Ứng dụng công cụ inventor để thiết kế, chế tạo máy phay lăn răng và kết hợp phần mềm delphi để điều khiển số CNC

Nội dung text: Ứng dụng công cụ inventor để thiết kế, chế tạo máy phay lăn răng và kết hợp phần mềm delphi để điều khiển số CNC

1. ỨNG DỤNG CÔNG CỤ INVENTOR ĐỂ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY PHAY LĂN RĂNG VÀ KẾT HỢP PHẦN MỀM DELPHI ĐỂ ĐIỀU KHIỂN SỐ CNC. INVENTOR OF APPLICATION FOR DESIGN TOOL MANUFACTURING AND MILLING AGAIN THAT COMBINATION FOR DELPHI SOFTWARE CNC Nguyễn Thanh Phương 1,*, Lê Hiếu Giang 2 1Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HồChí Minh 2Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HồChí Minh *Email: phuongspkt2014@gmail.com TÓM TẮT Ở Việt Nam, trước năm 2011, PGS.TS. Lê Hiếu Giang đã hướng dẫn KS. Hồ Thế Ngọc Quang và KS. Trần Việt Dũng chế tạo thành công mô hình máy phay lăn răng CNC có thể gia công bánh răng nhựa. Tuy nhiên, đề tài chưa tính toán thiết kế cho một máy thật và mô hình chỉ mới sử dụng động cơ bước. Luận văn này chế tạo thành công máy phay lăn răng CNC. Máy sử dụng phần mềm delphi và động cơ servo, gia công thành công bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng trụ răng nghiêng bằng nhựa, đồng thau. Từ khóa: Máy phay lăn răng cnc , gia công, bánh răng. ABSTRACT In Vietnam, before 2011, Prof. Dr. Le Hieu Giang has instructed Hồ Thế Ngọc Quang và Trần Việt Dũng Engineer, successfully fabricated model CNC gear hobbing machine can machining plastic gears. However, the thesis is not calculated design for a real and model only uses stepper motors. This thesis is successfully fabricated CNC gear hobbing machine. This machine used software Delphi and servo motors, working machine is machining success spur gears cylinder, worm gear cylinder of plastic, brass. Key words : CNC gear hobbing machine, working , gears
2. I. GIỚI THIỆU Autodesk Inventor là phần mềm CAD ứng dụng trong thiết kế cơ khí với nhiều khả năng mạnh trong thiết kế mô hình solid, có giao diện cho người dùng thuận tiện và trực quan. Vì vậy, ưu điểm của Autodesk Inventor là dễ sử dụng, thiết kế trên nền Window. Delphi là một ngôn ngữ lập trình của hãng Borland dựa trên nền Pascal với các phần mở rộng đối tượng. Hiện nay, deiphi do Embarcadero phát triển trên Microsoft Windows. Đối tượng của chúng ta là công nhân máy, các sinh viên nghiên cứu về máy. Đối tượng này không phải là những người chuyên sâu về máy tính. Nên sản phẩm cần phải dễ dùng, giao diện thân thiện và ít gặp lỗi II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu nguyên lý gia công bao hình bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng, nghiên cứu các loại máy gia công bánh răng dạng trụ răng thẳng và nghiêng vừa và nhỏ để đưa ra phương án thiết kế máy gia công bánh răng trụ răng thẳng và nghiêng. Nghiên cứu các phần mềm thiết kế và chọn phần mềm Autodesk Inventor thiết kế cho thiết bị cơ khí dễ dàng. Ứng dụng phần mềm lập trình Delphi để viết code và xuất ra máy gia công. III. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 1. Mô hình thiết bị cơ khí: Hình 1. Mô hình khi thiết kế Hình 2. Máy chế tạo thực tế
3. 2. Giải thuật điều khiển: pz; qz:=0; pd; qd:=0; ps; qs:=0; l1; z1; i:=0; i:=i+1; qz:= qz + pz; qd:= qd + pd; qs:= qs + ps; Xuất xung trục dao, trục Đ phôi, trục chạy dao (qd≥z1) and (qz≥z1) qz:= qz – z1; and (qs≥z1) qd:= qd – z1; qs:= qs – z1; S Xuất xung trục dao, Đ (qd≥z1) and qs≥z1) trục chạy dao qd:= qd – z1; qs:= qs – z1; S Đ Xuất xung trục dao, (qd≥z1) and qz≥z1) trục phôi qd:= qd – z1; qz:= qz – z1; S Đ Xuất xung trục dao (qd≥z1) qd:= qd – z1; S S i = l1 Đ Stop * Đối với bánh răng thẳng: pz = round(k x 15) pd = round(z) ps = round(ns x z / n) l1 = l x 213333
4. Trong đó: k: là số đầu mối của dao. z: là số răng của bánh răng cần gia công. ns = (357 x s /18) là tốc độ vòng của trục chạy dao dọc trục phôi (mm/ph). s: là tốc độ chạy dao dọc trục phôi (mm/ph). l: là chiều dài dọc trục bánh răng cần cắt. * Đối với bánh răng nghiêng: pz = round(k x T x 15 x 10000) pd = round((z x T + s1 x k) x 10000) ps = round(pz x s1 x 213333 / 153600) l1 = round (l x 153600 / s1) Trong đó: k: là số đầu mối của dao. z: là số răng của bánh răng cần gia công. T: là bước xoắn của răng nghiêng. s1: là tốc độ chạy dao (mm/vòng phôi). 3. Xây dựng dao diện của phần mềm Hình 3. Màn hình ban đầu
5. Hình 4. Màn hình máy đồng ý khi phay bánh răng xoắn trái Hình 5. Màn hình máy đang chạy tự động phay bánh răng xoắn trái
6. Hình 6. Màn hình máy dừng khi phay bánh răng xoắn trái 4. Chạy thực nghiệm Hình 7. Máy đang gia công bánh răng nghiêng đồng thau
7. 5. Kết quả thực nghiệm Hình 8. Sản phẩm máy gia công vật liệu nhựa Hình 9. Sản phẩm máy gia công vật liệu đồng – bánh răng trụ răng thẳng Hình 10. Sản phẩm máy gia công vật liệu đồng – bánh răng trụ răng nghiêng
8. IV. KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy phay lăn răng điều khiển số CNC”, tác giả đã đạt được một số kết quả sau: 1. Nghiên cứu nguyên lý và hoàn thiện quá trình thiết kế tổng thể máy phay lăn răng điều khiển số CNC. 2. Tính toán tổng thể lực và kiểm bền các chi tiết chịu tải chính, mô phỏng hoạt động của máy bằng phần mềm Inventor Professional 12. 3. Tiến hành gia công chế tạo chi tiết máy phay lăn răng CNC. 4. Viết chương trình điều khiển máy bằng phần mềm Delphi 7. 5. Lắp ráp hoàn thiện, thử nghiệm gia công thành công bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng trụ răng nghiêng bằng nhựa, đồng thau. 6. Thông số máy phay lăn răng CNC: Số chuyển động của máy 05 động cơ servo Kết quả Modul gia công lớn nhất 0,2; 0,3; ; 2,5 mm Góc nghiêng lớn nhất của răng gia công 45Độ Đường kính gia công bánh răng lớn nhất Ø 200 mm Kích thước lớn nhất của dao phay trục vít 63 mm Đường kính dao Đạt Phạm vi chạy dao theo phương thẳng đứng 250 mm Phạm vi chạy bàn máy theo phương X 120 mm Dòng điện xoay chiều 1pha, 3 pha Điện thế tần số dòng điện 220 V Kích thước của máy Kích thước của máy Dài x rộng x cao 1710 x1280 x 2015
9. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Thy Anh – Công Cụ Phát Triển Ứng Dụng Nhanh Trên Môi Trường Windows. – NHÀ XUẤT BẢN TRẺ - 1999. [2]. GS. Nguyễn Ngọc Cẩn – MÁY CẮT KIM LOẠI – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM – 1991. [3]. Phạm Đắp – Máy cắt kim loại – Đại học Bách Khoa Hà Nội. [4]. PGS. TS Trần Văn Địch – Công nghệ chế tạo bánh răng – NXB Khoa học kỹ thuật. [5]. Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy (Tập 1 & 2) –Nhà xuất bản giáo dục – 1995. [6]. Lê Phương Lan – Hoàng Đức Hải – Giáo Trình Lý Thuyết & Bài Tập BORLAND DELPHI – NXB GIÁO DỤC – 2000. [7]. Bùi Xuân Liêm – Nguyên lý máy – Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hố Chí Minh – 1998. [8]. Bùi Xuân Liêm – Lý thuyết ăn khớp bánh răng – Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hố Chí Minh – 1997. [9]. Lại Khắc Liễm – Giáo trình cơ học máy – Đại học Bách khoa Thành phố Hố Chí Minh – 1995. [10]. PGS. TS. Nguyễn Hữu Lộc – Cơ sở Thiết kế máy (P1) – NXB Đại học Bách Khoa Thành phố Hố Chí Minh – 1997. [11]. ThS. Hồ Ngọc Thế Quang – Thiết kế chế tạo mô hình máy phay lăn răng – 2006. [12]. Ngô Diên Tập – Lập Trình Ghép Nối Máy Tính Trong Windows – NXB Khoa Học Kỹ Thuật – HÀ NỘI 2001. [13]. Motion & control NSK – NSK Ball serews. [14]. Industrial Brushless servomotors. Thông tin liên hệ tác giả chính ( người chịu trách nhiệm bài viết ) Họ và tên: Nguyễn Thanh Phương Đơn vị: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HỒ CHÍ MINH. Điện thoại: 01664600049 Email:phuongspkt2014@gmail.com
10. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.