Đồ Án Thiết kế hệ thống dẫn hướng cho gia công dưới sự di chuyển của 3 trục chính cho máy CNC

Lời mở đầu

Trong giai đoạn phát triển đi lên theo hướng hiện đại hóa, công nghiệp hóa sản xuất của đất nước ta hiện nay, thì việc sử dụng các loại máy móc hiện đại thay thế sức lao động của con người là xu hướng tất yếu để tăng năng xuất lao động, tạo được nhiều sản phẩm chất lượng cao phục vụ cuộc sống, giải phóng sức lao động con người.

Trong công nghiệp để tạo ra các sản phẩm có chất lượng tốt, độ bền cao, mẫu mã đẹp và đảm bảo tiêu chuẩn, phục vụ nhu cầu cuộc sống, phát triển kinh tế thì cần phải có hệ thống sản xuất tự động bao gồm nhiều loại máy móc công nghiệp hiện đại khác nhau.

Máy CNC (computer numerical controlled) là những công cụ gia công kim loại tinh tế có thể tạo ra những chi tiết phức tạp theo yêu cầu của công nghệ hiện đại. Phát triển nhanh chóng với những tiến bộ trong máy tính, ta có thể bắt gặp CNC dưới dạng máy tiện, máy phay, máy cắt laze, máy cắt tia nước có hạt mài, máy đột rập và nhiều công cụ công nghiệp khác. Thuật ngữ CNC liên quan đến một nhóm máy móc lớn sử dụng logic máy tính để điều khiển các chuyển động và thực hiện quá trình gia công kim loại. Bài viết này sẽ thảo luận hai loại máy phổ biến nhất trên thị trường hiện nay là máy tiện và máy phay.

Sự tiến bộ trong máy tính và trí thông minh nhân tạo sẽ làm cho những chiếc máy CNC tương lai nhanh hơn và dễ vận hành hơn. Tất nhiên, giá của những chiếc máy như vậy chắc chắn sẽ không rẻ và có thể vượt quá tầm với của nhiều công ty. Tuy nhiên, nó sẽ đưa giá của những máy CNC cơ bản thực hiện những chuyển động 3 trục ban đầu xuống một mức độ nhất định.

Các loại máy CNC sẽ có một tương lai bùng nổ mạnh mẽ. Một ý tưởng đang được phát triển là một chiếc máy có trục chính được treo lên bởi sáu thanh giằng vít me bi lồng vào nhau. Chuyển động của trục chính được điều khiển bởi một máy tính phức tạp có khả năng thực hiện hàng triệu phép tính để đảm bảo đường mức chi tiết chính xác
Đồ án này trình bày về quá trình tính toán thiết kế hệ thống dẫn hướng cho gia công dưới sự di chuyển của 3 trục chính.
Nhiệm vụ chính:
Tính chọn : Vít me bi , ổ đỡ , động cơ , ray dẫn hướng.

MỤC LỤC

I. Lời nói đầu 2
II. Tính toán và kiểm nghiệm 15
CHƯƠNG I: Tính chọn thiết bị dẫn động hệ bàn máy CNC 15
1.1. Các thông số đầu vào 15
1.2. Bước vít-me 16
1.3. Tìm lực cắt chính của máy Fm 16
1.4. Tính toán lựa chọn trục vít, ổ bi đỡ cho trục 16
1.4.1. Điều kiện làm việc và các thông số sẽ được tính chọn 16
1.4.2. Chọn trục vít, ổ bi 17
1.4.2.1. Tính toán lực dọc trục 17
1.4.2.3. Tính toán tải trọng động Ca 19
1.4.2.3. Chọn kiểu bi 22
1.4.2.4. Chọn bán kính trục vít 22
1.4.2.5. Chọn series 22
1.4.2.6. Chiều dài trục vít-me 23
1.4.2.7. Kiểm tra sơ bộ 23
1.4.3. Chọn độ chính xác dài 24
1.4.4. Độ dịch do thay đổi nhiệt độ (mức điều chỉnh 3oC) 24
1.4.5. Chọn động cơ 25
1.4.5.1. Momen quan tính khối 25
1.4.5.2. Momen phát động 26
1.4.5.3. Chọn động cơ 26
1.4.5.4. Kiểm tra thời gian cần thiết để đạt được vận tốc cực đại 28
1.4.5.5. Tính toán ứng suất tác dụng lên trục vít 29
1.4.6. Tính tải trọng tới hạn của trục vít 30
1.4.7. Tính chọn ổ bi đỡ 30
Chương II Tính chọn ray dẫn hướng 33
1. Tính chọn ray cho bàn Z 33
1.1. Các điều kiện đầu 33
1.2. Tính toán các lực riêng rẽ 35
1.3. Tính toán tải tương đương 37
1.4. Kiểm tra hệ số an toàn tĩnh 37
1.5. Tính toán tải trung bình Pm 38
1.6. Tính tuổi thọ danh nghĩa 38
2. Tính chọn ray cho bàn Y 38
2.1. Các điều kiện đầu 38
2.2. Tính toán các lực riêng rẽ 40
2.3. Tính toán tải tương đương 42
2.4. Kiểm tra hệ số an toàn tĩnh 43
2.5. Tính toán tải trung bình Pm 43
2.6. Tính tuổi thọ danh nghĩa 43