MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN CONG DẠNG CUNG TRÒN GLEASON TRÊN MÁY TÍNH THE SIMULATION OF GLEASON SPIRAL BEVEL GEARS’ MANUFACTURE ON THE COMPUTER PHẠM ĐĂNG PHƯỚC – LƯU ĐỨC
Trang 1MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN CONG DẠNG CUNG TRÒN GLEASON TRÊN MÁY TÍNH
THE SIMULATION OF GLEASON SPIRAL BEVEL GEARS’
MANUFACTURE ON THE COMPUTER
PHẠM ĐĂNG PHƯỚC – LƯU ĐỨC BÌNH
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
TÓM TẮT
Hiện nay tại các xưởng thực tập của các trường Đại học Kỹ thuật trên cả nước không có các loại máy gia công bánh răng côn cong, điều này khiến cho sinh viên rất khó tiếp cận với phần kiến thức không thể thiếu này của Kỹ sư ngành Cơ khí Chế tạo máy Với thực tế đó, việc mô hình hoá và mô phỏng quá trình gia công trên máy tính có ý nghĩa rất quan trọng về mặt khoa học và tính kinh tế Bài báo này trình bày việc mô phỏng quá trình gia công bánh răng côn cong dạng cung tròn hệ Gleason trên máy tính bằng phần mềm PRO/ENGINEER, mở đầu cho việc thành lập giáo trình điện tử về quá trình gia công các loại bánh răng
ABSTRACT
Nowadays, the workshops of universities of technology in Vietnam haven’t got spiral bevel gear cutting machines, which creates difficulties for mechanical engineering students studying this matter In such a reality, the modeling and simulation spiral bevel gears’ manufacture has significance in the sciencetific and economically This paper presents the simulation of Gleason spiral bevel gears’ manufacture in the computer by the PRO/ENGINEER software, it’s beginning of creating an e-lecture of gear manufacturing
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Gia công bánh răng côn nói chung và bánh răng côn cong nói riêng là quá trình cắt gọt kim loại rất phức tạp, khó thực hiện trong sản xuất Khi học về nguyên lý gia công các loại bánh răng côn cong, sinh viên rất khó hiểu bởi vì các chuyển động tạo hình khi gia công phức tạp, trừu tượng Với cách truyền đạt thông thường bằng các hình vẽ, hình ảnh, sinh viên hầu như không hiểu được bài giảng
Việc ứng dụng công nghệ thông tin để mô phỏng quá trình gia công các loại bánh răng côn cong trên máy tính tạo ra một công cụ học tập trực quan, ít tốn kém, sẽ giúp ích rất nhiều cho sinh viên trong việc tiếp thu những lý thuyết rất khó này tại trường cũng như không bị bỡ ngỡ khi ra công tác tại cơ sở sản xuất Mặt khác, nó giúp cho các cơ sở đào tạo vẫn đảm bảo được chất lượng đào tạo mà không nhất thiết phải đầu tư, trang bị thêm các thiết bị, máy móc thực rất tốn kém, có thể lên đến hàng tỷ đồng Điều này có ý nghĩa rất thiết thực trong công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học [1]
Trong khuôn khổ bài báo này, tác giả trình bày việc mô phỏng quá trình gia công bánh răng côn cong dạng cung tròn hệ Gleason
2 NỘI DUNG
Bánh răng côn cong dạng cung tròn được hình thành dựa trên nguyên lý ăn khớp của hai sườn răng bánh dẹt sinh tưởng tượng với bánh răng gia công Bánh dẹt sinh tưởng tượng được thay thế bằng giá lắc lư, trên đó có gắn đầu dao Phôi lăn trên bánh dẹt sinh tưởng tượng và chép lại dạng răng Bán kính của đường cong Gleason chính là bán kính của đầu dao [2]
Trang 2Trước lúc bắt đầu làm việc, chi tiết được dịch chuyển hướng kính để lấy chiều sâu rãnh răng Sau khi gia công xong một rãnh răng, phôi lùi khỏi đầu dao, giá dao thực hiện chuyển động đảo chiều về vị trí ban đầu Trong lúc này, phôi và dao vẫn chuyển động theo hướng cũ
Sau đó, phôi tiến tới đầu dao, chuyển động bao hình lại được khôi phục
để gia công rãnh răng tiếp theo [3]
Để tiến hành mô phỏng, sử dụng phần mềm chuyên dụng PRO/ENGINEER xây dựng tất cả các đối tượng cần thiết như: máy, dao, đầu dao, chi tiết… và lắp ráp chúng với vị trí tương quan đúng như một
sơ đồ gia công thực bằng môđun MECHANISM Sau đó, thiết lập các Servo truyền động để tạo nên chuyển động cắt gọt của quá trình gia công [4]
3 MÔ HÌNH MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ
Do giới hạn của nội dung bài báo, tác giả chỉ trình bày các kết quả đã đạt được của việc xây dựng mô hình gia công thực trên máy tính mà không nêu chi tiết quá trình thực hiện
Chi tiết gia công
Bánh dẹt sinh tưởng tượng
Đầu dao
Hình 1 Nguyên lý gia công bánh răng côn
cong dạng cung tròn
Hình 2 Mô hình gia công bánh răng côn cong dạng cung tròn trên máy tính
Trang 3Tiến hành đặt các Servo motor: nhấp chọn biểu tượng
- Servo 1: chọn New trong menu Servo motor
+ Type: pick chọn đường tâm đầu dao
+ Profile: chọn Velocity, constant với A = 50
- Servo 2: chọn New trong menu Servo motor
+ Type: pick chọn đường tâm cụm lắc lư
+ Profile: chọn Velocity, constant với A = 5.5
- Servo 3: chọn New trong menu Servo motor
+ Type: pick chọn đường tâm chi tiết
+ Profile: chọn Velocity, constant với A = 4.2
- Servo 4: chọn New trong menu Servo motor
+ Type: pick chọn đường trượt của cụm bàn trượt
+ Profile: chọn Velocity, constant với A = 2
Để bắt đầu quá trình mô phỏng, ta chọn
Analysis bằng cách nhấp biểu tượng Lúc này,
hộp thoại Analyses xuất hiện:
Chọn Edit để cài đặt các thông số chuyển
động cho quá trình mô phỏng trong hộp thoại
Analysis Definition:
- Chọn tên
- Start time: 0
- End time: 10
- Frame Rate: 10
- Minimum Interval: 0.1
Hoàn thành các thao tác trên, chọn OK Lúc này cơ cấu sẽ chuyển động theo thiết kế của chúng ta Lưu lại chuyển động đó dưới dạng file FILM bằng việc lựa chọn lệnh Playback
Trang 4
Bấm chọn biểu tượng trên bảng Playbacks Lúc này bảng Animate xuất hiện, tiếp tục bấm chọn Capture, bảng thông báo Capture hiện ra với các lựa chọn cho file FILM muốn làm như: đường dẫn đến nơi chứa file, định dạng cho file, kích thước giao diện của file, chất lượng hình ảnh… Cuối cùng, bấm chọn OK, phần mềm sẽ tạo file FILM của chuyển động cơ cấu
Kết quả, quá trình cắt răng côn cong dạng cung tròn hệ Gleason được tạo thành dưới dạng file *.mpeg, có thể chạy với hầu hết ứng dụng Media
4 KẾT LUẬN
Việc xây dựng mô hình gia công và mô phỏng trên máy tính của quá trình gia công bánh răng côn răng cong dạng cung tròn hệ Gleason đã hoàn thành như bài báo đã trình bày Ngoài ra, chúng tôi cũng đã hoàn thành các mô hình mô phỏng gia công các loại bánh răng
Hình 3 Quá trình cắt răng Gleason dưới dạng file film mpeg
Trang 5côn khác như bánh răng côn thẳng, bánh răng côn cong dạng cung thân khai, cung epixycolid
Các mô hình mô phỏng này đã được sử dụng trong việc giảng dạy tại Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Kết quả: sinh viên rất hứng thú khi học và tiếp thu nhanh các kiến thức về gia công bánh răng côn nói riêng và môn học Công nghệ chế tạo máy nói chung Sinh viên đã hiểu ngay được bản chất của quá trình gia công bánh răng côn, các chuyển động khi gia công, góc độ của dụng cụ cắt thể hiện qua bài thi hết môn của mình
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lưu Đức Bình, Thiết kế mô phỏng quá trình gia công các loại bánh răng côn theo
phương pháp bao hình phục vụ giảng dạy, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Đà Nẵng, 2006
[2] Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trịnh Minh Tứ, Thiết kế dụng cụ gia công bánh răng
2, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1987
[3] Lê Văn Tiến, Nguyễn Đắc Lộc, Công nghệ chế tạo máy 2, Nxb Khoa học và Kỹ thuật,
Hà Nội, 1998
[4] Parametric Technology Corporation, Pro/Engineer/Help/ Mechanism, 2003
