LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI PHẲNG
Máy mài phẳng là một phần không thể thiếu trong gia công cơ khí chính xác. Với đề tài được lựa chọn, nhóm tập trung thiết kế và chế tạo một loại máy mài phẳng ba trục X, Y, Z được lập trình chạy theo từng bước và điều khiển hoàn toàn bằng điện. Điều này giúp tăng năng suất làm việc, cải thiện thời gian vận hành máy khi gia công mài phẳng và nâng cao chất lượng sản phẩm mài.
Các yêu cầu được đặt ra từ phía doanh nghiệp là máy ứng dụng vào việc chuyên mài phẳng, ưu tiên sử dụng cơ cấu cụm ba trục truyền động X, Y, Z đạt độ chính xác và đáp ứng được độ bóng bề mặt sản phẩm sau khi mài.
Từ yêu cầu trên, nhóm đã lựa chọn và thực hiện đề tải “Thiết kế và chế tạo máy mài phẳng” theo trình tự công việc như sau:
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và nguyên lý hoạt động của công nghệ mài phẳng.
Tính toán, thiết kế và chế tạo kết cấu thân máy mài phẳng theo các chỉ tiêu về khả năng làm việc: độ bền, độ cứng vững,... để đảm bảo độ tin cậy nhằm tạo ra một kết cấu thân máy phù hợp.
Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống truyền động phù hợp cho máy mài phẳng. Thiết kế và mô phỏng mô hình máy trên các phần mềm 3D.
Chế tạo một mô hình máy mài phẳng hoàn thiện để có thể tiến hành chạy thử, kiểm nghiệm để từ đó đưa ra phương hướng phát triển đề tài.
Sau khi thực hiện đề tài, nhóm đã tích lũy được một số kinh nghiệm thực tế cho bản thân trong việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo. Điều này giúp cho từng thành viên trong nhóm củng cố được kiến thức có thêm một vài kinh nghiệm để định hướng phát triển nghề cho bản thân.
v
ABSTRACT
DESIGN AND MANUFACTURE OF SURFACE GRINDING MACHINE
A surface grinding machine is an indispensable part of precision mechanical processing. With the chosen topic, the team focused on designing and manufacturing a three-axis surface grinding machine (X, Y, Z) programmed to operate in steps and fully controlled electronically. This helps to increase work productivity, improve machine operation time during surface grinding, and enhance the quality of the ground products.
The requirements set forth by the enterprise were for the machine to be applied in specialized surface grinding, with a priority on using a three-axis (X, Y, Z) drive mechanism that achieves high precision and meets the surface finish standards after grinding.
Based on these requirements, the team selected and executed the project "Design and Manufacture of a Surface Grinding Machine" according to the following work sequence:
Researching the theoretical basis and operating principles of surface grinding technology.
Calculating, designing, and manufacturing the structure of the surface grinding machine frame according to performance criteria: durability, rigidity, etc., to ensure reliability and create a suitable machine frame structure.
Calculating, designing, and manufacturing an appropriate drive system for the surface grinding machine. Designing and simulating the machine model using 3D software.
Manufacturing a complete model of the surface grinding machine to conduct trial runs and tests, from which development directions for the project can be proposed.
After completing the project, the team has accumulated some practical experience in research, design, and manufacturing. This has helped each team member solidify their knowledge and gain some experience to guide their future career development.
vi
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.........................................................................................i LỜI CAM KẾT.......................................................................................................................iv LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... v TÓM TẮT ĐỒ ÁN .................................................................................................................. v ABSTRACT............................................................................................................................vi MỤC LỤC .............................................................................................................................vii DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................... ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ............................................................................................xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................................xiv CHƯƠNG1: GIỚITHIỆU.....................................................................................................1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................... 1 1.2 Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................................. 1 1.2.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................................ 1 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................................. 1 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ......................................................................................... 2 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .................................................................... 2 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu...................................................................................................... 2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu......................................................................................................... 2 1.5 Phương pháp nghiên cứu................................................................................................... 3 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận ................................................................................................. 3 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể ............................................................................... 3 1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp ............................................................................................. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ........................................................... 5 2.1 Tổng quan về phương pháp mài ........................................................................................ 5 2.1.1 Khái quát về phương pháp mài phẳng ............................................................................ 5 2.2 Quá trình cắt gọt khi mài ................................................................................................... 6 2.2.1 Sơ đồ mài phẳng ............................................................................................................. 6 2.3 Phân loại đá mài................................................................................................................. 8 2.3.1 Phân loại theo vật liệu làm đá mài .................................................................................. 8 2.3.2 Phân loại theo hình dạng................................................................................................. 8 2.3.3 Phân loại theo kích thước hạt mài................................................................................... 8 2.3.4 Phân loại theo mục đích sử dụng .................................................................................... 9 2.4 Cấu tạo của máy mài phẳng ............................................................................................... 9
vii
2.4.1 Bàn máy (Table).............................................................................................................. 9
2.4.2 Đầu mài (đá mài) (Grinding Head) ............................................................................... 10
2.4.3 Động cơ (Motor) ........................................................................................................... 11
2.4.4 Hệ thống làm nguội (Cooling System) ......................................................................... 12
2.4.5 Hệ thống điều khiển (Control System) ......................................................................... 13
2.5 Nguyên lý hoạt động của máy mài phẳng [14] ................................................................ 14
2.6 Yêu cầu vật liệu trước và sau khi gia công mài phẳng .................................................... 15
2.7 Yêu cầu sơ bộ trước khi chế tạo máy mài phẳng ............................................................. 15
2.7.1 Rung động của máy ...................................................................................................... 15
2.7.2 Giải nhiệt động cơ dẫn động trục đá mài ...................................................................... 15
2.7.3 Yêu cầu độ chính xác di chuyển của cụm ba trục......................................................... 15
2.8 Các loại máy mài phẳng có trên thị trường hiện nay [16] ............................................... 15
2.8.1 Máy mài phẳng 1,2,3 trục ............................................................................................. 16
2.8.2 Máy mài phẳng bán tự động ......................................................................................... 17
2.8.3 Máy mài phẳng tự động ................................................................................................ 18
2.8.4 Máy mài phẳng CNC .................................................................................................... 18
2.9 Nghiên cứu trong và ngoài nước...................................................................................... 19
2.9.1 Các nghiên cứu trong nước ........................................................................................... 19
2.9.2 Các nghiên cứu ngoài nước .......................................................................................... 21
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................................... 25
3.1 Đặc điểm lý thuyết cơ bản của quá trình mài ................................................................. 25
3.2 Cơ sở tính toán công suất mài.......................................................................................... 25
3.3 Cơ sở tính toán lực cắt khi mài ........................................................................................ 26
3.4 Cơ sở nguyên lý các loại cơ cấu truyền động, dẫn hướng trong cụm 3 trục của máy mài phẳng ...................................................................................................................................... 26
3.4.1 Vít me đai ốc thường .................................................................................................... 26 3.4.2 Vít me đai ốc bi............................................................................................................. 27 3.4.3 Bộ truyền thanh răng bánh răng.................................................................................... 28 3.4.4 Ray trượt dẫn hướng ..................................................................................................... 28 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ............................................................................... 30 4.1 Giới thiệu về nguồn gốc chọn đề tài ................................................................................ 30 4.1.1 Giới thiệu về doanh nghiệp ........................................................................................... 30 4.1.2 Giới thiệu về nguyên lý điều khiển hoạt động .............................................................. 31 4.1.3 Yêu cầu của đề tài ......................................................................................................... 31 4.2 Cấu trúc máy ................................................................................................................... 31
viii
4.3 Lựa chọn phương án thiết kế ........................................................................................... 32 4.3.1 Phương án thiết kế liên quan đến khung và kết cấu máy mài phẳng............................ 32 4.4 Lựa chọn phương án và kết cấu máy ............................................................................... 35 4.4.1 Phương án lựa chọn các cơ cấu truyền động cho cụm 3 trục của máy mài phẳng ....... 36 4.4.2 Phương án lựa chọn cơ cấu dẫn hướng cho cơ cấu truyền động 3 trục ........................ 38 4.5 Phương án lựa chọn động cơ điện dẫn động cho các cơ cấu truyền động 3 trục............. 40 4.6 Tiến thành thiết kế khung máy theo phương án đã chọn ................................................. 41 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ.................................................................................43 5.1 Lựa chọn các thành phần chi tiết máy ............................................................................. 43 5.2 Lựa chọn động cơ điện dẫn động cho các trục X, Y, Z.................................................... 43 5.3 Tính toán thiết kế bộ truyền thanh răng bánh răng trục X ............................................... 45 5.4 Tính toán thiết kế trục Z................................................................................................... 50 5.5 Tính toán thiết kế trục Y .................................................................................................. 55 5.6 Chọn gối đỡ cho trục vít me ............................................................................................ 59 5.7 Chọn thanh trượt .............................................................................................................. 60 5.8 Chọn khớp nối.................................................................................................................. 62 5.9 Tính toán chọn động cơ điện truyền động cho trục chính ............................................... 62 5.10 Tính toán thiết kế trục đá mài ........................................................................................ 64 5.11 Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng ............................................................................. 71 CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM ............................................................................. 78 6.1 Chế tạo các bộ phận của máy........................................................................................... 78 6.1.1 Chế tạo khung máy ....................................................................................................... 79 6.1.2 Lắp đặt định vị cho các trục .......................................................................................... 80 6.1.3 Lắp đặt cụm trục Y........................................................................................................ 81 6.1.4 Lắp đặt cụm trục X ....................................................................................................... 82 6.1.5 Lắp đặt cụm trục Z ........................................................................................................ 83 6.1.6 Lắp đặt cụm đá mài....................................................................................................... 84 6.1.7 Lắp đặt thêm bộ phận trợ lực nâng cụm đá mài ........................................................... 86 6.1.8 Sơn khung máy và chi tiết của các cụm trục ................................................................ 87 6.1.9 Đi dây và lắp đặt tủ điện ............................................................................................... 88 6.1.10 Lắp ráp và hoàn thiện máy mài phẳng ........................................................................ 92 6.2 Các bước vận hành máy mài phẳng ................................................................................. 93 6.3 Hướng dẫn chọn đá mài phù hợp ..................................................................................... 93 6.3.1 Cấu tạo và ký hiệu của các loại đá mài ......................................................................... 93
ix
6.3.2 Chọn đá mài ................................................................................................................ 103 6.4 Phần bài tập....................................................................................................................104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO: .................................................................................................. 110 GIẤY XÁC NHẬN CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ ........................................................ 110
x
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của máy mài GD-618-D .......................................................22 Bảng 4.1 Phân tích lựa chọn cơ cấu truyền động cho cụm 3 trục máy mài phẳng [12] .....36 Bảng 4.2 Phân tích lựa chọn dẫn hướng cho các cơ cấu truyền động của 3 trục ...............38 Bảng 4.3 Phân tích lựa chọn động cơ cho các cơ cấu truyền động của 3 trục....................40 Bảng 4.4 Thông số khung máy ...........................................................................................41 Bảng 5.1 Thông số động cơ điện AM23SS2DGB ............................................................44 Bảng 5.2 Bảng vật liệu của thanh răng bánh răng trục X [2] .............................................45 Bảng 5.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc 0 và giới hạn mỏi uốn 0 [2]...............................45 Bảng 5.4 Hệ số phụ thuộc vào vị trí răng và độ rắn bề mặt [2] ..................................48 Bảng 5.5 Hệ số KHβ, KFβ [2] ...............................................................................................48 Bảng 5.6 Hệ số tải trọng động đối với bánh răng trụ răng thẳng [2] .................................50 Bảng 5.7 Thông số tính toán lực dọc trục trung bình (trục Z) ............................................52 Bảng 5.8 Hệ số an toàn tĩnh [10] ........................................................................................53 Bảng 5.9 Hệ số tải fw [10] ..................................................................................................53 Bảng 5.10 Chọn Model trục Z theo Catalog hãng THK [9] ...............................................54 Bảng 5.11 Thông số tính toán lực dọc trục trung bình (trục Y)..........................................55 Bảng 5.12 Chọn Model trục Y theo Catalog hãng THK [9] ...............................................58 Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật gối đỡ BK10 [9]...................................................................59 Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật gối đỡ BF10 [9] ..................................................................59 Bảng 5.15 Tra cứu catalouge hãng NSK [8] ......................................................................61 Bảng 5.16 Thông số của khớp nối mềm [9] .......................................................................62 Bảng 5.17 Trị số của hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt Kx [3] ........................68 Bảng 5.18 Trị số và /và / đối với bề mặt trục lắp có độ dôi [3] .........................68 Bảng 5.19 Trị số và đối với trục có rãnh then, trục then hoa và trục cắt ren [3].....69 Bảng 5.20 Trị số của hệ số kích thước và [3] ............................................................69 Bảng 5.21 Các thôn số bộ truyền đai răng hình thang [4] ..................................................72 Bảng 5.22 Chiều rộng đai răng b [3] .................................................................................73 Bảng 5.23 Số răng của bánh đai nhỏ Z1 [3] .......................................................................73 Bảng 5.24 Các thông số của đai răng [3] ...........................................................................74 Bảng 5.25 Chiều dài đai răng lđ [3].....................................................................................74
ix
Bảng 5.26 Hệ số q [4] .........................................................................................................76 Bảng 5.27 Hệ số Cr khi làm việc một ca [4] ......................................................................76 Bảng 5.28 Hệ số xét ảnh hưởng đến chiều rộng dây đai [4] ..............................................76 Bảng 5.29 Ký hiệu bước đai theo tiêu chuẩn ISO 5295-I [4] .............................................77 Bảng 6.1 Các thiết bị điện cần dùng ...................................................................................88 Bảng 6.2 Độ hạt của đá mài [6] ....................................................................................... 100 Bảng 6.3 Độ cứng của đá mài [6] .................................................................................... 101 Bảng 6.4 Ký hiệu độ cứng đá mài [6].............................................................................. 102 Bảng 6.5 Ký hiệu hạt mài [6]........................................................................................... 102 Bảng 6.6 Ký hiệu chất kết dính [6] .................................................................................. 102 Bảng 6.7 Thông số đá mài tương ứng với vật liệu được mài [6]..................................... 103 Bảng 6.8 Chế độ cắt đối với các kiểu mài, mài sắc, mài cà [5]....................................... 105 Bảng 6.9 Kết quả sau khi mài (bài tập 1)......................................................................... 107 Bảng 6.10 Kết quả sau khi mài (bài tập 2)........................................................................110 Bảng 6.11 Kết quả sau khi mài (bài tập 3)........................................................................113 Bảng 6.12 Kết quả đo độ nhám bề mặt.............................................................................115 Bảng 6.13 Số lượng vết bột màu trên bề mặt kiểm tra .....................................................116 Bảng 6.14 Kết quả đo độ phẳng bề mặt ..........................................................................118
x
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 2.1 Mài phẳng bằng mặt đầu đá [1] ............................................................................5
Hình 2.2 Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục ngang có bàn máy di chuyển qua lại [1] ...........6
Hình 2.3 Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục ngang có bàn máy quay [1]...............................6
Hình 2.4 Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục đứng có bàn máy quay [1] ...............................7
Hình 2.5 Sơ đồ mài phẳng - Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục đứng có bàn máy di chuyển qua lại [1] ..............................................................................................................................9
Hình 2.6 Bàn từ cho máy mài phẳng [13].............................................................................9 Hình 2.7 Các loại đầu mài thông dụng trên thị trường hiện
➢ Kết luận:
Sau khi nghiên cứu về máy mài phẳng 3 trục có trục chính nằm ngang và bàn máy tịnh
tiến, nhóm quyết định thiết kế kết cấu của từng cụm truyền động 3 trục của máy như sau:
• Sửdụngcơcấuvítme–đaiốcbiđểtruyềnđộngchocụmtruyềnđộngtrụcZvàYvì yêu cầu độ chính xác về chiều sâu lớp cắt và độ bóng bề mặt của máy mài phẳng nên bắt buộc phải chọn cơ cấu truyền động có độ chính xác cao nhất.
• Sử dụng cơ cấu thanh răng bánh răng thẳng cho cụm truyền động trục X vì trong quá trình mài phẳng, đầu mài (đá mài) chỉ cần di chuyển cắt hết chiều rộng cơ sở của chi tiết nhưng vẫn cần độ chính xác nhất định, nên việc chọn bộ truyền này sẽ đảm bảo phù hợp cả về hiệu năng làm việc và chi phí sản xuất máy.
4.4.2 Phương án lựa chọn cơ cấu dẫn hướng cho cơ cấu truyền động 3 trục
Cơ cấu dẫn hướng cho ba cụm trục truyền động có hai loại phổ biến được ứng dụng vào hầu hết các loại máy cần dẫn hướng là thanh trượt vuông và thanh trượt tròn. Việc chọn lựa thanh trượt dẫn hướng phù hợp với máy mài phẳng tùy thuộc vào đặc điểm của máy như độ chính xác, ổn định. Quan trọng hơn là tuổi thọ làm việc, khả năng chịu tải ứng với điều kiện làm việc của máy.
Bảng 4.2 Phân tích lựa chọn dẫn hướng cho các cơ cấu truyền động của 3 trục
Phương án
Ưu điểm
Nhược điểm
01.Cơ cấu dẫn hướng thanh trượt vuông
- Con trượt vuông gồm 4 rãnh bi với cơ cấu chuyên dụng.
- Thanh trượt vuông được thiết kế với 4 rãnh bi hướng tâm 45° tui luyện lên độ cứng 58 - 62 HRC giúp con trượt chuyển động ôm sát, chịu lực theo nhiều phương giúp tăng độ bền và tải trọng lớn.
- Độ chính xác và độ bền cao.
- Giá thành cao hơn trượt tròn.
- Đòi hỏi phải lắp đặt trên mặt phẳng.
38
- Chuyển động mượt mà, êm ái.
- Lắp đặt dễ dàng, chỉ cần lắp đặt trên mặt phẳng và 2 thanh trượt song song.
- Con trượt ôm sát thanh trượt nên không có độ rơ, lắc ngang.
02.Cơ cấu dẫn hướng thanh trượt tròn
- Cơ cấu thiết kế con trượt tròn không chuyên cho mục đích chịu tải trọng cao.
- Giá thành rẻ hơn thanh trượt vuông.
- Con trượt có khả năng lắc ngang giúp hỗ trợ phù hợp với các cơ cấu lắp đặt có bề mặt không phẳng tuyệt đối.
- Thanh trượt tròn trơn được lắp đặt trên 2 gối đỡ 2 đầu dẫn đến tình trạng cong võng khi sử dụng quá dài hay phải tăng đường kính thanh trượt để phù hợp.
- Độ chính xác và độ bền kém hơn trượt vuông.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI PHẲNG
Máy mài phẳng là một phần không thể thiếu trong gia công cơ khí chính xác. Với đề tài được lựa chọn, nhóm tập trung thiết kế và chế tạo một loại máy mài phẳng ba trục X, Y, Z được lập trình chạy theo từng bước và điều khiển hoàn toàn bằng điện. Điều này giúp tăng năng suất làm việc, cải thiện thời gian vận hành máy khi gia công mài phẳng và nâng cao chất lượng sản phẩm mài.
Các yêu cầu được đặt ra từ phía doanh nghiệp là máy ứng dụng vào việc chuyên mài phẳng, ưu tiên sử dụng cơ cấu cụm ba trục truyền động X, Y, Z đạt độ chính xác và đáp ứng được độ bóng bề mặt sản phẩm sau khi mài.
Từ yêu cầu trên, nhóm đã lựa chọn và thực hiện đề tải “Thiết kế và chế tạo máy mài phẳng” theo trình tự công việc như sau:
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và nguyên lý hoạt động của công nghệ mài phẳng.
Tính toán, thiết kế và chế tạo kết cấu thân máy mài phẳng theo các chỉ tiêu về khả năng làm việc: độ bền, độ cứng vững,... để đảm bảo độ tin cậy nhằm tạo ra một kết cấu thân máy phù hợp.
Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống truyền động phù hợp cho máy mài phẳng. Thiết kế và mô phỏng mô hình máy trên các phần mềm 3D.
Chế tạo một mô hình máy mài phẳng hoàn thiện để có thể tiến hành chạy thử, kiểm nghiệm để từ đó đưa ra phương hướng phát triển đề tài.
Sau khi thực hiện đề tài, nhóm đã tích lũy được một số kinh nghiệm thực tế cho bản thân trong việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo. Điều này giúp cho từng thành viên trong nhóm củng cố được kiến thức có thêm một vài kinh nghiệm để định hướng phát triển nghề cho bản thân.
v
ABSTRACT
DESIGN AND MANUFACTURE OF SURFACE GRINDING MACHINE
A surface grinding machine is an indispensable part of precision mechanical processing. With the chosen topic, the team focused on designing and manufacturing a three-axis surface grinding machine (X, Y, Z) programmed to operate in steps and fully controlled electronically. This helps to increase work productivity, improve machine operation time during surface grinding, and enhance the quality of the ground products.
The requirements set forth by the enterprise were for the machine to be applied in specialized surface grinding, with a priority on using a three-axis (X, Y, Z) drive mechanism that achieves high precision and meets the surface finish standards after grinding.
Based on these requirements, the team selected and executed the project "Design and Manufacture of a Surface Grinding Machine" according to the following work sequence:
Researching the theoretical basis and operating principles of surface grinding technology.
Calculating, designing, and manufacturing the structure of the surface grinding machine frame according to performance criteria: durability, rigidity, etc., to ensure reliability and create a suitable machine frame structure.
Calculating, designing, and manufacturing an appropriate drive system for the surface grinding machine. Designing and simulating the machine model using 3D software.
Manufacturing a complete model of the surface grinding machine to conduct trial runs and tests, from which development directions for the project can be proposed.
After completing the project, the team has accumulated some practical experience in research, design, and manufacturing. This has helped each team member solidify their knowledge and gain some experience to guide their future career development.
vi
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.........................................................................................i LỜI CAM KẾT.......................................................................................................................iv LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... v TÓM TẮT ĐỒ ÁN .................................................................................................................. v ABSTRACT............................................................................................................................vi MỤC LỤC .............................................................................................................................vii DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................... ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ............................................................................................xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................................xiv CHƯƠNG1: GIỚITHIỆU.....................................................................................................1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................................... 1 1.2 Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................................. 1 1.2.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................................ 1 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................................. 1 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ......................................................................................... 2 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .................................................................... 2 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu...................................................................................................... 2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu......................................................................................................... 2 1.5 Phương pháp nghiên cứu................................................................................................... 3 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận ................................................................................................. 3 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể ............................................................................... 3 1.6 Kết cấu của đồ án tốt nghiệp ............................................................................................. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ........................................................... 5 2.1 Tổng quan về phương pháp mài ........................................................................................ 5 2.1.1 Khái quát về phương pháp mài phẳng ............................................................................ 5 2.2 Quá trình cắt gọt khi mài ................................................................................................... 6 2.2.1 Sơ đồ mài phẳng ............................................................................................................. 6 2.3 Phân loại đá mài................................................................................................................. 8 2.3.1 Phân loại theo vật liệu làm đá mài .................................................................................. 8 2.3.2 Phân loại theo hình dạng................................................................................................. 8 2.3.3 Phân loại theo kích thước hạt mài................................................................................... 8 2.3.4 Phân loại theo mục đích sử dụng .................................................................................... 9 2.4 Cấu tạo của máy mài phẳng ............................................................................................... 9
vii
2.4.1 Bàn máy (Table).............................................................................................................. 9
2.4.2 Đầu mài (đá mài) (Grinding Head) ............................................................................... 10
2.4.3 Động cơ (Motor) ........................................................................................................... 11
2.4.4 Hệ thống làm nguội (Cooling System) ......................................................................... 12
2.4.5 Hệ thống điều khiển (Control System) ......................................................................... 13
2.5 Nguyên lý hoạt động của máy mài phẳng [14] ................................................................ 14
2.6 Yêu cầu vật liệu trước và sau khi gia công mài phẳng .................................................... 15
2.7 Yêu cầu sơ bộ trước khi chế tạo máy mài phẳng ............................................................. 15
2.7.1 Rung động của máy ...................................................................................................... 15
2.7.2 Giải nhiệt động cơ dẫn động trục đá mài ...................................................................... 15
2.7.3 Yêu cầu độ chính xác di chuyển của cụm ba trục......................................................... 15
2.8 Các loại máy mài phẳng có trên thị trường hiện nay [16] ............................................... 15
2.8.1 Máy mài phẳng 1,2,3 trục ............................................................................................. 16
2.8.2 Máy mài phẳng bán tự động ......................................................................................... 17
2.8.3 Máy mài phẳng tự động ................................................................................................ 18
2.8.4 Máy mài phẳng CNC .................................................................................................... 18
2.9 Nghiên cứu trong và ngoài nước...................................................................................... 19
2.9.1 Các nghiên cứu trong nước ........................................................................................... 19
2.9.2 Các nghiên cứu ngoài nước .......................................................................................... 21
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................................... 25
3.1 Đặc điểm lý thuyết cơ bản của quá trình mài ................................................................. 25
3.2 Cơ sở tính toán công suất mài.......................................................................................... 25
3.3 Cơ sở tính toán lực cắt khi mài ........................................................................................ 26
3.4 Cơ sở nguyên lý các loại cơ cấu truyền động, dẫn hướng trong cụm 3 trục của máy mài phẳng ...................................................................................................................................... 26
3.4.1 Vít me đai ốc thường .................................................................................................... 26 3.4.2 Vít me đai ốc bi............................................................................................................. 27 3.4.3 Bộ truyền thanh răng bánh răng.................................................................................... 28 3.4.4 Ray trượt dẫn hướng ..................................................................................................... 28 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ............................................................................... 30 4.1 Giới thiệu về nguồn gốc chọn đề tài ................................................................................ 30 4.1.1 Giới thiệu về doanh nghiệp ........................................................................................... 30 4.1.2 Giới thiệu về nguyên lý điều khiển hoạt động .............................................................. 31 4.1.3 Yêu cầu của đề tài ......................................................................................................... 31 4.2 Cấu trúc máy ................................................................................................................... 31
viii
4.3 Lựa chọn phương án thiết kế ........................................................................................... 32 4.3.1 Phương án thiết kế liên quan đến khung và kết cấu máy mài phẳng............................ 32 4.4 Lựa chọn phương án và kết cấu máy ............................................................................... 35 4.4.1 Phương án lựa chọn các cơ cấu truyền động cho cụm 3 trục của máy mài phẳng ....... 36 4.4.2 Phương án lựa chọn cơ cấu dẫn hướng cho cơ cấu truyền động 3 trục ........................ 38 4.5 Phương án lựa chọn động cơ điện dẫn động cho các cơ cấu truyền động 3 trục............. 40 4.6 Tiến thành thiết kế khung máy theo phương án đã chọn ................................................. 41 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ.................................................................................43 5.1 Lựa chọn các thành phần chi tiết máy ............................................................................. 43 5.2 Lựa chọn động cơ điện dẫn động cho các trục X, Y, Z.................................................... 43 5.3 Tính toán thiết kế bộ truyền thanh răng bánh răng trục X ............................................... 45 5.4 Tính toán thiết kế trục Z................................................................................................... 50 5.5 Tính toán thiết kế trục Y .................................................................................................. 55 5.6 Chọn gối đỡ cho trục vít me ............................................................................................ 59 5.7 Chọn thanh trượt .............................................................................................................. 60 5.8 Chọn khớp nối.................................................................................................................. 62 5.9 Tính toán chọn động cơ điện truyền động cho trục chính ............................................... 62 5.10 Tính toán thiết kế trục đá mài ........................................................................................ 64 5.11 Tính toán thiết kế bộ truyền đai răng ............................................................................. 71 CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM ............................................................................. 78 6.1 Chế tạo các bộ phận của máy........................................................................................... 78 6.1.1 Chế tạo khung máy ....................................................................................................... 79 6.1.2 Lắp đặt định vị cho các trục .......................................................................................... 80 6.1.3 Lắp đặt cụm trục Y........................................................................................................ 81 6.1.4 Lắp đặt cụm trục X ....................................................................................................... 82 6.1.5 Lắp đặt cụm trục Z ........................................................................................................ 83 6.1.6 Lắp đặt cụm đá mài....................................................................................................... 84 6.1.7 Lắp đặt thêm bộ phận trợ lực nâng cụm đá mài ........................................................... 86 6.1.8 Sơn khung máy và chi tiết của các cụm trục ................................................................ 87 6.1.9 Đi dây và lắp đặt tủ điện ............................................................................................... 88 6.1.10 Lắp ráp và hoàn thiện máy mài phẳng ........................................................................ 92 6.2 Các bước vận hành máy mài phẳng ................................................................................. 93 6.3 Hướng dẫn chọn đá mài phù hợp ..................................................................................... 93 6.3.1 Cấu tạo và ký hiệu của các loại đá mài ......................................................................... 93
ix
6.3.2 Chọn đá mài ................................................................................................................ 103 6.4 Phần bài tập....................................................................................................................104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO: .................................................................................................. 110 GIẤY XÁC NHẬN CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ ........................................................ 110
x
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của máy mài GD-618-D .......................................................22 Bảng 4.1 Phân tích lựa chọn cơ cấu truyền động cho cụm 3 trục máy mài phẳng [12] .....36 Bảng 4.2 Phân tích lựa chọn dẫn hướng cho các cơ cấu truyền động của 3 trục ...............38 Bảng 4.3 Phân tích lựa chọn động cơ cho các cơ cấu truyền động của 3 trục....................40 Bảng 4.4 Thông số khung máy ...........................................................................................41 Bảng 5.1 Thông số động cơ điện AM23SS2DGB ............................................................44 Bảng 5.2 Bảng vật liệu của thanh răng bánh răng trục X [2] .............................................45 Bảng 5.3 Giới hạn mỏi tiếp xúc 0 và giới hạn mỏi uốn 0 [2]...............................45 Bảng 5.4 Hệ số phụ thuộc vào vị trí răng và độ rắn bề mặt [2] ..................................48 Bảng 5.5 Hệ số KHβ, KFβ [2] ...............................................................................................48 Bảng 5.6 Hệ số tải trọng động đối với bánh răng trụ răng thẳng [2] .................................50 Bảng 5.7 Thông số tính toán lực dọc trục trung bình (trục Z) ............................................52 Bảng 5.8 Hệ số an toàn tĩnh [10] ........................................................................................53 Bảng 5.9 Hệ số tải fw [10] ..................................................................................................53 Bảng 5.10 Chọn Model trục Z theo Catalog hãng THK [9] ...............................................54 Bảng 5.11 Thông số tính toán lực dọc trục trung bình (trục Y)..........................................55 Bảng 5.12 Chọn Model trục Y theo Catalog hãng THK [9] ...............................................58 Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật gối đỡ BK10 [9]...................................................................59 Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật gối đỡ BF10 [9] ..................................................................59 Bảng 5.15 Tra cứu catalouge hãng NSK [8] ......................................................................61 Bảng 5.16 Thông số của khớp nối mềm [9] .......................................................................62 Bảng 5.17 Trị số của hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt Kx [3] ........................68 Bảng 5.18 Trị số và /và / đối với bề mặt trục lắp có độ dôi [3] .........................68 Bảng 5.19 Trị số và đối với trục có rãnh then, trục then hoa và trục cắt ren [3].....69 Bảng 5.20 Trị số của hệ số kích thước và [3] ............................................................69 Bảng 5.21 Các thôn số bộ truyền đai răng hình thang [4] ..................................................72 Bảng 5.22 Chiều rộng đai răng b [3] .................................................................................73 Bảng 5.23 Số răng của bánh đai nhỏ Z1 [3] .......................................................................73 Bảng 5.24 Các thông số của đai răng [3] ...........................................................................74 Bảng 5.25 Chiều dài đai răng lđ [3].....................................................................................74
ix
Bảng 5.26 Hệ số q [4] .........................................................................................................76 Bảng 5.27 Hệ số Cr khi làm việc một ca [4] ......................................................................76 Bảng 5.28 Hệ số xét ảnh hưởng đến chiều rộng dây đai [4] ..............................................76 Bảng 5.29 Ký hiệu bước đai theo tiêu chuẩn ISO 5295-I [4] .............................................77 Bảng 6.1 Các thiết bị điện cần dùng ...................................................................................88 Bảng 6.2 Độ hạt của đá mài [6] ....................................................................................... 100 Bảng 6.3 Độ cứng của đá mài [6] .................................................................................... 101 Bảng 6.4 Ký hiệu độ cứng đá mài [6].............................................................................. 102 Bảng 6.5 Ký hiệu hạt mài [6]........................................................................................... 102 Bảng 6.6 Ký hiệu chất kết dính [6] .................................................................................. 102 Bảng 6.7 Thông số đá mài tương ứng với vật liệu được mài [6]..................................... 103 Bảng 6.8 Chế độ cắt đối với các kiểu mài, mài sắc, mài cà [5]....................................... 105 Bảng 6.9 Kết quả sau khi mài (bài tập 1)......................................................................... 107 Bảng 6.10 Kết quả sau khi mài (bài tập 2)........................................................................110 Bảng 6.11 Kết quả sau khi mài (bài tập 3)........................................................................113 Bảng 6.12 Kết quả đo độ nhám bề mặt.............................................................................115 Bảng 6.13 Số lượng vết bột màu trên bề mặt kiểm tra .....................................................116 Bảng 6.14 Kết quả đo độ phẳng bề mặt ..........................................................................118
x
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 2.1 Mài phẳng bằng mặt đầu đá [1] ............................................................................5
Hình 2.2 Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục ngang có bàn máy di chuyển qua lại [1] ...........6
Hình 2.3 Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục ngang có bàn máy quay [1]...............................6
Hình 2.4 Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục đứng có bàn máy quay [1] ...............................7
Hình 2.5 Sơ đồ mài phẳng - Sơ đồ mài phẳng - Máy mài trục đứng có bàn máy di chuyển qua lại [1] ..............................................................................................................................9
Hình 2.6 Bàn từ cho máy mài phẳng [13].............................................................................9 Hình 2.7 Các loại đầu mài thông dụng trên thị trường hiện
➢ Kết luận:
Sau khi nghiên cứu về máy mài phẳng 3 trục có trục chính nằm ngang và bàn máy tịnh
tiến, nhóm quyết định thiết kế kết cấu của từng cụm truyền động 3 trục của máy như sau:
• Sửdụngcơcấuvítme–đaiốcbiđểtruyềnđộngchocụmtruyềnđộngtrụcZvàYvì yêu cầu độ chính xác về chiều sâu lớp cắt và độ bóng bề mặt của máy mài phẳng nên bắt buộc phải chọn cơ cấu truyền động có độ chính xác cao nhất.
• Sử dụng cơ cấu thanh răng bánh răng thẳng cho cụm truyền động trục X vì trong quá trình mài phẳng, đầu mài (đá mài) chỉ cần di chuyển cắt hết chiều rộng cơ sở của chi tiết nhưng vẫn cần độ chính xác nhất định, nên việc chọn bộ truyền này sẽ đảm bảo phù hợp cả về hiệu năng làm việc và chi phí sản xuất máy.
4.4.2 Phương án lựa chọn cơ cấu dẫn hướng cho cơ cấu truyền động 3 trục
Cơ cấu dẫn hướng cho ba cụm trục truyền động có hai loại phổ biến được ứng dụng vào hầu hết các loại máy cần dẫn hướng là thanh trượt vuông và thanh trượt tròn. Việc chọn lựa thanh trượt dẫn hướng phù hợp với máy mài phẳng tùy thuộc vào đặc điểm của máy như độ chính xác, ổn định. Quan trọng hơn là tuổi thọ làm việc, khả năng chịu tải ứng với điều kiện làm việc của máy.
Bảng 4.2 Phân tích lựa chọn dẫn hướng cho các cơ cấu truyền động của 3 trục
Phương án
Ưu điểm
Nhược điểm
01.Cơ cấu dẫn hướng thanh trượt vuông
- Con trượt vuông gồm 4 rãnh bi với cơ cấu chuyên dụng.
- Thanh trượt vuông được thiết kế với 4 rãnh bi hướng tâm 45° tui luyện lên độ cứng 58 - 62 HRC giúp con trượt chuyển động ôm sát, chịu lực theo nhiều phương giúp tăng độ bền và tải trọng lớn.
- Độ chính xác và độ bền cao.
- Giá thành cao hơn trượt tròn.
- Đòi hỏi phải lắp đặt trên mặt phẳng.
38
- Chuyển động mượt mà, êm ái.
- Lắp đặt dễ dàng, chỉ cần lắp đặt trên mặt phẳng và 2 thanh trượt song song.
- Con trượt ôm sát thanh trượt nên không có độ rơ, lắc ngang.
02.Cơ cấu dẫn hướng thanh trượt tròn
- Cơ cấu thiết kế con trượt tròn không chuyên cho mục đích chịu tải trọng cao.
- Giá thành rẻ hơn thanh trượt vuông.
- Con trượt có khả năng lắc ngang giúp hỗ trợ phù hợp với các cơ cấu lắp đặt có bề mặt không phẳng tuyệt đối.
- Thanh trượt tròn trơn được lắp đặt trên 2 gối đỡ 2 đầu dẫn đến tình trạng cong võng khi sử dụng quá dài hay phải tăng đường kính thanh trượt để phù hợp.
- Độ chính xác và độ bền kém hơn trượt vuông.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links