I. Giới thiệu đề tài nghiên cứu
Đề tài 'Nghiên cứu thiết kế đầu phân độ quang học tại HCMUTE' tập trung vào việc phát triển và cải tiến đầu phân độ quang học, một thiết bị quan trọng trong ngành cơ khí. Đầu phân độ quang học không chỉ là một phụ tùng cơ khí mà còn tích hợp hệ thống quang học, giúp nâng cao độ chính xác trong việc chia độ và kiểm tra. Mục tiêu của nghiên cứu là tìm hiểu, tính toán và thiết kế một mô hình đầu phân độ quang học có khả năng hoạt động hiệu quả trong các máy phay vạn năng. Việc nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại ứng dụng thực tiễn cao trong sản xuất công nghiệp.
1.1 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu và nghiên cứu các loại đầu phân độ hiện có, từ đó xác định công dụng, cấu tạo và phân loại của chúng. Đặc biệt, nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phát triển hệ thống quang học trong đầu phân độ, nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong quá trình gia công. Việc tính toán và thiết kế các bộ phận cơ khí và quang học sẽ được thực hiện để tạo ra một sản phẩm hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong ngành cơ khí.
1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là đầu phân độ quang học, bao gồm các bộ phận cơ khí và quang học. Phạm vi nghiên cứu sẽ được giới hạn trong các tài liệu, sách giáo trình và các nguồn thông tin liên quan đến thiết kế và ứng dụng của đầu phân độ trong thực tế. Nghiên cứu sẽ được thực hiện trong khoảng thời gian bốn tháng, với sự hướng dẫn của các giảng viên trong khoa cơ khí chế tạo máy tại HCMUTE.
II. Tổng quan về đầu phân độ
Đầu phân độ là một trong những phụ tùng quan trọng trong ngành cơ khí, đặc biệt là trong các máy phay vạn năng. Đầu phân độ quang học mở rộng khả năng công nghệ của máy, cho phép thực hiện các công việc gia công phức tạp với độ chính xác cao. Đầu phân độ được phân loại thành nhiều loại khác nhau, bao gồm đầu phân độ có đĩa chia, không có đĩa chia và đầu phân độ quang học. Mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng yêu cầu cụ thể trong sản xuất.
2.1 Chức năng của đầu phân độ
Chức năng chính của đầu phân độ là gá trục của chi tiết gia công dưới một góc cần thiết so với bàn máy, cho phép quay chi tiết theo chu kỳ quanh trục của nó. Đầu phân độ được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt như dao phay, dao doa, và các chi tiết tiêu chuẩn. Đặc biệt, đầu phân độ quang học có khả năng chia độ với độ chính xác cao hơn so với các loại đầu phân độ khác, nhờ vào hệ thống quang học tích hợp.
2.2 Phân loại đầu phân độ
Đầu phân độ được chia thành nhiều loại, bao gồm đầu phân độ trực tiếp, đầu phân độ có đĩa chia, đầu phân độ không có đĩa chia và đầu phân độ quang học. Mỗi loại đầu phân độ có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhau, phù hợp với các yêu cầu gia công cụ thể. Đầu phân độ quang học, với hệ thống quang học tiên tiến, cho phép thực hiện các phép đo chính xác hơn, mở rộng khả năng công nghệ của máy phay.
III. Lý thuyết về các dụng cụ đo quang học
Lý thuyết về các dụng cụ đo quang học là phần quan trọng trong nghiên cứu thiết kế đầu phân độ quang học. Các dụng cụ này bao gồm kính hiển vi quang học, máy chiếu biên dạng và các nguyên tắc chuyển đổi quang hình. Việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các dụng cụ này sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong việc thiết kế và sử dụng đầu phân độ quang học. Hệ thống quang học trong đầu phân độ không chỉ giúp đọc kết quả chính xác mà còn cải thiện khả năng kiểm tra và chia độ.
3.1 Giới thiệu kính hiển vi quang học
Kính hiển vi quang học là một trong những dụng cụ đo quang học quan trọng, cho phép quan sát các chi tiết nhỏ với độ phóng đại cao. Nguyên lý hoạt động của kính hiển vi dựa trên sự khúc xạ ánh sáng qua các thấu kính, giúp tạo ra hình ảnh rõ nét của vật thể. Việc sử dụng kính hiển vi trong đầu phân độ quang học giúp nâng cao độ chính xác trong việc chia độ và kiểm tra các chi tiết gia công.
3.2 Nguyên tắc chuyển đổi quang hình
Nguyên tắc chuyển đổi quang hình là một phần quan trọng trong việc thiết kế đầu phân độ quang học. Các nguyên tắc này bao gồm nguyên tắc đòn quang học, nguyên tắc tự chuẩn ánh sáng và nguyên tắc chiếu hình. Hiểu rõ các nguyên tắc này sẽ giúp cải thiện khả năng thiết kế và ứng dụng của đầu phân độ quang học trong thực tế, từ đó nâng cao hiệu quả gia công và độ chính xác của sản phẩm.
IV. Đầu phân độ quang học
Đầu phân độ quang học là một trong những phát minh quan trọng trong ngành cơ khí, giúp nâng cao độ chính xác trong việc chia độ. Cấu tạo của đầu phân độ quang học bao gồm các bộ phận cơ khí và quang học, với nguyên lý hoạt động dựa trên sự tương tác giữa ánh sáng và các bộ phận quang học. Việc nghiên cứu và thiết kế đầu phân độ quang học không chỉ giúp cải thiện khả năng gia công mà còn mở rộng khả năng công nghệ của máy phay vạn năng.
4.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo của đầu phân độ quang học bao gồm các bộ phận cơ khí như trục chính, bộ truyền động và các bộ phận quang học như thấu kính, gương phẳng. Nguyên lý hoạt động của đầu phân độ quang học dựa trên việc sử dụng ánh sáng để xác định vị trí và góc chia độ. Hệ thống quang học giúp nâng cao độ chính xác trong việc đo đạc và kiểm tra các chi tiết gia công.
4.2 Hệ thống quang học trong đầu phân độ
Hệ thống quang học trong đầu phân độ quang học đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác và hiệu quả của thiết bị. Cấu tạo của hệ thống này bao gồm các thấu kính, gương và các bộ phận quang học khác, giúp tạo ra hình ảnh rõ nét và chính xác. Nguyên lý hoạt động của hệ thống quang học dựa trên sự khúc xạ và phản xạ ánh sáng, cho phép người sử dụng dễ dàng đọc kết quả chia độ.
V. Tính toán phần động lực học trong đầu phân độ quang học
Tính toán phần động lực học trong đầu phân độ quang học là một bước quan trọng trong quá trình thiết kế. Việc xác định các thông số động lực học như lực, mô men và tốc độ quay sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu quả hoạt động của thiết bị. Các phương pháp tính toán sẽ được áp dụng để đảm bảo rằng đầu phân độ quang học hoạt động ổn định và chính xác trong quá trình gia công.
5.1 Đặt giả thiết và tính toán chế độ cắt
Để tiến hành tính toán phần động lực học, cần đặt ra các giả thiết về điều kiện làm việc của đầu phân độ quang học. Các thông số như tốc độ cắt, lực cắt và mô men sẽ được xác định dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật. Việc tính toán chế độ cắt sẽ giúp đảm bảo rằng thiết bị hoạt động hiệu quả và đạt được độ chính xác cao trong quá trình gia công.
5.2 Thiết kế bộ truyền bánh răng nón răng thẳng
Thiết kế bộ truyền bánh răng nón và răng thẳng là một phần quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động của đầu phân độ quang học. Việc lựa chọn tỷ số truyền và kích thước của các bánh răng sẽ ảnh hưởng đến khả năng truyền động và độ chính xác của thiết bị. Các phương pháp thiết kế sẽ được áp dụng để đảm bảo rằng bộ truyền hoạt động ổn định và hiệu quả trong quá trình gia công.
