Đồ án tốt nghiệp máy phay cnc full bản vẽ

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC
I. CÔNG DỤNG VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.
1. CÔNG DỤNG.
1.1. Giới thiệu chung về máy CNC.
CNC – viết tắt cho Computer Numerical Control (điều khiển bằng máy tính)
đề cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc khác với mục đích sảnxuất (có tính
lập lại) các bộ phận kim khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, bằngcách sử dụng các chương
trình viết bằng kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi là mã G.
Máy CNC (Computer Numerical Controlled) là máy công cụ, điều khiển theo một chương
trình định sẵn. Các dữ liệu được cung cấp dưới dạng tập lệnh.
1.1.1 Quá trình phát triển.
Điều khiển số NC (Numerical Control) là phương pháp tự động điều chỉnh các máy
công tác (máy công cụ, Robot, băng tải vận chuyển phôi liệu, chi tiết gia công, sản phẩm,...)
trong đó các hành động bị điều khiển được sản ra trên cơ sở cung cấp các dữ liệu ở dạng mã
nhị phân. Nó được biểu diễn dưới dạng các con số thập phân, các chữ cái và kí hiệu đặc trưng
tạo thành một chương trình làm việc của thiết bị hay của hệ thống.
Trước đây, cũng đã có những quá trình gia công cắt gọt được điều khiển theo chương
trình bằng các kỹ thuật chép hình theo mẫu, chép hình bằng hệ thống thuỷ lực,.... Ngày nay,
với sự tiến bộ vượt bậc của KH- KT, nhất là trong lĩnh vực ĐKS và tin học đã tạo điều kiện
thuận lợi cho các nhà chế tạo máy nghiên cứu và ứng dụng đưa vào các máy công cụ truyền
thống các HTĐK tự động. Biến các máy công này thành các máy điều khiên theo chương
trình số, gọi là các máy CNC (Computrized Numerical Control).
Việc sử dụng các máy CNC cho phép giảm khối lượng gia công chi tiết, nâng cao độ
chính xác gia công và hiệu quả kinh tế; đồng thời cho phép rút ngắn được chu kỳ sản xuất. Do
đó, hiện nhiều nước trên thể giới đã và đang ứng dụng rộng rãi công nghệ mới này vào lĩnh
vực cơ khí chế tạo. Đặc biệt là chế tạo các khuôn mẫu chính xác, các chi tiết đòi hỏi độ chính
xác và độ phức tạp cao.
Xuất phát từ ý tưởng điều khiển một dụng cụ thông qua một chuỗi lệnh kế tiếp, liên tục
như các máy công cụ ĐKS ngày nay được thực hiện từ mãi thế kỉ XIV. Khi ở châu Âu người
ta dùng các chốt hình trụ để điều khiển các chuyển động của các hình trang trí trên đồng hồ
lớn của nhà thờ.

Năm 1808, Joseph M. Jacquard dùng những tấm tôn đục lỗ để điều khiển tự động các
máy dệt.
Năm 1863, M. Foumeaux phát minh ra đàn Piano nổi tiếng thế giới. Với băng giấy đục
lỗ làm vật mang tin.
Năm 1938, Claud E. Shannon trong khi làm luận án tiến sĩ đã đi đến kết luận rằng việc
tính toán và truyền tải nhanh dữ liệu có thể thực hiện bằng mã nhị phân.


Từ năm 1949 đến 1952, Jonh Parsons và Học viện kỳ thuật Massachusett (Massachusett
Institute Of Technology) đã thiết kế “một hệ thống điều khiển dành cho máy công cụ, để điều
khiển trực tiếp vị trí của các trục thông qua dữ liệu đầu ra của một máy tính, làm bằng chứng
cho một chức năng gia công chi tiết”theo hợp đồng của Không lực Hoa Kỳ.
Cũng trong thời gian này, Parsons cùng với đồng nghiệp của ông đã đưa ra 4 tiên đề cơ bản
sau:
- Những vị trí được tính ra trên một biên dạng được ghi nhớ vào băng đụclỗ.
- Các đục lỗ được đọc trên mảy một cách tự động.
- Những vị trí đã được đọc ra được liên tục truyền đi và được bổ sung thêm tính toán
cho các giá trị trung gian nội tại.
- Các động cơ servo ( vô cấp tốc độ ) có thể điều khiển được chuyển động các trục.
Năm 1952, chiếc máy phay ĐKS đầu tiên ra đời mang tên là “ Cincinnate Hydrotel” có
trục thẳng đứng do Học viện kỹ thuật Masssachusett cung cấp. Đơn vị điều khiển được lắp
bằng các bóng đèn điện tử chân không, điều khiển 3 trục nhận dữ liệu thông qua băng đục lỗ
mã nhị phân.
Năm 1954, Bendix mua bản quyền phát minh của Parsons và chế tạo được thiết bị điều
khiển NC công nghiệp đầu tiên, nhưng vẫn còn dùng bóng đèn điện tử chân không.
Năm 1958, “công cụ lập trình tự động APT” (Automatically Programmed Tool) ra đời.
Đánh dấu một bước phát triển mới về lập trình cho máy.
Rồi từ thập niên 80 trở đi, với sự phát triển của công nghệ truyền số liệu, các mạng cục bộ và
liên thông đã tạo điều kiện cho các nhà chế tạo thực hiện việc nối kết giữa các máy CNC riêng
lẻ (CNC Machine Tools) lại với nhau tạo thành các trung tâm gia công DNC (Directe

Numerical Control) nhằm khai thác một cách có hiệu quả nhất như: cách bố trí, sắp xếp các
công việc trên từng máy, tổ chức sản xuất,.... Và cũng dựa trên nền công nghiệp này, một
chuỗi các loại thiết bị, phần mềm và hệ thống được phát triển không ngừng bởi các viện
nghiên cứu và công nghệ khác nhau trên thế giới. Nhằm thoả mãn về nhu cầu thiết kế và chế
tạo đặc biệt.
Đó là những phần mềm thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM
(Computer Aided Desgin/ Computer Aided Manuíacturmg) theo hệ thống sản xuất linh hoạt
FMS (Flexible Manufacturing System) và cao hơn là việc chế tạo và gia công chi tiết được
thực hiện toàn bộ qua máy tính, người ta gọi là tổ hợp CIM (Computer Intergraded
Manufacturing).
Cho đến năm 2016 này, lịch sử phát triển của máy công cụ ĐKS đã được GẦN 70 năm tuổi.
Nó đã được phát triên và ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Từ những ứng dụng
gia công đơn giản như việc di chuyển từ điểm đến điểm của máy khoan đến những máy công
cụ điều khiển 2 trục như máy tiện, điều khiển 3 trục như máy phay,...và cho đến những nhiệm
vụ tự động gia công nhiều trục và độ phức tạp cao như: các khuôn rèn dập, các khuôn đúc áp
lực, cánh tuabin và những chi tiết phức tạp của máy bay, tàu thuỷ,....


Ngoài ra, ngày nay máy CNC còn được dùng vào việc kiểm tra giám sát, điện báo điện
tín và nhiều lĩnh vực khác đã đem lại chất lượng và hiệu quả kinh tế rất đáng kể. Trong tương
lai, với lợi thế về sự ghép nối các hệ thống CNC riêng lẻ với nhau để tạo thành mạng sẽ được
phát huy trong chiến lượt gia công toàn cầu. Trong đó, dòng thông tin được thu phát, chuyên
giao bằng hệ thống vệ tinh, đảm nhiệm mối liên kết giữa nhu cầu thị trường đơn đặt hàng, nhà
thiết kế, nhà chế tạo, nhà cung cấp, nhà tiêu thụ trong mạng liên thông toàn cầu WAR (World
Area Netword).
1.1.2 Những đặc điểm cơ bản của máy CNC
- Khả năng tự động hoá cao.
- Năng suất gia công cao, thời gian phụ (thay dao, chạy không,…) giảm.
- Khả năng đạt độ chính xác cao, tính ổn định cao.
- Có khả năng tập trung nguyên công cao, khả năng gia công nhiều bề mặt trong cùng

một lần gá.
- So với máy điều khiển tự động theo chương trình cứng (cam, cữ hành trình, trục gài
bi…) máy CNC có tính linh hoạt cao trong việc lập trình, tiết kiệm được thời gian điều
chỉnh máy đạt được tính chính xác cao ngay cả với sản xuất hàng loạt nhỏ.
- Một ưu điểm nổi bậc khác chỉ có trong máy CNC đó là phương thức làm việc với hệ
thống xử lý thông tin “điện tử – số hóa”. Phương thức này cho phép nối ghép với hệ
thống xử lý số trong phạm vi quản lý xí nghiệp. Đồng thời cũng tạo điều kiện cho việc
ứng dụng các kỹ thuật quản lý hiện đại thông qua mạng liên kết cục bộ ( LAN) hay
mạng liên thông (WAN).
Máy công cụ CNC tuy có được nhiều ưu điểm so với máy vạn năng nhưng cũng còn có nhược
điểm là:
- Không thích hợp với việc gia công những chi tiết đơn giản.
- Chi phí cho việc mua sắm trang thiết bị quá cao.
- Đòi hỏi người thợ đứng máy phải có một kiến thức tương đối rộng cả về cơ khí, lẫn
điện tử khi tiến hành gia công.
1.2 Công dụng của máy CNC
- Độ chính xác gia công phụ thuộc vào độ chính xác của hệ thống đo.
- Chất lượng gia công ổn định.
- Có thể gia công những chi tiết phức tạp mà máy công cụ thường không gia công được.
- Tháo và kẹp chi tiết một cách tự động.
- Đem lại hiệu quả kinh tế rất cao.
Ngày nay, các máy CNC chiếm phần lớn trong các dây chuyền sản xuất của phân xưởng, nhà
máy có quy mô lớn.


1.3 Phạm vi sử dụng của máy CNC
Hiện nay máy công cụ CNC đang được phát triển và ứng dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh
vực cuộc sống nhiều nước trên thế giới. Cùng với sự phát triển vượt bậc của công nghệ vi xử
lý, trung tâm điều khiển của máy CNC hiện đại được điều khiển bởi bộ vi xử lý. Nhờ tốc độ
xử lý của các phần tử này mà nhịp độ làm việc của các máy CNC được ghép với chúng không

bị thay đổi. Có thể coi sự ra đời của máy CNC là một cuộc cách mạng lớn trong lĩnh vực cơ
khí chế tạo máy, đó là một phần tử vô cùng quan trọng trong hệ thống sản xuất linh hoạt. Nó
góp phần thúc đẩy quá trình tự động hóa nhằm dần dần thay thế vai trò của con người trong
quá trình sản xuất.
2 . VAI TRÒ, VỊ TRÍ, VÀ TRÌNH ĐỘ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TRONG THỰC TẾ.
2.1 Vai trò .
Ở Việt Nam trước năm 1990 khi nhắc đến công nghệ NC, CNC quả là rất xa lạ và ít
người biết đến nó.
Bắt đầu từ năm 1991, thông qua một số dự án chuyển giao công nghệ, hợp tác với nước
ngoài như: dự án “Chuyên giao công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu”. Lúc
đó các công nghệ CNC như: máy phay CNC, máy tiện CNC, đo lường CNC,... lần đầu tiên
được giới thiệu và thu hút sự quan tâm của nhiều nhà chuyên môn cũng như của các doanh
nghiệp trong nước và liên doanh với ngoài.
Hiện nay, nhiều nhà máy cơ khí trong nước đã và đang có những dự án đầu tư các dây
chuyền sản xuất với phần lớn thiết bị trong dây chuyền là các máy CNC.
2.2 Vị trí và trình độ phát triển của máy CNC
Hiện nay máy phay CNC được sử dụng rộng rãi ở các công ty sản xuất loạt lớn hàng
khối tại Việt Nam .
Mặc dù, công nghệ CNC du nhập vào Việt Nam trong một thời gian ngắn nhưng có thể
nói công nghệ này đã có một chỗ đứng tại Việt Nam và tin chắc trong những năm tới đây
công nghệ này sẽ được dùng nhiều trong các xí nghiệp, phân xưởng, nhà máy ở nước ta. Vì nó
đem lại hiệu quả kinh tế rất cao. Đặc biệt trong điều kiện sản xuất hiện nay ở nước ta. Do vậy,
việc đấy mạnh ứng dụng công nghệ CNC là một nhu cầu cần thiết đối với các cơ sở sản xuất
nói chung và nghành chế tao máy nói riêng.
3.TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MÁY CÔNG CỤ VÀ CÁC CÔNG CỤ THIẾT KẾ
HIỆN ĐẠI.
3.1 Phân tích yêu cầu thiết kế .
Để thiết kế được máy phay CNC ta phải thực hiện theo các trình tự thiết kế sau :
- Đầu tiên ta phải phân tích, tìm hiểu kỹ về máy và nguyên lý hoạt động của máy .

- Sau khi phân tích cấu tạo máy ta chia ra từng bộ phận máy có chức năng , vai trò cụ thể . Từ
đấy ta có thể lựa chọn thiết kế máy theo cấu tạo như : hệ thống bôi trơn , làm nguội ; hệ thống
điều khiển ; hệ thống gia công …
- Sau khi tìm hiểu nguyên lý hoạt động máy ta có thể phân tích được các đường truyền , cơ
cấu hoạt động của bàn máy , bàn dao , bàn điều khiển … Từ đó ta thiết kế máy theo các
đường truyền dẫn cụ thể như sau : Trục vít me dọc , trục vit me ngang của bàn máy , chuyển
động chạy dao …
3.2 Tổng hợp thiết kế .
Để thiết kế được một máy cụ thể ta phải thực hiên theo trình tự các bước thiết kế sau :
- Thiết kế cấu trúc động học máy .
- Thiết kế đặc tính kỹ thuật máy .
- Thiết kế động học máy .
- Thiết kế động lực học máy .
- Thiết kế kết cấu máy .
- Thiết kế hệ thống bôi trơn ,làm nguội .
- Thiết kế hệ thống điều khiển máy .
- Ứng dụng lập trình gia công sản phẩm.
3.3 Phương pháp thiết kế .
3.4 Thiết kế có trợ giúp máy tính.
3.5 Các yêu cầu , nội dung thiết kế .
Quá trình hoàn chỉnh một bản thiết kế không phải dễ dàng đạt được ngay ở lần đầu qua
các giai đoạn phân chia như trên rõ rành như vậy. Thường phải tiến hành song song một số
giai đoạn, có khi phải lập bản vẽ trước khi tính toán và tính sức bền chi tiết để kiểm tra. Trong
quá trình thiết kế, giai đoạn trước phải ước tính tới những kết quả của giai đoạn sau. Vì vật
đòi hỏi cán bộ thiết kế phải tích lũy kinh nghiệm phong phú về mọi mặt mới có thể hoàn
thành tốt một bản thiết kế.


CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY

2.1. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TRÊN MÁY.
Một sản phẩm có thể thực hiện bằng những quy trình công nghệ khác nhau và tương
ứng là những máy khác nhau. Vì vật quy trình công nghệ gia công trên máy là yếu tố bậc nhất
ảnh hưởng đến sơ đồ nguyên tắc máy.
Công nghệ chủ yếu của máy phay CNC là để gia công các bề mặt định hình , gia công
bánh răng , rãnh thẳng , xoắn hình , gia công lỗ .... Máy có thể hiện được các loại chi tiết phức
tạp mà máy vạn năng khó có thể thực hiện,... là loại máy được dùng trong sản xuất loạt lớn
hàng khối.
2.2 BỀ MẶT CƠ BẢN ĐƯỢC TẠO HÌNH TRÊN MÁY
Bề mặt hình học của các chi tiết máy rất đa dạng có thể là: mặt phẳng, mặt trụ, mặt côn,
mặt cầu, lỗ…Để tạo hình bề mặt trên máy công cụ có 4 phương pháp cơ bản sau đây:
 Phương pháp chép hình
 Phương pháp bao hình
 Phương pháp vết (quỹ tích)
 Phương pháp tiếp xúc
2.1.1 Phương pháp chép hình
Phương pháp chép hình là phương pháp cho lưỡi dao cắt trùng với đường sinh của bề
mặt chi tiết gia công . Bề mặt gia công được hình thành do đường sinh chuyển động dọc theo
đường chuẩn .
2.1.2Phương pháp theo vết .
Bề mặt gia công được hình thành do tổng hợp các vết chuyển động của lưỡi cắt tạo nên .
Nói một cách khác quỹ tích các vết chuyển động của mũi dao cắt là đường sinh của bề mặt gia
công . Máy cắt kim loại thực hiện phương pháp này là máy tiện , máy phay , máy khoan …
2.1.3. Phương pháp bao hình .
Phương pháp bao hình là phương pháp tạo hình khi cho lưỡi cắt chuyển động , nó luôn
luôn tạo thành nhiều đường , nhiều bề mặt tiếp tuyến liên tục với bề mặt gia công . Qũy tích
của những tiếp điểm này chính là đường sinh của bề mặt gia công . Bề mặt tạo hình khi đó sẽ
phụ thuộc vào hình dáng của lưỡi cắt .
2.1.4 Phương pháp tiếp xúc .
Phương pháp tiếp xúc là phương pháp đường tạo hình bề mặt được hình thành theo quá

trình gia công như là một đường chuẩn tiếp xúc với vô số các đường phụ là quỹ đạo chuyển
động của chất điểm trên lưỡi cắt của dụng cụ.


2.3 SƠ ĐỒ GIA CÔNG ĐIỂN HÌNH .
2.3.1 Phân tích sơ đồ gia công bề mặt định hình:
+Tdc là chuyển động tịnh tiến lên
xuống theo trục Z của trục chính mang phôi
và cũng là chuyển động tạo tốc độ bao hình
khi gia công bề mặt 2,4
Xét về phương diện tạo hình thì
chuyển động Tdc là nhóm tạo hình đường
chuẩn.
+ Tbmx: là chuyển động tịnh tiến theo
trục X của bàn máy mang phôi
+ Tbmy: là chuyển động tịnh tiến theo trục Y của bàn máy mang phôi
Hình 1: Sơ đồ gia công bề măt định hình
Xét về phương diện tạo hình thì hai chuyển động Tbmx, Tbmy là nhóm tạo hình đường sinh
2.3.2 Sơ đồ cấu trúc và điều chỉnh động học
- Các đặc điểm của máy công cụ điều khiển số:
Tất cả các chuyển động đến từng cơ cấu chấp hành của máy công cụ điều khiển số đều
dùng nhưng nguồn động lực riêng.Liên kết động học trong máy điều khiển số chủ yếu là liên
kết động học ngoài gọi tắt là liên kết ngoài là liên kết giữa khâu chấp hành và nguồn phát
động.Các chuyển động đến từng cơ cấu chấp hành của máy công cụ điều khiển số đều dùng
những nguồn động lực riêng. Khả năng liên kết giữa các chuyển động trong máy được tính
toán trong bộ vi sử lý và được bộ điều khiển phối hợp các chuyển động riêng biệt một cách
nhịp nhàng.
Tập hợp các nguồn truyền động, các thành phần truyền dẫn trong máy công cụ, các liên
kết động học để đảm bảo một chuyển động chấp hành được gọi là một nhóm động học.Tên
của nhóm động học tương ứng với tên gọi của chuyển động mà nhóm đó tạo nên. Ví dụ như

nhóm tạo hình, nhóm phân độ, nhóm cắt vào...Trong máy gia công điều khiển số thường chỉ
bao gồm các xích động học đơn giản như:
+ Xích động học tạo tốc độ cắt gọt
+ Xích động học tạo tốc độ chạy dao
+ Trục x:
Động cơ M
Bộ truyền đai
Trục vít me đai ốc
nối cứng với bàn máy
+ Trục y:
Động cơ M
Bộ truyền đai
Trục vít me đai ốc
nối cứng với bàn máy
+ Trục z:
Động cơ M
Bộ truyền đai
Trục vít me đai ốc
nối cứng với bàn máy


- Khi phối hợp các trục x ,y ,z sẽ có sơ đồ của máy như sau :

-

Truyền động chạy dao trên máy công cụ CNC
Các hệ truyền động chạy dao chuyển đổi các lệnh điều chỉnh trong bộ điều khiển thành
các chuyển động tinh tiến của trục chính mang điện cực hay của bàn máy
Các chuyển động tịnh tiến là các chuyển động thẳng theo của ba trục tọa độ của không
gian ba chiều

Hệ truyền động chạy dao của máy công cụ CNC phải thể hiện được các tính chất sau:
- Có tính động học cao: nếu đại lượng biến đổi, bàn máy phải theo kịp sự biến đổi với
thời gian nhỏ nhất
- Có độ vững chắc số vòng quay cao: khi các lực cản chạy dao biến đổi cần hạn chế tới
mức thấp nhấy ảnh hưởng của nó đến tốc độ chạy dao, tốt nhất là không ảnh hưởng gì.
Ngay cả khi chạy dao với tốc độ nhỏ nhất cũng đời hỏi một quá trình tốc độ ổn định
- Phạm vi điều chỉnh số vòng quay cao nhất có thể từ 1 : 10000 đến 1 : 30000
- Phải giải quyết được cả những lượng gia tăng dịch chuyển nhỏ nhất
Cấu trúc có tính nguyên tắc của một hệ thông truyền động chạy dao như hình trên.


Hình 1: Truyền động chạy dao của một bàn máy trong máy CNC
Trong đó:
1- Cảm nhận số vòng quay 2- Động cơ chạy dao
3-Đai băng 4-Vitme / Đai ốc / Bi
5-Bàn máy 6-Truyền động đo
7- Cảm nhận góc quay
Hệ truyền động gồm một động cơ dẫn quay, qua một cặp truyền động nữa đi tới bộ vitme
– đai ốc – bi, biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến
→ Đó là dạng tiêu chuẩn của một hệ thống chạy dao hiện đại.
Kết luận : Các chi tiết gia công trên máy rất đa dạng và phong phú và chúng được giới hạn bởi
các bề mặt hình học khác nhau xuất hiện trong quá trình gia công
Với máy phay CNC chọn hệ thống điều khiển CNC điều khiển quá trình gia công không cần
có tác dụng thêm của người vận hành mà tự động thay đổi các thông số gia công.Ngoài ra nó
còn đảm đảm điều khiển giới hạn các thông số cắt gọt và đồng thời đảm nhiệm vai trò tối ưu
hóa quá trình gia công giảm thời gian gia công đồng nghĩa với việc giảm giá thành. Nó có các
chức năng bổ sung thêm vào hệ điều khiển CNC là khả năng tự động theo dõi điện cực và đo
chi tiết trong quá trình gia công.

2.4 THIẾT LẬP CẤU TRÚC ĐỘNG HỌC MÁY.

2.4.1 Điều khiển số
Khi gia công trên các máy công cụ thông thường các bước gia công chi tiết do người thợ
thực hiện bằng tay như: điều chỉnh số vòng quay, lượng chạy dao, kiểm tra vị trí của dụng cụ
cắt để đạt được kích thước cần gia công trên bản vẽ...
Ngược lại trên các máy công cụ điều khiển theo chương trình số quá trình gia công được
thực hiện một cách tự động. Trước khi gia công người ta phải đưa vào hệ thống điều khiển


một chương trình gia công dưới dạng một chuỗi các mệnh lệnh điều khiển. Hệ thống điều
khiển số có khả năng thực hiện các lệnh này và kiểm tra chúng bằng hệ thống đo dịch chuyển
của các bàn trượt của máy.
Như vậy điều khiển số là một hình thức đặc biệt của tự động hóa, mà cụ thể các máy
công cụ tự động được lập trình để thực hiện một loạt các hoạt động ở một chế độ xác định
trước nhằm tạo ra một chi tiết có kích thước và thông số vật lý có thể hoàn toàn dự đoán được
Ưu điểm của điều khiển số là:
+ Điều khiển số hoàn toàn là do tính chất quyết định của các linh kiện số. Các linh kiện
số cho phép thực hiện các thao tác phức tạp một cách đơn giản như: nội suy các đường biên
dạng phức tạp của chi tiết, phôi hợp chuyển động giữa các trục thành phần riêng biệt, đo và
phản hồi trực tiếp vị trí của chi tiết và tốc độ chạy dao....
+ Ngày này 80% các linh kiện trên thị trường là linh kiện số. Do vậy xuất hiện một trào
lưu trong kỹ thuật là chuyển từ kỹ thuật tương tự sang kỹ thuật số
+ Các chương trình phần mềm cho phép tối ưu hóa điều khiển và thay đổi các tính năng
mong muốn. Ví dụ như điều khiển mommen hoặc từ thông số không đổi có thể điều khiển
kiểu logic. Nhưng trong trường hợp này giá thành sẽ đắt, phức tạp, tốn nhiều thời gian thực
hiện, điều khiển số có thể đơn giản vấn đề này
+ Các chức năng điều khiển được thực hiện bằng phần mềm cho nên với cùng một thiết
bị phần cứng ( một bộ vi xử lý và các giao diện) được sử dụng cho mọi ứng dụng. Điều này
làm giảm chi phí dự phòng như mua sắm thêm các thiết bị công nghệ hay bảo dưỡng ....do đó
làm giảm giá thành
+ Điều khiển số luôn nằm trong kế hoạch tự động hóa toàn bộ chu trình sản xuất với các

mức độ phân cấp tự động hóa khác nhau, tạo điều khiện thuận lợi để mở rộng quy mô sản xuất
Ưu điểm cơ bản của máy CNC
+ So với máy công cụ điều khiển bằng tay, kết quả làm việc của máy CNC không phụ
thuộc vào tay nghề thuần thục của người điều khiển. Các thông số của quá trình gia công được
lập trình sẵn từ trước, cung với bộ điều khiển thích nghi các thông số gia công tự động thay
đổi để đảm bảo quá trình gia công đạt được yêu cầu đề ra. Người điều khiển máy chủ yêu
đóng vai trò theo rõi và kiểm tra các chức năng hoạt động của máy
+ So với máy điều khiển hoạt động theo chương trình cứng (dùng cam, dưỡng, cữ chặn,
trục gài bi, công tắc hành trình...) máy CNC có tính linh hoạt cao hơn trong công việc lập
trình, đặc biệt có sự trợ giúp của máy vi tính, tiết kiệm được thời gian chỉnh máy, thiết bị điều
khiển, chi phái bảo dưỡng, đạt được tính kinh tế cao ngay cả với loạt sản xuất nhỏ.
+ Ưu điểm chỉ có trong máy CNC đó là phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông
tin “điện tử - số hóa”, cho phép nối ghép với hệ thống xử lý số trong phạm vị quản lý toàn xí
nghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật
quản lý hiện đại thông qua mạng liên thông cục bộ (LAN) hay mạng liên thông toàn cầu
(WAN)


Các yếu tố nói trên đã chứng tỏ việc lựa chọn điều khiển số được ứng dụng trong
máy điều khiển số vừa đáp ứng được nhu cầu của sản xuất đạt ra mà còn phù hợp với sự phát
triển chung của nền khoa học kỹ thuật hiện đại, làm cơ sở cho sự phát triển hệ thống điều khiển thông
minh.
2.4.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC
Khái niệm hệ điều khiển số
Là hệ thống điều khiển đặc trưng bởi các đại lượng đầu vào là những tín hiệu số nhị
phân,chúng được đưa vào hệ điều khiển dưới dạng một chương trình điều khiển có hệ
thống.Trong hệ điều khiển số ứng dụng cho điều khiển máy công cụ,các đại lượng đầu vào
là những thông tin,dữ liệu hay số liệu nạp vào

Các dạng điều khiển số

Khi gia công các chi tiết khác nhau thì các bề mặt tạo hình khác nhau đòi hỏi sự
chuyển động khác nhau giữa dao và chi tiết. Qũy đạo của các chuyển động này được xác
định chính xác thông qua các chỉ dẫn điều khiển. Tuỳ dạng chuyển động của điểm đầu,
điểm cuối và quãng đường dịch chuyển mà ta có các dạng điều khiển khác nhau. Các dạng
điều khiển đó được phân ra thành: điều khiển điểm, điều khiển đoạn hay đường thẳng và
điểu khiển biên dạng phi tuyến
Dạng điều khiển theo điểm
Ở máy khoan, khoét, doa, cắt lỗ ren thì chi tiết gia công phải được định vị tại một
điểm cố định trên bàn máy. Trong quá trình định vị, dao không vào cắt mà chuyển động
trên các trục riêng lẻ lúc này đều không rành buộc bởi các quan hệ hàm số, tốc độ của các
chuyển động định vị không phụ thuộc vào các yếu tố công nghệ.
Quá trình như vậy cũng xảy ra ở các máy hàn điểm hay máy gấp cạnh lá tôn khi điểu
khiển dịch động cho các mảng gá chặn, bàn gấp.
Điều khiển số thực hiện quá trình chuyển động này thuộc dạng điều khiển điểm
y
yB
0

45

yA

Ví dụ: khi gia công hai lỗ A,B có toạ độ (xA yA) (xB
yB) trong hệ trục toạ độ XOY ta có thể điều khiển
theo 2 cách sau đây:
Trước hết di chuyển nhanh dụng cụ tới điểm A
(xA yA) sau đó thực hiện gia công lỗ A. Sau đó di
chuyển dụng cụ thoát ra khỏi lỗ gia công (đảm bảo
dịch chuyển dụng cụ an toàn, dịch chuyển đến điểm
B gia công lỗ B. Quá trình dịch chuyển điểm B được

thực hiện theo 2 cách như trên hình.

XB
x
XA
Điều khiển theo đường
Điều khiển theo đường là tạo ra các đường chạy song song với trục của máy. Trong
khi đó dao chạy liên tục tạo nên bề mặt gia công.


Điều khiển đường được sử dụng trong trường hợp gia công chi tiết hình trụ hoặc ở máy
y
phay biên dạng song song với trục
A

B

yA

G00

G01

x

0

xA
xB
Điều khiển theo đường contour

Ngoài chức năng điều khiển theo điểm và đoạn thẳng, người ta có thể điều khiển
dụng cụ chạy theo các đường bất kỳ trong mặt phẳng hoặc không gian có thực hiện gia
công cắt gọt. Tuỳ theo đường được điều khiển là phẳng hay không gian mà ta có thể bố trí
trục điều khiển đồng thời là khác nhau, từ đó xuất hiện thuật ngữ máy 2trục, 3, 4, 5 trục
(tức là số trục được điều khiển theo quan hệ giàng buộc)
Điều khiển contour ta có thể tạo ra các đường contour hoặc đường thẳng tuỳ ý trong
không gian
a. Điều khiển 2D
Cho phép thực hiện đường contour của dụng cụ
cắt trong một mặt phẳng gia công.Ví dụ như trên máy
tiện dụng cụ sẽ dịch chuyển trên mặt phẳng XOZ để
tạo nên các đường sinh trên bề mặt.Còn trên máy
phay 2D dụng cụ sẽ thực hiện các chuyển động trên
mặt phẳng XOY để tạo nên đường rãnh hay mặt bậc
bất kỳ
b. Điều khiển 2,1/2D

Dạng điều khiển nàzy có khả năng thực hiện các chuyển
động của dụng cụ cắt theo bề mặt gia công .Thông qua chức
năng G trong chương trình có thể chuyển xtừ mặt X-Y sang
X- Z

c. Điều khiển
3D
Bằng điều khiển này ta có thể thực hiện các chuyển
động của dụng cụ trong không gian ba kích thước,khi đó
các trục của máy chuyển động đồng thời


d. Điều khiển 4D và

5D

Bề mặt gia công
Dụng cụ
Trên cơ sở của chuyển động 3D người ta còn bố
trí thêm cho chi tiết hoặc dụng cụ thêm 1 chuyển động
quay hoặc 2 chuyển động quay xung quyanh một trục nào đó theo quan hệ giành buộc của
các trục khác trên máy 3DS

Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control)
Phân biệt hệ điều khiển NC và CNC
•
Điều khiển NC (Numberical Control)
Đặc tính của hệ điều khiển này là “chương trình hoá các mối quan liên hệ” trong đó
mỗi mảng linh kiện điện tử riêng lẻ được xác định một nhiệm vụ nhất định, liên hệ giữa
chúng phải thông qua dây nối hàn cứng trên các mạch logic điều khiển.
Chức năng điều khiển được xác định chủ yếu bởi phần cứng
•
Điều khiến CNC(Computerized Numerical Control)
Điều khiển CNC là một hệ điều khiển có thể lập trình và ghi nhớ. Nó bao gồm một
máy tính cấu thành từ các bộ vi xử lý (microprocessor) kèm theo các bộ nhớ ngoại vi
Đa số các chức năng điều khiển đều được giải quyết thông qua phần mềm nghĩa là
các chương trình làm việc có thể được thiết lập trước.
Nhờ các chương trình hệ thống CNC mà các máy tính có thể sử dụng để thực hiện
những chức năng điều khiển theo yêu cầu.
Do các hệ điều khiển hiện đại có nguyên lý cấu trúc và xử lý dữ liệu theo dạng điều
khiển CNC

- 30
-

Đặc trưng cơ bản của điều khiển CNC
Nâng cao tính tự động
Các máy công cụ được trang bị bộ điều khiển CNC có tốc độ dịch chuyển lớn. Do đó
tăng được năng suất cắt gọt, giảm tối đa thời gian phụ. Khi so sánh một máy công cụ
không được trang bị bộ điều khiển CNC với máy được trang bị người ta nhận thấy năng
suất tăng gấp 3 lần
Nâng cao tính linh hoạt
Máy CNC có khả năng thích nghi nhanh với chương trình gia công với các chi tiết
khác nhau. Do nguyên lý hoạt động và cấu trúc của nó đã tạo điều kiện giảm thời gian gia
công và hiệu chỉnh công nghệ kỹ thuật.
Nâng cao tính tập trung nguyên công
Các máy công cụ CNC có khả năng thực hiện nhiều bước công nghệ hoặc nhiều
bứơc nguyên công khác nhau trong một lần gá đặt phôi
Nâng cao tính chính xác và đảm bảo chất lượng gia công
Trong quá trình gia công độ chính xác luôn được đảm bảo ổn định. Ngoài ra máy
CNC còn có khả năng mô phỏng quá trình cắt gọt nên người vận hành có thể quan sát tổng
thể trực tiếp các giai đoạn gia công, phát hiện kịp thời sai sót
Nâng cao hiệu quả kinh tế
Máy CNC vừa có khả năng điều khiển trực tiếp trên máy vừa có khả năng lập trình
trên phần mềm nên máy CNC hữu dụng kinh tế ngay cả với xí nghiệp có quy mô trung
bình và nhỏ. Ngoài ra CNC có khả năng thay đổi một cách nhanh chóng công nghệ sản
xuất nên nó đáp ứng kịp thởi với nhu cầu của thị trường


2.4.3.Cấu trúc phần cứng bộ điều khiển CNC

2.4.4 Cấu trúc dữ liệu bộ điều khiển CNC

-Chương trình điều khiển đưa vào chương trình từ đĩa mềm,DC hoặc từ bàn phím


-Chương trình đưa vào bộ điều khiển CNC và được xử lý rồi qua bộ khuếch đại đưa đến các
máy NC
- Giá trị thực về vị trí, vận tốc và gia tốc các bàn máy được giám sát bởi các cảm biến và
encoder
- Các giá trị thực được phản hồi về bộ điều khiển CNC để khử sai lệch
-Đây là điều khiển vòng kín.

2.4.5 Sơ đồ hệ thống điều khiển máy phay CNC.

- .Các phần tử trong hệ thống.
1.Máy tính và phần mềm điều khiển.
2.Mạch điều khiển chuyển động AKZ250.
3.Driver servo và động cơ servo
4.Biến tần, trục chính
5.Công tắc hành trình và cảm biến.
6.Bộ phận thay dao tự động


CHƯƠNG III: THIẾT KẾ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT MÁY CÔNG CỤ
3.1 ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ.
Máy phay CNC có thể gia công các bề mặt phẳng định hình , phay răng , then hoa…
Các nguyên công thực hiện trên máy phay là: Phay mặt phẳng ,phay mặt nghiêng, phay rãnh,
phay định hình , … Ngoài ra nếu bố trí thêm đồ gá thì có thể mở rộng thêm phạm vi công nghệ
của máy như khoan , khoét ...
Các dụng cụ cắt được sử dụng trên máy phay thường là: Thép cacbon dụng cụ, thép gió,
thép hợp kim dụng cụ, hợp kim cứng…
Phôi có thể gia công được trên máy là phôi thanh, phôi rèn hoặc đúc. Vật liệu phôi chủ yếu là

thép cabon, thép họp kim, gang… Ngoài ra còn có hợp kim màu và vật liệu phi kim loại.
Tùy theo phương pháp đạt độ chính xác khi gia công mà chi tiết gia công có thể đạt được độ
chính xác và độ bóng bề mặt khác nhau.
 Chất lượng bề mặt khi gia công trên máy CNC.
- Chất lượng bề mặt là một khái niệm tổng hợp, bao gồm :
+ Độ nhám bề mặt: Về độ nhám bề mặt, khi gia công thô sẽ có độ nhám lớn, tạo ra bề mặt thô,
xù xì.Khi gia công tinh sẽ nhận được bề mặt so độ nhám nhỏ, bề mặt tinh, nhẵn. Bề mặt càng
thô thì càng giảm đặc tính chống mài mòn cơ học và tăng nguy cơ bị ăn mòn hóa học
Để xác định độ nhám, người ta đo giá trị nhám cực đại
giữa các đỉnh và các thung lũng của đáy nhấp nhô bề mặt) và
độ nhám trung bình

Ra

Rmax (tức là chiều cao lớn nhất

( tức giá trị trung bình số học của tất cả các nhấp nhô bề mặt. Cần chú ý

R
R
không bao giờ được nhầm lẫn giữa max và a
Để đạt được độ nhám của lớp bề mặt theo yêu cầu, khi gia công trên máy CNC nên sử
dụng nhiều bước gia công kế tiếp nhau: gia công thô, bán tinh và tinh.
Phay thô có thể đạt độ bóng bề mặt cấp 2 và 3 (khi chiều sâu cắt và lượng chạy dao răng
lớn). Khi chế độ cắt, các thông số hình học của dao và điều kiện làm nguội được chọn một cách
hợp lý thì độ bóng bề mặt gia công có thể đạt cấp 4, 5 và 6.Còn độ bóng cấp 7, 8 vó thể đạt
được khi phay tinh bằng dao có độ chính xác cao, chế độ cắt hợp lý và máy có độ cứng vững
cao.

+ Độ chính xác gia công:
Dung sai ± 0,001 có thể đạt được trên máy CNC
Độ chính xác khi gia công trên máy CNC phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Sai số gia công tổng cộng trên máy CNC xuất hiện trên các thống truyền động của máy,
trong các hệ thống truyền động và kiểm tra và trong bản thân chi tiết gia công. Các sai số gia
công được ký hiệu và giải thích như sau:
δ1,δ2,δ3,δ4 – Sai số lập trình, nội suy, hiệu chỉnh nội suy và sai số của “ lệnh trở về
điểm 0”
δ5 ,δ6 Sai số của các bước bên trong và sai số tích lũy của đatric.
δ7- Sai số các cơ cấu chuyển đổi tín hiệu.
δ8 - Sai số của dreipha đặc tính truyền động(sai số thời gian phát xung)
δ9,δ10,δ11 - Các sai số truyền động(lực, mômen, tốc độ)
δ12 - Sai số trục vít bi
δ13 - Sai số hình học của máy
δ14 ,δ15 - Biến ạng đàn hồi của máy và đồ gá.
δ16- Sai số kích thước gá đặt dao
δ17 - Sai số do mòn dao
δ18 - Biến dạng đàn hồi của dao
δ19 - Sai số gá đặt chi tiết gia công
δ20 - Biến dạng đàn hồi của chi tiết gia công
δ21 - Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công
Sai số tổng bằng tổng các sai số trên.
- Về độ chính xác của máy, trước hết nhà chế tạo phải quan tâm tới bố trí máy cho tối ưu. Điều
này nhà chế tạo chỉ có thể ảnh hưởng ở mức độ giới hạn vì phải quan tâm đến quan hệ về giá
thành, công suất và độ chấp nhận được của máy.Người sử dụng cũng cần quan tâm những điều
kiện phù hợp như nhiệt độ phòng và chú ý cần thiết trong quá trình sử dụng máy.
- Người sử dụng phải chịu trách nhiệm về các thông số điều chỉnh.
- Độ chính xác lập trình không chỉ phụ thuộc vào người sử dụng mà còn phụ thuộc vào nhà sản
xuất máy. Ví dụ, khi lập trình cho gia công theo một đường cong nào đó, người lập trình phải
tận dụng mọi khả năng điều khiển của máy để miêu tả đường cong đó đúng như nó có thể có

được. Mặt khác, nhiệm vụ của nhà chế tạo phải cung cấp một hệ điều khiển có khả năng thực
hiện chính xác đường cong cho trước một cách hiệu quả.
3.2 ĐẶC TÍNH KÍCH THƯỚC.
Đối với máy phay CNC ta có bề mặt công tác của bàn máy ta chọn B x L là : 1150 x
520
3.3 ĐẶC TÍNH ĐỘNG HỌC.
3.3.1 Vận tốc cắt và lượng chạy dao tới hạn .
Để đảm bảo máy làm việc với năng suất cao đồng thời cũng đảm bảo chất lượng của chi
tiết gia công máy thiết kế phải có khả năng để lựa chọn vận tốc cắt và lượng chạy dao hợp lý
nhất .
Chuyển động chạy dao là chuyển động tương đối của dụng cụ và chi tiết gia công được
thêm vào và tạo điều kiện đưa vùng gia công lan rộng ra toàn bề mặt gia công . Chuyển động
chạy dao có thể liên tục hoặc gián đoạn.
Tốc độ cắt là quãng đường mà một điểm trên lưỡi cắt chính ở cách trục xa nhất đi được trong
một phút .
Sau một vòng quay của dao phay điểm của lưỡi cắt nằm trên đường tròn của dao có
đương kính d sẽ đi được một quãng đường mà chiều dài là chu vi của đường tròn tức là pd .
Để xác định quãng đường mà điểm đó đi được trong một phút , cần phải nhân quãng
đường đi được sau một vòng với số vòng quay của dao trong một phút tức là : pd n . Lúc đó tốc
độ cắt xác định theo công thức sau:

V=

pdn
1000 (m/ph)

V: vận tốc (m/ph)
d: đường kính của dao (mm)

n : số vòng quay trục chính (v/ph)
Đối với chi tiết gia công cùng chu vi nhưng cơ lí tính khác nhau thì cần phải gia công với
vận tốc khác nhau .Trong trường hợp cần gia công chi tiết có đường kính dao khác nhau nhưng
vận tốc như nhau thì số vòng quay phải được điều chỉnh từ
để gia công đường kính

d max

thì số vòng quay cần thiết là :

nmin - nmax tức là dùng vận tốc v min


nmin =

Khi dùng vận tốc
thiết là :

vmax

1000vmin
pd max (v/ph)

để gia công chi tiết có đường kính dao
nmax =

d min

thì số vòng quay cần

1000vmax
pd min

Phạm vi thay đổi vận tốc cắt trong 2 giới hạn trên gọi là phạm vi điều chỉnh.Phạm vi điều
chỉnh số vòng quay ký hiệu là Rn và được xác định theo công thức sau :
n
v
d
Rn = max = max = max = Rv.Rd
nmin
vmin
d min
Trong đó :

Rv phạm vi điều chỉnh tốc độ
Rd phạm vi điều chỉnh kích thước
Từ đó nhận thấy rằng Rn phụ thuộc vào giới hạn vận tốc và đường kính của chi tiết gia
công .

n
Đối với máy CNC thì ta có thể điều chỉnh được số vòng quay ở đầu ra của trục chính 0 .
Do đó ứng với bất kỳ đường kính nào của chi tiết máy cũng có thể có khả năng đáp ứng được
số vòng quay mong muốn . Từ đó tuổi bền của dao và hiệu suất gia công của máy sẽ được nâng
cao .
Khi phay trên máy CNC thì lượng chạy dao ở máy độc lập với tốc độ trục chính và được
thực hiện bằng động cơ điều khiển vô cấp ( động cơ bước) và được xác định bằng công thức :
S=
Trong đó :

nd .t.i

(mm/ph)

nd : số vòng quay của động cơ chạy dao (v/ph)

i: tỉ số truyền từ động cơ đến cơ cấu chấp hành .
t : lượng di động của cơ cấu chấp hành khi trục cuối cùng của
trục chạy dao quay 1 vòng ( mm/vg)
Lượng chạy dao nhỏ nhất Smin tương ứng với tỉ số truyền thay đổi
Smax tương ứng với tỉ số truyền thay đổi
chỉnh lượng chạy dao Rs

imin

. Lượng chạy dao

imax trên cơ sở đó ta có thể xác định phạm vi điều


Smax
Rs= S min
Tóm lại , máy CNC thì phạm vi điều chỉnh Rn và Rs khá lớn . Điều đó cho phép đáp ứng
được các thông số công nghệ một cách cao nhất và góp phần vào giải quyết được vấn đề tối ưu
trong chế độ cắt .
3.4. ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC.
Đặc trưng động lực học của máy được xác định theo chế độ cắt tính toán có tải trọng và
công suất lớn nhất. Dựa vào máy chuẩn là máy phay CNC mazak ta có:
3.4.1 Chế độ cắt tính toán .
*

- Đường kính dao D = Dmax=

(mm)

*

- Chiều sâu cắt t = 0,1 Dmax = 0,1.80 =8(mm)
- Lượng chạy dao lớn nhất theo các phương X , Y , Z là(0-4)m/ph
- Lượng chạy dao nhanh theo các phương X ,Y ,Z là 7,5 m/ph
- Số răng dao : 12 dao.
=> Tốc độ cắt tính toán Vmax =

Vmin =
Với n là dải tốc độ trục chính : 35-8000 (v/ph)
3.4.2 Lực cắt .
Lực cắt của hộp chạy dao : 2500N
Lực vòng : 1100N
3.4.3 Công suất cắt .
Công suất động cơ : 2,5 KW
3.4.4 Vùng làm việc của máy
- Khoảng cách dịch chuyển theo phương X : 1150 mm
- Khoảng cách dịch chuyển theo phương Y : 5200 mm
- Khoảng cách dịch chuyển theo phương Z : 505 mm

= 125,6 (m/ph)

(m/ph)


CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC MÁY CÔNG CỤ

4.1 THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC TRUYỀN DẪN CHÍNH .
4.1.1 Phân tích thiết kế các truyền dẫn chính.
Khi chọn kiểu truyền dẫn ta cần căn cứ vào phạm vi điều chỉnh, công suất truyền, trị số
trượt, thuận tiện cho điều khiển, thay đổi tốc độ nhanh, tính công nghệ tốt.
Với máy phay CNC chuyển động chính là chuyển động quay của dao, có công suất
động cơ bé thua 100 kw, theo ENIMS ta dùng truyền dẫn động cơ vô cấp tốc độ điều khiển số
.
4.1.2 Thiết kế truyền dẫn tốc độ .
Với máy phay CNC dựa trên máy chuẩn PC MILL 155 thì ta chọn được động cơ nối với
trục chính thông qua bộ truyền đai . Vậy để thiết kế được đường truyền dẫn tốc độ ta phải chọn
động cơ phù hợp với thiết kế bộ truyền đai cho máy .
4.1.2.1 Chọn động cơ .
Hầu hết trong các máy CNC hiện đại đều không có hộp tốc độ . Trục chính của máy
được nối trực tiếp hoặc qua một bộ truyền cơ khí với động cơ .Động cơ để tạo ra chuyển động
trục chính thường là động cơ không đòng bộ 3 pha điều khiển vô cấp tốc độ . Theo máy chuẩn
PC MILL155 thì động cơ nối với trục chính qua bộ truyền đai . Căn cứ vào máy chuẩn ta chọn
động cơ A02 (A0 p 2) 32-4 (322/TKCTM)
Động cơ này có các thông số sau :

-

Công suất định mức của động cơ 2,5kw
Tốc độ đồng bộ 1500v/ph
Tốc độ không đồng bộ 1430v/ph
Số cặp cực 2
Hệ số trượt s= 0,0467


Để số vòng quay đầu ra của trục chính là vô cấp từ (35-8000)v/ph chúng ta dùng bộ biến
tầng giãn tiếp để thay đổi f

Chọn tần số điều chỉnh f =50Hz
Khi đó ta có bước nhảy của tần số là :

j = qZ - 1

Chọn theo tiêu chuẩn

nmax 47 8000
=
= 1,12
nmin
35

j = 1,12

Xác định phạm vi điều chỉnh tần số .
Số vòng quay của máy xác định theo công thức :

n=

60 f (1- s ) 60 f (1- 0, 0467)
=
= 28, 6 f (v / ph)
p
2

Vậy f= n/28,6
Với số vòng quay ở đầu ra của trục chính n TC =(35-8000)v/ph thì ta có :
Tần số dòng điện điều chỉnh nhỏ nhất là :

f min =

nmin
35
=
= 1.2 Hz lấy = 2 Hz
28, 6 28, 6

Tần số dòng điện hiệu chỉnh lớn nhất là :
f max =

nmax
8000
=
= 279.7 Hz lấy = 280Hz
28, 6 28, 6

Vậy phạm vi đều chỉnh tần số

Rf =

f max 280
=
= 140
f min
2

Ta chọn bộ biến tầng có phạm vi điều chỉnh f ³ 140

4.1.2.2 Chọn bộ truyền đai .(chọn đai răng)
Bộ truyền đai trong trường hợp này chỉ có mục đích là truyền chuyển động từ trục động
cơ sang trục chính mà không tăng hoặc giảm ( id = 1 ) . Ngoài ra nó còn có tác dụng bảo vệ máy
khi xảy ra hiện tượng quá tải .
*Đặc điểm của bộ truyền đai
-Ưu điểm:
+ Có khả năng truyền chuyển động và cơ năng giữa các trục xa nhau
+ Làm việc êm không ồn
+ Giữ được an toàn cho các chi tiết máy và động cơ khi bị quá tải nhờ hiện tượng
trượt trơn
+ Có thể truyền chuyển động cho nhiều trục
+ Kết cấu đơn giản, bảo quản dễ, giá thành hạ
- Nhược điểm
+ Khuôn khổ và kích thước lớn ( với cùng một điều kiện làm việc, đường kính bánh
đai lớn hơn đường kích bánh răng khoảng 5 lần)
+ Tỷ số truyền không ổn định, hiệu suất thấp vỡ cú trượt đàn hồi
+ Lực tác dụng lên trục và ổ lớn do phải căng đai ( so với truyền động bánh răng
lớn hơn gấp 2 ÷ 3 lần)
+ Tuổi thọ của đai thấp
Phạm vi sử dụng
+ Do thích hợp ở vận tốc cao nên thường được lắp ở đầu vào các hộp giảm tốc.
+ Thường dung khi cần truyền động trên khoảng cách trục lớn, công suất truyền
dẫn không quá 40 ÷ 50 kW , vận tốc vũng V = 5 ÷ 30 m/s
+ Tỷ số truyền của đai dẹt u ≤ 5
+ Tỷ số truyền của đai thang u ≤ 10


Chọn đường kính các bánh đai:

d1 = ( 5,2 ÷ 6,4) 3 T = ( 5,2 ÷ 6,4) 3 1400 = 71,2356( mm).

Chọn d1 theo tiêu chuẩn d1 =71(mm).

d 2 = d1 .u(1-ξ)= 71.8.(1-0,02)=556.Chọn d 2 =347(mm).
4.2. Thiết kế đường truyền chạy dao .
4.2.1 Vài nét về động cơ bước .
Động cơ bước làm việc theo nguyên tắc khi có một xung điện vào sẽ là động cơ quay một
góc xác định . Số lượng xung tỉ lệ thuận với với độ dịch chuyển và thường được chọn sao cho
một góc bước động cơ ứng với nhỏ nhất bằng một đơn vị lập trình = 0,01mm . Như vậy , giá trị
dịch chuyển cho trước được đưa vào số lượng xung và động cơ sẽ thực hiện số vòng quay
tương ứng. Không dùng đến hệ thống đo chuyển vị , không có hệ so sánh nên làm đơn giản các
trang bị điều khiển kèm theo . Tuy nhiên động cơ bước chỉ truyền được công suất nhỏ , thường
phải kèm theo các bộ phận khuếch đại .
Chiều quay của động cơ bước không phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong các cuộn
dây phần ứng , mà phụ thuộc vào thứ tự cuộn dây phần ứng được cung cấp xung điều khiển.