Luận Văn Thiết kế khuôn chế tạo bánh răng Cycloidăn khớp trong ứng dụng công nghệ gia công tia lửa điện

Mở đầu

Lý do chọn đề tài
Sự phát triển của công nghiệp đặt ra nhu cầu phải tải năng lượng trên những quãng đường lớn, từ nguồn sản xuất lớn đến nơi tiêu thụ. Tùy theo công suất và khoảng cách vận chuyển người ta có thể áp dụng các loại truyền động khác nhau. Bao gồm ba loại truyền động: truyền động cơ khí, truyền động thủy lực và truyền động điện. Nhưng truyền động thủy lực vượt trội hơn hẳn với các ưu điểm: công suất lớn, truyền động êm, phòng được tình trạng quá tải, độ nhạy và độ chính xác cao, truyền động vô cấp và cho phép đảo chiều chuyển động. Kích thước nhỏ gọn, công suất lớn đã tạo ra ưu thế tuyệt vời và hệ thống truyền động thủy lực đã trở nên rất thịnh hành trong những năm gần đây. Đặc biệt được ứng dụng phổ biến trong các nghành mũi nhọn như: công nghiệp chế tạo máy bay và các thiết bị bay, trong các dây chuyền sản xuất tự động và các hệ thống sản xuất linh hoạt, trong các máy nâng hạ, cần cẩu, máy xây dựng
Tuy nhiên để đạt được những ưu điểm đó thì Bơm thủy lực thể tích lại có yêu cầu rất cao về công nghệ chế tạo và độ chính xác. Vì vậy mà truyền động thủy lực tuy có nhiều ưu điểm nhưng vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự ra đời và ứng dụng máy tính, vớicác chương trình CAD - trợ giúp trong việc thiết kê, các chương trình CAM - trợ giúp trong chế tạo và các loại máy gia công CNC đời mới đã giúp đáp ứng được yêu cầu gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao như các chi tiết trong hệ thống thủy lực. Chính những tiến bộ đó đã thức đẩy và phát huy những thế mạnh của ngành gia công chế tạo khuôn mẫu thêm phát triển. Ngày nay với xu thế phát triển toàn cầu hóa, một dạng sản phẩm được cung cấp và sử dụng trên phạm vi toàn thế giới. Chính vì thế mà số lượng sản phẩm trong mỗi loại sản phẩm là rất lớn. Các sản phẩm khuôn mẫu cũng chính vì thế mà được ứng dụng ngày càng nhiều.
Trước tình hình ứng dụng các hệ thống thủy lực còn hạn chế và khả năng to lớn của các phương pháp công nghệ hiện đại, tôi nhận thấy việc ứng dụng các công nghệ mới vào thiết kế, chế tạo các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao là hoàn toàn khả thi và sẽ góp phần thúc đẩy những ứng dụng mới trong ngành công nghiệp còn đang trong giai đoạn hình thành và phát triển ở Việt Nam. Vì vậy tôi đã chọn đề tài:“Thiết kế khuôn chế tạo bánh răng Cycloidăn khớp trong ứng dụng công nghệ gia công tia lửa điện”
Mục đích nghiên cứu
Áp dụng bơm bánh răng trong truyền động thủy lực.
Khảo sát và vẽ đương cong cycloid.
Thiết kế bánh răng Cycloid.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tia lửa điện trong chế tạo khuôn.
Với thời gian nghiên cứu có hạn, hơn nữa nội dung đề tài bao gồm nhiều kiến thức còn mới mẻ nên đồ án này khó tránh khỏi còn nhiều thiếu xót. Vì vậy em rất mong nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý của các thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Tạ Duy Liêm đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em trong suốt quá trình em thực hiện nhiệm vụ của mình. Em cũng xin gửi lời cám ơn tới các thầy, cô giáo trong khoa đã cho em những ý kiến quý báu.




MỤC LỤC

Mở đầu 1
Chương 1: Tổng quan về Bơm Thủy lực 3
1. Bơm thủy lực thể tích Piston: 4
1.1. Bơm Piston đơn: 4
1.2. Bơm Piston dãy phẳng: 5
1.3. Bơm Piston hướng kính: 6
1.4. Bơm Piston hướng trục 7
2. Bơm thủy lực thể tích Roto 8
2.1. Bơm cánh gạt: 9
2.2.Bơm thủy lực thể tích bánh răng: 10
Chương 2: Bánh răng Cycloid ăn khớp trong 12
1.Khái niệm 12
2.Công dụng 12
3. Phân loại: 13
3. Các dạng ăn khớp 14
3.1. Ăn khớp dạng thân khai 14
3.2. Bánh răng ăn khớp Novikov 17
3.3. Bánh răng ăn khớp Cycloid 18
4. Bộ truyền ăn khớp chốt 20
Chương 3: Bánh răng Cycloid và phương pháp chế tạo 21
1. Khảo sát đường cong Cycloid 21
1.1. Phương trình Cycloid 21
1.2. Đường Epicycloid 22
1.3. Đường hypocycloid 23
2. Thiết kế bánh răng Cycloid 24
2.1. Vẽ các đường cong thuộc họ Cycloid 24
2.1.1. Vẽ đường cong Epicycloid 24
2.1.2. Vẽ đường cong Hypocycloid 26
2.2. Thiết kế bánh răng Cycloid 27
2.2.1. Thông số của bộ truyền 28
2.2.2. Chế tạo bánh răng chủ động: 30
3. Các phương pháp tạo hình đường cong Cycloid 32
3.1. Phương pháp phay định hình 32
3.2. Phương pháp bao hình 33
3.3. Phương pháp dập thể tích 36
Chương 4: Ứng Dụng công nghệ gia công tia lửa điện để gia công khuôn 38
1. Tổng quan về phương pháp tia lửa điện 38
1.1. Giới thiệu chung: 38
1.2. Nguyên lý và bản chất của quá trình phóng điện 39
1.2.1. Nguyên lý của quá trình phóng điện 39
1.2.2. Bản chất của quá trình phóng điện 40
1.2.3. Cơ cấu tách vật liệu 43
1. 3. Các quá trình trong khi gia công tia lửa điện 44
1.3.1. Quá trình đánh lửa qua khe hở 44
1.3.2. Quá trình phát sinh năng lượng trên điện cực 44
1.3.3. Quá trình thủy khí động học trong khe hở 45
1.4. Lượng hớt vật liệu và chất lượng bề mặt khi gia công tia lửa điện 45
1.4.1. Phương pháp gia công xung định hình 47
1.4.2. Phương pháp gia công cắt dây tia lửa điện 49
1.4.3. Các phương pháp khác 50
2. Các đặc điểm của quá trình gia công tia lửa điện 51
2.1. Các thông số công nghệ cơ bản. 51
2.2. Điện môi 54
2.2.1. Nhiệm vụ cách điện: 55
2.2.2. Nhiệm vụ ion hóa: 55
2.2.3. Nhiệm vụ làm nguội: 55
2.2.4. Nhiệm vụ vận chuyển phoi: 56

2.3. Điện cực 57
2.3.1. Yêu cầu của vật liệu điện cực 57
2.3.2. Các loại vật liệu chế tạo điện cực 58
2.3.4. Quá trình cơ nhiệt trên các bề mặt điện cực 60
2.3.5. Sự ăn mòn điện cực 60
3. Ứng dụng CNC trong gia công tia lửa điện 61
3.1. Các bộ phận cơ bản của máy xung định hình CNC 62
3.2. Hệ điều khiển số CNC 63
3.3. Điều chỉnh vị trí của bàn máy 65
4. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của máy công cụ CNC 68
4.1. Cấu trúc của máy công cụ CNC 68
4.1.1. Hệ điều khiển số CNC 68
4.1.2. Cơ cấu phát động: 69
4.1.3. Hệ thống đo 70
4.1.4. Cơ cấu truyền dẫn 72
4.2. Nguyên tắc thiết lập ngôn ngữ điều khiển và nguyên lý hoạt động của máy CNC 74
4.2.1 Nguyên tắc cơ bản của quá trình thiết lập ngôn ngữ điều khiển số máy công cụ CNC 74
4.2.1.1 Nguyên tắc thiết lập các hệ thống dữ liệu 74
4.2.1.2. Nguyên tắc dùng tín hiệu để biểu thị thông tin 76
4.2.1.3. Nguyên tắc mã hóa các kí tự thông dụng 76
4.2.2. Các quá trình thiết lập ngôn ngữ điều khiển số 77
4.3. Nguyên lý hoạt động của máy công cụ CNC: 79
Kết Luận 84