Dồ án nghiên cứu điều chỉnh chương trình động học máy, nhằm nâng cao độ chính xác tạo hình bề mặt chi tiết quang khi mài nghiền chi tiết quang trên máy 4mb-250

1) theo thời gian t ta có: (2.12) (2.13) Viết (2.13) dưới dạng ma trận: (2.14) Giải hệ phương trình đại số tuyến tính (2.14) ta tìm được gia tốc góc . 3.2. Quỹ đạo, vận tốc, gia tốc tuyệt đối điểm đầu tốc trong máy mài nghiền chi tiết quang có sử dụng cơ cấu bốn khâu đòn bản lề - Xác định vị trí của điểm đầu tốc: Hình 2.7: Mô hình cơ cấu bốn khâu bản lề có giá tốc. Trong đó: Oxy - Hệ quy chiếu cố định O3x3 // Ox; O3y3 // Oy O3x3h3 - Hệ qui chiếu vật 3 Xét điểm đầu tốc K trong hệ toạ độ O3x3h3 : Theo biểu thức (2.16) ta có: (2.15) Trong đó: Ma trận côsin chỉ phương trong hệ tọa độ O3x3h3 : Biểu thức (2.15) là quỹ đạo tuyệt đối của điểm đầu tốc trong máy mài nghiền có sử dụng cơ cấu bốn khâu bản lề. - Xác định vận tốc, gia tốc của điểm đầu tốc: Đạo hàm biểu thức (2.15) theo thời gian t và chú ý đến công thức (2.2) ta có công thức xác định vận tốc tuyệt đối của điểm đầu tốc: (2.16) Đạo hàm biểu thức (2.16) theo thời gian t và chú ý đến công thức (2.2) và (2.3) ta có công thức xác định gia tốc tuyệt đối của điểm đầu tốc: (2.17) 4. Xác định quĩ đạo, vận tốc, gia tốc tương đối của điểm bất kỳ thuộc đĩa gá đối với đĩa mài Hình 2.8: a/ Cách chọn hệ tọa độ b/ Các hệ tọa độ của đĩa 4 c/ Các hệ tọa độ của đĩa 5 đĩa 4 và đĩa 5 Đối với các máy mài nghiền chi tiết quang4MB - 250 có số khâu của cơ cấu cụm trên là 4: Đĩa gá chi tiết gia công: 4 Đĩa mài nghiền : 5 Dựa vào các nghiên cứu ở trên ta xây dựng được các biểu thức động học của cơ cấu máy mài nghiền chi tiết quang 4MB-250: (2.18) Biểu thức (2.18) là phương trình xác định quỹ đạo tương đối của điểm P bất kỳ thuộc đĩa gá 4 đối với hệ toạ độ động gắn chặt vào đĩa mài 5. Đạo hàm bậc nhất theo thời gian t của biểu thức (2.18) và chú ý đến công thức (2.2) ta nhận được công thức xác định vận tốc tương đối của điểm P bất kỳ trên đĩa gá đối với đĩa mài: (2.19) Đạo hàm theo thời gian biểu thức (2.19) và chú ý đến (2.2) và (2.3) ta nhận được công thức xác định gia tốc tương đối của điểm M bất kỳ trên đĩa gá đối với đĩa mài: (2.20) Cho giá trị từ các công thức (2.18), (2.19) và (2.20) ta nhận được các biểu thức xác định quỹ đạo tương đối của điểm O4 đối với đĩa mài 5. 5. Một số kết quả mô phỏng số động học cơ cấu cụm trên máy mài nghiền 4MB-250 Hình 2.9 : Mô phỏng cơ cấu cụm trên của máy mài nghiền chi tiết quang 4MB-250. Một số kết quả mô phỏng số quỹ đạo tương đối của điểm P thuộc đĩa gá 4 so với đĩa mài 5: Hình 2.10: Quỹ đạo tương đối của điểm đầu tốc đối với đĩa mài 5 của máy 4MB-250; k51=2,009; k41=1,607; t=6,28s. Hình 2.11: Quỹ đạo tương đối của điểm đầu tốc đối với đĩa mài 5 của máy 4MB-250; k51=1,045; k41=0,836; t=6,28s. Hình 2.12: Quỹ đạo tương đối của điểm đầu tốc đối với đĩa mài 5 của máy 4MB-250; k51=0,532; k41=0,425; t=12,56s. Hình 2.13: Quỹ đạo tương đối của điểm đầu tốc đối với đĩa mài 6 của máy 4MB-250; k51=2,009; k41=1,607; t=360s. CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN CHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC GIA CÔNG CHI TIẾT QUANG KHI MÀI NGHIỀN 1. Hệ số phủ bề mặt chi tiết gia công 1.1. Mô hình bài toán Trên hình 3.1 biểu diễn mô hình cơ cấu khâu trên của máy mài nghiền chi tiết quang 4MB - 250. Hình 3.1: Mô hình cơ cấu cụm trên cuảe máy 4MB-250. Dụng cụ mài 5 quay với vận tốc góc w5. Tay quay 1 quay với vận tốc góc w1 tạo ra chuyển động lắc của cần lắc 3 với vận tốc lắc w3. Đĩa gá 4 mang chi tiết gia công lắc theo cần lắc 3. Do ma sát giữa bề mặt dụng cụ mài và chi tiết nên thực hiện chuyển động quay tương đối quanh tâm O4 với vận tốc w4. Trong trường hợp mài nghiền tỷ số giữa w4 và w5 hoặc w1 và w5 thường là các thông số do ta chọn: , . Sau đây ta khảo sát một thông số động học của máy: là hệ số phủ bề mặt. 1.2. Hệ số phủ bề mặt gia công _ Xét đĩa mài 5 ( Hình 3 - 2 ). Giả sử chia đĩa mài 5 thành m hình vành khăn, với cùng chiều rộng DR. Hình 3 - 2 Xét hình vành khăn bất kỳ có: Bán kính ngoài: Bán kính trong: Hình ( 3 - 2 ) _ Xét đĩa gá 4 ( Hình 3 - 3 ): Đĩa gá chi tiết gia công chuyển động quay song phẳng tương đối so với đĩa mài 5. Giả sử chia đĩa gá 4 thành n hình vành khăn có chiều rộng Dr. Hình 3 - 3 Xét hình vành khăn bất kỳ có: Bán kính ngoài: r2i Bán kính trong: r1i Bán kính trung bình: ri _ Trên hình ( 3 - 1 ): Xét hình vành khăn chiều rộng DR ( R1j, R 2j ) trên đĩa 5. Xét đường tròn bán kính ri trên đĩa 4. Các giao điểm giữa đường tròn bán kính ri và hình vành khăn DR là: M1i j, M2i j, M3i j M4i j. Định nghĩa 1: Hệ số phủ cục bộ Ci j (t) là tỷ số giữa độ dài của cung nằm giữa hai đường tròn thứ j và j+1 của đĩa mài trên chu vi đường tròn trung bình của vành khăn thứ i của đĩa gá chi tiết gia công. Trong trường hợp như hình ( 3 - 1 ) ta có công thức: (3.1) Cij (t) - gọi là hệ số phủ cục bộ. Cij (t) là hàm của các biến t, ri, R1j, R2j và các tham số động học cơ cấu. Để đơn giản cách viết ta không viết rõ các tham số động học cơ cấu: Cij = f ( t, ri, R1j, R2j ) Từ hình ( 3 - 1 ) ta có Ký hiệu Ð O5O4M2i j = g2i j Ð O5O4M1i j = g1i j Suy ra: Dgi j = g2i j - g1i j Xét quan hệ lượng giác trong các tam giác ( hình 3 - 4 ): D O5O4M1 và D O5O4M2 M2 R2j O5 g2 ri e O4 M1 R1j O5 g1 ri e O4 hình 3 - 4 (3.2) Suy ra: (3.3) M1i j M2i j = ri( arccosBi j - arccosAi j ) (3.4) Thay biểu thức (3.3) vào biểu thức (3.1) ta có: (3.5) Nhận xét: Vành khăn dụng cụ phủ chi tiết gia công theo cung M1M2. Cung càng lớn thì cường độ mài mòn của miền bán kính ri của chi tiết gia công càng lớn. Như vậy hệ số phủ Ci j được xác định theo công thức (3.5) đặc trưng cho mức phủ bề mặt giữa đĩa mài 5 và đồ gá chi tiết gia công 4. Ci j( t ) là đại lượng không thứ nguyên. Nếu vành khăn dụng cụ phủ 5 phủ toàn bộ đường tròn bán kính ri của đĩa gá 4 thì cung M1i j M2i j = pri và Ci j ( t ) = 1. Nếu phủ một phần đường tròn ri thì Ci j ( t ) < 1. Vậy: 0 £ Ci j ( t ) £ 1. Khi Ci j ( t ) = 0 thì vành khăn dụng cụ không phủ đường tròn bán kính ri và miền bán kính ri của chi tiết gia công không được mài mòn bởi dụng cụ. Với r i, Rj1, R2j xác định thì hệ số phủ địa phương Ci j ( t ) phụ thuộc vào độ lệch tâm giữa tâm O5 của đĩa mài và tâm O4 của đĩa gá chi tiết gia công, gọi là e. Định nghĩa 2: Hệ số phủ cục bộ trung bình là hệ số phủ cục bộ tính trong một chu kỳ tay quay. (3.6) Thế biểu thức (3.5) vào biểu thức (3. 6) ta được: (3.7) _ Xét đĩa mài 5 (Hình 3.2): Khi số hình vành khăn j biến thiên từ 1 ¸ m, hệ số phủ trung bình của dụng cụ lên mỗi miền vành r i của chi tiết được xác định bởi biểu thức: i = 1,..., n. (3.8) : Hệ số phủ trung bình đặc trưng cho khả năng miền bán kính ri của đĩa gá nằm trên đĩa mài. Nhận xét: độ lệch tâm e = e( a ). e: chính là khoảng cách từ tâm quay O4 của đĩa gá 4 chi tiết đến tâm quay O5 của đĩa mài 5. Từ công thức ( 2- 17 ) chương 2 [1] ta có: (3.9) Vì: Suy ra: (3.10) Vậy độ lệch tâm: (3.11) Thông thường trong công nghệ gia công chi tiết quang khi mài nghiền, đĩa gá chi tiết được chia thành 10 miền ( i = 1, ..., n ) và n = 10. 2. Điều chỉnh chương trình động học quá trình gia công khi mài nghiền Trong chương 2 ta đã xác định được vận tốc tương đối của một điểm bất kỳ thuộc đĩa gá 4 so với đĩa mài 5 của cơ cấu máy mài nghiền chi tiết quang 4MB-250, theo ( 2 - 17 ) chương 2 [1]. Vận tốc tương đối là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ mài mòn chi tiết quang. Để biểu thị quan hệ giữa cường độ mài mòn và vận tốc tương đối người ta cũng dùng một đại lượng không thứ nguyên là hệ số vận tốc. Định nghĩa 3: Ta gọi đại lượng là hệ số vận tốc. (3.13) Trong đó: là vận tốc của một điểm nằm trên vành ngoài của đĩa mài 5. (3.14) là vận tốc tương đối trung bình của các điểm M thuộc đĩa gá 4 nằm trên cung M1i j M2i j đối với đĩa mài 5. D5 - đường kính của đĩa mài. Trong trường hợp như hình (3.1) ta có công thức: (3.15) Trong đó được xác định theo công thức (2.18) chương 2 [1]: Với điểm M thuộc cung M1i jM2i j của đĩa gá 4 và . Hệ số vận tốc càng lớn thì cường độ mài mòn càng lớn và hệ số vận tốc càng nhỏ thì cường độ mài mòn càng nhỏ. Xét trong một chu kỳ tay quay, đưa ra khái niệm hệ số vận tốc trung bình trong một chu kỳ tay quay của khâu dẫn. (3.16) Như vậy hệ số vận tốc và hệ số phủ thể hiện ảnh hưởng động học của quá trình gia công khi mài nghiền chi tiết của dụng cụ đến cường độ mài mòn bề mặt chi tiết trên một miền bán kính ri bất kỳ nào. Ảnh hưởng của chúng là đồng thời, cộng tác dụng và có thể bù trừ cho nhau. Theo [ 1 ] điều kiện để mài mòn đồng đều mỗi miền vành của bề mặt chi tiết (không đổi đối với mỗi miền bán kính ri ) sẽ là: (3.17) Về mặt kỹ thuật, để dễ hình dung ta đưa vào các đại lượng trung bình như sau: Với m* là số lượng các miền vành khăn của đĩa mài 5, mà tại đó cij ¹ 0, j = 1, ... ,m. (3.18) Khi đó điều kiện để mài mòn bề mặt của chi tiết sẽ là [1]: i = 1, ..., n. (3.19) Điều kiện mài mòn đồng đều bề mặt chi tiết quang khi mài nghiền là một yêu cầu quan trọng đặt ra đối với công nghệ. Để đảm bảo điều kiện (3.19) thì sau khi đã điều chỉnh chương trình động học máy để đạt được hàm vận tốc tương đối hợp lý, tiếp tục điều chỉnh hệ số phủ . Hệ số phủ có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi một thông số gọi là hệ số điền đầy dụng cụ: hRj 3. Hệ số điền đầy dụng cụ: Từ hình (3.5, a) ta thấy rằng cường độ mài mòn không chỉ phụ thuộc vào cung phủ mà còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt làm việc của miền vành khăn của dụng cụ. Nếu trong mỗi miền vành khăn DR gắn guốc nghiền hoặc nỉ đánh bóng hình tròn, có đường kính (hình 3.5, a). Ta thấy rằng cường độ mài mòn miền bán kính của phôi cũng giảm đi so với miền vành khăn đặc của dụng cụ. Từ hình (3.5, a) ta có: Trên thực tế hình dạng guốc mài hoặc nỉ đánh bóng có dạng như hình 3.5, b, c: Hình 3.5, a: Hệ số điền đầy bề mặt dụng cụ. Hình 3.5, b: Dạng hình cánh hoa của bề mặt làm việc của dụng cụ. Hình 3.5, c: Dạng hình tròn của bề mặt làm việc của dụng cụ. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt miền vành khăn DR được đặc trưng bằng hệ số điền đầy dụng cụ . Định nghĩa 4: Hệ số điền đầy dụng cụ khi dán guốc nghiền hoặc nỉ đánh bóng là đại lượng: (3.20) Trong đó: - Diện tích phần bề mặt làm việc ( bề mặt mài nghiền, đánh bóng ) của miền vành khăn của dụng cụ . Dễ dàng nhận thấy rằng: . Bề mặt làm việc của dụng cụ có thể được khoét dạng hình tròn hoặc cánh hoa, khi đó hệ số điền đầy: (3.20, b) Vậy ảnh hưởng của sự phủ bề mặt đến cường độ mài mòn được đặc trưng bằng tích , trong đó: . Do đó điều kiện (3.19) sẽ là [1]: = a.f (r) i = 1,...,n; j = 1,...,m. (3.21) Biểu thức (3.21) là yếu tố điều chỉnh chương trình động học mài nghiền chi tiết quang. CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐIỀU CHỈNH CHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC MÀI NGHIỀN CHI TIẾT QUANG 1. Chi tiết mẫu thí nghiệm Để tiến hành thực nghiệm điều chỉnh chương trình động học mài nghiền chi tiết quang nhằm nâng cao độ chính xác gia công, chọn mẫu thí nghiệm có các yêu cầu kỹ thuật và kích thước như trên hình (4.1a, b). Dne 4B D(nF - nc) 4B Độ đồng nhất 4 Độ lưỡng chiết 3 Hấp thụ ánh sáng 3 Độ không vân 2B Độ bọt 1Ä N1 1 N2 1 DN1 0,5 DN2 0,5 Hình 4.1a: Mẫu thí nghiệm ử100 mm. Dne 4B D(nF - nc) 4B Độ đồng nhất 4 Độ lưỡng chiết 3 Hấp thụ ánh sáng 3 Độ không vân 2B Độ bọt 1Ä N1 1 N2 1 DN1 0,5 DN2 0,5 Hình 4.1b: Mẫu thí nghiệm ử12 mm. 2. Thiết kế quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm Hình 4.2: Sơ đồ quy trình công nghệ mài nghiền mẫu thí nghiệm. 2.2. Quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm Hình 4.3: Quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm. 3. Điều chỉnh các thông số của máy mài nghiền 4MB-250 3.1. Xây dựng chương trình động mài nghiền mẫu thí nghiệm 3.1.1. Điều chỉnh chương trình động học lần thứ nhất: Chương trình động học mài nghiền: File dữ liệu: l0=330 l1=30 l2=160 l3=300 a =10 b =-330 R4=50 R5=75 Toa do diem thuoc dia 4: KXI(4) =0 ETA(4) =0 Toa do diem dau toc O4: KXI(3) =150 ETA(3) =290 k1=0.497527 k2=0.9 ANPHAO =0 OMEGA1 =14.6608 EPXILON1=0 PHIO =0 TETAO =-0.95 So khoang chia dia 4 (n<20)=10 So khoang chia dia 5 (m<20)=10 Sai so =1e-06 t =20 Mô phỏng số động học: Hình 4.4: Chương trình động học mài nghiền mẫu D=100 mm điều chỉnh lần thứ nhất. Chế độ công nghệ mài nghiền Chiều dài tay quay: Vận tốc trục tay quay: 140 vòng/phút Tỷ số truyền giữa trục tay quay và trục mài nghiền: Áp lực mài nghiền: Phương pháp tạo áp lực: quả nặng Hạt mài nghiền: SiC Dạng hạt mài nghiền: huyền phù Cấp bột mài : bằng tay Máy mài nghiền: 4MB-25 Thời gian nghiền tinh (phút): t = 20 phút Bột mài nghiền: M10 3.1.2. Điều chỉnh chương trình động học lần thứ hai: Chương trình động học mài nghiền: File dữ liệu: l0=330 l1=45 l2=160 l3=300 a =10 b =-330 R4=50 R5=75 Toa do diem thuoc dia 4: KXI(4) =0 ETA(4) =0 Toa do diem dau toc O4: KXI(3) =150 ETA(3) =290 k1=0.497527 k2=0.9 ANPHAO =0 OMEGA1 =14.6608 EPXILON1=0 PHIO =0 TETAO =-0.95 So khoang chia dia 4 (n<20)=10 So khoang chia dia 5 (m<20)=10 Sai so =1e-06 t =30 Mô phỏng số động học: Hình 4.5: Chương trình động học mài nghiền mẫu D=100 mm điều chỉnh lần thứ hai. Chế độ công nghệ mài nghiền: Chiều dài tay quay: Vận tốc trục tay quay: 140 vòng/phút Tỷ số truyền giữa trục tay quay và trục mài nghiền: Áp lực mài nghiền: Phương pháp tạo áp lực: quả nặng Hạt mài nghiền: SiC Dạng hạt mài nghiền: huyền phù Cấp bột mài : bằng tay Máy mài nghiền: 4MB-25 Thời gian nghiền tinh: t = 30 phút Bột mài nghiền: M10 3.1.3. Điều chỉnh chương trình động học lần thứ ba: Chương trình động học mài nghiền: File dữ liệu: l0=330 l1=38 l2=160 l3=300 a =10 b =-330 R4=50 R5=75 Toa do diem thuoc dia 4: KXI(4) =0 ETA(4) =0 Toa do diem dau toc O4: KXI(3) =150 ETA(3) =290 k1=0.497527 k2=0.9 ANPHAO =0 OMEGA1 =14.6608 EPXILON1=0 PHIO =0 TETAO =-0.95 So khoang chia dia 4 (n<20)=10 So khoang chia dia 5 (m<20)=10 Sai so =1e-06 t =30 Mô phỏng số động học Hình 4.6: Chương trình động học mài nghiền mẫu D=100 mm điều chỉnh lần thứ ba. Chế độ công nghệ mài nghiền: Chiều dài tay quay: Vận tốc trục tay quay: 140 vòng/phút Tỷ số truyền giữa trục tay quay và trục mài nghiền: Áp lực mài nghiền: Phương pháp tạo áp lực: quả nặng Hạt mài nghiền: SiC Dạng hạt mài nghiền: huyền phù Cấp bột mài : bằng tay Máy mài nghiền: 4MB-250 Thời gian nghiền tinh: t = 30 phút Bột mài nghiền: M10 4. Gia công mẫu thí nghiệm 4.1. Thí nghiệm gia công mẫu trên máy mài nghiền 4MB-250 Việc gia công mẫu thí nghiệm được tiến hành trên máy mài nghiền và đánh bóng chi tiết quang (CHLB Nga), ở Trung tâm kỹ thuật Cơ khí chính xác và Quang học nghiệp vụ, Cục kỹ thuật và Điện tử, Bộ Công an. Hình 4.7: Gia công mẫu thí nghiệm trên máy mài nghiền 4MB-250. 4.2. Mẫu thí nghiệm sau khi nghiền tinh Các mẫu tiến hành thí nghiệm gồm có: Blốc phôi . Blốc phôi , đường kính đĩa gá . Bề mặt mẫu sau khi mài nghiền tinh bằng bột mài M10, được chỉ dẫn ở hình (4.9 và 4.10). Hình 4.8: Bề mặt mẫu , sau khi mài nghiền tinh bằng bột mài M10. Hình 4.9: Bề mặt blốc mẫu , sau khi mài nghiền tinh bằng bột mài M10. Hình 4.10: Bề mặt đĩa mài sau khi nghiền tinh mẫu bằng bột mài M10. 4.3. Kết quả đo sai lệch về độ thẳng mẫu thí nghiệm Trong quá trình gia công cần tiến hành đo độ thẳng của mẫu, nhằm nhận biết được các vùng lồi hoặc lõm của phôi mài nghiền. Trên cơ sở đó thực hiện việc điều chỉnh chương trình động học mài nghiền chi tiết quang, nâng cao độ chính xác gia công. Đo độ thẳng được tiến hành trong quá trình nghiền tinh bề mặt mẫu, việc đo độ thẳng theo phương pháp dùng đồ gá đo được thực hiện trên máy đo ểẩè 21 tại phòng thí nghiệm đo lường Bộ môn Cơ khí chính xác và Quang học, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà nội. Sai lệch chỉ thị lớn nhất của đầu đo theo phương trượt chuẩn cho ta độ thẳng. Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý đồ gá đo độ thẳng trên máy đo ểẩè 21. Nguyên lý điều chỉnh đồ gá đo khi đo độ thẳng đường sinh trên máy đo ểẩè 21: Chi tiết được gá trên đồ gá đo và được lắp trên bàn máy. Theo nguyên lý đo độ thẳng ta phải xác định được thẳng AB sao cho AB // DC. Để thực hiện được việc này làm như sau: Chỉnh thô : Dùng 2 bạc điều chỉnh và 2 bu lông để nâng bàn gá chi tiết lên tới khi bề mặt chi tiết tiếp xúc với đầu đo. Nhờ chuyển động của sống trượt của máy ểẩè 21 để chuyển động rà từ A sang B. Lấy chỉ số của đồng hồ ở A làm chuẩn và dịch chuyển đầu đo hết đường thẳng chuẩn đo sang B có sai lệch giữa chúng là Dx dùng bạc để điều chỉnh cho sai lệch còn quay lại đầu A có sai lệch là Dy và lại dùng bạc điều chỉnh để cho sai lệch là sau đó lại dịch chuyển đầu đo đến B và chỉnh như lần đầu. Sau n lần chỉnh được sai lệch chỉ thị ở hai đầu A và B là không còn nhiều thì bắt đầu chỉnh tinh. Chỉnh tinh: Trước khi chỉnh tinh dùng tay xiết chặt 2 bu lông ở trên bàn gá đo lại và lại tiến hành rà từ A đến B. Thực hiện điều chỉnh giống như làm ở khâu chỉnh thô nhưng chỉ khác ở đây là việc nâng hạ bàn gá đo nhờ vào sự biến dạng của đệm vênh. Sau một số lần diều chỉnh như vậy ta được chỉ thị của đầu A và đầu B là bằng nhau. Kết quả có được một đường thẳng AB// DC. Hình 4.12: Đồ gá đo độ thẳng mẫu bằng đồ gá trên máy đo ểẩè 21. KẾT QUẢ ĐO ĐỘ THẲNG BỀ MẶT MẪU SAU KHI ĐIỀU CHỈNH CHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC GIA CÔNG Kết quả đo sai lệch về độ thẳng bằng đồ gá trên máy đo ểẩè-21 mẫu D = 100mm: Tọa độ theo phương Sai hướng lệch tâm độ thẳng (mm) trung bình (mm) -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Phương 1-1 Lần 1 Lần 2 0 0 0 0 2 1 7 5 11 9 11 10 11 13 10 13 4 7 0 0 0 0 Trung bình 0 0 1,5 6 10 10,5 12 11,5 5,5 0 0 Phương II-II Lần 1 Lần2 Lần 3 0 0 0 0 0 0 2 5 2 5 7 5 7 8 8 9 7 9 8 5 8 8 2 5 5 1 2 0 0 0 0 0 0 Trung bình 0 0 3 5,6 7,6 8,3 7 5 2,6 0 0 Phương III-III Lần 1 Lần 2 0 0 0 0 1 5 5 10 7 11 10 10 10 10 8 7 7 2 0 0 0 0 Trung bình 0 0 3 7,5 9 10 10 7,5 4,5 0 0 Hình 4.13: Tọa độ lưới sai lệch về độ thẳng trong mặt phẳng mẫu D =100mm sau khi điều chỉnh lần thứ nhất. Kết quả đo sai lệch về độ thẳng bằng đồ gá trên máy đo ểẩè-21 mẫu D = 100mm: Tọa độ theo phương Sai hướng lệch tâm độ thẳng (mm) trung bình (mm) -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Phương 1-1 Lần 1 Lần 2 Lần 3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 2 1 1 1 1 2 1 2 1 0 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 Trung bình 0 0 0,3 0,3 1,3 1 1,6 1 0,3 0 0 Phương II-II Lần 1 Lần2 Lần 3 0 0 0 0 0 0 0 4 0 1 5 1 3 5 3 3 5 3 3 3 3 3 3 3 2 1 2 0 0 0 0 0 0 Trung bình 0 0 1,3 2,3 3,6 3,6 3 3 1,6 0 0 Phương III-III Lần 1 Lần 2 Lần 3 0 0 0 0 0 0 1 2 1 4 3 3 5 3 3 5 3 4 5 2 4 5 2 4 4 0 3 0 0 0 0 0 0 Trung bình 0 0 1,3 3,3 3,6 4 3,6 3,6 2,3 0 0 Hình 4.14: Tọa độ lưới sai lệch về độ thẳng trong mặt phẳng mẫu D =100mm sau khi điều chỉnh lần thứ hai. Kết quả đo sai lệch về độ thẳng bằng đồ gá trên máy đo ểẩè-21 mẫu D = 100mm: Tọa độ theo phương Sai hướng lệch tâm độ thẳng (mm) trung bình (mm) -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Phương 1-1 Phương II-II Phương III-III Lần 1 Lần 2 Lần 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Trung bình 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 Hình 4.15: Tọa độ lưới sai lệch về độ thẳng trong mặt phẳng mẫu D =100mm sau khi điều chỉnh lần thứ ba. 4.4. Đo độ phẳng mẫu đánh bóng bằng dưỡng thuỷ tinh Một trong những phương pháp thông dụng để kiểm tra độ phẳng và sai lệch hình dáng cục bộ là dùng dưỡng thuỷ tinh. Phương pháp này dựa trên cơ sở xác định số lượng và hình dạng các vân giao thoa quan sát được khi miết bề mặt dưỡng thuỷ tinh lên bề mặt chi tiết cần kiểm tra. Các khe hở không khí không lớn do độ không phẳng giữa bề mặt chi tiết 1 và dưỡng thuỷ tinh phẳng 2 sẽ tạo ra các vân giao thoa (hình 4.17). Mỗi vân được tính bằng một nửa bước sóng . Nếu lấy bước sóng thì một vân giao thoa được tính gần bằng . Bằng cách quan sát các vân giao thoa có thể xác định được độ không phẳng so với mẫu và sai lệch hình dáng cục bộ . Đặc điểm của phương pháp này là : - Mỗi một chi tiết gia công cần chọn dưỡng thuỷ tinh có kích thước bao thích hợp. - Bề mặt dưỡng dễ bị phá hỏng do xước, mòn khi mết vào chi tiết đang gia công. - Kết quả đọc được phụ thuộc vào tay nghề người sử dụng: cách miết, cách đọc kết quả còn phụ thuộc vào độ chính xác của dưỡng. Hình 4.16: Đo độ phẳng và sai lệch hình dáng cục bộ bằng dưỡng thuỷ tinh. CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY MÀI NGHIỀN 4MB - 250 1. Sơ đồ nguyên lý máy mài nghiền và đánh bóng Nội dung tính toán thiết kế : 1.Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục động cơ 2. Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục I đến trục truyền 3. Tính toán thiết kế bộ truyền bánh ma sát 4. Tính toán thiết kế lò xo lực kéo 5. Tính toán thiết kế trục truyền. 2. Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục động cơ Ta có số liệu : P=2,5 kw nđc =1240 (v/p) u=2 -Chọn loại đai thang thường ,vải cao su có ký hiệu là A,có 3lớp ,có lớp lót chiều dày đai =4,5 mm Theo công thức (4.1) [I] d=(5,2…6,4)=(5,2…6,4)=139…171(mm) T=9,55.10.=19254 (Nmm) Chọn dtheo tiêu chuẩn d=125(mm) Chọn dtheo tiêu chuẩn d=250(mm) Vận tốc dài trên đai: v===811 (m/s)<v=25(m/s) Chọn hệ số trượt =0,02 Tỷ số truyền thực tế U===2,04 Sai lệch tỷ số truyền = ==2%<4% -.Khoảng cách trục a=2,4.d =2,4.125=300 (mm) Chọn sơ bộ : a=300(mm) Chiều dài đai l=2.a+ + (*) =2.300+0,5.275+=600+432+13=1045(mm) Chọn chiều dài đai tiêu chuẩn l=1120 (mm) bảng(4.13) Khoảng cách trục thực 1120=2.a+432+ Thay l=1120 vào (*) ta có a=338 (mm) Số vòng chạy của đai i===7,24 < i=10 Tính góc ôm =1800-570.=1,590>1500 Tính chiều rộng bánh đai:Tra bảng(4.13) sử dụng loại đai A có số liệu bt=11(mm) ; b=13(mm) ; h=6(mm) Tiết diện A=81 mm2 Chiều dày =4,5 (mm) ứng suất có ích cho phép []=[].c.c với =1590 Theo bảng(4.10) c=0,94 Theo bảng (4.11) v=8,11(m/s) c=1 Tryền động thường ,góc nghiêng 500 Theo bảng (4.12) c=1 Do chọn loại đai vải cao su ;=1,6 , K=2,3 , K=9 Theo công thức (4.11) Ta có: []= K -K. []=2,3-9.=1,976 []=1,976.0,94.1.1=1,857 (Mpa) -Xác định lực căng ban đầu Theo công thức (4.12) F=1,6.13.4,5=94 (N) Lực tác dụng lên trục : Theo công thức (4.13) F=2.F .sin()=2.94.sin=178 (N) Vậy ta có số liệu sau: Đường kính d1 =125 (mm) d2 =250 (mm) Chiều dài đai l = 1120 (mm) khoảng cách trục as= 338 (mm) Lực tác dụng lên trục Fr= 178 (N) 3. Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục I đến trục truyền Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục động cơ Ta có số liệu : P=2,5 . 0.95 = 2.4(kw) nđc =2480 (v/p) u=0.5 Sau khi tính toán như phần (5.1) ta có kết quả sau : Đường kính d3 =125 (mm) d4 =250 (mm) Chiều dài đai l = 1050 (mm) khoảng cách trục as= 320 (mm) Lực tác dụng lên trục Fr= 200 (N) 4.Tính toán thiết kế bộ truyền bánh ma sát Số liệu : Pt =2,5.0,95.0,95=2,26 (kw) n =1240 (v/p) -Chọn vật liệu bộ truyền ; Thép IIIX15 tôi ứng suất cho phép []=800 (N/mm2) Hệ số ma sát f=0,2 (làm việc khô) Mô đun đàn hồi E=E=2,15.105 (N/mm2 ) Đường kính bánh dẫn D=340 (mm) Đường kính bánh bị dẫn D=300 (mm) Chiều rộng b =20 (mm) -Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc Để truyền được lực vòng từ bánh dẫn đến bánh bị dẫn ta cần phải có lực ma sát sinh ra tại vùng tiếp xúc thoả mãn FF Với P là lực vòng trên bánh dẫn. Để được an toàn F=.F chọn =1,5 F=1,5.F Lực ma sát sinh ra là do lực Q Với Q là lực pháp tuyến vuông góc với bề mặt bánh dẫn F=f.Q Với f là hệ số ma sát của cặp bánh ma sát, chọn f=0.2 Vậy lực ép cần thiết là ; Q=.F=.F=7,5.F M=9,55.106 F= Với r = 40160 (mm) Fmax r=40 (mm) F=9,55.106 ..=110(N) Lực ép cần thiết Q=815 (N) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc. =0,418. =+===0,0125 =80 =0,418.=138 (N/mm) =138 (N/mm2 ) < []=800 (N/mm2 ) Thoả mãn điều kiện tiếp xúc 5. Tính toán thiết kế lò xo lực kéo Thiết kế lò xo xoắn trụ với số liệu sau: Pmax= 815 N Tải trọng có va đập trong thời gian ngắn. Chọn vật liệu làm lò xo là crôm-vanađi có Chọn K==1,17 Theo công thức tính đường kính: Đường kính dây lò xo là: d=6 (mm) Đường kính lò xo là: D=c.d=8.6=48 (mm) 6.Tính toán thiết kế trục truyền Số liệu cho trước : Công suất trên trục : Ptrục = Pmáy. hđai = 2,5 . 0,95 . 0,95 =2,26 (kw). Lực tác dụng lên trục của bộ truyền đai Fr = 200 (N) Rời lực ép Q về tâm ta có mômen uốn MQ = 815 . 40 = 32600 (Nmm). Trục vào chọn [t] = 12 (MPa). -Chọn vật liệu chế tạo trục là thép C45 có : Giới hạn bền sb = 600 MPa Ứng suất xoắn cho phép [t] = 12 .. 20 (MPa) -Tính toán lực đặt trên trục: -Tính trọng lượng bánh ma sát : Thể tích bánh ma sát : Vms = 1961 ( cm3) Khối lượng bánh ma sát : Gms = 7,85 . 1961 =15393 (g) Vậy trọng lượng của bánh ma sát tác dụng lên trục Fms » 150(N) -Tính trọng lượng Puli đai : Thể tích Puli đai: Vms = 1060 ( cm3) Khối lượng bánh ma sát : Gms = 7,85 . 1060 =8321 (g) Vậy trọng lượng của bánh ma sát tác dụng lên trục Fđai » 80(N) 3.Tính toán các thông số đặt trên trục: Các thông số trục : l1 = 140(mm) l1 = 340(mm) l4 = 330(mm) l5 = 110(mm) Tính toán lực theo phương trục X : Sau khi tính toán và thay số ta được : Fx0 = 15 (N) Fx1 = 215 (N) Tính toán lực theo phương trục Y : Với L1=l1 + 3l2 + l4 ; L2=3l2 + l4 ; L3=2l2 + l4 ; L4= l2 + l4 ; L5= l4 Sau khi tính toán và thay số ta được : Fy0 = 250 (N) ; Fy1 = 430 (N) 4.Biểu đồ mô men: 5.Tính mômen tương đương tại các mặt cắt : M = Mtđ = Từ biểu đồ mômen ta thấy mômen tại mặt cắt '3' là lớn nhất có giá trị là : Mtđmax= 154439 (Nmm) Vậy đường kính trục là : d= Với sd = 600 (MPa) Þ[s] =50 (MPa) d==31,7 (mm) Do trục dài do đó ta chọn đường kính trục tại các vị trí như sau : -Tại vị trí lắp bánh đai d = 40 (mm) -Tại vị trí lắp ổ lăn d = 45 (mm) -Còn lại d = 50 (mm) 6.Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi : s=[s] -Vật liệu làm trục là thép 45 có : sb= 600 (MPa) s-1=0,436sb=261,6 (MPa) t-1=0,51s-1=151,7 (MPa) Tra bảng 10.6[I] ta có : ys = 0,05 Yt = 0 Ứng suất uốn trên trục thay đổi theo chu kỳ đối xứng do đó sm=0 ; sa=smax= Trục quay một chiều nên ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ mạch động do đó tm=ta tính theo công thức 10.23[I] tm=ta= Mômen cản uốn : W ==12265 (mm3) Mômen cản xoắn : W0 ==24530 (mm3) sa=smax==12 () tm== 0,7 () -Xác định các hệ số Ks và Kt: Ks= Ks= Trục gia công thô trên máy tiện tại tiết diện nguy hiểm đạt RZ=20¸80(mm) tra bảng (10.8) [I] ta có : KX=1,2 Không dùng các phương pháp tăng bền bề mặt : KY=1 Tra bảng (10.11)[I] Vậy Ksd=1,81 Ktd=1,49 = 140 s= ==10 > [s] =3. Quá trình trên thừa bền nhiều ta có thể giảm đường kính trục, nhưng do trục dài nên ta vẫn giữ nguyên kích thước trục mà không cần kiểm tra độ cứng trục. CHƯƠNG 6 XỬ LÝ KẾT QUẢ ĐO Nội dung : 1.Xây dựng thuật toán xử lý kết quả đo độ độ phẳng 2.Lập trình xử lý đo độ phẳng ********************** 6.1.Xây dựng thuật toán tính độ phẳng : 6.1.1 Mục đích xây dựng chương trình đo độ không phẳng : Chi tiết quang học sau khi gia công cần được kiểm tra độ không phẳng, do đo ta xây dựng chương trình tính độ không phẳng, để kiểm tra chất lượng gia công bề mặt chi tiết quang . 6.1.2 Các phương pháp đo độ không phẳng : a)Phương pháp đo cơ khí : Như chúng ta biết qua 3 điểm không thẳng hàng xác định một mặt phẳng duy nhất . Do vậy với bề mặt sau khi gia công được gá trên một đồ gá có thể điều chỉnh được, ta điều chỉnh để tạo mặt phẳng áp, sau đó rà trên bề mặt để tìm ra vị trí cao nhất và vị trí thấp nhất.Từ đó ta so sánh tìm ra độ không phẳng của bề mặt gia công . Ưu điểm của phương pháp trên là đơn giản nhưng độ chính xác không cao. b)Phương pháp toạ độ : Với bề mặt sau khi gia công, ta đo và xác định được n điểm đo. Với n điểm đo đó ta xây dựng một mặt phẳng xấp xỉ tốt nhất . Sau đó tính khoảng cách từ các điểm tới bề mặt vừa xây dựng, sẽ cho ta độ không phẳng. 6.1.3 Định nghĩa mặt phẳng : Mặt phẳng là mặt chứa tập hợp các điểm mà toạ độ của chúng tuân theo qui luật : Gx+Hy+Kz+L=0 Trong đó G,H,K,L là các hằng số xác định mặt phẳng Khi L=0 mặt phẳng đi qua gốc toạ độ. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng n(G,H,K). 6.1.4 Xây dựng thuật toán để xác định các thông số bề mặt từ tập điểm đo nhận được khi đo trên máy đo 3toạ độ. -Phương pháp bình phương nhỏ nhất: Phương pháp bình phương nhỏ nhất là cơ sở để xây dựng thuật toán xác định các thông số bề mặt từ tập điểm đo cho trước. Nội dung của phương pháp như sau : Bề mặt xấp xỉ tốt nhất với tập n điểm đo là bề mặt mà tổng bình phương khoảng cách từ các điểm đo tới bề mặt đó đạt giá trị nhỏ nhất . W= Trong đó hi là khoảng cách từ diểm đo thứ i tới bề mặt cần tìm. 2.2.1.Xác định phương trình mặt phẳng bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất. Phương trình tổng quát của mặt phẳng là: F(x,y,z)=Gx+Hy+Kz+L=0 (1.1) Trong đó G,H,K,L là các hằng số đặc trưng cho mặt phẳng . Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng F(x,y,z)=0 được tính theo công thức sau: Mặt phẳng xấp xỉ tốt nhất với tập hơp n điểm đo là mặt phẳng thoả mãn điều kiện sau: Tổng bình phương khoảng cách từ các điểm đo tới mặt phẳng đó đạt giá trị nhỏ nhất ,nghĩa là: w= (1.2) Biểu thức (1.1) thoả mãn điều kiện khi: Khai triển điều kiện (1.2): Đặt A=G2 + H2 + K2 B=Gxi + Hyi + Kzi + L Nhận xét: Đặt: Hệ phương trình trên có thể viết gọn lại như sau: Đây là hệ phương trình 4 ẩn siêu việt, phi tuyến (Chỉ có toạ độ các điểm đo là xác định ) . Do đó ta chọn phương án giải gần đúng theo phương pháp lặp Niuton . Giả sử nghiệm gần đúng đầu tiên của hệ là: Sai khác so với nghiệm đúng 1 lượng tương ứng là thì hệ phương trình có thể viết: (6.1) Khai triển Taylo cho hệ ta được: Trong đó là các đại lượng vô cùng bé cấp cao hơn nên có thể bỏ qua: Như vậy hệ trên trở thành : Trong đó : ; ; ; ; ; ; số điểm đo. Nghiệm của hệ phương trình : Thay các giá trị a1 , b1 , c1 , d1 vào biểu thức (6.1) ta có : G2 = G* + a1 ; H2 = H* + b1 ; K2 = K* + c1 ; L2 = L* + d1 ; Cho G2, H2, K2, L2, giữ vai trò như G*,H*,K*,L* mới thay vào biểu thức (6.1) ta tiến hành phép lặp cho đến khi nhận được : an[a]; bn[b]; cn[c]; dn[d]; Khi đó các giá trị G,H,K,L đại diện cho mặt phẳng được xác định với độ chính xác mong muốn . Giá trị độ phẳng được xác định D = tmax Phép lặp Niuton luôn hội tụ về nghiệm, số lần lặp phụ thuộc vào việc chọn nghiệm gần đúng đầu tiên và các giá trị giới hạn [a], [b], [c], [d]; Để giảm bớt số lần lặp nhanh chóng nhận được nghiệm ta xác định nghiệm gần đúng đầu tiên . Ta đã biết qua 3 điểm không thẳng hàng luôn xác định một mặt phẳng duy nhất . Vì vậy ta chọn 3 điểm đo tương đối cách xa nhau (nếu chọn 3 điểm gần nhau thì có thể mặt phẳng được chọn là mặt phẳng gần đúng ban đầu sẽ nghiêng so với mặt phẳng nghiệm 1 góc rất lớn làm số lần lặp tăng nhiều). 3 điểm : A(xA,yA,zA); B(xB,yB,zB); C(xC,yC,zC); Phương trình mặt phẳng đi qua 3 điểm : Khai triển định thức rồi so sánh hệ số với phương trình : G*x + H*y + K*z + L* = 0 Ta có G* = (yB-yA)(zc-zA) - (yc-yA)(zB-zA) ; H* = -(xB-xA)(zc-zA) + (xc-xA)(zB-zA); K* = (xB-xA)(yc-yA) - (xc-xA)(yB-yA); L* = -(G*xA + H*yA + K*zA); Dùng các giá trị G* , H* , K* , L* vừa tính được dùng làm nghiệm gần đúng đầu tiên. Các giá trị giới hạn [a],[b],[c],[d], càng nhỏ thì số lần lặp càng lớn . Ở đây G,H,K,L được xác định gián tiếp thông qua toạ độ các điểm đo (Mi) (xi ,yi ,zi ), do đó nếu độ chính xác của các tọa độ theo các phương x,y,z, là 1mm thì độ chính xác của G, H, K, L, tìm được không vượt quá 1mm, do đó ta chỉ cần lấy [a] =[b] =[c] =[d]=0,001, thì kết quả đo không chấp nhận được. 6.2.Lập trình tính độ không phẳng : 6.2.1.Lưu đồ thuật toán LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỘ KHÔNG PHẲNG PROCEDURE:Tính X Gi+1=Gi+ai Li+1=Li+di Tính f1,f2,f3,f4 theo G,H,K,L Gọi : DHR;Tính a,b,c,d;Tính X Gọi : Vào số liệu,Chọn 3 điểm PROCEDURE:Tính a,b,c,d ai=Dai/D, bi=Dbi/D, ci=Dci/D, di=Ddi/D PROCEDURE:Đạo hàm riêng f’i G,H,K,L (i=1..4) FUNCTION f1,f2,f3,f4(G,H,K,L) PROCEDURE:Chọn 3 điểm Tính : G0 , H0 , K0 , L0 PROCEDURE :Vào số liệu dd ,Xi , Yi , Zi BEGIN Lặp = Lặp +1 a<=[a],b<=[b] c<=[c], d<=[d] Đúng In G,H,K,L độ phẳng End Sai Tạo FILE In Toạ độ Tính độ phẳng Kết thúc Nhập dữ liệu tính toán Kiểm tra toạ độ nhập vào Tính toán đưa ra kết quả Thoát khỏi chương trình 6.2.2.Menu chương trình đo độ không phẳng : 6.2.3.Chương trình lập trình : Program Do_Phang; uses crt; type str40=string[40]; bangkt=array[1..40] of str40; mat=array[1..70] of real; mat2=array[1..70,1..100] of real; mang=array[1..70] of real; mang1=array[1..4] of string[30]; Diem = record tdx:real; tdy:real; tdz:real; thdiem :array[1..30] of integer; end; VAR nd:mang1; chon:byte; toado :file of Diem; i:integer; diemdo:diem; st:string; n,m,j:integer; r1:mat; a:mat2; xf,ff,tich,xx,G,b:array[1..50] of real; dd,dem:integer; tx,ty,tz,r,ss,G0,H0,K0,L0:real; x,y,z :mang; ok :boolean; procedure nen; begin window(1,1,80,25);textbackground(15); clrscr; gotoxy(1,1); window(6,5,75,22);textbackground(0); clrscr; window(5,4,73,20);textbackground(14); clrscr; window(1,1,80,1);textbackground(7); clrscr; textcolor(1); write(' CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỘ PHẲNG'); window(2,25,78,25);textbackground(7); clrscr; textcolor(1); writeln(' Nguyễn Công Tuấn Lớp K10B '); writeln(‘ Phạm Trường Giang Lớp K10B ‘); writeln(‘ Đỗ Mạnh Tuấn Lớp K10B ‘); window(1,1,2,25); clrscr; window(79,2,80,25); textbackground(7); clrscr; window(2,2,78,24);textbackground(11); textcolor(0); clrscr; clrscr; end; (*-------------------------------*) procedure ngang; Begin window(1,1,80,1);textbackground(7); clrscr; textcolor(1); write(' CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỘ PHẲNG '); window( 2,25,78,25); textbackground(7); clrscr; textcolor(1); writeln(' Nguyễn Công Tuấn Lớp K10B '); writeln(‘ Phạm Trường Giang Lớp K10B ‘); writeln(‘ Đỗ Mạnh Tuấn Lớp K10B ‘); end; (*------------------------------*) PROCEDURE DOC; Begin window( 35,1,37,24); textbackground(7); clrscr; End; (*------------------------------*) procedure about; Begin nen; gotoxy(40,5); writeln(' Trường Đại Học Bách Khoa Nội '); gotoxy(40,6); writeln(' Khoa Cơ Khí '); gotoxy(39,7); writeln(' Bộ Môn Cơ Khí Chính Xác & Quang Học '); gotoxy(39,11); writeln(' Đồ án Tốt Nghiệp '); gotoxy(32,12); writeln(' CHƯƠNG TRÌNH TÍNH ĐỘ PHẲNG '); gotoxy(38,18); writeln('Thầy Giáo Hướng Dẫn : TS.Nguyễn Trọng Hùng '); gotoxy(38,19); writeln(' Sinh Viên : Nguyễn Công Tuấn '); gotoxy(38,20); writeln(‘ Phạm Trường Giang’); gotoxy(38,21); writeln(‘ Đỗ Mạnh Tuấn’); gotoxy(38,22); writeln(' Lớp: Cơ Tin Kỹ Thuật K10B '); End; (*------------------------------*) procedure cs(xl,yl,x2,y2,mn,mc:byte;st:string); Begin window(xl,yl,x2,y2); textbackground(mn); clrscr; textcolor(mc); write(st); End; (*------------------------------*) procedure choncs(ddem,mn,mc:byte; st:string); Begin Case ddem of 1:cs(8,6,26,6,mn,mc,st); 2:cs(8,8,26,8,mn,mc,st); 3:cs(8,10,26,10,mn,mc,st); 4:cs(8,12,26,12,mn,mc,st); end; End; (*------------------------------*) procedure chonmenu(var chon:byte); var chl,ch2:char; ddem,i:byte; begin clrscr; nen; about; doc; ngang; for i:=1 to 4 do choncs(i, 1, 14,nd[i]); ddem:=1; choncs(ddem, 15,0,nd[ddem]); repeat chl:=readkey; if chl=#0 then Begin ch2:=readkey; case ch2 of #72:begin choncs(ddem, 1, 14,nd[ddem]); if ddem>1 then dec(ddem) else ddem:=8; choncs(ddem,15,0,nd[ddem]); end; #80:begin choncs(ddem,1,14,nd[ddem]); if ddem<8 then inc(ddem) else ddem:=1; choncs(ddem,15,0,nd[ddem]); end; end; end; until chl=#13; chon:=ddem; end; (*-----------------------------*) procedure taofile; Begin nen; write('Nhập Tên FILE Cần Tạo :');readln(st); writeln; assign(toado,st); rewrite(toado); clrscr; i:=1; with diemdo do begin write('Số điểm Đo : ');readln(dd); for i:=1 to dd do begin write('Tọa Độ x[',i,']: '); readln(tdx); write('Tọa Độ y[',i,']: '); readln(tdy); write('Tọa Độ z[',i,']: '); readln(tdz); write(toado,diemdo); writeln; end; end; close(toado); end; procedure tratoado; var i:integer; d:diem; s:boolean; d1:integer; begin nen; write('Nhập Tên File Cần Mở: ');readln(st); assign(toado,st); reset(toado); clrscr; d1:=filesize(toado);dd:=d1; i:=0; while (i<filesize(toado)) do begin seek(toado,i); read(toado,d); with d do begin x[i+1]:=tdx; y[i+1]:=tdy; z[i+1]:=tdz; end; i:=i+1; end; close(toado); end; procedure intd; begin nen; tratoado; for i:=1 to dd do begin write('Tọa Độ Thứ: ',i); write('__x[',i,']= ',x[i]:10:4); write('__y[',i,']= ',y[i]:10:4); writeln('__z[',i,']= ',z[i]:10:4); if i=20 then readln; if i=40 then readln; if i=60 then readln; if i=80 then readln; if i=100 then readln; end; { writeln('Gõ enter Để Xem Tiếp');} writeln('Enter to menu ...'); readln; end; PROCEDURE chon3diem; Var a,xmin,xmax,hmax,y1,y2,y3,y4,x1,x2,x3,x4,z1,z2,z3:real; z4,a1,b1,c1,d1,dmax,e1,g1,l1,n1,m1,Q1,Q2,Q3,E2:real; h,b,c,p,e:array[1..100] of real; af,bf,df,ef,D,Q,Am,Bm,Cm,Dm:real; i:integer; Begin xmax:=x[1];xmin:=x[1];y1:=y[1];y2:=y[1];z1:=z[1];z2:=z[1]; For i:=1 to dd-1 do Begin If xmax<x[i+1] then Begin xmax:=x[i+1];y1:=y[i+1];z1:=z[i+1]; end; If xmin>x[i+1] then begin xmin:=x[i+1];y2:=y[i+1];z2:=z[i+1]; end; End; a:=sqrt(sqr(y1-y2)+sqr(xmax-xmin)+sqr(z1-z2)); For i:=1 to dd do Begin b[i]:=sqrt(sqr(y[i]-y1)+sqr(x[i]-xmax)+sqr(z[i]-z1)); c[i]:=sqrt(sqr(y[i]-y2)+sqr(x[i]-xmin)+sqr(z[i]-z2)); p[i]:=(a+b[i]+c[i])/2; e[i]:=(1/a)*sqrt(p[i]*(p[i]-a)*(p[i]-b[i])*(p[i]-c[i])); End; hmax:=e[1];x3:=x[1];y3:=y[1];z3:=z[1]; For i:=1 to dd-1 do if hmax<e[i+1] then Begin hmax:=e[i+1];x3:=x[i+1];y3:=y[i+1];z3:=z[i+1]; end; G[1]:=(y2-y1)*(z3-z1)-(y3-y1)*(z2-z1); G[2]:=-(xmin-xmax)*(z3-z1)+(x3-xmax)*(z2-z1); G[3]:=(xmin-xmax)*(y3-y1)-(x3-xmax)*(y2-y1); G[4]:=-(G[1]*xmax+G[2]*y1+G[3]*z1); End; FUNCTION f1(Go,Ho,Ko,Lo:real):real; Var i:integer; T,Eo:real; E1,f:array[1..100]of real; Begin Eo:=Go*Go+Ho*Ho+Ko*Ko; T:=0; For i:=1 to dd do Begin E1[i]:=Go*x[i]+Ho*y[i]+Ko*z[i]+Lo; f[i]:=x[i]*E1[i]*Eo-Go*sqr(E1[i]); T:=T+f[i]; End; f1:=T; End; FUNCTION f2(Go,Ho,Ko,Lo:real):real; Var i:integer; T,Eo:real; E1,f:array[1..100]of real; Begin Eo:=Go*Go+Ho*Ho+Ko*Ko; T:=0; For i:=1 to dd do Begin E1[i]:=Go*x[i]+Ho*y[i]+Ko*z[i]+Lo; f[i]:=y[i]*E1[i]*Eo-Ho*sqr(abs(E1[i])); T:=T+f[i]; End; f2:=T; End; FUNCTION f3(Go,Ho,Ko,Lo:real):real; Var i:integer; T,Eo:real; E1,f:array[1..100]of real; Begin Eo:=Go*Go+Ho*Ho+Ko*Ko; T:=0; For i:=1 to dd do Begin E1[i]:=Go*x[i]+Ho*y[i]+Ko*z[i]+Lo; f[i]:=z[i]*E1[i]*Eo-Ko*sqr(E1[i]); T:=T+f[i]; End; f3:=T; End; FUNCTION f4(Go,Ho,Ko,Lo:real):real; Var i:integer; T,Eo:real; E1,f:array[1..100]of real; Begin Eo:=Go*Go+Ho*Ho+Ko*Ko; T:=0; For i:=1 to dd do Begin E1[i]:=Go*x[i]+Ho*y[i]+Ko*z[i]+Lo; T:=T+E1[i]; End; f4:=T; End; PROCEDURE dhr; Var E1:array[1..100]of real; Eo,G1,H1,K1,L1,T:real; i,j:integer; Begin Eo:=G[1]*G[1]+G[2]*G[2]+G[3]*G[3]; For i:=1 to 4 do For j:=1 to 4 do a[i,j]:=0; For i:=1 to dd do Begin E1[i]:=G[1]*x[i]+G[2]*y[i]+G[3]*z[i]+G[4]; a[1,1]:=a[1,1]+(x[i]*x[i]*Eo-sqr(E1[i])); a[1,2]:=a[1,2]+(x[i]*y[i]*Eo+2*x[i]*E1[i]*G[2]-2*G[1]*E1[i]*y[i]); a[1,3]:=a[1,3]+(x[i]*z[i]*Eo+2*x[i]*E1[i]*G[3]-2*G[1]*E1[i]*z[i]); a[1,4]:=a[1,4]+(x[i]*Eo-2*G[1]*E1[i]); a[2,1]:=a[2,1]+(x[i]*y[i]*Eo+2*y[i]*E1[i]*G[1]-2*G[2]*E1[i]*x[i]); a[2,2]:=a[2,2]+(y[i]*y[i]*Eo-sqr(E1[i])); a[2,3]:=a[2,3]+(z[i]*y[i]*Eo+2*y[i]*E1[i]*G[3]-2*G[2]*E1[i]*z[i]); a[2,4]:=a[2,4]+(y[i]*Eo-2*G[2]*E1[i]); a[3,1]:=a[3,1]+(z[i]*x[i]*Eo+2*z[i]*E1[i]*G[1]-2*G[3]*E1[i]*x[i]); a[3,2]:=a[3,2]+(z[i]*y[i]*Eo+2*z[i]*E1[i]*G[2]-2*G[3]*E1[i]*y[i]); a[3,3]:=a[3,3]+(z[i]*z[i]*Eo-sqr(E1[i])); a[3,4]:=a[3,4]+(z[i]*Eo-2*G[3]*E1[i]); a[4,1]:=a[4,1]+x[i]; a[4,2]:=a[4,2]+y[i]; a[4,3]:=a[4,3]+z[i]; a[4,4]:=a[4,4]+1; End; End; PROCEDURE tinhghk; Var de,dx,dy,dz,dk:real; Function dt(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,a3,b3,c3,d3,a4,b4,c4,d4:real):real; Var b:array[1..4,1..4]of real; i,j,k,n:integer; ok1,ok2:boolean;c,d:real; Begin b[1,1]:=a1;b[1,2]:=b1;b[1,3]:=c1;b[1,4]:=d1; b[2,1]:=a2;b[2,2]:=b2;b[2,3]:=c2;b[2,4]:=d2; b[3,1]:=a3;b[3,2]:=b3;b[3,3]:=c3;b[3,4]:=d3; b[4,1]:=a4;b[4,2]:=b4;b[4,3]:=c4;b[4,4]:=d4; d:=1; i:=1; ok2:=true; n:=4; while ok2 and (i<=n) do Begin if b[i,i]=0 then Begin ok1:=true; k:=i+1; while ok1 and (k<=n) do IF b[k,i]0 then Begin for i:=1 to n do Begin c:=b[i,j]; b[i,j]:=b[k,j]; b[k,j]:=c; end; d:=-d; ok1:=false; end else k:=k+1; If (k>n) then begin ok2:=false; d:=0 end; end; if b[i,i]0 then Begin c:=b[i,i]; for j:=i+1 to n do b[i,j]:=b[i,j]/c; for k:=i+1 to n do Begin c:=b[k,i]; for j:=i+1 to n do b[k,j]:=b[k,j]-b[i,j]*c; end; end; i:=i+1; end; If ok2 then begin for i:=1 to n do d:=d*b[i,i];end; dt:=d; End; Begin de:=dt(a[1,1],a[1,2],a[1,3],a[1,4],a[2,1],a[2,2],a[2,3],a[2,4], a[3,1],a[3,2],a[3,3],a[3,4],a[4,1],a[4,2],a[4,3],a[4,4]); dx:=dt(-ff[1],a[1,2],a[1,3],a[1,4],-ff[2],a[2,2],a[2,3],a[2,4], -ff[3],a[3,2],a[3,3],a[3,4],-ff[4],a[4,2],a[4,3],a[4,4]); dy:=dt(a[1,1],-ff[1],a[1,3],a[1,4],a[2,1],-ff[2],a[2,3],a[2,4], a[3,1],-ff[3],a[3,3],a[3,4],a[4,1],-ff[4],a[4,3],a[4,4]); dz:=dt(a[1,1],a[1,2],-ff[1],a[1,4],a[2,1],a[2,2],-ff[2],a[2,4], a[3,1],a[3,2],-ff[3],a[3,4],a[4,1],a[4,2],-ff[4],a[4,4]); dk:=dt(a[1,1],a[1,2],a[1,3],-ff[1],a[2,1],a[2,2],a[2,3],-ff[2], a[3,1],a[3,2],a[3,3],-ff[3],a[4,1],a[4,2],a[4,3],-ff[4]); If de0 then Begin b[1]:=dx/de;b[2]:=dy/de;b[3]:=dz/de;b[4]:=dk/de; end else Begin b[1]:=dx;b[2]:=dy;b[3]:=dz;b[4]:=dk; end; End; Procedure Dophang; Var s,max,min,df:real; h:array[1..70] of real; i:integer; Begin For i:=1 to dd do h[i]:=(G[1]*x[i]+G[2]*y[i]+G[3]*z[i]+G[4])/sqrt(G[1]*G[1]+G[2]*G[2]+G[3]*G[3]); ss:=0; for i:=1 to dd do s:=s+(sqr(abs(h[i]))); s:=sqrt(abs((s/(dd-1)))); max:=h[1];min:=h[1]; For i:=1 to dd do Begin If max<h[i] then max:=h[i]; If min>h[i] then min:=h[i]; End; If (min=0) and (abs(min) < max) then df:=abs(max); If (min=0) and (abs(min) > max) then df:=abs(min); If (min>0)and(max>0) then df:=abs(max); If (min<0)and(max<0) then df:=abs(min); If (min=0)and(max=0) then df:=0; { If (min=0) then df:=max-min; If (min>0)and(max>0) then df:=max; If (min<0)and(max<0) then df:=min;} writeln(' Ÿộ KhÊng Phưng:',df:10:4); End; PROCEDURE tinhx; Var i:integer; Begin For i:=1 to 4 do xx[i]:=G[i]+b[i]; End; procedure tdp; Begin nen; tratoado; chon3diem; dem:=0; Repeat ff[1]:=f1(G[1],G[2],G[3],G[4]); ff[2]:=f2(G[1],G[2],G[3],G[4]); ff[3]:=f3(G[1],G[2],G[3],G[4]); ff[4]:=f4(G[1],G[2],G[3],G[4]); dhr; tinhghk; tinhX; For i:=1 to 4 do G[i]:=xx[i]; For i:=1 to 4 do if (abs(ff[i])<0.000001) then ok:=true else ok:=false; dem:=dem+1 ; Until ok; gotoxy(20,7); writeln(' Số Lần Lặp :',dem:5); gotoxy(20,8); writeln('______________________________________'); gotoxy(20,10); writeln('Phương Trình Mặt Phẳng Xấp Xỉ Tốt Nhất '); gotoxy(20,11); writeln('______________________________________'); gotoxy(2,13); write('(',g[1]:13:4 ,')x' ); write(' +(',g[2]:13:4,')y'); write(' +(',g[3]:13:4,')z'); writeln(' +(',g[4]:13:4,')=0'); gotoxy(20,14); writeln('______________________________________'); gotoxy(20,16); dophang; writeln('Enter to menu ...'); readln; end; (*--------Chuong trinh chinh-----------------*) BEGIN CLRSCR; textbackground(0); nd[1]:=' Toạ FILE'; nd[2]:=' In Toạ Độ'; nd[3]:=' Tính Độ Phẳng '; nd[4]:=' Kết Thúc'; repeat Chonmenu(chon); if chon=1 then begin clrscr; taofile; end; if chon=2 then begin clrscr; intd; end; if chon=3 then begin clrscr; tdp; end; until chon=4; CLRSCR; textbackground(0); END. KẾT LUẬN Dựa vào kết quả nghiên cứu điều chỉnh chương trình động học mài nghiền chi tiết quang trên máy 4MB-250 rút ra một số kết luận như sau: - Để nâng cao độ chính xác gia công cần xây dựng quy trình công nghệ hợp lý, phù hợp với điều kiện công nghệ và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiét gia công. - Nguyên công có tính chất quyết định tới độ chính xác gia công nhiều nhất là nguyên công mài nghiền tinh. Trước hết cần xây dựng chương trình mô phỏng số động học cơ cấu cụm trên máy mài nghiền đánh bóng chi tiết quang, rồi xây dựng chương trình điều chỉnh chương trình động học mài nghiền chi tiết quang. - Dựa vào chương trình động học mài nghiền xác định sơ bộ các thông số hình học và động học máy. Dựa vào sự phân bố lượng dư gia công đối với nguyên công nghiền tinh, xây dựng chương trình động học mài nghiền tinh. Tiến hành điều chỉnh các thông số hình học và động học máy, rồi gia công thử nghiệm. - Để nâng cao độ chính xác gia công khi điều chỉnh thông số hình học và động học máy mài nghiền đối với nguyên công gia công tinh cần chú ý rằng: + Thông số hình học máy: Tay quay l1 có giá trị nhỏ, cường độ gia công ở vùng tâm sẽ ít gây ra độ lồi của chi tiết gia công. Tay quay l1 có giá trị trung bình cường độ gia công tương đối đồng đều ở cả hai vùng tâm và biên của chi tiết gia công. Tay quay l1 có giá trị lớn cường độ gia công sẽ nhiều ở vùng tâm gây ra độ lõm của chi tiết gia công. + Thông số động học máy: Khi gia công thô sử dụng tốc độ lớn: k1 = 1,878. Khi gia công trung bình sử dụng tốc độ trung bình: k1 = 0,956. Khi gia công tinh sử dụng tốc độ nhỏ: k1 = 0,457. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Trọng Hùng (2003): Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến độ chính xác tạo hình bề mặt phẳng chi tiết quang khi mài nghiền. Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, ĐHBK Hà nội. 2. Nguyễn Văn Khang, Ninh Đức Tốn, Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Phong Điền: Mô phỏng số chuyển động tương đối các điểm của đĩa gá trong quá trình mài nghiền chi tiết quang trên máy 4MB-250. Tuyển tập các Công trình Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ VI, quyển 2, trang 79-85, Hà Nội 1997. 3. Nguyễn Trọng Hùng, Nguyễn Văn Khang, Ninh Đức Tốn, Vũ Văn Khiêm: Điều chỉnh chương trình động học gia công chi tiết quang trên máy mài nghiền 4MB-250. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Tập XXXVIII Trang 50-56, HàNội 2001. 4. Nguyễn Trọng Hùng, Ninh Đức Tốn, Nguyễn Văn Khang, Nguyễn Minh Phương (2004): Một số kết quả nghiên cứu gia công có định hướng theo phân bố lượng dư cục bộ bề mặt phẳng chi tiết quang khi mài nghiền. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Tập 42, Số 4 trang 69 - 77, HàNội. 5. PGS.TS. Nguyễn Tiến Thọ, GVC. Nguyễn Thị Xuân Bẩy, ThS. Nguyễn Thị Cẩm Tú: Kỹ thuật đo lường kiểm tra trong chế tạo cơ khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà nội 2001. 6. PGS.TS. Ninh Đức Tốn: Dung sai và lắp ghép. Nhà xuất bản Giáo dục. Hà nội 2000. 7. Nguyễn Trọng Hiệp: Chi tiết máy tập 1, 2 (Tái bản lần thứ tư). Nhà xuất bản giáo dục. Hà nội 2001. 8. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển : Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí,(tập I, II)Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp,1992. MỤC LỤC Trang Mở đầu 1 Chương 1: Tổng quan về mài nghiền chi tiết quang 1.1. Tạo hình bề mặt chi tiết quang bằng phương pháp nghiền 3 1.2. Bản chất cắt gọt khi mài nghiền chi tiết thuỷ tinh quang học 6 1.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ cơ bản đến năng suất 10 và chất lượng mài nghiền chi tiết quang Chương 2: Nghiên cứu động học máy mài nghiền tạo hình bề mặt chi tiết quang 1. Xây dựng mô hình động học cơ cấu 15 máy mài nghiền chi tiết quang 4MB- 250 1.1. Sơ đồ nguyên lý máy mài nghiền chi tiết quang 4MB-250 15 1.2. Giới thiệu cơ cấu máy mài nghiền 4MB-250 17 1.3. Mô hình động học cơ cấu 19 máy mài nghiền chi tiết quang 4MB-250 2. Nghiên cứu động học cơ cấu máy mài nghiền 20 theo phương pháp động học hệ nhiều vật 2.1. Cơ sở động học hệ nhiều vật rắn phẳng 21 3. Xác định quỹ đạo, vận tốc, gia tốc tuyệt đối 24 điểm đầu tốc của máy mài nghiền chi tiết quang có sử dụng cơ cấu bốn khâu đòn bản lề 3.1.Xác định quỹ đạo, vận tốc, gia tốc tuyệt đối 24 khâu bị dẫn của cơ cấu bốn khâu đòn bản lề 3.2. Quỹ đạo, vận tốc, gia tốc tuyệt đối điểm đầu tốc 26 trong máy mài nghiền chi tiết quang có sử dụng cơ cấu bốn khâu đòn bản lề 4. Xác định quĩ đạo, vận tốc, gia tốc tương đối của điểm 27 bất kỳ thuộc đĩa gá đối với đĩa mài 5. Một số kết quả mô phỏng số động học cơ cấu cụm trên 28 máy mài nghiền 4MB-250 Chương 3: Nghiên cứu điều khiển chương trình động học 32 gia công chi tiết quang khi mài nghiền 1. Hệ số phủ bề mặt chi tiết gia công 1.1. Mô hình bài toán 1.2. Hệ số phủ bề mặt gia công 33 2. Điều chỉnh chương trình động học 36 quá trình gia công khi mài nghiền 3. Hệ số điền đầy dụng cụ 38 Chương 4: Thực nghiệm kiểm chứng điều chỉnh 40 chương trình độnghọc mài nghiền chi tiết quang 1. Chi tiết mẫu thí nghiệm 2. Thiết kế quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm 41 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm 2.2. Quy trình công nghệ gia công mẫu thí nghiệm 42 3. Điều chỉnh các thông số của máy mài nghiền 4MB-250 43 3.1. Xây dựng chương trình động mài nghiền mẫu thí nghiệm 3.1.1. Chương trình động học mài nghiền mẫu D = 100 mm tương ứng 3.2. Điều chỉnh thông số hình học và thông số động học 46 của máy mài nghiền 4MB-250 4. Gia công mẫu thí nghiệm 47 4.1. Thí nghiệm gia công mẫu trên máy mài nghiền 4MB-250 4.2. Bảng thống kê chế độ tiến hành thí nghiệm 48 4.3. Mẫu thí nghiệm sau khi nghiền tinh 49 4.4. Kết quả đo độ phẳng mẫu thí nghiệm 51 4.5. Kết quả đo độ nhám mẫu thí nghiệm 58 4.6. Đo độ phẳng mẫu đánh bóng bằng dưỡng thuỷ tinh 62 Chương 5: Tính toán thiết kế máy mài nghiền 4MB- 250 64 1. Sơ đồ nguyên lý máy mài nghiền và đánh bóng 2. Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục động cơ 65 3. Tính toán thiết kế bộ truyền đai từ trục I đến trục truyền 67 4.Tính toán thiết kế bộ truyền bánh ma sát 68 5. Tính toán thiết kế lò xo lực kéo 69 6.Tính toán thiết kế trục truyền 70 Kết luận 72 Mục lục 80