Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế chế tạo và kiểm tra bánh răng côn răng thẳng.

- Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 1 MỤC LỤC MỤC LỤC.
- 12 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM.
- 13 1.1 Tổng quan về CAD/CAM.
- 13 1.1.1 Lịch sử ra đời và phát triển của CAD/CAM.
- 17 1.2 Ứng dụng của CAD/CAM trong sản xuất cơ khí.
- 18 1.2.1 Đối tƣợng của CAD/CAM.
- 18 1.2.2 Ứng dụng của CAD/CAM trong sản xuất cơ khí.
- 24 Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 2 2.1.
- Khái niệm chung về bánh răng.
- 24 2.1.1 Khái niệm bánh răng.
- 24 2.1.2 Phân loại bánh răng.
- 25 2.2 Khái niệm về bánh răng thân khai.
- 26 2.2.2 Bánh răng thân khai.
- Bánh răng có biên dạng thân khai đƣợc sử dụng phổ biến vì.
- 29 2.3 Các phƣơng pháp chế tạo bánh răng thƣờng dùng.
- 29 2.3.1 Yêu cầu kỹ thuật của bánh răng.
- 29 2.3.2 Các phƣơng pháp chế tạo bánh răng thƣờng dùng.
- 30 2.4 Khái niệm cơ bản về bánh răng côn răng thẳng.
- 33 2.4.3 Các phƣơng pháp gia công bánh răng côn răng thẳng thƣờng dùng.
- 39 CHƢƠNG III ỨNG DỤNG CAD TRONG THIẾT KẾ BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG.
- 40 3.2 Thiết lập phƣơng trình bề mặt bánh răng côn răng thẳng biên dạng thân khai.
- 41 3.3 Xây dựng bề mặt bánh răng côn răng thẳng trong CAD.
- 51 4.1 Đƣờng dụng cụ trong gia công CNC.
- 53 4.2 Xây dựng đƣờng chạy dao gia công bánh răng côn răng thẳng.
- 54 Luận văn thạc sĩ khoa học Năm Cơ sở để xây dựng.
- 54 4.2.2 Xây dựng phƣơng trình đƣờng chạy dao gia công bánh răng côn răng thẳng.
- 56 4.3 Gia công bánh răng côn răng thẳng trên phần mềm CAM.
- 59 4.3.1 Thiết kế quá trình công nghệ gia công bánh răng.
- 59 4.3.2 Sử dụng Mastercam để sinh chƣơng trình NC gia công bánh răng.
- 62 4.4 Gia công kiểm nghiệm phƣơng pháp.
- 67 4.4.1 Chọn máy gia công.
- 67 4.4.2 Quá trình giá đặt và gia công chi tiết.
- 73 4.5.3 Kiểm tra bánh răng côn răng thẳng bằng phƣơng pháp đo tọa độ trên máy CMM.
- Tác giả xin chân thành cảm ơn! Tác giả đề tài Nguyễn Thanh Tùng Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ quá trình thiết kế truyền thống và có sự trợ giúp của CAD/CAM Hình 1.2 Sơ đồ chu kỳ sản xuất truyền thống.
- Hình 1.3 Chu kỳ sản xuất có sự trợ giúp của CAD/CAM Hình 1.4 Quy trình thiết và gia công truyền thống Hình 1.5 Quy trình thiết và gia công theo công nghệ CAD/CAM.
- Hình 2.1 Các loại bánh răng Hình 2.2 Sự hình thành đƣờng thân khai Hình 2.3 Sơ đồ tính đƣờng thân khai Hình 2.4 Bánh răng biên dạng thân khai Hình 2.5 Thông số hình học của bánh răng thân khai Hình 2.6 Gia công bánh răng bằng phƣơng pháp phay định hình Hình 2.7 Xọc bao hình Hình 2.8 Bánh răng côn răng thẳng Hình 2.9 Thông số hình học bánh răng côn răng thẳng Hình 2.10 Gia công bánh răng côn bằng dao phay đĩa modul Hình 2.11 Bào bao hình bánh răng côn răng thẳng.
- Hình 2.12 Gia công bánh răng côn bằng phƣơng pháp bao hình.
- Hình 2.13 Phay bánh bao hình bánh răng côn.
- Hình 2.14 Bào bánh răng côn bằng 2 dao.
- Hình 3.1 Sơ đồ xác định tọa độ điểm M.
- Hình 3.2 Sơ đồ bánh răng côn Hình 3.3 Sơ đồ tính bánh răng côn Hình 3.4 Sơ đồ tính OO’ Hình 3.5 Dựng kích thƣớc hình học phôi Hình 3.6 Hình dạng phôi Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 7 Hình 3.7 Xây dựng điểm Hình 3.8 Tọa độ điểm Hình 3.9 Tọa độ điểm liên kết Hình 3.10 Đƣờng thân khai Hình 3.11 Rãnh bánh răng Hình 3.12 Tạo rãnh răng Hình 3.13 Bánh răng côn Hình 4.1 Đƣờng dụng cụ Hình 4.2 Kiểu đƣờng chạy dao Hình 4.3 Hƣớng cắt Hình 4.4 Khoảng cách đƣờng chạy dao Hình 4.5 Đƣờng chạy dao theo bề mặt Hình 4.6 Mô hình bánh răng tƣơng đƣơng Hình 4.7 Sơ đồ thiết lập đƣờng chạy dao Hình 4.8 Phôi bánh răng Hình 4.9 Dao phay đầu cầu Hình 4.10 Chọn máy Hình 4.11 Nhập phôi Hình 4.12 Đƣờng dụng cụ Hình 4.13 Chọn dụng cụ và các chế độ công nghệ Hình 4.14 Chạy chƣơng trình gia công Hình 4.15 Máy phay HITACHI MCV 40 Hình 4.16 Gia công tạo phôi Hình 4.17 Quá trình gá đặt chi tiết Hình 4.18 Gia công mặt côn phụ nhỏ Hình 4.19 Hình ảnh gia công bánh răng Hình 4.20 Sơ đồ đo sai lệch bƣớc vòng Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 8 Hình 4.21 Đo sai số profin răng Hình 4.22 Sơ đồ thiết lập hệ trục tọa độ Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 9 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 3.1 Liên kết tọa độ điểm với bảng exel Bảng 4.1 Số liệu biên dạng bánh răng trái Bảng 4.2 Số liệu biên dạng bánh răng phải Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 10 MỞ ĐẦU 1.
- Bánh răng nói chung và bánh răng thân khai nói riêng là chi tiết phổ biến dùng trong chuyền động cơ khí, chúng có bề mặt phức tạp, việc chế tạo nó không đơn giản và mất nhiều công sức, nó đòi hỏi phải có các máy gia công và dụng cụ chuyên dùng.
- Hiện nay, chúng ta vẫn đang nghiên cứu và ứng dụng công nghệ CAD/CAM kếPt hợp với CNC vào việc thiết kế và gia công bánh răng nhằm nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong việc thiết kế, chế tạo nó.
- Thông thƣờng để gia công bánh răng chúng ta phải đầu tƣ máy móc và thiết bị chuyên dùng nên nếu chúng không đƣợc sử dụng hết công suất sẽ gây ra lãng phí, dẫn tới giá thành sản phẩm cao.
- Do đó ngƣời ta chỉ đầu tƣ chúng để gia công các bánh răng phổ biến, bánh răng tiêu chuẩn.
- Một số vấn đề đặt ra là : Thứ nhất : đối với các bánh răng phi tiêu chuẩn, bánh răng lớn, hoặc bánh răng dùng trong các thiết bị đặc biệt thì việc thiết kế, chế tạo nó thế nào.
- Thứ hai : Đối với các phân xƣởng nhỏ và trung bình, không có điều kiện đầu tƣ máy móc chuyên dùng để gia công bánh răng.
- Khi các phân xƣởng này có nhu cầu chế tạo bánh răng để sản xuất, thay thế và sửa chữa thì việc phải đi đặt hàng sẽ gây ra tốn kém về kinh tế và thời gian, trong khi thực tế là đa phần các phân xƣởng đều đƣợc trang bị máy CNC vạn năng.
- Vấn đề là làm thế nào để tận dụng đƣợc máy CNC để có thể đáp ứng đƣợc yêu cầu chế tạo bánh răng.
- Từ các yêu cầu trên Tác giả đã chọn hƣớng nghiên cứu là ứng dụng công nghệ CAD/CAM để giải quyết vấn đề trên.
- Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 11 Phƣơng pháp này còn có thể mô phỏng trực quan quá trình gia công bánh răng phục vụ quá trình nghiên cứu, học tập với chi phí rẻ mà đạt hiệu quả cao.
- Bùi Ngọc Tuyên, Tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế chế tạo và kiểm tra bánh răng côn răng thẳng” làm đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học chuyên ngành Chế tạo máy với mong muốn đóng góp một phần sức lực nhỏ bé của mình vào sự phát triển chung đất nƣớc và của nhà trƣờng.
- Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế chế tạo và kiểm tra bánh răng côn răng thẳng 3.
- Công nghệ CAD/CAM trong thiết kế, chế tạo, kiểm tra bánh răng côn răng thẳng.
- Nghiên cứu lý thuyết về thiết kế , chế tạo bánh răng côn răng thẳng.
- Nghiên cứu các phƣơng pháp gia công bánh răng truyền thống.
- Tổng quan về ứng dụng của CAD/CAM trong thiết kế và sản xuất.
- Ứng dụng phần mềm Solidwork để thiết kế bánh răng côn răng thẳng.
- Mô phỏng quá trình gia công bánh răng côn răng thẳng trên phần mềm CAM.
- Gia công thực nghiệm kiểm chứng phƣơng pháp.
- Đề tài chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ CAD/CAM cho bánh răng côn răng thẳng biên dạng thân khai.
- Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 12 6.
- Ý nghĩa khoa học : Đa dạng hóa các phƣơng pháp gia công bánh răng.
- Đề tài làm cơ sở để nghiên cứu , ứng dụng phát triển sâu rộng hơn để tối ƣu hóa quá trình gia công, chế tạo bánh răng.
- Hiệu quả về kinh tế - xã hội : Phƣơng pháp này giúp nâng cao hiệu quả , tiết kiện thời gian và kinh phí trong việc gia công bánh răng.
- Nó có tính ứng dụng cao trong các phân xƣởng cơ khí chế tạo bánh răng phục vụ sửa chữa và thay thế.
- Nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng tin học trong quá trình thiết kế và gia công bánh răng côn răng thẳng.
- Khảo sát, tìm hiểu quá trình gia công bánh răng thân khai, bánh răng côn răng thẳng ở một số cơ sở gia công bánh răng.
- Trao đổi lấy ý kiến của những ngƣời có kinh nghiệm trong thiết kế, chế tạo bánh răng côn.
- Chƣơng II : Các khái niệm cơ bản về bánh răng và bánh răng côn răng thẳng.
- Chƣơng III : Ứng dụng CAD trong thiết kế bánh răng côn răng thẳng.
- Chƣơng IV : Ứng dụng CAM trong chế tạo bánh răng côn răng thẳng và kiểm tra.
- Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 13 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM 1.1 Tổng quan về CAD/CAM.
- 1.1.1 Lịch sử ra đời và phát triển của CAD/CAM.
- Quá trình thiết kế và gia công truyền thống đã phát triển đến mức độ tối ƣu khả năng của nó, song nó vẫn không đạt đƣợc những mong muốn của các nhà sản xuất.
- Nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính, ngƣời ta đã mong muốn có thể nhờ sự trợ giúp của máy tính trong quá trình thiết kế, gia công.
- Hiện nay chúng đƣợc tích hợp vào một hệ, trong đó thiết kế có thể lựa chọn phƣơng án tối ƣu và quá trình sản xuất có thể đƣợc giám sát và điều khiển từ khâu đầu đến khâu cuối.
- Cũng nhƣ hệ CAD , hệ CAM đƣợc phát triển ứng dụng đầu tiên tại MIT cho các máy gia công điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) bằng vi tính vào đầu những năm 70.
- Từ việc ra đời của CAD/CAM các lĩnh vực khác của việc ứng dụng máy tính cũng phát triển theo nhƣ.
- Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 14 Ở Việt Nam, CAD/CAM xuất hiện thông qua các phần mềm mua của nƣớc ngoài để phục vụ học tập, nghiên cứu, ứng dụng.
- Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính.
- CAD đƣợc hiểu là các hoạt động thiết kế liên quan đến việc sử dụng máy tính để tạo lập, sửa chữa hoặc trình bày một thiết kế kỹ thuật.
- Sử dụng hệ thống CAD là tăng hiệu quả làm việc cho ngƣời thiết kế, tăng chất lƣợng thiết kế, nâng cao chất lƣợng trình bày thiết kế và tạo lập cơ sở dữ liệu cho sản xuất.
- Ứng dụng của CAD trong thiết kế cơ khí.
- a/ Hỗ trợ quá trình thiết kế.
- Theo truyền thống, công tác thiết kế kỹ thuật đƣợc tiến hành trên bản vẽ trong đó bản thiết kế đƣợc thiết lập dƣới dạng các bản vẽ kỹ thuật.Tuỳ theo từng lĩnh vực mà bản thiết kế có những yêu cầu riêng, chẳng hạn thiết kế cơ khí, ngoài bản vẽ tổng thể, các bản vẽ chi tiết và các bản vẽ cụm, còn kèm theo bản vẽ dụng cụ cắt gọt và đồ gá để chế tạo ra sản phẩm.
- Bản thiết kế của các lĩnh vực khác nhƣ xây dựng, hoá chất, chế tạo máy bay, ngoài đặc điểm chung cơ bản, cũng có những nét đặc thù riêng nhƣ vậy.
- Trong từng lĩnh vực nói trên, phƣơng pháp tiếp cận truyền thống là tổng hợp một bản thiết kế sơ bộ theo cách thủ công rồi mới qua phân tích Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 15 dƣới một dạng nào đó.
- Bƣớc phân tích này có thể gồm những bản tính toán kỹ thuật phức tạp hoặc phải qua đánh giá hoàn toàn chủ quan về phƣơng diện thẩm mỹ mà bản thiết kế yêu cầu.
- Nếu không có sự tham gia của máy tính thì sự tiêu hao này sẽ có thể là rất lớn để hoàn thiện một đồ án thiết kế.
- Qu¸ tr×nh thiÕt kÕThiÕt kÕ cã sù hçtrî cña CADPh¸t hiÖn nhu cÇuTæng hîp th«ng tinX¸c ®Þnh vÊn ®ÒPh©n tÝch vµ tèi -uhãa§¸nh gi¸ThÓ hiÖn cô thÓPh¸t hiÖn nhu cÇuX¸c ®Þnh vÊn ®ÒTæng hîpPh©n tÝch vµ tèi -uhãa§¸nh gi¸ThÓ hiÖnPh©n tÝch kü thuËtRµ so¸t vµ ®¸nh gi¸VÏ tù ®éngM« h×nh hãa h×nhhäc Hình 1.1 Sơ đồ quá trình thiết kế truyền thống và có sự trợ giúp của CAD/CAM b/ Xây dựng mô hình.
- Thiết kế mô hình hình học : Mô hình hình học là dùng CAD để xây dựng biểu diễn toán học dạng hình học của đối tƣợng.
- Có mô hình 2D và mô hình 3D Thiết kế mô hình lưới : Sử dụng các đƣờng thẳng để minh hoạ vật thể.
- Thiết kế mô hình bề mặt : Luận văn thạc sĩ khoa học Năm 2012 16 Đƣợc định nghĩa theo các điểm, các đƣờng thẳng và các bề mặt.
- Khi triển khai một đồ án thiết kế kỹ thuật thƣờng cần đến một sự phân tích nào đó tuỳ theo loại công trình nhƣ về ứng suất, biến dạng, truyền nhiệt hoặc mô tả sự ứng xử động học của hệ thống.
- Đối với những bài toán thiết kế cụ thể, nhóm phân tích kỹ thuật có thể tự viết lấy phần mềm chuyên biệt để sử dụng trong nội bộ, còn đối với những bài toán có tính chất phổ thông thì thƣờng đƣợc giải quyết bởi các gói phần mềm mua ở thị trƣờng.
- d/ Đánh giá thiết kế.
- Đánh giá thiết kế có thể bao gồm : Tự động xác định chính xác các kích thƣớc, xác định khả năng tƣơng tác giữa các bộ phận.
- Nó có ý nghĩa quan trọng trong các thiết kế lắp ráp nhằm tránh hai chi tiết cùng chiếm một khoảng không gian.
- CAD dùng quá trình thiết kế.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt