy - Tính toán thiết kế phần điện điều khiển - Lựa chọn và chế tạo phần điện điều khiển
4. - Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển máy - Biên soạn các bài thực hành trên máy phay lăn răng CNC  Hồ sơ thiết kế: - Tập bản vẽ chi tiết - Tập bản vẽ lắp từng cụm - Bản vẽ lắp toàn máy 4. Ngày giao đồ án: 5. Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
5. MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 DANH MỤC BẢNG BIỂU 8 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 9 LỜI NÓI ĐẦU 10 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 11 1.1. GIỚI THIỆU 11 1.2. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY LĂN RĂNG 11 1.3. NGHIÊN CỨU NƢỚC NGOÀI 14 1.4. NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC 15 1.5. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 16 1.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN 18 1.7. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 18 1.8. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 18 1.9. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 20 2.1 Nguyên lý phay lăn răng 20 2.2 Phay lăn răng thẳng 21 2.3 Phay lăn răng nghiêng 21 2.4 Khả năng công nghệ của máy phay lăn răng 22 2.5 Phƣơng pháp lăn răng 23 CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 25 3.1 Lựa chọn phƣơng án kết cấu chung của máy 25 1
6. 3.2 Tính toán, lựa chọn động cơ trục phôi 28 3.3 Tính toán, lựa chọn động cơ trục chính 30 3.4 Tính toán, lựa chọn vitme - đai ốc bi 35 3.5 Tính toán ray trƣợt lên xuống 46 3.6 Hệ thống điện trong máy phay lăn răng cnc 49 3.6.1 Phương pháp kết nối động cơ servo vào driver 49 3.6.2 Sơ đồ kết nối các khí cụ điện 59 CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ CHI TIẾT 66 4.1 Cải tiến thiết kế cụm trục gá dao, gá phôi 66 4.1.1 Cải tiến cụm trục gá dao 66 4.1.2 Cải tiến thiết kế cụm gá phôi 69 4.2 Cải tiến thiết kế cụm di chuyển trục A, Y, Z 74 4.2.1 Cải tiến thiết kế cụm di chuyển trục A 74 4.2.2 Cải tiến thiết kế cụm di chuyển trục Y 75 4.2.3 Cải tiến thiết kế cụm di chuyển trục Z 80 4.3 Cải tiến thiết kế phần thân máy 82 4.4 Thiết kế các trục truyền động 86 4.5 Thiết kế vỏ máy 87 4.6 Lựa chọn phần mềm điều khiển máy 90 4.7 Lựa chọn phƣơng án điều khiển máy 94 4.8 Cải tiến thiết kế giao diện điều khiển 96 CHƢƠNG 5. GIA CÔNG 99 5.1 Các chi tiết gia công 99 5.2 Hình ảnh gia công thực tế 101 CHƢƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 113 KẾT LUẬN. 113 KIẾN NGHỊ. 113 2
7. PHỤ LỤC 114 3
8. DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1. Kết cấu chung của máy 12 Hình 1. 2. Sơ đồ nguyên lý máy phay lăn răng CNC 13 Hình 1. 3. Sơ đồ nguyên lý máy phay lăn răng CNC 13 Hình 1. 4. Máy phay lăn răng OFA75-900. 15 Hình 1. 5. Máy phay lăn răng CNC trƣờng DHSPKT. 16 Hình 1. 6. Máy CNC GHO-200 17 Hình 1. 7. Máy CNC HERA-200 17 Hình 2. 1. Sơ đồ nguyên lý phay lăn răng 20 Hình 2. 2. Gá dao nghiêng hƣớng trái 21 Hình 2. 3. Gá dao nghiêng hƣớng phải 21 Hình 2. 4. Bánh răng nghiêng trái dao 22 Hình 2. 5. Bánh răng nghiêng phải dao 22 Hình 3. 1. Sơ đồ nguyên lý máy phay lăn răng CNC phƣơng án 1 26 Hình 3. 2. Sơ đồ nguyên lý máy phay lăn răng CNC phƣơng án 2 27 Hình 3. 3. Kích thƣớc dao phay lăn răng 32 Hình 3. 4. Các bƣớc tính toán, lựa chọn vitme- đai ốc bi 35 Hình 3. 5. Các phƣơng án lắp vitme bi 38 Hình 3. 6. Mô hình đặt tải trên vitme bi 41 Hình 3. 7. Mô hình tính toán ray trƣợt theo phƣơng thẳng đứng 46 Hình 3. 8. Con trƣợt HSR25HR hãng THK 47 Hình 3. 9. Nguyên lý đấu nối servo vào driver 50 Hình 3. 10. Nguyên lý đấu nối nhiều driver với nhau 51 Hình 3. 11. Driver J2S- 40CP 51 Hình 3. 12. Driver J2S- 70CP 51 Hình 3. 13. Sơ đồ chân nối của driver J2S 52 Hình 3. 14. Đầu cáp 3M- 10320 52 Hình 3. 15. Đầu cáp 25 chân Northern 52 Hình 3. 16. Cổng song song (LPT). 53 Hình 3. 17. Bảng sơ đồ chân In/Out. 53 Hình 3. 18. Sơ đồ đấu dây driver trục X 59 Hình 3. 19. Sơ đồ đấu dây driver trục A 59 Hình 3. 20. Sơ đồ đấu dây driver trục Z 60 Hình 3. 21. Sơ đồ đấu dây driver trục B 60 4
9. Hình 3. 22. Sơ đồ đấu dây driver trục C 61 Hình 3. 23. Mạch khuếch đại 61 Hình 3. 24. Mạch đèn 62 Hình 3. 25. Mạch tƣới nguội 62 Hình 3. 26. Mạch điện các nút nhấn và công tắc 62 Hình 4. 1. Thiết kế cụm ổ đỡ đã có 66 Hình 4. 2. Thiết kế cụm ổ đỡ dùng bạc côn điều chỉnh 67 Hình 4. 3. Thiết kế cụm ổ đỡ dùng kẹp rút 68 Hình 4. 4. Thiết kế trục gá dao đã có 68 Hình 4. 5. Thiết kế trục gá dao mới 69 Hình 4. 6. Cụm dao hoàn chỉnh 69 Hình 4. 7. Thiết kế cụm gá phôi đã có 69 Hình 4. 8. Cụm gá phôi sử dụng mâm cập 70 Hình 4. 9. Mâm cập và trục gá phôi 70 Hình 4. 10. Cụm gá phôi sử dụng trục liền 71 Hình 4. 11. Cụm gá phôi sử dụng trục côn rời và ụ côn 71 Hình 4. 12. Ụ côn và trục gá phôi dạng côn 71 Hình 4. 13. Mô phỏng đặt lực vào cụm gá phôi 72 Hình 4. 15. Khu vực tập trung ứng suất lớn 73 Hình 4. 16. Sự biến dạng của cụm gá phôi trong quá trình gia công 74 Hình 4. 17. Bánh vít 40 răng 74 Hình 4. 18. Bánh vít 64 răng 75 Hình 4. 19. Kết cấu cụm di trƣợt trục Y sử dụng rãnh mang cá 75 Hình 4. 20. Kết cấu cụm di trƣợt trục Y sử dụng rãnh dạng cầu 76 Hình 4. 21. Kết cấu cụm di trƣợt trục Y sử dụng rãnh chữ C 77 Hình 4. 22. Hình ảnh cụm rút dao và di trƣợt dao sau khi thiết kế lại. 78 Hình 4. 23. Phân bố ứng suất trên toàn cụm dao 79 Hình 4. 24. Phân bố ứng suất trên toàn cụm dao (tt) 79 Hình 4. 25. Sự biến dạng của cụm dao trong quá trình gia công 80 Hình 4. 26. Tấm đế của cụm dao trong thiết kế cũ 80 Hình 4. 27. Tấm đế của cụm dao trong phƣơng án cải tiến 81 Hình 4. 28. Phần thân máy đầy đủ cụm dao và đối trọng trong thiết kế cũ 82 Hình 4. 29. Thiết kế cũ phần thân máy 82 Hình 4. 30. Thiết kế mới phần thân máy 83 Hình 4. 31. Tọa độ trọng tâm và khối lƣợng của cụm dao 83 Hình 4. 32. Khoảng cách các trọng tâm đến điểm tựa của cánh tay đòn 84 5
10. Hình 4. 33. Tọa độ trọng tâm và khối lƣợng của đối trọng sau khi thiết kế 85 Hình 4. 34. Đế phần thân trong thiết kế cũ 85 Hình 4. 35. Đế phần thân trong phƣơng án cải tiến. 86 Hình 4. 36. Cụm thân máy sau khi lắp ráp đối trọng và phần đế 86 Hình 4. 37. Ổ đỡ trục vitme trục Z và X đã có 87 Hình 4. 38. Ổ đỡ trục vitme trục Z và X trong phƣơng án mới 87 Hình 4. 39. Vỏ máy thiết kế cũ 88 Hình 4. 40. Vỏ máy thiết kế mới 89 Hình 4. 41. Độ nghiêng vỏ thiết kế cũ 89 Hình 4. 42. Độ nghiêng vỏ thiết kế mới 89 Hình 4. 43. Sơ đồ phƣơng án phay thuận 94 Hình 4. 44. Sơ đồ phƣơng án phay nghịch 95 Hình 4. 45. Giao diện điều khiển phay bánh răng trụ răng thẳng cũ 96 Hình 4. 46. Giao diện điều khiển phay bánh răng trụ răng thẳng cải tiến 96 Hình 4. 47. Giao diện điều khiển phay bánh răng trụ xoắn phải cũ 97 Hình 4. 48. Giao diện điều khiển phay bánh răng trụ xoắn phải cải tiến 97 Hình 4. 49. Giao diện điều khiển phay bánh răng trụ xoắn trái cũ 98 Hình 4. 50. Giao diện điều khiển phay bánh răng trụ xoắn trái cải tiến 98 Hình 5.1. Phôi gia công 101 Hình 5.2. Mài bavia chân đế 101 Hình 5.3. Dùng con đội để lắp các thanh đỡ 101 Hình 5.4. Hàn khối chữ T 102 Hình 5.5. Phay khối chữ T để lắp trục Z 102 Hình 5.6. Lắp ráp nâng cao thân máy 102 Hình 5.7. Tháo và nâng cao thanh trƣợt trục Z 103 Hình 5.8. Canh chỉnh đế cụm chống tâm 103 Hình 5.9. Lắp và kiểm tra cụm gá phôi 103 Hình 5.10. Cắt sửa máng nghiêng của vỏ 104 Hình 5.11. lắp thử các vỏ xung quanh 104 Hình 5.12. kiểm tra độ vuông góc của cụm chống tâm 104 Hình 5.13. Tháo đối trọng 104 Hình 5.14. Phay tấm đế của cụm dao 105 Hình 5.15. Khoan lỗ tấm đế cụm dao 105 Hình 5.16. Hàn giá đỡ CPU 106 Hình 5.17. Sơn lót chân đế 106 Hình 5.18. Sơn vỏ máy 107 6
11. Hình 5.19. Bao máy chuẩn bị sơn 107 Hình 5.20. Cắt vỏ máy 107 Hình 5.21. Lắp thử máng nghiêng của vỏ 108 Hình 5.22. Tháo trục vít để thay bánh vít mới 108 Hình 5.23. Tháo hệ thống điện trong tủ điện cũ 109 Hình 5.24. Lắp mạch động lực cho máy 109 Hình 5.25. Lắp mạch điều khiển cho máy 109 Hình 5.26. Sử dụng sơ đồ đấu dây để lắp mạch điện 110 Hình 5.27. Kết nối bảng điều khiển 110 Hình 5.28. Lắp ráp toàn bộ phần vỏ và các giá tủ điện, CPU 110 Hình 5.29. Tiện chuẩn bị phôi nhựa để gia công bánh răng 111 Hình 5.30. Phôi nhựa POM để gia công bánh răng 111 Hình 5.31. Bánh răng trụ răng thẳng bằng nhựa và đồng thau 111 Hình 5.32. Máy trƣớc khi cải tiến 112 Hình 5.33. Máy sau khi cải tiến 112 7
12. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Thông số thiết kế máy 25 Bảng 3. 1. Bảng cấp chính xác của vitme THK 36 Bảng 3. 2. Bảng tra độ dài và bƣớc ren vitme bi THK 37 Bảng 3. 3. Bảng hệ số an toàn tĩnh của vitme bi 41 Bảng 3. 4. Bảng tra giá trị tải trọng động và tải trọng tĩnh 42 Bảng 3. 5. Bảng tra hệ số tải fa 43 Bảng kí hiệu các khí cụ điện 54 8
13. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CNC: Computerized Numerical Control ĐATN: Đồ án tốt nghiệp 9
14. LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, xu hƣớng hội nhập kinh tế quốc tế đã và đang diễn ra với tốc độ nhanh chóng cả về chiều rộng lẫn chiều sâu ở trong nƣớc và thế giới. Với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thị trƣờng, sự phụ thuộc nhau về thƣơng mại và kinh tế giữa các quốc gia ngày càng sâu sắc. Điều này ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng của nguồn nhân lực có trình độ cao để đáp ứng kịp thời xu hƣớng phát triển của đất nƣớc trong thời đại mới. Máy phay lăn răng CNC đã xuất hiện trên thị trƣờng nƣớc ta nhƣng chủ yếu là nhập khẩu từ nƣớc ngoài. Do đó xu hƣớng nội địa hóa các máy phay lăn răng CNC là một nhu cầu quan trọng cho việc phục vụ đào tạo giáo dục. Có thể nói đây là một thiết bị máy móc không thể thiếu trong quá trình đào tạo nhân lực có trình độ cao trong xã hội, đồng thời nó làm tiền đề cho sự phát triển của đất nƣớc trong quá trình hội nhập quốc tế. Tuy nhu cầu dạy và học của thiết bị này rất lớn, nhƣng chi phí đầu tƣ cho một máy phay lăn răng hiện nay khá cao và các thiết bị máy móc đều nhập từ nƣớc ngoài nên chi phí cũng tăng cao và việc bảo trì sửa chữa cũng gặp nhiều khó khăn. Đề tài “Nghiên cứu cải tiến thiết kế và chế tạo máy phay lăn răng cnc phục vụ đào tạo” nhằm mục đích thiết kế, chế tạo máy phay lăn răng CNC có khả năng tạo ra những sản phẩm chất lƣợng tƣơng đƣơng các máy trên thị trƣờng và mục đích chính của nó là ứng dụng vào đào tạo cho các bậc trung cấp, cao đẳng, đại học và cao học trong việc nâng cao tay nghề ngƣời kĩ sƣ cơ khí trong thời đại của công nghiệp hóa vá hiện đại hóa đất nƣớc. Giáo viên hƣớng dẫn 10
15. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU - Để thực hiện đƣợc mục tiêu trở thành nƣớc công nghiệp theo hƣớng hiện đại vào năm 2020, một trong những nhiệm vụ trọng tâm là phải tạo đột phá cho ngành cơ khí. Công nghiệp cơ khí là ngành công nghiệp then chốt, là nền tảng cho sự phát triển kinh tế. Ngành cơ khí phát triển sẽ trực tiếp kéo theo sự phát triển các ngành công nghiệp phụ trợ khác nhƣ ô tô, tàu thủy, dầu khí Chính vì vậy, các ngành phục vụ cho công cuộc đổi mới và phát triển này đang đƣợc quan tâm một cách tích cực. Tập trung vào giáo dục, đào tạo nguồn nhân lực là một phƣơng tiện để thúc đẩy nhanh quá trình này. Ở Việt Nam, số trƣờng đào tạo ngành cơ khí là rất nhiều, tuy nhiên số lƣợng máy phay lăn răng CNC là rất ít, gây khó khăn trong việc giảng dạy phay bánh răng bằng phƣơng pháp bao hình. Việc sở hữu công nghệ phay lăn răng sẽ làm bƣớc đệm, sẽ mở ra hƣớng đi rộng hơn trong đào tạo nhân lực và máy móc thiết bị chỉ có thể phát huy tối đa hiệu quả bởi đội ngũ lao động có trình độ kỹ thuật cao. - Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực gia công cơ khí thì máy CNC phải đạt độ chính xác cao, tính ổn định, năng suất cao. Trong tƣơng lai, máy phay CNC sẽ đƣợc dùng nhiều trong các xí nghiệp, phân xƣởng, nhà máy trong nƣớc. Vì nó đem lại hiệu quả kinh tế rất cao, phù hợp với sản xuất số lƣợng lớn. Tuy nhiên, chúng ta không thể tiến hành sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa bằng máy móc, thiết bị của nƣớc ngoài. Mà phải tạo sự chủ động trong công nghệ, tạo nền tảng vững chắc cho sự nghiệp phát triển. - Bên cạnh đó, một nguồn tƣ liệu giá trị khác chính là những máy phay CNC đã đƣợc chế tạo cả trong và ngoài nƣớc, bằng cách tham khảo những nghiên cứu đó để làm cơ sở sáng tạo cho đề tài mà nhóm đang thực hiện. 1.2. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY LĂN RĂNG Hiện nay, công nghệ gia công bánh răng tại các nƣớc trên thế giới gần nhƣ đã tự động hóa. Dây chuyền gia công hầu nhƣ khép kín từ khâu chuẩn bị phôi đến khâu 11
16. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ gia công và mài răng. Phay lăn răng là phƣơng pháp thực hiện theo nguyên lý bao hình đó là phƣơng pháp sản xuất bánh răng rất phổ biến, cho độ chính xác và năng suất rất cao. Máy phay lăn răng CNC về cơ bản có nguyên lý cấu tạo giống với máy phay lăn răng cổ điển nhƣng sử dụng bộ điều khiển để điều khiển các động cơ của máy vì vậy không cần sử dụng các cặp bánh răng thay thế. Hình 1. 1. Kết cấu chung của máy Kết cấu chung của máy bao gồm: chân đế, phần thân máy, cụm dao, cụm gá phôi và chống tâm. Quá trình ăn dao là liên tục, máy không cần thiết bị đổi chiều phức tạp, cũng không cần cơ cấu phân độ giống nhƣ đầu phân độ của máy phay vạn năng bình thƣờng. Có hai lựa chọn cho sơ đồ nguyên lý: 12
17. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ Hình 1. 2. Sơ đồ nguyên lý máy phay lăn răng CNC Nguyên lý này cho ta thấy phần đầu dao đƣợc giữ cố định và phần gá phôi chuyển động tịnh tiến để gia công chi tiết. Hình 1. 3. Sơ đồ nguyên lý máy phay lăn răng CNC Nguyên lý này thì ngƣợc lại, phần đầu dao di động và phần trục gá phôi sẽ cố định.  Đánh giá máy phay lăn răng dựa trên tiêu chí quan trọng nhất là cấp chính xác của bánh răng. Vì bánh răng là chi tiết truyền động nên đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao. Độ chính xác của bánh răng phụ thuộc hoàn toàn vào máy, thông dụng nhất là cấp 9, 8. - Các chỉ tiêu để đánh giá độ chính xác của bánh răng: Độ chính xác truyền động Độ ổn định khi làm việc Độ chính xác tiếp xúc 13
18. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ Độ chính xác khe hở cạnh răng - Những yếu tố quyết định đến độ chính xác và vƣợt trội của máy phay lăn răng CNC: Bàn máy lớn, khoảng không gian máy rộng, gia công đƣợc bánh răng kích thƣớc khác nhau Các chƣơng trình điều khiển đa dạng nhƣ: delphi, C sharp, và đƣợc lập trình sẵn Các bộ phận truyền động đảm bảo độ chính xác cao nhƣ: vít me đai ốc bi, thanh trƣợt bi, động cơ servo, Có thể gia công nhiều bánh răng trên cùng một lần gá, năng suất cao Sự ăn khớp của dao phay lăn răng và bánh răng đƣợc đảm bảo liên tục nên độ chính xác cao 1.3. NGHIÊN CỨU NƢỚC NGOÀI - Các máy phay lăn răng CNC có mặt trên thị trƣờng nhƣ: GHO-200, OFA75- 900 Các hãng sản xuất máy phay lăn răng nổi tiếng nhƣ: RicharDon của Đức, Schiess-Brighton của Mỹ và Đức, hãng Ronson Gears của Úc - Gia công bánh răng bằng phƣơng pháp định hình (sử dụng đầu phân độ) chỉ thích hợp cho các trƣờng hợp đơn chiếc vì nó rất tốn thời gian và không đảm bảo độ chính xác. Trong phƣơng pháp bao hình, bánh răng đƣợc gia công theo phƣơng pháp lăn răng. Phân loại theo mức độ tự động hóa thì có hai loại: máy phay lăn răng cổ điển và máy phay lăn răng CNC. - Máy phăn lăn răng cổ điển không có bộ điều khiển. Để liên kết các xích truyền động với nhau, ngƣời vận hành phải tính toán và lắp đặt thêm vào các bộ bánh răng thay thế cho các bánh răng có số răng khác nhau. 14
19. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ Hình 1. 4. Máy phay lăn răng OFA75-900. 1.4. NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC - Ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu chế tạo máy gia công bánh răng là chƣa nhiều và rất ít công trình nghiên cứu máy phay lăn răng CNC. - Nhóm nghiên cứu trƣờng ĐH SPKT TP.HCM đã nghiên cứu và chế tạo máy phay lăn răng CNC. Về cơ bản, nhóm nghiên cứu đã thực hiện: + Xây dựng đƣợc giải thuật điều khiển nguyên lý bao hình để gia công bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng trụ răng xoắn + Thiết kế mô hình máy 3D, 2D, mô phỏng và tính toán động lực học cho máy + Viết chƣơng trình điều khiển máy + Thiết kế, chế tạo 1 máy phay lăn răng CNC + Gia công đƣợc bánh răng trụ răng thẳng bằng nhựa, đồng thau + Gia công bánh răng nghiêng chƣa chính xác về đƣờng xoắn trên vật liệu Đồng Thau - Tuy nhiên, máy còn nhiều điểm hạn chế nhƣ: + Cụm gá phôi, cụm chống tâm, đế máy kém cứng vững dẫn đến sai số + Cụm dao chƣa tối ƣu, do không thay đổi đƣợc vị trí dao nên các răng của 15
20. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ dao mòn không đều. + Hành trình di trƣợt cụm thân máy ngắn, ảnh hƣởng đến khả năng gia công của máy + Hệ thống tƣới nguội, bôi trơn và thoát phoi còn hạn chế - Vì máy còn nhiều nhƣợc điểm, nên nhóm quyết định thiết kế, cải tiến lại để hoàn thiện hơn gồm các nội dung: + Phát triển thiết kế và chế tạo nhằm nâng cao độ cứng vững và độ chính xác của máy, tập trung các cụm nhƣ: cụm thân trục chính, cụm gá phôi, cụm đầu dao, cụm đế máy, + Hoàn thiện giải thuật điều khiển, tăng độ chính xác gia công + Hoàn thiện mạch điện điều khiển, tăng độ ổn hệ thống điều khiển điện + Cải tiến giao diện điều khiển phù hợp với công tác đào tạo + Gia công bánh răng: để kiểm tra đánh giá độ chính xác của máy + Xây dựng các bài tập thực hành trên máy lăn răng CNC phục vụ đào tạo Hình 1. 5. Máy phay lăn răng CNC trƣờng DHSPKT. 1.5. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI - Việc sở hữu công nghệ phay lăn răng góp phần giảm chi phí, khuyến khích 16
21. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN___ phát triển, sử dụng hàng trong nƣớc. - Sản phẩm làm ra có thể chuyển giao cho các cơ sở giáo dục, phục vụ đào tạo. - Làm nền tảng, động lực để các học viên cao học và nghiên cứu sinh cũng nhƣ giảng viên của trƣờng ĐH SPKT TPHCM tham gia nghiên cứu, hoàn thiện thiết kế và chế tạo máy phay lăn răng. - Tăng cƣờng thiết bị thực tập cho sinh viên, là công cụ đắc lực cho các phân xƣởng, nhà máy trong việc sản xuất bánh răng. - Hiện nay, các trƣờng kỹ thuật đào tạo ngành cơ khí ở Việt Nam chiếm số lƣợng lớn. Tuy nhiên có rất ít trƣờng có máy phay lăn răng để phục vụ đào tạo, vì vậy nhu cầu là rất lớn, cần thiết khi mà giá thành của máy khá hợp lý. - Sản phẩm của đề tài sẽ đƣợc chuyển giao cho khoa cơ khí, thuộc trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TPHCM, vì hiện nay khoa cơ khí máy không có thiết bị này nên việc giảng dạy công nghệ gia công bánh răng bằng phƣơng pháp bao hình chỉ trên lý thuyết và mô phỏng, gây nhiều khó khăn. - Chế tạo bánh răng một cách nhanh chóng, giúp phát triển các ngành công nghiệp phụ trợ nhƣ đóng tàu, dầu khí, Góp phần phát triển sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nƣớc. Hình 1. 6. Máy CNC GHO-200. Hình 1. 7. Máy CNC HERA-200 - Vì thế, đề tài: “ Hoàn thiện thiết kế và chế tạo máy phay lăn răng cnc phục 17
22. S K L 0 0 2 1 5 4