Đồ Án Bách Khoa Thiết Kế Máy Phay CNC Và Tìm Hiểu Phần Mềm Fanuc

1. §å ¸n tèt nghiÖp
Lêi nãi ®Çu
Ngµy nay cuéc c¸ch m¹ng khoa häc kü thuËt trªn thÕ giíi ®ang ph¸t
triÓn víi tèc ®é vò b·o, kh«ng ngõng v¬n tíi nh÷ng ®Ønh cao míi, trong ®ã
cã thµnh tùu vÒ kü thuËt tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt.
Kh¶ng ®Þnh vai trß cña c«ng nhgÖ tù ®äng trong chiÕn lîc c«ng nghiÖp
ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸ nÒn kinh tÕ cña níc ta lµ mét viÖc hÕt søc cã ý nghÜa, t¹o
ra kh¶ n¨ng ph¸t triÓn kinh tÕ víi tèc ®é cao, v÷ng ch¾c l©u dµi.
ë c¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn viÖc ¸p dông tíi ®éng trong s¶n xuÊt
®· thùc hiÖn tõ nhiÒu thËp kû gÇn ®©y. Trong d©y chuyÒn tù ®éng ho¸ th× ®iÒu
khiÓn sè CNC ®ãng mét vai trß rÊt quan träng. Sö dông m¸y c«ng cô CNC
cho phÐp gi¶m khéi lîng gia c«ng, n©ng cao ®é chÝnh x¸c… Nªn m¸y CNC
(Computer Numerical Control) ®ang ®îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi ®Æc
biÖt lµ trong lÜnh vùc c¬ khÝ chÕ t¹o.
HiÖn nay m¸y CNC ®ang ®îc sö dông réng r·i ë níc ta ®Ó chÕ t¹o c¸c
chi tiÕt c¬ khÝ, ®Æc biÖt lµ chÕ t¹o c¸c khu«n mÉu chÝnh x¸c, c¸c chi tiÕt phôc
vô c«ng nghiÖp quèc phßng.
Víi nhu cÇu cña x· héi, cña c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ muèn ¸p dông m¸y
CNC trong s¶n xuÊt. Chóng em nhËn ®å ¸n “ThiÕt kÕ m¸y phay CNC vµ t×m
hiÓu phÇn mÒm FANUC”.
Chóng em rÊt c¸m ¬n sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o GS.TS M¹c
V¨n Kho¸t vµ c¸c thÇy c« trong bé m«n M¸y vµ ma s¸t ®· gióp chóng em
hoµn thµnh ®å ¸n nµy.
1

2. §å ¸n tèt nghiÖp
PhÇn I: giíi thiÖu vÒ m¸y cnc vµ øng dông trong
s¶n xuÊt.
1. LÞch sö ph¸t triÓn cña m¸y CNC.
§iÒu khiÓ sè NC (Numerical Control)trong ba m¬i n¨m qua ®· t¸c
®éng tíi ngµnh c¬ khÝ chÕ t¹o, ®· t¹o ra ng÷ng m¸y míi vµ c«ng cô tù ®éng
ho¸ cí khÝ míi. Ngµy nay m¸y ®iÒu khiÓn sè NC (NC_ machine) lµ thµnh
phÇn c¬ b¶n cña thiÕt bÞ gia c«ng linh ho¹t, ®Ó cã thÓ ®¸p øng c¸c yªu cÇu
cao, tõng kiÓu m¸y ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¶m nhËn nh÷ng chøc n¨ng ®iÒu khiÓn
nhÊt ®Þnh.
Trong thêi kú ®Çu cha cã m¸y ®iÒu khiÓn sè phï hîp. Ngêi ta cha thÓ
biÕt ®îc c¸c yªu cÇu phô ph¸t sinh khi l¾p ®Æt hÖ ®iÒu khiÓn sè NC vµo m¸y
thêng vµ ph¶i thay ®æi g× vÒ kÕt cÊu m¸y. Do vËy ngêi ta b¾t ®Çu tõ c¸c m¸y
phay, tiÖn nh÷ng m¸y nµy ®· ®îc chÕ t¹o phï hîp víi ph¬ng thøc ®iÒu khiÓn
theo ch¬ng tr×nh hoÆc ®îc trang bÞ c¬ cÊu chÐp h×nh trªn c¬ së ®ã trang bÞ
cho chóng c¸c hÖ thèng ®o vµ hÖ thèng khëi ®éng dïng cho chÕ ®é ®iÒu
khiÓn sè NC. Nhê ®ã, chØ sau mét n¨m mét thÕ hÖ m¸y míi ra ®êi, ®ã lµ m¸y
®iÒu khiÓn sè (Numerical Control Machine).
ý tëng ®iÒu khiÓn m¸y b»ng c©u lÖnh nhí nh ngµy nay ®· thùc hiÖn ë
c¸c m¸y CNC, ®· cã tõ thÕ kû thø 14, kü thuËt nµy b¾t ®Çu víi c¸c trß ch¬i
®¸nh chu«ng ®îc ®iÒu khiÓn b»ng trôc quay cã c¾m c¸c t¨m ®iÒu khiÓn ch¹m
vµo chu«ng.
Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn vÒ kü thuËt ®iÒu khiÓn sè ®· b¾t tõ rÊt sím. N¨m
1808 Joseph M. Jaquard ®· dïng b×a t«n cã ®ôc lç ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c m¸y
dÖt. VËt mang tin cã thÓ thay thÕ, ®îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y, ®· dîc ph¸t
minh chónh lµ b×a t«n cã ®ôc c¸c lç.
§Õn n¨m 1863 M. Foureaux ®· s¸ng chÕ ra ®µn d¬ng cÇm tù ®éng, cã
tªn gäi næi tiÕng thÕ giíi lµ Pianola, cã dïng mét b¨ng giÊy khæ réng 30 cm,
víi c¸c lç t¬ng øng ®Ó n®iÒu tiÕt c¸c khÝ nÐn, t¸c ®éng lªn hÖ phÝm Ên c¬ khÝ
t¹o ra nhiÒu nh¹c ®iÖu. Ph¬ng ph¸p nµy ®· ®îc tiÕp tôc ph¸t triÓn ®Ó sau ®ã
cã thÓ ®iÒu khiÓn ®îc c¶ ©m lîng, ¸p lùc Ên c¸c phÝm vµ tèc ®é cña cuén
b¨ng giÊy. B¨ng giÊy trë thµnh vËt mang tinvµ kü thuËt ®iÒu khiÓn c¸c chøc
n¨ng phô ®· ®îc ph¸t minh.
N¨m 1938 Claude E. Shannon ®· ®¹t ®îc thµnh c«ng víi luËn ¸n tiÕn
sÜ cña m×nh ë viÖn c«ng nghÖ M.I.T (Massachusetts Techenology) tÝnh to¸n
vµ chuyÓn giao nhanh gi÷ liÖu ë d¹ng nhÞ ph©n (binary data)cã thÓ vËn dông
lý thuyÕt ®¹i sè BOOL (Bool Algebra) vµ x¸c nhËn c«ng t¸c ®iÖn tö lµ thµnh
phÇn hiÖn thùc duy nhÊt cho gi¶i ph¸p nµy. Nh÷ng nÒn t¶ng c¬ së cña m¸y
tÝnh ngµy nay, kÓ c¶ kü thuËt ®iÒu khiÓn sè ®· ®îc chuÈn bÞ
2

3. §å ¸n tèt nghiÖp
N¨m 1946 TiÕn sÜ Jonh W. Mauchly vµ tiÕn sÜ J. Presper Eckert ®·
cung cÊp m¸y tÝnh sè ®iÖn tö ®Çu tiªn cã tªn lµ ENIAC cho qu©n ®éi Mü. C¬
së cña kü thuËt sö lý sè liÖu ®iÖn tö ®· ®îc thµnh lËp .
N¨m 1949_1952 Jonh Parson vµ ViÖn c«ng nghÖ MIT ®· nghiªn cøu
theo hîp ®ång cña kh«ng qu©n Mü mét hÖ thèng dïng cho c¸c m¸y c«ng cô
®Ó ®iÒu khiÓn trùc tiÕp vÞ trÝ cña c¸c trôc vÝt me b»ng ®Çu ra cña mét m¸y
tÝnh vµ th«ng qua chøc n¨ng th«ng qua gia c«ng mét chi tiÕt. Parson ®· c«ng
bè 4 luËn ®iÓm c¬ b¶n vÒ ý tëng nµy nh sau:
1. Lu tr÷ (nhí) c¸c vÞ trÝ ®· tÝnh to¸n ë b×a ®ôc lç (punched
card).
2. C¸c b×a ®ôc lç ®îc ®äc tù ®éng trªn m¸y.
3. C¸c vÞ trÝ ®· ®îc ®äc ph¶i ®îc th«ng b¸o liªn tôc vµ c¸c
gi¸ trÞ trung gian bæ sung ph¶i ®îc tÝnh to¸n.
4. C¸c ®éng v¬ SERVO (Servomotor) cã thÓ ®iÒu khiÓn
chuyÓn ®éng cña c¸c trôc.
C¸c chi tiÕt tÝch hîp ngµy cµng phøc t¹p dïng trong c«ng nghiÖp m¸y
baycÇn ®îc chÕ t¹o víi m¸y nµy. Nh÷ng chi tiÕt nµy mét phÇn ®· ®îc m« t¶
chÝnh x¸c víi c¸c d÷ liÖu to¸n häc, ngng rÊt khã gia c«ng thñ c«ng. Mèi liªn
kÕt gi÷a m¸y tÝnh (Computer) vµ kü thuËt NC ®· lµ tiÒn ®Ò khi khëi ®Çu qu¸
tr×nh ph¸t triÓn nµy.
N¨m 1952 trong viÖn cc«ng nghÖ MIT ®· vËn hµnh m¸y c«ng cô ®iÒu
khiÓn sè ®Çu tiªn. §ã lµ m¸y CINCINATI HYDROTEL, cã trôc vÝt me th¼ng
®øng. HÖ ®iÒu khiÓn cã cÊu t¹o gåm nhiÒu ®Ìn ®iÖn tö (Electronic Tuber),
t¹o kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng ®ång thêi ba trôc (3D Linearinterpolation) vµ
nhËn d÷ liÖu th«ng qua b¨ng ®ôc lç m· nhÞ ph©n (Binary Code Punched
Barol).
N¨m 1954 Bendix ®· mua c¸c b¶n quyÒn ph¸t minh cña Parsons vµ
chÕ t¹o ra hÖ ®iÒu khiÓn NC hoµn chØnh ®Çu tiªn cã dïng c¸c ®Ìn ®iÖn tö.
N¨m 1957 kh«ng qu©n Mü (US Air Force) ®· l¾p ®Æt nh÷ng m¸y phay
NC ®Çu tiªn trong c¸c xëng cña m×nh.
N¨m 1958 Ng«n ng÷ lËp tr×nh biÓu tîng hã ®Çu tiªn lµ APT
(Automaticcally Programed Tool = C«ng cô lËp tr×nh tù ®éng) ®· ®îc giíi
thiÖu trong quan hÖ liªn kÕt víi m¸y tÝnh IBM 704.
N¨m 1960 c¸c hÖ ®iÒu khiÓn NC trong kü thuËt ®Ìn b¸n dÉn
(Transistor) ®· thay thÕ c¸c hÖ ®iÒu khiÓn cò (Dïng ®Ìn rel¸i vµ ®Ìn ®iÖn tö).
N¨m 1965 gi¶i ph¸p thay dông cô tù ®éng ATC (Automatic Tool
Change) ®É n©ng cao tr×nh ®é tù ®éng ho¸ kh©u gia c«ng.
3

4. §å ¸n tèt nghiÖp
N¨m 1968 kü thuËt m¹ch tÝch hîp IC (Intergrated Circuits) ®· lµm cho
c¸c hÖ ®iÒu khiÓn nhá gän vµ tin cËy h¬n.
N¨m 1969 nh÷ng gi¶i ph¸p ®Çu tiªn vÒ ®iÒu khiÓn liªn kÕt chung tõ
mét m¸u tÝnh trung t©m DNC (tøc lµ Direct Numerical Control hoÆc lµ
Dirtributed Numerical Control) ®· dîc thiÐt lËp ë Mü b»ng hÖ ®iÓu khiÓn
Sun®stran Omnicontrol vµ m¸y tÝnh IBM.
N¨m 1970 gi¶i ph¸p thay bÖ phiÕn g¸ ph«i tù ®éng (Automatic Palete
Change).
N¨m 1972 nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn NC ®Çu tiªn cã l¾p dÆt m¸y tÝnh nhá
(Minicomputer) chÕ t¹o hµng lo¹t ®· t¹o ra mét thÕ hÖ míi cã tiÒm lùc m¹nh
h¬n, ®ã lµ hÖ ®iÒu khiÓn sè b»ng m¸y tÝnh nhá CNC (Computerised Nmerical
Control), nhng thÕ hÖ míi nµy l¹i bÞ thay thÕ nhanh b»ng thÕ hÖ míi h¬n vµ
m¹nh h¬n, ®ã lµ hÖ ®iÒu khiÓn sè dïng m¸y vi tÝnh cã hÖ vi sö lý
(Microprocessor_ CNC) sau nµy.
N¨m 1976 c¸c hÖ vi sö lý (Microprocessor) t¹o ra mét cuéc c¸ch m¹ng
trong kü thuËt CNC.
N¨m 1978 c¸c hÖ thèng gia c«ng linh ho¹t (Flexible Manufacturing
System) ®îc t¹o lËp hiÖn thùc.
N¨m 1979 nh÷ng khíp nèi liªn hoµn CAD/CAM (Computer Aided
Design/ Computer Aided Manufacturing = ThiÕt kÕ vµ chÕ t¹o cã sù trî gióp
b»ng m¸y tÝnh) ®Çu tiªn xu¸t hiÖn.
N¨m 1980 nh÷ng c«ng cô trî gióp lËp tr×nh tÝch hîp trong hÖ ®iÒu
khiÓn CNC ®· t¹o ra cuéc tranh c·i vÒ quan ®iÓm, xoay quanh vÊn ®Ò lµ cÇn
hay kh«ng cÇn gi¶i ph¸p ®iÒu khiÓn cã dïng c¸ch n¹p d÷ liÖu trùc tiÕp b»ng
tay.
N¨m 1984 nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn CNC m¹nh, cã c¸c c«ng cô trî gióp
lËp r×nh ®å ho¹ (Graphic), ®· ®Æt chuÈn mùc míi cao h¬n ®èi víi viÖc lËp
t×nh t¹i xëng s¶n xuÊt.
N¨m 1985/1986 nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn CNC víi c¸ch lËp tr×nh t¬ng t¸c
®å ho¹ (graphic interactive programming) ®· t¹o cho viÖc lËp tr×nh t¹i xëng
s¶n xuÊt hÊp dÉn h¬n.
N¨m 1986/1987 nh÷ng giao diÖn tiªu chuÈn ho¸ (Standard Interfaces)
më ra con ®êng tiÕn tíi c«ng xëng tù ®éng ho¸ trªn c¬ së trao ®æi th«ng tin
liªn th«ng, nghÜa lµ tiÕn tíi t¹o lËp gi¶i ph¸p tÝch hpj ho¸ vµ tù ®éng ho¸ s¶n
xuÊt CIM (Computer Intergrated Manufacturing).
N¨m 1990 c¸c giao diÖn sè (Digital interfaces), gi÷a c¸c hÖ ®iÒu khiÓn
NC vµ hÖ khëi ®éng c¶i thiÖn ®é chÝnh vµ ®¸p øng ®iÒu khiÓn cña c¸c trôc
NC (NC axises) vµ cña truch chÝnh cña m¸y.
4

5. §å ¸n tèt nghiÖp
N¨m 1992 c¸c hÖ thèng CNC hë (Open_ ended control) t¹o kh¶ n¨ng
vµ ®iÒu khiÓn biÕn ®æi thÝch øng theo yªu cÇu sö dông.
N¨m 1993 Sö dông (theo tiªu chuÈn) ®Çu tiªn c¸c hÖ khëi ®éng (®éng
c¬) tuyÕn tÝnh ë c¸c trung t©m gia c«ng MC (Manufacturing centres).
N¨m 1994 khÐp kÝn chuçi qu¸ tr×nh CAD/CAM/CNC b»ng cachý sö
dông hÖ NURBS (Not Unifome Rationale B_ Splines) lµm ph¬ng ph¸p néi
suy (Interpolation method) trong c¸c hÖ CNC. NURBS lµ ph¬ng ph¸p dïng
®Ó diÔn t¶ to¸n häc ccs bÒ mÆt th«ng thêng vµ c¸c bÒ mÆt ®Æc biÖt (VÝ dô:
MÆt trô, mÆt cÇu, mÆt xuyªn…) b»ng c¸c ®iÓm (Pionts) vµ c¸c th«ng sè
(paramenters) t¹o thµnh m« h×nh líi gåm nhiÒu nót ®Ó diÔn t¶ bÒ mÆt ®¹t ®é
mÞn vµ ®é s¾c nÐt cao. Nh÷ng hÖ thèng CAD/CAM míi sö lý trùc tiÕp
NURBS ®îc truy cËp tõ hÖ CAD trong hÖ CNC. Gi¶i ph¸p nµy gi¶m ®îc khèi
lîng d÷ liÖu, n©ng ®é chÝnh x¸c vµ tèc ®é sö lý, t¹o ra chuyÓn ®éng ®Ìu ®Æn
cña m¸y, n¨ng tuæi thä cña m¸y vµ dông cô.
N¨m 1996 ®iÒu khiÓn bé khëi ®éng sè (Digital Motor Control) vµ néi
suy chÝnh x¸c (Fine interpolation) víi ®é ph©n gi¶i nhá h¬n mét phÇn ngh×n
micr«mÐt (< 0,001µm) vµ lîng tiÕn dao ®¹t tíi gi¸ trÞ 100m/phót.
2.øng dông cña m¸y CNC trong s¶n xuÊt.
Th«ng thêng khi gia c«ng trªn m¸y CNC cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n m¸y
thêng tØ lÖ phÕ phÈm rÊt Ýt hoÆc hÇu nh kh«ng cã. Sù kh¸c biÖt vÒ qu¸ tr×nh
gia c«ng chi tiÕt c¬ khÝ tren m¸y CNC so víi m¸y thêngchÝnh lµ viÖc thay thÕ
hÖ ®iÒu khiÓn trùc tiÕp cña thî ®øng m¸y b»ng viÖc lËp ch¬ng tr×nh gia c«ng
CNC theo ng«n ng÷ lËp tr×nh quy dÞnh vµ m¸y CNC th«ng qua hÖ ®iÒu khiÓn
b»ng sè cïng ®¹t hiÖu qu¶ gia c«ng ®¹t hiÖu qu¶ cao trªn c¸c mÆt ®Þnh h×nh
phøc t¹p(3D).
V× m¸y CNC cã nh÷ng yªu ®iÓm sau ®©y nªn m¸y CNC ®· trë nªn rÊt
cÇn thiÕt trong s¶n xuÊt:
Toµn bé qu¸ tr×nh gia c«ng (c¾t vËt liÖu) ®îc thùc hiÖn tù ®éng nªn ®¹t
®é chÝnh x¸c cao, kh«ng phô thuéc vµo tay nghÒ cña thî vËn hµnh m¸y.
5

6. §å ¸n tèt nghiÖp
Gia c«ng chi tiÕt ®¹t ®é chÝnh x¸c cao, sai lÖch kÝch thíc cã thÓ nhá
h¬n 0,001mm.
T¹o ®îc c¸c bÒ mÆt cã biªn d¹ng phøc t¹p (mÆt cong, låi, lâm phøc
t¹p) nhê d¹ng ®iÒu khiÓn phï hîp 3D, 4D, 5D…
§éng c¬ ®iÒu khiÎn v« cÊp (Servomotor) cho phÐp gia c«ng víi chÕ ®é
c¾t tèi u.
Cã chøc n¨ng hiÖu chØnh bï dao trong qu¸ tr×nh c¾t, h¹n chÕ ¶nh hëng
cña lîng mßn dao, ®¶m b¶o t¹o ra biªn r¹ng cña bÒ mÆt gia c«ng phøc t¹p
theo c¸c kÝch thíc lËp tr×nh CNC,
C¸c trung t©m gia c«ng, tÕ bµo gia c«ng CNC cßn cã thªm c¸c chøc
n¨ng cung øng, thay ®æi dông cô vµ g¸ ph«i tù ®éng linh ho¹t.
VÊn ®Ò cÇn ph¶i xem xÐt cÈn thËn ë ®©y lµ hiÖu qu¶ thùc tÕ do kü
thuËt gia c«ng CNC mang l¹i nÕu nã ®îc øng dông trong s¶n xuÊt lµ hoµn
toµn tuú thuéc vµ nh÷ng ®iÒu kiÖn sau:
* §é lín cña lo¹t
Ph¹m vi øng dông cña kü thuËt CNC thêng lµ trong ph¹m vi 5…500
chi tiÕt/ lo¹t. C¸c chi phÝ chÝnh ph¶i chÞu khi gia c«ng trªn m¸y thêng (kh«ng
ph¶i lµ m¸y CNC) nh : phÝ tæn vÒ thêi gian sö dông m¸y, phÝ tæn vÒ g¸ l¾p vµ
dông cô chuyªn dïng thêng cã gi¸ trÞ lín, nhng l¹i cã gi¸ trÞ thÊp h¬n nhiÒu
khi gia c«ng trªn m¸y CNC.
* §é phøc t¹p cña chi tiÕt gia c«ng,
Chi tiÕt c¬ khÝ cã ®é phøc t¹p cao ®îc gia c«ng dÔ dµng h¬n vµ nhanh
h¬n trªn m¸y CNC. C¸c tiÕn tr×nh c«ng nghÖ CNC chØ cÇn lËp tr×nh mét lÇn,
nhng l¹i cã thÓ sö dông lÆp l¹i nhiÒu lÇn mét c¸ch chÝnh x¸c trªn c¸c m¸y gia
c«ng CNC t¬ng øng.
* Ng÷ng thay ®æi cña kÕt cÊu chi tiÕt.
Khi gia c«ng trªn m¸y thêng, chi tiÕt thay ®æi sÏ g©y ra chi phÝ cao vÒ
®iÒu chØnh vµ chuyÓn ®æi c«ng nghÖ vµ tæ chøc s¶n xuÊt. Ngîc l¹i, khi gia
c«ng trªn m¸y CNC nÕu kÕt cÊu chi tiÕt thay ®æi chØ cÇn thay ®æi vËt mang
tin (ph¬ng tiÖn ghi nhËn vµ chuyÓn tiÕp ch¬ng tr×nh gia c«ng CNC), vÝ dô
b¨ng lç, ®Üa mÒm, ®Üa CD cßn g¸ l¾p vµ dông cô thêng kh«ng ph¶i th©y ®æi.
* Thêi gian chuÈn bÞ s¶n xuÊt.
Kh©u chuÈn bÞ s¶n xuÊt cho s¶n phÈm ,íi ®îc thùc hiÖn nhanh h¬n nÕu
dïng m¸y gia c«ng CNC. Nh vËy sÏ t¹i ®iÒu kiÖn ®Ó s¶n phÈm míi chiÕm
lÜnh thÞ trêng nhanh h¬n, nhê ®ã t¹o ra søc c¹nh tranh m¹nh h¬m cho hµng
s¶n phÈm.
* Chi phÝ dông cô
6

7. §å ¸n tèt nghiÖp
Dïng m¸y gia c«ng CNC cã thÓ gi¶m chi phÝ vÒ dông cô c¾t nhê øng
dông gi¶i ph¸p tèi u ho¸ tuæi bÒn dông cô c¾t. ë m¸y CNC gi¶i ph¸p thÝch
nghi tèi u tèc ®é quay cña trôc chÝnh m¸y vµ tèc ®é tiÕn dao trong ph¹m vi
®Æc biÖt ®îc vËn dông .
*Chi phÝ ®¾t tiÒn
C¸c chi tiÕt c¬ khÝ ph¶i chÕ t¹o tõ vËt liÖu ®Æc biÖt ®¾t tiÒn, vÝ dô:
kim lo¹i mµu, hîp kim cao cÊp, cã tû lÖ c¾t gät cao (tíi 95%), ®Æt ra yªu cÇu
lµ: khi gia c«ng ph¶i ®¶m b¶o ®¹t ®é tin cËy cao nhÊt; bëi v× khi cã phÕ phÈm
kh«ng nh÷ng chØ g©y ra l·ng phÝ vÒ tiÒn mµ cßn kÌm theo nhiÒu phiÒn phøc
kh¸c nh kh«ng ®¶m b¶o thêi gian s¶n xuÊt.
C¸c hÖ thèng gi¸m s¸t h÷u hiÖu ®îc l¾p ë c¸c m¸y gia c«ng CNC t¹o
kh¶ n¨ng gia c«ng ®¹t ®é an toµn vµ tin cËy tèi ®a.
*KiÓm tra chÊt lîng gia c«ng.
Trªn m¸y thêng, kh©u kiÓm tra chÊt lîng gia c«ng gèm nhiÒu phÐp ®o
phøc t¹p tèn thêi gian vµ chi phÝ cao, nhng kÐm tin cËy. Khi gia c«ng trªn
m¸y CNC nhê tiÕn tr×nh gia c«ng ®îc hÖ CNC ®¶m b¶o ®Òu ®Æn thùc hiÖn,
tin cËy mµ kh©u kiÓm tra chÊt lîng gia c«ng ®îc giíi h¹n vµ ®¶m b¶o tin cËy
trong ph¹m vi thùc hiÖn c¸c phÐp thö.
*DiÖn tÝch s¶n xuÊt.
Khi dïng m¸y CNC th× th× diÖn tÝch ®îc tËn dông tèi ®a vµ sè lîng chi
tiÕt chÕ t¹o trªn 1m2 diÖn tÝch s¶n xuÊt mµ kh«ng cÇn cã gi¶i ph¸p x©y dùng
tèn kÐm. MÆt kh¸c dïng m¸y CNC cßn cã lîi lµ kh«ng ph¶i x©y dùng më
réng kho dông cô vµ g¸ l¾p.
*Hîp t¸c vµ phèi hîp s¶n xuÊt.
C¸c c¬ së hîp t¸c liªn kÕt s¶n xuÊt bªn ngoµi hoÆc c¸c ph©n xëng vÖ
tinh ë xa cã thÓ phèi hîp víi nhau dÔ dµng h¬n nhiÒu khi dïng m¸y CNC bëi
v× nhê gi¶i ph¸p sö dông c¸c vËt mang tin (®Üa mÒm, ®Üa CD..) ®îc ph©n phèi
tõ trung t©m cã thÓ ®¶m b¶o cung cÊp vµ ®¸p øng tèt c¸c chi tiÕt ®¹t kÝch th-
íc yªu cÇu víi tØ lÖ chi phÝ hîp lý.
*Gia c«ng thö tríc khi chÕ t¹o hµng lo¹t.
C«ng viÖc nµy thùc hiÖn víi m¸y CNC lµ kinh tÕ h¬n m¸y thêng. Tríc
hÕt khi s¶n xuÊt hµng lo¹t b¾t ®Çu nÒn s¶n xuÊt ®îc triÓn khai trªn c¸c m¸y
Transfer. Bªn c¹nh sù u tiªn duy tr× ho¹t ®éng cña c¸c m¸y Transfer lµ kh¶
n¨ng cã thÓ gia c«ng c¸c chi tiÕt thay thÕ víi ®é lín lo¹t nhá nhÊt, trªn c¬ së
c¸c vËt mang tin dïng cho gia c«ng t¹o mÉu (protolyp) trong nhiÒu n¨m víi
hiÖu qu¶ ®Æc biÖt.
*Thêi gian gia c«ng.
7

8. §å ¸n tèt nghiÖp
Thêi gian gia c«ng ®îc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c ë m¸y CNC. Nh vËy cã x¸c
®Þnh chÝnh x¸c thêi gian cho c¸c kh©u gia c«ng tiÕp theo vµ cho c¸c tiÕn tr×nh
kiÓm tra, qua ®ã cã thÓ ®¹t ®îc hiÖu qu¶ sö dông thiÕt bÞ hîp lý.
*Kho chøa chi tiÕt thµnh phÈm.
T¬ng tù nh kh©u lu tr÷ vµ b¶o qu¶n b¸n thµnh phÈm, kh©u lu kho c¸c
chi tiÕt thµnh phÈm còng t¹o ra kho¶n chi phÝ lín cho xÝ nghiÖp. MÆt kh¸c,
tuý theo kÝch thíc cña c¸c chi tiÕt thµnh phÈm mµ sÏ cã nhu cÇu diÖn tÝch
kho chøa lín. Nõu nh kh©u gia c«ng l¹i còng cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn víi sè l-
îng rÊt Ýt trªn m¸y CNC th× cã thÓ gi¶m ®¸ng kÓ chi phÝ vÒ kho chøa dïng
m¸y CNC.
*NhiÒu thao t¸c/ bíc trªn mét lÇn g¸ ph«i.
Kh¶ n¨ng thùc hiÖn nhiÒu thao t¸c/ bíc c«ng nghÖ trªn mét lÇn g¸
ph«i gia c«ng lµ hiÖn thùc trªn m¸y CNC ®Æc biÖt lµ ë c¸c trung t©m gia
c«ng(ManufacturingCentre). Thao t¸c chuyÓn ®æi ®iÒu chØnh tèn kÐm vµ c¸c
kho chøa trung gian lµ kh«ng cßn cÇn thiÕt khi dïng m¸y CNC. §©y lµ tiÕu
chuÈn quyÕt ®Þnh ®èi víi c¸c hÖ thèng gia c«ng linh ho¹t (FMS = flÏible
Manufacturing System).
*Chi tiÕt cã chÊt lîng tèt h¬n.
Dïng m¸y CNC nghÜa lµ thùc hiÖn kh©u gia c«ng chi tiÕt c¬ khÝ trªn
d©y chuyÒn gia c«ng mµ ¶nh hëng cña con ngêi hÇu nh bÞ lo¹i trõ, lµm cho
chi phÝ ®îc ®¶m b¶o tèt h¬n, nghÜa lµ cã thÓ gi¶m ®îc thêi gian l¾p r¸p s¶n
phÈm , v× khèi lîng c«ng viÖc söa l¹i chi tiÕt khi l¾p r¸p kh«ng nhiÒu, cã khi
kh«ng cÇn thiÕt n÷a.
*Thêi gian lu th«ng ng¾n h¬n.
Thêi gian lu th«ng cña ®èi tîng gia c«ng trªn d©y chuyÒn c«ng nghÖ lµ
ng¾n h¬n khi dïng m¸y CNC, do gi¶m ®îc thêi gian chê ®îi vµ lu kho cña
c¸c chi tiÕt gia c«ng, cßn khi dïng m¸y thêng th× c¸c thµnh phÇn thêi gian
nµy chiÕm tíi 95% tæng thêi gian lu th«ng.
*Xö lý trùc tiÕp.
HÖ NURBS (Not Uniforme Rational B_ Spline) cña c¸c hÖ thèng CAD
dïng cho c¸c bÒ mÆt ®Þnh h×nh phøc t¹p (låi, lâm, phøc t¹p…) t¹o ®iÒu kiÖn
lËp tr×nh NC nhanh h¬n, v× xö lý trùc tiÕp c¸c d÷ liÖu thiÕt kÕ kÕt cÊu chi tiÕt
c¬ khÝ trong gi¶i ph¸p liªn hoµn CAD/CAM/CNC, gi¶m thêi gian chuÈn bÞ
c«ng nghÖ, lo¹i trõ sai sè h×nh häc, t¹o thµnh c¸c chi tiÕt chÝnh x¸c h¬n. §©y
lµ bíc cÇn thiÕt quan träng ®Ó ®i vµo kh©u gia c«ng b»ng sè (Digital
Manufacturing) ë møc hoµn thiÖn h¬n.
8

9. §å ¸n tèt nghiÖp
Gi¸ trÞ kho¶n ®Çu t cµn thiÕt ®Ó mua s¾m vµ sö dông mét m¸y CNC rÊt
lín (vµi tû ®ång), v× vËy ph¶i xem xÐt hiÖu qu¶ kinh tÕ øng víi gi¶i ph¸p nµy
trªn c¬ së so s¸nh víi m¸y thêng (m¸y kh«ng ®iÒu khiÓn CNC).
T¹i c¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn ë T©y ¢u, tû lÖ m¸y CNC dïng
trong s¶n xuÊt t¹i c¸c h·ng c¬ khÝ cha ph¶i lµ nhiÒu h¬n h¼n so víi m¸y th-
êng. ë ®©y, c¸c m¸y CNC hÇu nh ®îc dïng ë nh÷ng kh©u quan träng nh÷ng
kh©u th¾t (cã yªu cÇu chÝnh x¸c cao) trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¬ khÝ.
QuyÕt ®Þnh ®Çu t mua s¾m vµ sö dông m¸y CNC trong s¶n xuÊt dùa
trªn gi¸ trÞ hiÖu qu¶ kinh tÕ do lo¹i m¸y nµy mang l¹i so s¸nh víi m¸y thêng
nh sau:
Q = (C1 + E.K1) – (C2 + E.K2) / N (®/n¨m).
Trong ®ã:
Q : HiÖu qu¶ kinh tÕ, (®/n¨m)
C1: Gi¸ thµnh cån nghÖ gia c«ng chi tiÕt trªn m¸y thêng, (®/n¨m).
C2: Gi¸ thµnh c«ng nghÖ gia c«ng chi tiÕt c¬ khÝ trªn m¸y CNC,
(®/n¨m).
E : §¹i lîng nghÞc ®¶o cña thêi gian hoµn vèn mua s¾m m¸y CNC (vÝ
dô: nÕu thêi h¹n hoµn vèn mua s¾m m¸y lµ n¨m th× E = 1/5 = 0,2).
K1: Chi phÝ ®Çu t cho m¸y thêng, (®/n¨m).
K2: Chi phÝ ®Çu t cho m¸y CNC, (®/n¨m).
N : S¶n lîng chi tiÕt gia c«ng, (chi tiÕt/n¨m).
Chi phÝ vÒ c«ng nghÖ (C1, C2) ®Ó gia c«ng chi tiÕt c¬ khÝ (®/n¨m) th¬ng
®îc x¸c ®Þnh theo c¸c chi phÝ thµnh phÇn nh sau:
L: l¬ng cho thî vËn hµnh m¸y gia c«ng, (®/n¨m).
§: Chi phÝ vÒ ®iÖn n¨ng tiªu thô ®Ó gia c«ng chi tiÕt, (®/n¨m).
S: Chi phÝ b¶o dìng, s÷a ch÷a m¸y gia c«ng, (®/n¨m).
M: Chi phÝ vÒ lËp ch¬ng tr×nh gia c«ng NC, (®/n¨m).
NghÜa lµ:
+ Chi phÝ c«ng nghÖ trªn m¸y thêng:
C1 = L1 + §1 + S1 + P1 , (®/n¨m).
+ Chi phÝ c«ng nghÖ trªn m¸y CNC:
C2 = L2 + §2 + S2 + P2 , (®/n¨m).
Tãm l¹i lîi Ých khi dïng m¸y CNC lµ:
9

10. §å ¸n tèt nghiÖp
N©ng cao ®é chÝnh x¸c gia c«ng v× hÖ ®o lêng dÞch chuyÓn cña hÖ ®iÒu
khiÓn CNC cã sai lÖch nhá h¬n 0,001mm, nhê ®ã mµ h¹n chÕ vµ lo¹i trõ
c«ng viÖc thñ c«ng (c¹o söa nguéi) sau khi gia c«ng trªn m¸y CNC.
TËp trung nguyªn c«ng cao (gia c«ng nhiÒu bÒ mÆt kh¸c nhau trªn chi
tiÕt chØ trong mét lÇn g¸ ph«i trªn m¸y CNC), nhê ®ã mµ rót ng¾n thêi gian
s¶n xuÊt vµ gi¶m ®îc chi phÝ vËn chuyÓn.
Gi¶m thêi gian thî vËn hµnh m¸y gia c«ng, v× khi dïng m¸y thêng th×
thêi gian ®µo t¹o mét thî lµnh nghÒ thêng ph¶i mÊt 5…7 n¨m cßn nÕu dïng
m¸y CNC th× cÇn ®µo t¹o thî víi thêi gian 3…6 th¸ng (thêng lµ d¹ng tham
gia khãa tËp huÊn vËn hµnh vµ lËp tr×nh gia c«ng NC t¹i h·ng chÕ t¹o m¸y
trong ph¹m vi hîp ®ång mua b¸n m¸y CNC).
PhÇn II.T×m hiÓu m¸y phay CNC (VTC-40a):
* b¶ng t×nh n¨ng kü thuËt cña m¸y:
Bµn m¸y Kh«ng gian bµn m¸y 700(mm) × 400 (mm)
Khèi lîng bµn m¸y 200 Kg
Trôc ®iÒu
KhiÓn
KÝch thíc gia c«ng:
ChiÒu dµi X 600 mm
ChiÒu dµi Y 400 mm
ChiÒu dµi Z 400 mm
Tèc ®é quay Tèc ®é quay (X, Y, Z) max 48000()X,Y) 36000(Z) mm/min
§éng C¬ Lo¹i ®éng c¬ 7/24 Tape No.40
VËn Tèc quay [120~4000] min-1,[180~6000]
min-1 [300~10000] min-1
C«ng suÊt ®éng c¬ 5,3/3,7 Kw
Bé phËn chøa
dao vµ thay
dao
Lo¹i trôc dao BT 40
Sè dao 12 dao
Lo¹i ®éng c¬ diÒu khiÓn trôc
dao
MAS – P40T -1
Khèi lîng lín nhÊt dao 4Kg
§êng kÝnh lín nhÊt φ 100 mm
ChiÒu dµi dao lín nhÊt 250 mm
10

11. §å ¸n tèt nghiÖp
Thêi dan thay dao 1.6 sec
Kh¶ n¨ng gia
c«ng cña m¸y
§êng kÝnh khoan lín nhÊt φ 25 mm
Taro c¸c lo¹i ren ®Õn M 24
Lîng c¾t gät lín nhÊt cã thÓ
®¹t
20cc/min
Khèi lîng cña
m¸y
Khèi lîng m¸y 3000 Kg
HÖ ®iÒu khiÓn FA NUC
Trôc ®iÒu
khiÓn
Sè trôc gia c«ng trªn m¸y 3 .X, Y, Z
Lo¹i m¸y gia c«ng tù ®éng
2
2
1
D
C¸c gi¸ trÞ
nhËp
Lîng d gai c«ng nhá nhÊt 0,001 mm
Lîng dÞch chuyÓn nhá nhÊt
cña bµn m¸y
0,0001 mm
Gi¸ trÞ lín nhÊt ± 99999,999 mm
II.2 : Timh hiÓu m¸y Phay CNC (VTC – 40a) :
- M¸y VTC- 40a lµ 1 lo¹i m¸y gia c«ng míi vµ rÊt hiÖn ®¹i cña NhËt
Chi phÝ cho m¸y lµ tèn kÐm. Do vËy tríc khi ®i vµo vËn hµnh m¸y
CNC nãi chung hay m¸y VTC- 40a ngêi sö dông m¸y ph¶i hiÓu
hiÓu ®îc c¸c nguyªn t¾c vËn hµnh, c¸ch x¸c lËp tr¬ng tr×nh. Trong
phÇn nµy t«i muèn giíi thiÖu s¬ bé vÒ m¸y nh»m cho ngêi ®äc hiÓu
®îc s¬ bé vÒ m¸y phay CNC VTC – 40a nµy.
- Tríc khi sö dông m¸y ta cÇn chó ý nh÷ng lçi nguy hiÓm x¶y ra ®èi
víi m¸y vµ ngêi ®øng m¸y. nh÷ng lçi nay nhµ s¶n xuÊt m¸y ®· nªu
nªn vµ ®îc ghi chó ngay trªn c¸c b¶ng panel cña m¸y vµ thêng ®îc
b¸o hiÖu b»ng c¸c ®Ìn b¸o. Díi ®©y lµ nh÷ng b¸o hiÖu mµ ngêi
®øng m¸y cÇn ph¶i chó ý :
+ Chó ý cÈn thËn khi m¸y bÞ dß dØ ®iÖn ra ngoµi.
+ ®ãng cöa buång m¸y khi gia c«ng tr¸nh nguy hiÓm cho ngêi ®øng
m¸y.
+ khi døng gÇn m¸y kh«ng ph¶i tr¸nh dÝnh d¸ng ®Õn löa.
+ khi khëi ®éng m¸y tay ph¶i kh« .
11

12. §å ¸n tèt nghiÖp
+ kh«ng ®îc phÐp mang gang tay khi ®iÒu khiÓn m¸y hay c¸c c«ng
viÖc kh¸c nh thay giao b»ng tay g¸ ®Æt chi tiÕt.
+ Khi l¾p ®Æt m¸y ph¶i chän ®Þa ®iÓm phï hîp víi yªu cÇu cña nhµ
s¶n xuÊt m¸y vµ ph¶i nèi ®Êt tr¸nh tÝch ®iÖn g©y nguy hiÓm cho ngêi s dông
vµ háng m¸y.
* Nh÷ng chó ý khi bè trÝ kh«ng gian lµm viÖc xung quanh m¸y:
+ kh«ng gian xung quanh m¸y hh¶i lín h¬n 1m
+ n¬i ®Æt m¸y ph¶i cøng vùng kh«ng ®îc dung ®éng, å µo lµm ¶nh h-
ëng ®Ðn c¸c chi tiÕt cña m¸y vµ ®é chÝnh x¸c gia c«ng
+ HÖ thèng chiÕu sang xung quanh m¸y ph¶i ®ñ ®Ó ngêi ®øng m¸y
nh×n mäi thø mét c¸ch dÔ dµng.
+ m¸y cã thÓ lµm viÖc ë ®iÒu kiÖn m«i trêng cã NhiÖt ®é lµ 100 ~
400C.
+ §é Èm lµ 40% ~ 75%
+ §é cao díi 2000 mm.
+ sµn ®Æt m¸y lµ sµn bª t«ng.
+ cÇn phai chó ý ®Õn kh«ng gian phÝa sau cña m¸y.
II.2.1 : T×m hiÓu c¸c bé phËn cña m¸y VTC – 40a:
Nh×n chung m¸y VTC – 40a cã tÝnh n¨ng nh mét m¸y phay dîc diÒu
khiÓn b»ng c¸c bé phËn nh : b¶ng diÒu khiÓn cã ®îc kÕt nèi víi m¸y tÝnh,
c¸c m¹ch diÖn ®iÒu khiÓn h×nh thµnh nªn tõ c¸c chÝp ®iÖn tö.C¸c chi tiÕt c¬
khÝ lµ c¸c ®éng c¬ servo v« cÊp ®Ó truyÒn tèc ®é quay vµ dÞch chuyÓn trôc X,
Y, Z th«ng qua c¸c c¬ cÊu vÝt me bi, c¸c trôc ®iÒu khiÓn, Th©n m¸y, bµn
m¸y(c¸c trôc vµ bµn ph¸y quyÕt ®Þnh ph¹m vi gia c«ng cña m¸y), vµ c¸c chi
tiÕt kh¸c(hÖ thèng b«i tr¬n, hÖ thèng lµm m¸t bao gåm c¸c bÓ dÇu m¸y b¬m
vµ c¸c van, èng dÉn dÇu).
⇒ Qua ®ã ta thÊy r»ng m¸y VTC – 40a lµ m¸y gia c«ng hiÖn ®¹i nã
®îc kÕt hîp c¶ vÒ ®iÖn, ®iÖn tö, thuû khý vµ c¸c kÕt cÊu c¬ khÝ. Do vËy s¶n
phÈm cña m¸y VTC – 40a ®îc t¹o ra lµ rÊt chÝnh X¸c vµ cã thÓ ®¹t n¨ng
xuÊt rÊt cao.
• T×m hiÓu s¬ lîc chung cña m¸y (VTC – 40a):
- Bé phËn vËn hµnh – ®iÒu khiÓn m¸y (operation box) :
C¸c côm nµy bao gåm c¸c c¸c b¶ng panel ®iÒu khiÓn, b¶ng nµy cã
nhiÖm vô ®Ó thiÕt lËp c¸c tr¬ng tr×nh gia c«ng vµ ®iÒu chØnh chÕ ®é gia c«ng
chi tiÕt cho phï hîp nã ®îc cÊu t¶o bëi c¸c m¹ch ®iÖn tö vµ phÇn mÒm ®iÒu
12

13. Bµn M¸y
R·nh T
§å ¸n tèt nghiÖp
khiÓn nhµ s¶n xuÊt m¸y quy ®Þnh. Bé phËn ®iÒu khiÓn bao gåm c¸c chi tiÕt
chÝnh sau:
+ mµn h×nh hiÓn thÞ (LCD Screen).
+ b¶ng panel nhËp ch¬ng tr×nh.
+ c¸c nót ®iÒu chØnh vÒ tèc ®ä c¾t, t¾t bËt hÖ thèng b«i tr¬n lµm m¸t tù
®éng hoÆc b»ng tay.
+ c¸c ®Ìn hiÖu b¸o nguy hiÓm.
• Bµn m¸y (table workpicese):
KÕt cÊu bµn m¸y cña m¸y VTC – 40a còng nh kÕt cÊu cña bµn m¸y
gia c«ng th«ng dông lµ n¬i g¸ ®Æt chi tiÕt gia c«ng vµ lµ kh«ng gian lµm viÖc
cña m¸y. vËt liÖu ®îc chon lµm bµn m¸y lµ gang. Kh¸c víi m¸y gia c«ng
th«ng dông ë chè cÊu t¹o cña m¸y VTC – 40a ®¬n gi¶n h¬n nã bao gåm 3
d·nh ch÷ T cã kÝch thíc lµ 18×24 mm cho phÐp dÔ dµng g¸,th¸o l¾p chi tiÕt
vµ ®ñ ®é cøng v÷ng khi gia c«ng,nhí c¸c c¬ g¸ ®Æt phô kh¸c mµ bµn m¸y cã
thÓ g¾ ®Æt c¸c chi tiÕt phøc t¹p.Bµn m¸y trong m¸y nµy kh«ng di chuyÓn nªn
xuèng nh c¸c m¸y phay th«ng dông mµ chØ dÞch chuyÓn theo ph¬ng X, Y
th«ng qua mét chi tiÕt yªn ngùa nèi víi c¸c trôc X, Y nhê c¬ cÊu vÝt me bi
13

14. §å ¸n tèt nghiÖp
nªn bµn cã thÓ di chuyÓn tõ tõ hoÆc nhanh nhê tÝnh n¨ng u viÖt c¬ cÊu vÝt me
bi, bµn m¸y cã thÓ dÞch chuyÓn ®ång thêi theo 2 ph¬ng X, Y®©y chÝnh lµ ®Æc
®iÓm kh¸c biÖt nhÊt cña m¸y tù ®éng CNC.(2
2
1
D).
- Víi kÝch thíc dµi réng lµ 700×400 mm, chiÒu cao 60mm do vËy
bµn m¸y cã thÓ chÞu t¶i träng t¬ng ®èi lín dÆt nªn.
• HÖ ht«ng c¸c trôc X, Y, Z(protecter X, Y, Z) :
Trong m¸y phay thêng còng nh m¸y phay CNC VTC – 40a trôc
chÝnh lµ trôc Z hay gäi lµ trôc dao bëi v× nhê trôc Z mµ dao ®îc truyÒn lùc
c¾t tõ ®«ng c¬ vµ doa cã thÓ di chuyÓn lªn xuèng theo ý muèn trong qu¸
tr×nh gia c«ng.
+ ph¹m vi dÞch chuyÓn cña trôc X lµ 600mm
+ trôc Y : 400 mm.
+ trôc Z : 400 mm.
- trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¸c lùc ph¶i chÞu c¸c lùc däc trôc, lùc h-
íng kÝnh lµ rÊt lín ®Æc biÖt lµ trôc chÝnh Z lµ trôc chÞu m«men
xo¾n rÊt lín do vËy vËt liÖu cÊu t¹o lªn c¸c trôc trong m¸y VTC –
40a lµ thÐp hîp kim cøng trÞu ®îc øng xuÊt cao.
- Nhê c¸c trôc X, Y nµy mµ bµn m¸y cã thÓ di chuyÓn theo c¸c ph-
¬ng ®· ®îc thiÕt lËp trong tr¬ng tr×nh. §Ó thay ®æi chuyÓn ®«ng
quay cña trôc thµnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña bµn m¸y còng nh
cña trôc dao nhê bé phËn vÝt me bi cã tÝnh n¨ng kü thuËt cao vµ
phï hîp víi c¸c m¸y ®iÒu khiªn tù ®éng.
Trôc Z Trªn m¸y VTC - 40a ®ãng vai trß quan träng bëi v× lµ trôc truyÒn m«
men c¾t c¾t cho dao vµ trùc tiÕp gai c«ng. Trôc nµy ®îc g¾n nèi víi mét ®éng
c¬ riªng biÖt ®iÒu khiÓn vµ ®éng c¬ ®ã cã 3 d¶i tèc ®é t¬ng øng trôc chÝnh sÏ
chuyÓn ®éng nhanh hay chËm nhê vµo ®énh c¬ ®ã.
* C¬ cÊu yªn ngùa : nã ®ãng vai trß lµ gèi ®ì cho bµn m¸y, lµ bé phËn
chung gian gi÷a bµn m¸y (work pieces) vµ c¸c trôc (protecter). ChÝnh nhê bé
phËn nµy mµ bµn m¸y cã thÓ dÞch chuyÓn theo c¸c trôc vµ quy ®Þnh tèc ®é
dÞch chuyÓn nhanh hay chËm cho m¸y.
Ch©n ®Õ (bed) : lµ bé phËn n©ng ®ì toµn m¸y vµ b¾t cè ®Þnh m¸y
xuèng nÒn. Trªn ®Õ cã gia c«ng c¸c lç ren ®Ó b¾t bul«ng vµ c¸c ®Öm ®iÒu
chØnh ®é cao m¸y cho phï hîp víi ngêi ®øng m¸y
14

15. Bè trÝ §Öm §iÒu ChØnh
§å ¸n tèt nghiÖp
- vËt liÖu lµm ch©n ®Õ cña m¸y VTC – 40a lµ gang cã ®é cøng v÷ng
rÊt lín.
- c¸c côm bé phËn ®Ó ®iÒu chØnh ®é cao cña may gäi lµ c¸c ®Öm c¨n
(leveling pad) ®îc bè trÝ hîp lÝ mµ nhµ s¶n suÊt m¸y ®· tÝnh to¸n
- c¸c ®Öm ®iÒu chØnh ®îc cÊu t¹o lµ c¸c bu l«ng dïng ®Ó b¾t chÆt vµ
c¸c miÕng ®Öm ®iÒu chØnh ë díi cã mãc b»ng thÐp ®Ó ch«n xuèng nÒn
⇒ bé phËn nµy rÊt quan trong ®èi víi qu¸ tr×nh l¾p ®Æt m¸y nã lµm
cho m¸y c©n b»ng kh«ng ¶nh hëng ®Õn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ cßn cã nhiÖm
vô b¾t trÆt m¸y xuèng nÒn.
H×nh vÏ vÒ c¸ch bè trÝ c¸c ®Öm ®iÒu chØnh (leveling pad)
* Tñ c¸c m¹ch ®iÖn ®iÒu khiÓn :Nh ®· giíi thiÖu m¸y VTC - 40a lµ
m¸y tù ®éng kÕt hîp c¬ diÖn vµ ®iÖn tö do vËy m¸y ®îc ®iÒu khiÓn b»ng c¸c
m¹ch ®iÖ rÊt phøc t¹p vµ ®îc nhµ s¶n xuÊt m¸y bè trÝ trong c¸c hép ®iÖn t ®Ó
dÔ dang söa ch÷a khi cã sù cè. Tñ c¸c m¹ch ®iÖ tö bao gåm tÊt c¶ c¸c hÖ
thèng ®iÒu khiÓn nh lµ c¸c panel c¸c b¶ng ®iÒu khiÓn ®· ®îc giíi thiÖu ë
phÇn IV cña ®å ¸n. c¸c m¹ch ®iÖn ®îc nu«i tõ c¸c bin ho¸ häc cã s½n trong
m¸y bin lo¹i ®îc dïng trong m¸y lµ bin ho¸ häc cã kh¶ n¨ng tù l¹p cã thêi
gian sö dông l©u, ngoµi ra nguån ®iªn cung cÊp ®iÖn cho m¸y lµ nguån ®iÖn
binh thêng.
15

16. §å ¸n tèt nghiÖp
- c¸c HÖ thèng m¹ch ®îc b¶o vÖ rÊt cÈn thËn trong tñ ®iÖn ®iÒu khiÓn
(electric control cabinet). Tñ nµy võa cã vai trß b¶i vÖ cßn ®¶m b¶o an toµn
cho c«ng nh©n ®øng m¸y.
* thiÕt bÞ lµm m¸t, bÓ dÇu (coolant unit) : thiÕt bÞ nµy rÊt quan träng
trong c¸c m¸y CNC ®iÒu khiÓn tù ®éng bëi v× m¸y CNC ra c«ng víi c«ng
xuÊt rÊt cao vµ trong qu¸ tr×nh c¾t gät m¸y cã thÓ c¾t víi vËn t«c rÊt nhanh vµ
lîng d rÊt lín.
- Trong m¸y VTC – 40a hÖ th«ng b«i tr¬n c¸c chi tiÕt(c¸c trôc c¸c
vßng bi… ) vµ hÖ thèng lµm m¸t lµ hai hÖ th«ng t¸ch rêi vµ sö dông hai lo¹i
dÇu kh¸c nhau.
- HÖ th«ng b«i tr¬n còng nh hÖ th«ng lµm m¸t bao gåm bÓ dÇu, m¸y
b¬m dÇu vµ c¸c hÖ thèng èng dÉn. C¸c hÖ thèng nµy còng ®îc ®iÒu khiÓn tù
®éng nhê c¸c m¹ch ®iÖn tö th«ng qua c¸c panel ®iÒu khiÓn trÕn ®ã cã nót t¾t
bËt hÖ thèng b«i tr¬n tù ®éng hoÆc b»ng tr¬ng tr×nh.
* Trôc ChÝnh, §µi dao, bé phËn trôc dao vµ dao trong m¸y VTC –
40a:
- §µi dao cña m¸y VTC - 40a hay cßn gäi lµ hép chøa dao chøa 12
con dao ®îc kÝ hiÖu Tõ T01 ~ T12 trong tr¬ng tr×nh gia c«ng, Trong qu¸ tr×nh
gia c«ng ®µi dao cïng di chuyÓn lªn xuèng theo trôc chÝnh Z, qu¸ tr×nh lÊy
dao lµ hoµn toµn tù ®éng vµ thùc hiÖ trong kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n lµ 1,6
gi©y, trong ®µi dao cã bé phËn kÑp c¬ khÝ dïng ®Ó kÑp chÆt trôc dao ®Ó
truyÒn m«men xo¾n cho dao khi gia c«ng chi tiÕt.
- Trôc dao : lµ chi tiÕt trung gian ®Ó l¾p dao vµ trôc chÝnh cña m¸y cÊu
t¹o gåm 3 phÇn chÝnh:
+ ®Çu kÑp víi trôc chÝnh (pull stud bolt):khi trôc dao l¾p víi trôc chÝnh
m¸y th× nhê c¬ cÊu kÑp c¬ khÝ sÏ kÑp chÆt, cè ®Þnh quay cïng tèc ®é chôc
chÝnh. ®Çu dao cã kÕt cÊu ®Æc biÖt sÏ lµm trôc dao ch¾c ch¾n víi trôc h¬n.
+ Th©n dao : cã cÊu t¹o h×nh c«n nh»m t¨ng ®é ch¾c ch¾n cña toµn bé
trôc dao khi l¾p dao vµo trôc cña m¸y.
+ dao (cutter): cã 12 dao ®Òu ®îc lµm b»ng thÐp hîp kim lµ dông cô
c¾t cña m¸y. Fao sÏ ®îc l¾p vµo ®Çu trôc cña m¸y ®ª truyÒn m« men c¾t
- M¸y VTC – 40a sö dông lo¹i trôc dao kÝ hiÖu lµ MAS-P40T-1, vËt
liÖu lµm nªn lµ thÐp hîp kim cøng chÞu ®îc m« men uèn rÊt lín cã thÓ tíi
500kg/mm.
Trong qu¸ tr×nh gia c«ng ta cÇn ph¶i chó ý
*HÖ thèng b«i tr¬n.
16

17. §å ¸n tèt nghiÖp
M¸y phay VTC_40a sö dông chÊt b«i tr¬n lµ dÇu: HÖ thèng b«i tr¬n
dÇu kh«ng chÝnh x¸c lµ nguyªn nh©n g©y lªn nh÷ng lçi .
- ChÊt b«i tr¬n cña m¸y VTC-4a lµ mét chÊt dÇu chuyªn dïng.
- NÕu dÇu b«i h kh«ng chØ lµ nguyªn nh©n g©y lªn nh÷ng h háng cña
m¸y vµ gia c«ng chi tiÕt.
- NÕu trong suèt qu¸ tr×nh kh«ng theo dâi dÇu b«i tr¬n ®îc vËn hµnh
liªn tôc th× dÉn tíi m¸y háng vµ ph¶i s¶ ch÷a.
- Nh÷ng chó ý:
 Kh«ng ®Ó dÇu díi møc, hoÆc vît qua gi¸ trÞ cho phÐp.
 Tríc khi cho dÇu b«i tr¬n vµo buång dÇu ®i ®Õn c¸c chi tiÕt kh¸c
dÇu ph¶i ®îc läc cÈn thËn nÕu kh«ng bôi vµ t¹p bÈn kh¸c sÏ ®i vµo
buång dÇu lµm h¹i ®Õn m¸y mãc vµ c¸c thiÕt bÞ kh¸c.
 DÇu lu«n ph¶i ®îc lu©n chuyÓn vµ ph¶i ®îc läc qua líp líi läc bôi
bÈn.
 Kh«ng ®îc ®Ó bÓ dÇu c¹n. NÕu c¹n th× ph¶i dõng ngay m¸y b¬m
dÇu nÕu kh«ng sÏ lµm háng b¬m.
17
H
L
Th íc ®o Møc DÇu

18. §å ¸n tèt nghiÖp
HÖ th«ng b«i tr¬n cña m¸y VTC – 40a t¸ch biÖt hoµn toµn víi hÖ
thèng lµm m¸t vµ nã b«i tr¬n c¸c chi tiÕt díi d¹nh nhá dät, cßn hÖ th«ng lµm
m¸t ë díi dang ch¸y sèi vµophÇn chi tiÕt vµ dao.
- DÇu b«i tr¬n vµ lµm m¸t thõa sÏ cã ®êng håi dÇu riªng ch¶y vÒ bÓ
dÇu. DÇu håi vÒ sÏ tiÕp tôc ®îc sö dông.
* Møc dÇu:
 M¸y VTC-4a Buång dÇu cã dung tÝch lµ 2 lÝt.
 Khi bËt c«ng t¾c b«i tr¬n, m¸y b«i tr¬n sÏ tù ®éng b¬m dÇu, thêi gian
b¬m mÊt kho¶ng 30 phót.
 Kho¶ng thêi gian thay ®æi dÇu lµ 2 tuÇn 1 lÇn, tuy nhiªn viÖc thay dÇu tuú
thuéc vµo viÖc sö dông cña m¸y nªn cã thÓ thay sím h¬n hoÆc l©u h¬n.
 NÕu møc dÇu cho phÐp kh«ng ®ñ th× hÖ thèng ®iÒu khiÓn sÏ b¸o lçi lµ ®Ìn
tÝn hiÖu sÏ bËt s¸ng.
 Trong qu¸ tr×nh sö dông lîng dÇu sÏ mÊt ®i kho¶ng 1/5 lÇn lîng dÇu ban
®Çu.
• M¸y b¬m dÇu:
 Tríc tiªn dÇu ®îc b¬m vµo vµ cung cÊp cho c¸c thiÕt bÞ díi d¹ng nhá giät
®Ó tr¸nh háng hãc, søt mÎ vµ lam s¹ch c¸c t¹p bÈn kh¸c.
 v¶o dÇu tríc khi ®îc b¬m vµo bÓ dÇu ph¶i ®îc läc kü cµng míi ®îc sö
dông b«i tr¬n víi c¸c chi tiÕt kh¸c.
 §æ dÇu vµo bÓ chøa cho ®Õn khi chiÕm ®Õn møc bµo ë trªn bÓ d©ï
18
0.15
Kho¶ng ¸p SuÊt cho
phÐp
§ång hå ®iÒu chØnh ¸p suÊt
0.25

19. §å ¸n tèt nghiÖp
• Chó ý:
NÕu ®ùoc sö dông lo¹i dÇu lo¹i hai sÏ ®em ®Õn chÊt lîng kh«ng cao vµ sÏ
lµm cho c¸c chÊt bÈn ngng l¹i kh«ng ®îc lo¹i bá.
VTC – 4a B¶ng c¸c ...cña hÖ thèng b«i tr¬n
§Æc ®iÓm kü thuËt Theo tiªu chuÈn
Dung lîng dÇu 2 lÝt
Lu lîng m¸y b¬m 50Hz 0,1l/min
60Hz 0,12l/min
¸p suÊt b¬m 1,2 Mpa
Lîng dÇu chuyÓn ®Õn b«i tr¬n c¸c
trôc, vÝt
0,06 cc X 4 pointsxs=0.72 cc/20min
Kho¶ng thêi gian thùc hiÖn dÇu b«i 2 tuÇn hoÆc khi ®¶n b¶o lçi m¸y
Ph¬ng thøc vËn chuyÓn dÇu BÓ chøa dÇu vµ m¸y b¬m
Lo¹i dÇu sö dông Vaetra Oil
Ngoµi lo¹i dÇu Vaetra/Made by Mobile, ta cã thÓ dïng c¸c lo¹i dÇu kh¸c ..
SHELL Tonua Oil T68
ESSO Febis K68
Mobil Vaetra Oil
CASTROL manage D68
• C¸ch kiÓm tra møc dÇu:
- §Ó kiÓm tra møc dÇu cho phÐp lµ viÖc bËt nót(Lubrication push button) vµ
bËt chÕ ®é kiÓm tra dÇu hoÆc ¸p suÊt dÇu cho phÐp.
- Lîng dÇu cung cÊp trong qu¸ tr×nh c¾t gät
- Chó ý lçi: NÕu kh«ng chó ý ®Õn phÇn ®iÒu khiÓn dÇu sÏ rÔ s¶y ra hiÖn tîng
kh«ng cã ®ñ lîng dÇu lµm m¸t.
- C¸c chó ý khi sö dông dÇu lµm m¸t:
♦ Khi sö dông dÇu b«i tr¬n, dÇu cã thÓ kh«ng ch¶y vµo bÓ mµ ch¶y ra ngoµi
bÓ hoÆc dÇu kh«ng ®îc b¬m vµo hÖ thèng dÉn dÇu.
19

20. §å ¸n tèt nghiÖp
♦ Trong trêng hîp dÇu lµm m¸t kh«ng ®îc b¬m ®©y chÝnh lµ nguyªn nh©n
cña m¸y b¬m dÇu.
♦ Trong qu¸ tr×nh sö dông m¸y ta ph¶i thêng xuyªn lau s¹ch hÖ thèng bÓ
chøa dÇu vµ èng dÉn nÕu kh«ng bôi vµ t¹p bÈn sÏ tÝch kuü lµm t¾c èng
dÉn.
♦ Møc dÇu lu«n lu«n ë møc cho phÐp cña m¸y nÕu kh«ng hÖ thèng dÇu lµm
m¸t sÏ kh«ng ho¹t ®éng ®îc
- Søc chøa cña bÓ dÇu lµm m¸t lµ 200 lÝt
- Trªn bÓ dÇu lµm m¸t cña m¸y VTC – 4a cã thíc ®o møc dÇu ®Ó
biÕt møc dÇu cña m¸y. Thíc ®o dÇu ®îc kh¾c vµ chØ tõng vÞ chÝ
thÊp nhÊt cña dÇu vµ vÞ trÝ cao nhÊt cña dÇu (H×nh vÏ trªn).
- NÕu dÇu ë díi møc cho phÐp sÏ cã HÖ thèng ®Ìn ®iÖn tö b¸o lçi
bµng c¸ch kªu b¸o ®éng vµ ®Ìn lçi s¸ng lªn.
DÇu
§ång Hå §o
¸p SuÊt
Cöa §æ DÇu
BÓ DÇu
(Tank for
lubrication)
M c DÇu §ñ
C«ng t¾c B«i
Tr¬n
HÖ thèng b¬m
dÇu lµm m¸t
20

21. §å ¸n tèt nghiÖp
b¶y chØ thÞ cña dÇu lµm m¸t
Dung tÝch cÇn cho lµm m¸t 18 lÝt
C«ng suÊt b¬m 60 Hz 24,0 l/min
50 Hz 28,8 l/min
¸p suÊt b¬m 0,49 upa
Lo¹i dÇu Tellus Oil (shell)
- DÇu b«i tr¬n cã t¸c dông tèt trong kho¶ng nhiÖt ®é tõ 5-45 ®é C vµ
nhiÖt ®é ®Çu vµo c¸c hÖ thèng lµm m¸t lµ 5-45 ®é C.
- Ngoµi ra m¸y VTC – 40a cßn sö dông hÖ thèng b¬m khi ®Ó lau
kh« vµ lµm s¹ch c¸c chi tiÕt, dän phoi...
- HÖ thèng cung cÊp khi: HÖ thèng b¬m kh«ng khÝ cña m¸y VTC –
40a ®îc trang bÞ lµ mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn ¸p suÊt khÝ ®¹t ®îc lµ
0,15-0,25Hpa cho nªn ¸p suÊt cung cÊp kh«ng khÝ cho m¸y VTC
– 4a ®îc ph¸p dao ®éng nhng ®ñ ®é lín.
• KiÓm tra ¸p suÊt cña b¬m kh«ng khÝ:
lµ sö dông m¸y ®o ¸p suÊt ®Ó kiÓm tra ¸p suÊt ®iÒu chØnh ®îc ¸p suÊt cÇn
thiÕt, nÕu ¸p suÊt cha ®ñ lµ ph¶i ®iÒu chØnh l¹i cho phï hîp yªu cÇu ®Æt ra.
• Bé truyÒn ®ai trôc chÝnh.
21

22. §å ¸n tèt nghiÖp
2,8
§iÓm DÆt
trung gian
Bu L«ng
§ai A
(belt A)
M« T¬
Chèt
KiÓm Tra
§ai B
(Belt B)
Bu L«ng
B¾t Cè
§Þnh
B¶ng th«ng sè cña bé truyÒn ®ai
M¸y VTC- 4a sö dông bé truyÒn ®ai h×nh lîc ®Ó truyÒn vËn tèc quay vµ vËn
tèc c¾t cho trôc chÝnh.
- HÖ thèng d©y ®ai: Bao gåm 2 ®ai víi chøc n¨ng truyÒn kh¸c nhau
nh»m t¨ng kh¶ n¨ng kü thuËt vµ gi¶m bít hao tæn c«ng suÊt vµ ®¹t
®îc v©n tèc phï hîp víi yªu cÇu gia c«ng.
- B¶ng th«ng sè cña bé truyÒn ®ai
Lo¹i ®ai VËn tèc quay §é vâng Kh¶ n¨ng t¶i Lo¹i ®ai
A 4000 v/min 2,8 min 3,5 60058M896
A 6000 v/min 2,8 2,5 40058M920
A 10000 min 2,8 2,5 6-7 MS950
B 100000 5 0,3 10059.5M61
T8T5
• Líi läc.
Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc tÊm líi läc bÞ c¸c bôi bÈn, t¹p bÈn lµm t¾c líi dÉn
®Õn lµm háng c¸c bé phËn lµm m¸t do vËy ta ph¶i lau trïi ®Þnh kú líi ®Ó
tr¸nh lµm háng c¸c chi tiÕt m¸y.
22

23. §å ¸n tèt nghiÖp
(H×nh VÏ)
• Bé phËn trôc dµi dao.
Bé phËn dµi dao cña m¸y VTC – 4a gåm 3 bé phËn chÝnh:
 Dµn ®Ó l¸p giao gia c«ng
 Th©n dao h×nh cßn nh»m lµm t¨ng kh¶ n¨ng l¾p chÆt cho toµn bé ®µi dao.
 §Çu kÑp chÆt vµo trôc chÝnh(Pull-stud Holt)bé phËn nµy rÊt quan träng v×
lµ lìi kÑp chÆt vµ truyÒn chuyÓn ®éng cho trôc chÝnh vµ ®µi dao
Kh¸c víi c¸c m¸y c«ng cô th«ng thêng bé phËn l¾p dao g¾n trùc tiÕp
trªn m¸y thêng lµ c¸c m©m cÆp l¾p chÆt vµ lùc l¾p thêng kh«ng lín. Cßn bé
phËn l¾p dao trªn VTC –4a lµ ®µi dao lµ mét chi tiÕt t¸ch rêi vµ cã kh¶ n¨ng
kÑp vµo trùc chÝnh mét c¸ch nhanh chãng vµ lùc kÑp r©t lín vµ dao gia c«ng
víi lîng d rÊt lín. Chó ý: Trong qu¸ tr×nh gia c«ng ®µi dao rÊt cã thÓ bÞ th¸o
láng g©y nguy hiÓm cho ngêi vµ m¸y.
• Pin cung cÊp nguån ®iÖn cho bé nhí cña m¸y:
§Ó cung cÊp nguån ®iÖn cho c¸c b¶ng ®iÒu khiÓn vµ c¸c chøc n¨ng phô kh¸c
nh mµn h×nh... m¸y VTC –40 a sö dông pin ®îc bè trÝ ngay c¹nh mµn h×nh
- Khi lµm viÖc vÇn chó ý:
+ Kh«ng ®Ó cho pin cung cÊp biÕn d¹ng do søc nãng.
+ Kh«ng ®îc phÐp cho pin vµo níc vµ löa.
+ Khi thay thÕ kh«ng ®îc thay lo¹i pin kh¸c, chØ sö dông pin mµ ngêi
s¶n xuÊt m¸y yªu cÇu.
B¶ng chøc n¨ng cña pin
Lo¹i pin Pin ho¸ häc
HiÖu ®iÖn thÕ pin >3 V
+2V (B¶o ®¶m lu tr÷ cho bé nhí)
§é biÕn thiªn hiÖu ®iÖn thÕ ~ U 2,4-2,6 V
Thêi gian sö dông 1 n¨m
Chó ý: NÕu pin bÞ háng hay hÕt pin trong vßng 1 tuÇn nÕu kh«ng thay
th× toµn bé bé nhí trong m¸y sÏ bÞ mÊt hÕt. NÕu mµn h×nh kh«ng ®iÒu
khiÓn ®îc chøng tá hÕt pin.
23

24. §å ¸n tèt nghiÖp
* M¸y VTC _ 40a lµ lo¹i m¸y ®a n¨ng cã thÓ gia c«ng ®îc nhiÒu lo¹i
chi tiÕt kh¸c nhau. Cã kÕt cÊu c¬ khÝ phøc t¹p do vËy tríc khi gia c«ng trªn
m¸y ph¶i hiÒu ®îc c¸ch vËn hanh m¸y. ë phÇn nµy chØ giíi thiÖu s¬ qua c¸c
côm bé phËn m¸y. C¸c bé phËn nµy liªn quan trùc tiÕp ®Õn ®é an toµn cña
m¸y cßn c¸c bé phËn kh¸c ®· ®îc nªu ë phÇn III, IV, V.
24

25. §å ¸n tèt nghiÖp
PhÇn 3: TÝnh to¸n bé phËn cña m¸y phay CNC (VTC_40a).
1. TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc X.
§èi víi m¸y ph¸y CNC, trôc X cã t¸c dông truyÒn chuyÓn ®éng tõ
®éng c¬ tíi bé phËn vÝt bi ®Ó bµn m¸y dÞch chuyÓn.
Trªn trôc cã l¾p bé truyÒn vÝt bi, tríc hÕt ta tÝnh c¬ cÊu vÝt bi.
1.1 TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé truyÒn vÝt me bi:
Bé truyÒn vÝt me bi cã c¸c u ®iÓm nh sau:
- CÊu t¹o ®¬n gi¶n, th¾ng lùc lín, thùc hiÖn ®îc dÞch chuyÓn chëm.
- KÝch thíc nhá chÞu lùc lín.
- Thùc hiÖn ®îc dÞch chuyÓn chÝnh x¸c cao.
Víi nh÷ng u ®iÓm ®ã bé truyÒn vÝt me bi rÊt phï hîp víi m¸y phay
CNC.
*TÝnh to¸n vÝt me bi khi chÞu t¶i träng däc trôc Fa = 20000 N, chiÒu
dµi lµm viÖc cña vÝt l = 600 mm, gèi tùa lµ æ bi chÆn.
ChØ tiªu chñ yÕu cña truyÒn ®éng vÝt me bi lµ ®é bÒn vµ æn ®Þnh.
- VÝt ®îc chÕ t¹o tõ thÐp Cr«m_ Vonfram_ Mangan (CrWMn) vµ
7CrMn2Mo t«i thÓ tÝch, tõ 20Cr3MoWV thÊm nit¬.
MÆt lµm viÖc cña c¬ cÊu vÝt me bi cÇn ®îc t«i ®Õn ®é r¾n 65 HRC.
+) Tr×nh tù thiÕt kÕ bé truyÒn vÝt me bi:
X¸c ®Þnh s¬ bé ®êng kÝnh trong d1 cña ren theo ®é bÒn kÐo.
Theo c«ng thøc (8_19)_ tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp
1(TTTKHD§CKT1). Ta cã:
d1 ≥
[ ]
k
a
F
σ
.
.
3
,
1
.
4
Π
.
Trong ®ã:
Fa: Lùc däc trôc, N.
[σk]: = [σn] = σch/3 = 600/3 Mpa.
σch : Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu vÝt.
Do ®ã ta cã:
25

26. §å ¸n tèt nghiÖp
d1 ≥ mm
12,87
200
.
14
,
3
20000
.
3
,
1
.
4
= .
Chän d1 = 100mm.
26

27. c
1
rl
c
1
rl
d1
D1
Dtb
D
d
Fa
c
§å ¸n tèt nghiÖp
S¬ ®å ®Ó c¸c ®Þnh khe hë híng t©m.
S¬ ®å ®Ó x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng t¶i.
*Chän c¸c th«ng sè:
- §êng kÝnh bi:
27
∆/2
∆/2
Dtb
D1
d1
rl
rl
db
c
1
c
1

28. §å ¸n tèt nghiÖp
db = (0,08…..0,15)d1 . Thêng chän ®êng kÝnh bi db = 8….10 mm.
Chän db = 10 mm.
- Bíc vÝt:
p = db + (1…5)mm.
p = 10+2 = 12 mm.
- B¸n kÝnh r·nh l¨n:
rl = (0,51…0,53). p
rl = 0,53.12 = 6,24 mm.
- Kho¶ng c¸ch tõ t©m r·nh l¨n cho ®Õn t©m bi:
c = (rl – db/2).Cosβ.
Trong ®ã :
β: lµ gãc tiÕp xóc, chän khe hë híng t©m sao cho gãc β = 45o nh thÕ
®é cøng däc vµ kh¶ n¨ng t¶i cña vÝt t¨ng lªn.
⇒ c = (6,24 – 5).cos45o = 0,96 mm.
- §êng kÝnh vßng trßn qua c¸c t©m bi:
Dtb = d1+ 2(r1 - c).
⇒ Dtb = 100 – 2.(6,24- 0,96) = 110,8 mm.
- §êng kÝnh trong cña ®ai èc:
D1 = Dtb + 2(rl – c) .
⇒ D1 = 110,8 + 2.(6,24 – 0,96) = 121,6 mm.
- ChiÒu s©u cña pr«fin ren.
h1 = (0,3…0,35)db.
⇒ h1 = 0,35. 10 = 3,5 mm.
- §êng kÝnh ngoµi cña vÝt vµ ®ai èc:
d = d1 + 2.h1 .
⇒d = 100 + 2. 3,5 = 107 mm.
D = D1 – 2. h1
⇒D = 121,6 – 7 = 114,6 mm.
28

29. §å ¸n tèt nghiÖp
- Gãc vÝt:
γ = arctg (p/∏Dtb).
⇒ γ = arctg (12/3,14110,8) = 1,98.
-Sè ren lµm viÖc theo chiÒu cao ®ai èc kh«ng nªn qu¸ (2 – 2,5)vßng,
nÕu kh«ng sÏ lµm t¨ng sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c vßng ren. Sè
bi trªn c¸c vßng ren lµm viÖc.
Zb = ∏.Dtb.k/db – 1
Trong ®ã:
K: lµ sè vßng ren lÊy k= 2.
⇒ Zb= 3,14.108,76.
8
2
- 1 = 84 bi.
V× sè bi Zb =84>65 nªn gi¶m bít b»ng c¸ch t¨ng cêng ®êng kÝnh bi db
= 10 ⇒ Zb = 3,14.108,76.
8
2
= 64 bi.
Sè bi tham gia truyÒn lùc phô thuéc vµo kÕt cÊu vµ chiÒu dµi cña r·nh
håi bi. Khe hë tæng céng cña c¸c viªn bi nªn lÊy (0,7..1,2)db = 10mm.
- X¸c ®Þnh khe hë híng t©m :
∆ = D1 – (2db + d1)
= 121,6 – (2.10 + 100) = 1,6 mm.
Trong trêng hîp kh«ng quy ®Þnh khe hë híng t©m trong ®iÒu kiÖn kü
thuËt th× chän ∆ = 0,03 – 0,12.
- Khe hë t¬ng ®èi : χ = ∆/d1 =
100
6
,
1
= 0,016 .
- Gãc ma s¸t l¨n thay thÕ :
ϕ1 = arctg (2ft/d1sinβ).
Trong ®ã :
ft = 0,004 – 0,066 hÖ sè ma s¸t l¨n thay thÕ.
Do ®ã : ϕ1 = arctg(2.0,005/100sin45o) = 8,1.10-3.
- HiÖu suÊt khi biÕn chuyÓn ®éng thµnh tÞnh tiÕn .
29

30. §å ¸n tèt nghiÖp
η = tgγ/tg(γ+ϕ1) =
035
,
0
0345
,
0
= 0,985.
- M« men quay ®ai èc :
T = Fa .Dtb.tg((γ+ϕ1)/2.
⇒ T = 200000.110,8.0,035/2
⇒ T = 387800Nmm.
*TÝnh kiÓm nhhiÖm vÒ ®é bÒn :
T¶i träng riªng däc trôc ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
qa =
l
d
Z
F
b
b
a
.
. 2 (TTTKHDDCKT1)
trong ®ã
λ = 0,8 - HÖ sè ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c bi .
⇒ qa = MPa
06
,
39
8
,
0
10
.
64
200000
2
= .
1.2 TÝnh to¸n thiÕt kÕ khíp nèi :
Khíp nèi cã t¸c dông nèi trôc tõ ®éng c¬ tíi trôc cña m¸y vµ truyÒn
chuyÓn ®éng tõ ®éng c¬ tíi trôc.
*Chän ®éng c¬ : §èi víi m¸y phay CNC (VTC – 40a) ®éng c¬ cña
trôc coi nh lµ hép tèc ®é c¶u m¸y c«ng cô thêng .
§éng c¬ lµ ®éng c¬ v« cÊp (Servemoto) cã ®Æc tÝnh:
C«ng suÊt khëi ®éng : Pkd = 5,5 Kw.
C«ng suÊt lµm viÖc : Plv = 3,7 Kw .
Sè vßng quay n = 1445 v/ph.
Do ®ã m« men t¸c dông nªn trôc ®«ng c¬ :
T = 9,55.106
n
P
⇒ T – 9,55.106 Nmm
36350
1445
5
,
5
= .
§êng kÝnh ngâng trôc ®îc tÝnh theo c«ng thøc :
30

31. L2
L
d1
D D1
l1
L1
D3
B1
D2
§å ¸n tèt nghiÖp
d ≥
[ ]
3
2
,
0 τ
T
theo _ TTTKHD§CKT1.
Trong ®ã :
T – m« men xo¾n (N).
[τ] – øng suÊt cho phÐp .
[τ] = 15 .. 50 MPa .
⇒ d ≥ 3
25
.
2
,
0
36350
= 19,37 mm
chän d= 20 mm.
*TÝnh to¸n thiÕt kÕ khíp nèi :
Dùa vµo kÕt cÊu trøc n¨ng cña trôc ta chän nèi trôc vßng ®µn håi.
-Trong nèi trôc ®µn håi hia nöa nèi trôc nèi víi nhau b»ng bé phËn
®µn håi, bé phËn ®µn håi lµm b»ng kim lo¹i.
- Nhê cã bé phËn ®µn håi nªn nèi trôc ®µn håi cã kh¶ n¨ng : gi¶m va
ch¹m vµ chÊn ®éng, ®Ò phßng céng hëng do dao déng xo¾n g©y nªn vµ bï l¹i
®é lÖch trôc ( lµm viÖc nh nh nèi trôc bï ).
S¬ ®å kÕt cÊu cña nèi trôc vßng ®µn håi :
31

32. §å ¸n tèt nghiÖp
Khíp nèi lµ chi tiÕt tiªu chuÈn do ®ã khi tÝnh to¸n dùa vµo m« men
xo¾n tÝnh to¸n Tt, ®îc x¸c ®Þng theo c«ng thøc 15_1 (TTTKHD§CKT2)
Tt = k=T
T m«men xo¾n danh nghÜa .
K hÖ sè chÕ ®é lµm viÖc.
K= 2 .
⇒ Tt = 2.36350 = 72700 Nmm.
D= 20.
Nèi trôc vßng ®µn cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n. Nèi trôc ®µn håi cã thÓ lµm
viÖc b×nh thêng khi ®é lÖch t©m ∆r tõ 0,2 – 0,6 mm, gãc lÖch ®Õn 1o. khi ®é
lÖch gãc > 1o vµ ®é lÖch t©m vît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp th× vßnh ®µn håi mµi
mßn nhanh vµ g©y lªn t¶i träng phô t¸c dông nªn trôc.
Fr = (0,1 – 0,3)Ft.
Ft - lùc vßnh t¸c dông lªn vßnh ®µn håi.
- Dêng kÝnh vßnh ngoµi :
D = 100mm.
- chiÒu dµi nèi trôc L = 104mm.
- C¸c kich thíc ®îc tra nh sau :
D0 = 68mm.
B = 1…4 mm.
- KÝch thíc cña chèt :
Dc = 10mm , l0 = 14mm , M8, Z =6,
- Vßnh ®µn håi .
D3 = 19 , l8 = 15mm.
nmax = 5600v/ph.
• KiÓm nghiÖm ®é bÒn cña vßng ®µn håi vµ chèt.
* §iÒu kiÖn søc bÒn dËp cña vßng ®µn håi:
σd = [ ]
d
D
P
D
Z
T
k
σ
≤
3
0
0 .
.
.
.
2
.
[σd] = (2 - 4) Mpa.
32

33. §å ¸n tèt nghiÖp
⇒ σd = 2,8 Mpa.
* §iÒu kiÖn søc bÒn chèt:
σu = [ ]
u
0
3
0
.
.
.
1
,
0
.
.
σ
≤
Z
D
d
l
T
k
c
.
[σu]: øng suÊt vèn cã cho phÐp.
[σu] = 80 Mpa.
⇒σu = 43 Mpa.
* TÝnh lùc vßng t¸c dông lªn vßng ®µn håi:
Ft =
100
36350
.
2
.
2
=
D
T
.
⇒ Ft = 727 N.
1.1.3 TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc.
* Chän vËt liÖu:
Chän vËt liÖu lµm trôc lµ thÐp hîp kim 12XH3A thÊm c¸c bon, cã giíi
h¹n bÒn σb = 900 Mpa; giíi h¹n ch¶y σch = 700 Mpa; §é r¾n ®¹t 63 HRC.
* TÝnh s¬ bé ®êng kÝnh trôc:
§êng kÝnh trôc ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
d
[ ]
3
.
2
,
0 τ
T
≥ .
Trong ®ã:
[τ ]: lµ øng suÊt cho phÐp.
[τ ] = (15…20) MPa
d 3
25
.
2
,
0
36350
≥ = 19,37 mm.
LÊy ®êng kÝnh ngâng trôc theo tiªu chuÈn d = 20 mm.
- §êng kÝnh ®o¹n trôc l¾p æ l¨n:
d1 = d + 5 = 20 + 5 = 25 mm.
- §êng kÝnh ®o¹n trôc cã l¾p bé truyÒn vÝt me lµ:
Chän theo tiªu chuÈn d2 = 34 mm.
*X¸c ®Þnh chiÒu dai trôc.
- ChiÒu dµi may ¬ nöa khíp nèi:
33

34. Fa = 20000 N
FZA
FYA
FZB
FYB
Fr = 218,1N
Ft = 727 N
A B
Z+
X+
Y+
§å ¸n tèt nghiÖp
lm = (1,4 …2,5).d.
⇒ lm = (1,4 …2,5).20= (28…50) mm.
-V× bé truyÒn vÝt me di chuyÓn trªn chiÒu dµi lµ 600 mm.
Do ®ã chän kho¶ng c¸ch gi÷a hai gèi ®ì lµ l = 700 mm.
* X¸c ®inh ph¬ng, chiÒu, gia trÞ cña lùc t¸c dông lªn trôc.
- Chän hÖ to¹ ®é:
34

35. §å ¸n tèt nghiÖp
- Khi trôc quay, c¬ cÊu vÝt bi chuyÓn ®éng, lùc däc trôc xuÊt hiÖn,
lÊy Fa = 20000 N.
- - T¶i träng phô do khíp nèi g©y nªn:
- Fr = 0,3. 727 = 218,1 N.
- Do ®è ta cã:
- ∑ mZA = FZB. 700 – Fr .750 = 0 .
⇒ FZB = N
7
,
233
700
1
,
218
.
750
= .
∑ Z = FZA + FZB – Fr = o .
⇒ FZA = Fr – FZB = -233,7 + 218,1 = -15,6 N.
VËy ph¶n lùc t¹i gèi ®ì cã chiÒu ngîc l¹i.
* tÝnh ∑myA = FYB.700 + Ft.750 = 0
⇒ FYB =
700
750
.
727
− .
FYB = -779 N.
VËy ph¶n lùc FBY cã chiÒu ngîc l¹i.
∑Y = FYA + FYB + FZ =0.
⇒ FYA = - (Ft+ FYB)
⇒ FYA = - (727-774) = 52N.
* VÏ biÓu ®å m«men:
35

36. §å ¸n tèt nghiÖp
*KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn mái :
Khi x¸c ®Þnh ®êng kÝnh trôc cha x¸c ®Þnh tíi mét sè yÕu tè ¶nh híng
tíi ®é bÒn mái cña trôc nh ®Æc tÝnh thay ®æi chu kú, øng suÊt, sù tËp trung
øng suÊt, yÕu tè kÝch thíc, chÊt lîng bÒ mÆt ….. Do ®ã cÇn ph¶i kiÓm ngiÖm
trôc vÒ ®é bÒn mái.
KÕt cÊu võa thiÕt kÕ ®¶m b¶o ®é bÒn mái nÕu hÖ sè an toµn t¹i c¸c tiÕt
diÖn tho¶ m·n ®iÒu kÖn
Sj = 2
j
2
j
j
S
S
S
.
S
τ
σ
τ
σ
+
j
≥ S
Theo 10.19 – TTTHHD§CKT1.
Trong ®ã:
[s] – hÖ sè an toµn cho phÐp, th«ng thêng [s] = 1,5 – 2,5( khi cÇn
t¨ng cêng cã thÓ chän [s] = 2,5 – 3,5).
Sσj Sτj – hÖ sè an toµn chØ sÐt riªng øng suÊt ph¸p, vµ hÖ sè an toµn chØ
xÐt riªng øng suÊt tiÕp taih tiÕt diÖn j.
Theo 10.20 TTTKHD§CKT1. Ta cã:
Sσj =
mj
aj
d j
K σ
ψ
σ
σ
σ
σ +
−
.
1
.
Theo 10.20 – TTTKHD§CKT1 . ta cã:
Sτj =
mj
aj
d j
K τ
ψ
τ
τ
τ
τ +
−
.
1
Trong ®ã :
σ-1, τ-1 lµ giíi h¹n mái uèn vµ mái xo¾n øng víi chu kú ®èi søng.
V× vËt liÖu chÕ t¹o chôc lµ thÐp hîp kim nªn ta cã :
σ-1 = 0,35σb + (70 – 120 ) Mpa.
36

37. §å ¸n tèt nghiÖp
τ-1 = 0,58.σ-1.
Trong ®ã :
σ-1 = 0,35.900 + 100 = 415 Mpa.
τ-1 = 0,58.415 = 240,7 Mpa.
- σaj , τ¹j, σmj , τmj lµ biÓu ®ß vµ trÞ sè trung b×nh c¶u øng suÊt ph¸p vµ
øng suÊt tiÕp t¹i thiÕt diÖn j:
- Theo b¶ng 10.7 (TTTKHD§CKT1) trÞ sè cña c¸c sè kÓ ®Õn ¶nh hëng
cu¶ øng suÊt trung b×nh ¶nh hëng ®Õn ®é bÒn mái.
* V× vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp hîp kim cã giíi h¹n bÒn σb= 900Mpa.
Do ®ã ta tra ®îc :
Ψσ = 0,1.
τσ = 0,05.
- V× trôc quay, øng suÊt uèn thay ®æi theo chu kú, do ®ã
σmj = 0.
σ¹i = σmaxj = Mj/Wj.
- Trôc cã thÓ quay hai chiÒu, do ®ã ta cã :
τmj = 0, τaj= τmax=Tj/Woj.
Trong ®ã:
- Wj vµ Woj lµ m« men c¶n uèn vµ m« men c¶n xo¾n t¹i tiÕt diÖn j cña
trôc, ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
Wj =
32
. 3
j
d
π
.
Woj =
16
. 3
j
d
π
.
Do ®ã :
+ T¹i tiÕt diÖn 1-1, d = 20 mm.
W1 =
32
20
. 3
π
= 785.
⇒σa1 = .
3
,
46
785
36350
=
37

38. §å ¸n tèt nghiÖp
W01 = .
1570
16
20
. 3
=
π
⇒τa1 = .
15
,
23
1570
36350
=
+ T¹i tiÕt diÖn 2-2, d = 25mm.
Ta cã:
W2 =. .
2
,
1533
32
25
. 3
=
π
⇒σa2 = .
7
,
23
2
,
1533
36350
=
W02 = .
4
,
3066
16
25
. 3
=
π
⇒τa2 = .
9
,
11
4
,
3066
36350
=
+ T¹i tiÕt diÖn 3-3, d = 34 mm.
Ta cã:
W3 =. .
7
,
3856
32
34
. 3
=
π
⇒σa3 = .
425
,
9
7
,
3856
36350
=
W03 = .
4
,
7713
16
34
. 3
=
π
⇒τa3 = .
713
,
4
4
,
7713
36350
=
- Kσdj vµ Kτdj lµ hÖ sè x¸c ®Þnh
Theo c«ng thøc 10.25_ TTTKHD§CK T1.
Kσdj = (Kσ/εσ+ Kx - 1 )/Ky.
C«ng thøc 10.26_ TTTKHD§CKT1 ta cã:
Kτdj = (Kτ/ετ+ Kx - 1 )/Ky.
38

39. §å ¸n tèt nghiÖp
Trong ®ã :
Kx: HÖ sè tËp trung øng suÊt do tr¹ng th¸i bÒ mÆt, phô thuéc vµo ph-
¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®é nh½n bÒ mÆt.
Ky: HÖ sè t¨ng bÒn mÆt trôc, phô thuéc vµo c¬ tÝnh vËt liÖu, ph¬ng
ph¸p t¨ng bÒ mÆt.
+ Theo b¶ng 10.8 vµ 10.9_ TTTKHD§CKT1 ta chän:
Kx = 1, Kσ = 1,8; Ky = 2.
Trong c«ng thøc trªn εσ vµ ετ lµ hÖ sè kÝch thíc kÓ ®Õn ¶nh hëng cña
kÝch thíc tiÕt diÖn trôc ®Õn giíi h¹n mái. Theo b¶ng 10.10 TTTKHD§CKT1
ta tra ®îc:
Víi vËt liÖu chÕ t¹o trôc lµ thÐp hîp kim ta cã:
+ D¹ng chÞu t¶i uèn:
εσ = 0,83 (t¹i tiÕt diÖn d = 20 mm).
εσ = 0,8 (t¹i tiÕt diÖn d = 25 mm).
εσ = 0,71 (t¹i tiÕt diÖn d = 34 mm).
+ D¹ng chÞu t¶i xo¾n:
ετ = 0,89 (t¹i tiÕt diÖn d = 20 mm).
ετ = 0,9 (t¹i tiÕt diÖn d = 25 mm).
ετ = 0,79 (t¹i tiÕt diÖn d = 34 mm).
TrÞ sè Kσ vµ Kτ rÊt kh¸c biÖt phô thuéc vµo lo¹i yÕu tè g©y tËp trung
øng suÊt. Trong trêng hîp nµy yÕu tè g©y tËp trung øng suÊt ®èi víi gãc lîn.
Theo b¶ng 10.13_ TTTKHD§CK T1 ®èi víi vËt liÖu lµ thÐp hîp kim, cã giíi
h¹n bÒn lµ σb = 900 MPa, gãc lîn (D/d = 1,25…2) khi r/d = 0,1 ta chän Kτ =
1,3 .
Tõ c¸c sè liÖu trªn thay vµo c«ng thøc:
* T¹i tiÕt diÖn d = 20 mm ta cã:
+ Kσd1 = (1,8/0,83+ 1 - 1 )/2 = 1,084.
+ Kτd1= (1,3/0,89 + 1- 1 )/2 = 0,73 .
* T¹i tiÕt diÖn d = 34 mm ta cã:
+ Kσd3 = (1,8/0,71+ 1 - 1 )/2 = 1,268.
+ Kτd3= (1,3/0,79 + 1- 1 )/2 = 0,823.
* T¹i tiÕt diÖn d = 25 mm ta cã:
39

40. §å ¸n tèt nghiÖp
+ Kσd2 = (1,8/0,8+ 1 - 1 )/2 = 1,125.
+ Kτd2= (1,3/0, 9 + 1- 1 )/2 = 0,722.
Thay c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh vµo c«ng thøc:
Sσj =
mj
aj
d j
K σ
ψ
σ
σ
σ
σ +
−
.
1
.
Vµ
Sτj =
mj
aj
d j
K τ
ψ
τ
τ
τ
τ +
−
.
1
.
* T¹i tiÕt diÖn d = 20 mm ta cã:
Sσ1 = 269
,
8
3
,
46
.
084
,
1
415
= .
Vµ
Sτ1 = 24
,
14
15
,
23
.
73
,
0
7
,
240
=
⇒ S1 = 2
1
2
1
1
1
S
S
S
.
S
τ
σ
τ
σ
+
.
⇔ S1 = 7,15 > [S] = (1,5….2,5).
* T¹i tiÕt diÖn d = 34 mm ta cã:
Sσ3 = 81
,
13
7
,
23
.
268
,
1
415
= .
Vµ
Sτ3 = 577
,
24
9
,
11
.
823
,
0
7
,
240
=
⇒ S3 = 2
3
2
3
3
3
S
S
S
.
S
τ
σ
τ
σ
+
.
⇔ S3 = 12,04 > [S] = (1,5….2,5).
VËy tho¶ m·n yªu cÇu.
* T¹i tiÕt diÖn d = 25 mm ta cã:
40

41. §å ¸n tèt nghiÖp
Sσ2 = 14
,
39
425
,
9
.
125
,
1
415
= .
Vµ
Sτ2 = 736
,
70
713
,
4
.
772
,
0
7
,
240
=
⇒ S2 = 2
2
2
2
2
2
S
S
S
.
S
τ
σ
τ
σ
+
.
⇔ S2 = 34,24 > [S] = (1,5….2,5).
VËy kÕt cÊu trôc ®îc ®¶m b¶o vÒ ®é bÒn mái, v× c¸c hÖ sè an toµn ®Òu
tho¶ m·n yªu cÇu.
*) TÝnh kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn tÜnh:
§Ó ®Ò phßng kh¶ n¨ng bÞ biÕn d¹ng dÎo qu¸ lín hoÆc ph¸ háng do qu¸
t¶i ®ét ngét (ch¼ng h¹n khi më m¸y) cÇn kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é bÒn tÜnh.
C«ng thøc kiÓm nghiÖm cã d¹ng :
Theo c«ng thøc 10.27 TTTKHD§CK T1 ta cã:
σtd = [ ]
σ
τ
σ ≤
+ 2
2
.
3
Trong ®ã:
σ = Mmax/0,1 .d3 (10.28).
τ = Tmax /0,2.d3 (10.29).
[σ] = 0,8. σch.
KiÓm nghiÖm t¹i tiÕt diÖn d = 20 mm.
Ta cã:
σ = 163590/0,1.203 = 208,49
τ = 36350 /0,2.203 = 22,72
[σ] = 0,8. 700 = 560 .
⇒ σtd = MPa
17
,
121
72
,
22
.
3
49
,
208 2
2
=
+ .
VËy σtd [ ] MPa
560
=
≤ σ .
VËy ®é bÒn tÜnh ®îc ®¶m b¶o.
*) KiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é cøng.
41

42. F
A B C
l c
§å ¸n tèt nghiÖp
KÝch thíc trôc ®îc x¸c ®Þnh theo ®é bÒn kh«ng ph¶i bao giê còng b¶o
®¶m ®ñ ®é cøng cÇn thiÕt cho sù lµm viÖc cña c¸c bé truyÒn vµ cña c¸c æ,
còng nh ®é chÝnh x¸c cña c¬ cÊu, v× vËy cÇn kiÓm nghiÖm trôc vÒ ®é cøng.
*TÝnh ®é cøng uèn:
Khi ®é vâng qu¸ lín sÏ lµm cho bé truyÒn vÝt bi lµm viÖc kh«ng chÝnh
x¸c gãc xoay θ qu¸ lín sÏ lµm kÑt c¸c con l¨n trong æ. Do vËy ®iÒu kiÖn ®¶m
b¶o ®é cøng uèn, theo c«ng thøc 10.31_TTTKHD§CKT1 ta cã :
f [ ]
f
≤ .
θ [ ]
θ
≤ .
Trong ®ã:
[ ]
f : §é vâng cho phÐp.
[ ]
θ : Gãc xoay cho phÐp.
Cã thÓ lÊy: [ ]
θ = 0,005 rad v× æ bi ®ì chÆn.
[ ]
f = (0,0002….0,0003).l.
+ §é vâng f vµ gãc xoay θ ®îc x¸c ®Þnh b»ng ph¬ng ph¸p cña “Søc
bÒn vËt liÖu”. Coi trôc nh mét dÇm cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi ®Æt trªn hai gèi ®ì:
Theo b¶ng 10.14_ TTTKHD§CKT1 ta cã c«ng thøc tÝnh ®é vâng vµ
gãc xoayt¹i ®iÓm C:
fc =
EJ
c
l
c
F
3
)
.(
. +
.
θc =
EJ
c
l
c
F
6
)
3
2
.(
. +
.
Trong ®ã:
42

43. §å ¸n tèt nghiÖp
E: M« ®un ®µn håi, Mpa. E = 2.106 N/mm2
J: M« men qu¸n tÝnh, J = ∏d3/64.
VËy ta cã:
fc =
E
E
5
,
6942
14
,
3
.
20
3
)
50
700
.(
64
.
50
.
218
3
=
+
= 0,0035
θc =
E
E
7174
20
.
14
,
3
.
6
)
50
.
3
700
.
2
.(
64
.
50
.
218
3
=
+
=0,0036
VËy ®é cøng ®îc b¶o ®¶m.
1.4 TÝnh æ l¨n
* §Æc ®iÓm cña æ l¨n:
+ æ l¨n cã hÖ sè ma s¸t nhá (vµo kho¶ng 0,0012…0,0035, ®èi víi æ
bi), m« men c¶n sinh ra khi më m¸y Ýt, do ®ã dïng æ l¨n hiÖu suÊt cña m¸y
t¨ng lªn vµ nhiÖt sinh ra t¬ng ®èi Ýt. Ngoµi ra hÖ sè ma s¸t t¬ng ®èi æn ®Þnh
(Ýt chÞu ¶nh hëng cña vËn tèc) cho nªn cã thÓ dïng æ l¨n lµm viÖc víi vËn tèc
rÊt thÊp.
+ Dïng æ l¨n ch¨m sãc vµ b«i tr¬n ®¬n gi¶n, Ýt tèn vËt liÖu b«i tr¬n, cã
thÓ dïng mì b«i tr¬n.
+ KÝch thíc chiÒu réng æ l¨n nhá, cã cïng ®êng kÝnh ngâng trôc.
+ Møc ®é tiªu chuÈn ho¸ vµ tÝnh l¾p lÉn cao.
* Dùa vµo kÕt cÊu cña trôc, vµ ®Æc tÝnh lµm viÖc cña trôc ta chän æ bi
®ì chÆn hai d·y v× lo¹i æ nµy cã kh¶ n¨ng chÞu ®îc lùc däc trôc vµ lùc híng
t©m lín, lµm viÖc ®îc víi sè vßng quay cao, gi¶m mÊt ¸mt vÒ ma s¸t vµ tiÕng
ån …
* Chän vËt liÖu chÕ t¹o æ l¨n:
VËt liÖu dïng chÕ t¹o vßng trong, vßng ngoµi vµ con l¨n thêng lµ thÐp
cr«m c¸ hµm lîng c¸c bon kho¶ng 1 –1,5%.
- æ l¨n lµm viÖc víi nhiÖt ®é díi 100oc vµ vßng æ cã ®é r¾n lµ
64HRC bi cã ®é r¾n lµ 66 HRC.
* Chän cÊp chÝnh s¸c æ l¨n :
Khi chän lo¹i æ l¨n ta ®Ò cËp ®Õn gi¸ thµnh æ, vÊn ®Ò nµy cßn liªn quan
chÆt chÏ ®Õn cÊp chÝnh x¸c æ l¨n. Tiªu chuÈn GOST 520-71 quy ®Þnh æ l¨n
cã 5 cÊp chÝnh x¸c : 0,6,5,4 vµ 2 theo thø tù ®é chÝnh x¸c t¨ng dÇn. §é chÝnh
x¸c cña æ l¨n ®îc quy ®Þnh bëi ®é chÝnh x¸c cña kÝch thø¬c l¾p ghÐp cña
vßng æ vµ ®é chÝnh x¸c khi quay cña c¸c æ. §é ®¶o híng t©m vµ ®é d¶o däc
trôc ®Æc trng ®é chÝnh x¸c khi quay cã ý nghÜa ®Æc biÖt quan träng ®èi víi
c¸c vßng quay, v× ®é d¶o nµy sÏ t¸c ®éng ®Õn c¸c chi tiÕt l¾p ghÐp æ, g©y nªn
hëu qu¶ xÊu : t¶i träng ®éng, dao ®éng vµ tiÕng ån.
43

44. §å ¸n tèt nghiÖp
- V× trôc m¸y phay CNC cã yªu cÇu lµm viÖc chÝnh x¸c, ®¶m b¶o c¸c
kÕt cÊu tren trôc v÷ng lµm viÖc chÝnh x¸c. Do ®ã chän cÊp chÝnh x¸c cña æ
l¨n lµ 5.
- Chän kÝch thíc æ l¨n : kÝch thíc cña æ l¨n ®îc x¸c ®Þnh bëi 2 chØ tiªu
: kh¶ n¨ng t¶i ®éng nh»m ®Ò phßng trãc rç c¸c bÒ mÆt lµm viÖc vµ kh¶ n¨ng
t¶i tÜnh nhµm ®Ò phßng biÕn d¹ng d.
* Chän æ theo kh¶ n¨ng t¶i ®éng:
Tacã :
Flxa = 52N
Fly = 15,6 N ⇒ FltA= 2
2
6
,
15
52 + = 54,23 N
T¶i träng t¹i gèi ®ì B :
FlxB = 779 N
FlyB = 233,7 N ⇒ FlTB = 2
2
7
,
233
779 + = 813,3 N.
- Lùc däc trôc Fa = 20000 N.
- §êng kÝnh ngâng trôc d = 25 mm.
Theo b¶ng P212 : theo GOST831-75 – TTTKHD§CKT1, ta chän æ
bi ®ì chÆn 2 d·y cì trung hÑp kÝ hiÖu 46305. Tra ®îc c¸ th«ng sè :
d = 25 mm D = 62 mm , b = 17 mm , r = 2 mm
r1 = 1 mm , C = 21,2 KN , Co = 14,9 KN.
*) X¸c ®Þnh t¶i träng ®éng quy íc :
T¶i träng ®éng quy íc ®îc tÝnh theo c«ng thøc 11.3 –
TTTKHD§CKT1, ®èi ví æ bi ®ì chÆn.
Q = (X.V.Fr + Y.Fa).kt.kt.
Trong ®ã :
- Fr vµ Fa – t¶i träng híng t©m vµ t¶i träng däc trôc, KN.
- V – HÖ sè kÓ ®Õn vßnh nµo quay, khi vßng trong quay V = 1.
- Kt – HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña nhiÖt ®é, v× nhiÖt ®é lµm viÖc
t0 ≤ 1000C ⇒ Kt = 1.
- Theo b¶ng 11.3 – TTTKHD§CKT1 ta tra ®îc Kd hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh
hëng c¶u t¶i träng .
Trän Kd = 1,2.
- HÖ sè X : HÖ sè t¶i träng híng t©m .
- HÖ sè Y : HÖ sè t¶i träng däc trôc.
44

45. §å ¸n tèt nghiÖp
- TÝnh tû sè : i.Fa/io = 2.200/14,4 = 26,85
Víi gãc tiÕp xóc α = 360.
Tû sè : i.Fa/V.Fr
V× æ ®ì B cã ph¶n lùc lín h¬n Fr = FltB = 831,3 N nªn kiÓm nghiÖm
cho gèi ®ì B.
i.Fa/V.Fr = 2.20000/1.831,3 > e.
Do ®ã theo b¶ng 11.4 – TTTKHD§CKT1 ta tra ®îc gi¸ trÞ :
X = 0,6.
Y = 1.07.
Q = (0,6.1.8,13 + 1,07.20000).1.1,2.
Q = 26,278 N.
Theo c«ng thøc 11.1 – TTTKHD§CKT1 kh¶ n¨ng t¶i ®éng
Cd = Q. m
L .
§èi víi æ bi ta cã : m = 3.
L: - Tuæi thä tÝnh b»ng triÖu vßng quay.
Gäi Lh lµ tuæi thä cña æ tÝnh b»ng giê th×:
Lh = 106.L/60.n.
Theo b¶ng 11.2 – TTTKHD§CKT1, ta chän Lh cña m¸y phay CNC
lµ:
Lh = 25.103 giê.
⇒ L = 6
3
10
1425
.
60
.
10
.
25
= 2137,5 h.
⇒ Cd = 26,278.3 6
10
.
5
,
2137 −
= 3,383 < C.
- KiÓm tra kh¶ n¨ng t¶i tÜnh cña æ :
§èi víi æ bi ®ì chÆn, kh¶ n¨ng t¶i tÜnh ®îc kiÓm tra theo c«ng thøc
11.19 - TTTKHD§CKT1.
Qt = Xo.Fr + Yo.Fa.
Trong ®ã:
X0 , Y0 lµ hÖ sè t¶i träng híng t©m vµ hÖ sè t¶i träng däc trôc.
Theo b¶ng 11.6 – TTTKHD§CKT1 tra ®îc:
X0 = 0,5
Y0 = 0,28.
⇒ Qt = 0,5.813,3 +20000.0,28 = 6006,65 N.
45

46. §å ¸n tèt nghiÖp
⇒ Qt = 6,006 KN < Co = 14,9 KN.
VËy kh¶ n¨ng t¶i tÜnh ®îc b¶o ®¶m.
*) B«i tr¬n vµ lãt kÝn æ l¨n:
B«i tr¬n bé phËn æ nh»m môc ®Ých gi¶m mÊt m¸t ma s¸t gi÷a c¸c chi
tiÕt l¨n, chèng mßn, t¹o ®iÒu kiÖn tho¸t nhiÖt tèt, b¶o vÖ bÒ mÆt cña chi tiÕt
kh«ng bÞ hµn gØ, gi¶m tiÕng ån.
Dùa vµo vËn tèc cña vßng æ quay vµ nhiÖt ®é lµm viÖc ta chän chÊt b«i
tr¬n cho æ l¨n lµ dÇu.
DÇu cã ®é æn ®Þnh tèt, cã thÓ dïng khi vËn tèc cao, nhiÖt ®é cao còng
nh thÊp, ®iÒu kiÖn tho¸t nhiÖt tèt. Khi thay dÇu kh«ng cÇn th¸o dêi bé phËn
m¸y.
T¶i träng cµng lín, ®é nhít cña dÇu cµng ph¶i t¨ng. MÆt kh¸c khi
nhiÖt ®é t¨ng nhanh th× ®é nhít cña dÇu còng gi¶m nhanh, do vËy ®èi víi
trôc lµm viÖc ë nhiÖt ®é thÊp nªn chän dÇu cã ®é nhít nhá .
Khi nhiÖt ®é lµm viÖc vît qu¸ 80o C th× nªn dïng dÇu cã ®é nhít lín.
ë nhiÖt ®é trung b×nh (30o C… 80o C) cã thÓ dïng dÇu cã ®é nhít lín.
DÇu ®Õn b«i tr¬n æ hoÆc díi d¹ng b¾n toÐ, s¬ng mï, hoÆc ®îc dÉn tõ
c¸c r·nh dÇu.
* Lãt kÝn bé phËn æ .
Lãt kÝn bé phËn æ cã t¸c dông b¶o vÖ æ khái bôi bÆm, chÊt bÈn phoi
kim lo¹i vµ c¸c t¹p chÊt kh¸c x©m nhëp vµo æ. Nh÷ng chÊt nµy lµm cho æ
chãng mßn vµ han gØ . Ngoµi ra lãt kÝn cßn ®Ò phßng dÇu bÞ ch¶y ra ngoµi.
Dùa vµo ®Æc ®iÓm cña æ l¨n ta chän lo¹i lãt kÝn cho æ: Vßng phít.
3.2 TÝnh to¸n thiÕt kÕ trôc dao.
3.2.1 TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé truyÒn vÝt me_ ®ai èc bi.
Bé truyÒn vÝt me bi cã c¸c u ®iÓm nh sau:
- CÊu t¹o ®¬n gi¶n, th¾ng lùc lín, thùc hiÖn ®îc dÞch chuyÓn chëm.
- KÝch thíc nhá chÞu lùc lín.
- Thùc hiÖn ®îc dÞch chuyÓn chÝnh x¸c cao.
Víi nh÷ng u ®iÓm ®ã bé truyÒn vÝt me bi rÊt phï hîp víi m¸y phay
CNC.
*TÝnh to¸n vÝt me bi khi chÞu t¶i träng däc trôc Fa = 50000 N, chiÒu
dµi lµm viÖc cña vÝt l = 400 mm, gèi tùa lµ æ bi chÆn.
ChØ tiªu chñ yÕu cña truyÒn ®éng vÝt me bi lµ ®é bÒn vµ æn ®Þnh.
- VÝt ®îc chÕ t¹o tõ thÐp Cr«m_ Vonfram_ Mangan (CrWMn) vµ
7CrMn2Mo t«i thÓ tÝch, tõ 20Cr3MoWV thÊm nit¬.
MÆt lµm viÖc cña c¬ cÊu vÝt me bi cÇn ®îc t«i ®Õn ®é r¾n 65 HRC.
46

47. §å ¸n tèt nghiÖp
+) Tr×nh tù thiÕt kÕ bé truyÒn vÝt me bi:
X¸c ®Þnh s¬ bé ®êng kÝnh trong d1 cña ren theo ®é bÒn kÐo.
Theo c«ng thøc (8_19)_ tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ tËp
1(TTTKHD§CKT1). Ta cã:
d1 ≥
[ ]
k
a
F
σ
.
.
3
,
1
.
4
Π
.
Trong ®ã:
Fa: Lùc däc trôc, N.
[σk]: = [σn] = σch/3 = 600/3 Mpa.
σch : Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖuvÝt.
Do ®ã ta cã:
d1 ≥ mm
,34
0
2
200
.
14
,
3
50000
.
3
,
1
.
4
= .
Chän d1 = 100mm.
47

48. c
1
rl
c
1
rl
d1
D1
Dtb
D
d
Fa
c
§å ¸n tèt nghiÖp
S¬ ®å ®Ó c¸c ®Þnh khe hë híng t©m.
S¬ ®å ®Ó x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng t¶i.
* Chän c¸c th«ng sè:
- §êng kÝnh bi:
48
∆/2
∆/2
Dtb
D1
d1
rl
rl
db
c
1
c
1
Tải bản FULL (101 trang): https://bit.ly/3xm8yWd
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

49. §å ¸n tèt nghiÖp
db = (0,08…..0,15)d1 . Thêng chän ®êng kÝnh bi db = 8….10 mm.
Chän db = 10 mm.
- Bíc vÝt:
p = db + (1…5)mm.
p = 10+2 = 12 mm.
- B¸n kÝnh r·nh l¨n:
rl = (0,51…0,53). p
rl = 0,53.12 = 6,24 mm.
- Kho¶ng c¸ch tõ t©m r·nh l¨n cho ®Õn t©m bi:
c = (rl – db/2).Cosβ.
Trong ®ã :
β: lµ gãc tiÕp xóc, chän khe hë híng t©m sao cho gãc β = 45o nh thÕ
®é cøng däc vµ kh¶ n¨ng t¶i cña vÝt t¨ng lªn.
⇒ c = (6,24 – 5).cos45o = 0,96 mm.
- §êng kÝnh vßng trßn qua c¸c t©m bi:
Dtb = d1+ 2(r1 - c).
⇒ Dtb = 100 – 2.(6,24- 0,96) = 110,8 mm.
- §êng kÝnh trong cña ®ai èc:
D1 = Dtb + 2(rl – c) .
⇒ D1 = 110,8 + 2.(6,24 – 0,96) = 121,6 mm.
- ChiÒu s©u cña pr«fin ren.
h1 = (0,3…0,35)db.
⇒ h1 = 0,35. 10 = 3,5 mm.
- §êng kÝnh ngoµi cña vÝt vµ ®ai èc:
d = d1 + 2.h1 .
⇒d = 100 + 2. 3,5 = 107 mm.
D = D1 – 2. h1
⇒D = 121,6 – 7 = 114,6 mm.
49
Tải bản FULL (101 trang): https://bit.ly/3xm8yWd
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

50. §å ¸n tèt nghiÖp
- Gãc vÝt:
γ = arctg (p/∏Dtb).
⇒ γ = arctg (12/3,14110,8) = 1,98.
-Sè ren lµm viÖc theo chiÒu cao ®ai èc kh«ng nªn qu¸ (2 – 2,5)vßng,
nÕu kh«ng sÏ lµm t¨ng sù ph©n bè kh«ng ®Òu t¶i träng cho c¸c vßng ren. Sè
bi trªn c¸c vßng ren lµm viÖc.
Zb = ∏.Dtb.k/db – 1
Trong ®ã:
K: lµ sè vßng ren lÊy k= 2.
⇒ Zb= 3,14.108,76.
8
2
- 1 = 84 bi.
V× sè bi Zb =84>65 nªn gi¶m bít b»ng c¸ch t¨ng cêng ®êng kÝnh bi db
= 10 ⇒ Zb = 3,14.108,76.
8
2
= 64 bi.
Sè bi tham gia truyÒn lùc phô thuéc vµo kÕt cÊu vah chiÒu dµi cña r·nh
håi bi. Khe hë tæng céng cña c¸c viªn bi nªn lÊy (0,7..1,2)db = 10mm.
- X¸c ®Þnh khe hoÎ híng t©m :
∆ = D1 – (2db + d1)
= 121,6 – (2.10 + 100) = 1,6 mm.
Trong trêng hîp kh«ng quy ®Þnh khe hë híng t©m trong ®iÒu kiÖn kü
thuËt th× chän ∆ = 0,03 – 0,12.
- Khe hë t¬ng ®èi : χ = ∆/d1 =
100
6
,
1
= 0,016 .
- Gãc ma s¸t l¨n thay thÕ :
ϕ1 = arctg (2ft/d1sinβ).
Trong ®ã :
ft = 0,004 – 0,066 hÖ sè ma s¸t l¨n thay thÕ.
Do ®ã : ϕ1 = arctg(2.0,005/100sin45o) = 8,1.10-3.
- hiÖu suÊt khi biÕn chuyÓn ®éng thµnh tÞnh tiÕn .
50
3499297