Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành chế tạo máy và tự động hóa đòi hỏi các thiết bị cơ khí phải đáp ứng các tiêu chuẩn ngày càng cao về độ chính xác, tính linh hoạt, khả năng làm việc ổn định và mức độ thông minh hóa. Việc ứng dụng máy công cụ điều khiển số (CNC) là giải pháp trọng tâm nhằm nâng cao năng suất lao động, giảm thiểu sự can thiệp trực tiếp của con người và bảo đảm gia công chính xác các chi tiết có biên dạng không gian ba chiều phức tạp. Trong số các dòng máy công cụ CNC, máy phay CNC 3 trục là thiết bị gia công cắt gọt phổ biến hàng đầu trong các xưởng cơ khí chính xác.

Để bảo đảm chất lượng bề mặt và độ chính xác hình học của chi tiết gia công, cụm bàn máy di trượt theo các trục tọa độ cần có hệ thống dẫn hướng và truyền dẫn chuyển động đạt độ cứng vững cao, khả năng triệt tiêu khe hở và tổn thất ma sát thấp. Đồ án thiết kế hệ thống cơ khí với mã đề VCK02-10 tập trung giải quyết bài toán: Thiết kế hệ dẫn hướng cho bàn máy CNC, cụ thể hóa qua việc tính toán động học, động lực học và lựa chọn linh kiện dẫn động cho bàn máy phay CNC 3 trục chính.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu chính của đồ án gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan về kết cấu, sơ đồ động học truyền dẫn chính, truyền dẫn chạy dao và cơ cấu thay dao tự động của máy phay CNC tham khảo.
  2. Xác định chế độ cắt thử nghiệm và tính toán lực cắt chính, lực dọc trục tác dụng lên bàn máy trong các giai đoạn chuyển động.
  3. Tính toán thiết kế và lựa chọn bộ truyền vít me - đai ốc bi cho trục X và trục Y bảo đảm khả năng tải và tuổi thọ làm việc.
  4. Lựa chọn kiểu lắp ghép và tính nghiệm khả năng chịu tải của cụm ổ đỡ chặn trục vít me.
  5. Tính toán kiểm nghiệm và lựa chọn hệ thống ray dẫn hướng tuyến tính (con trượt - thanh trượt) cho bàn máy theo các điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất.
  6. Tính chọn động cơ servo dẫn động cho các trục tọa độ và thiết lập phương án bố trí không gian bản vẽ lắp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng: Hệ thống dẫn hướng tuyến tính, bộ truyền vít me bi, cụm ổ đỡ trục và động cơ servo dẫn động bàn máy phay CNC.
  • Phạm vi không gian: Bàn máy dịch chuyển theo trục X (hành trình $L_{xmax} = 550$ mm) và trục Y (hành trình $L_{ymax} = 400$ mm) trên máy phay đứng 3 trục.
  • Phạm vi thông số vận hành: Khối lượng chi tiết gia công lớn nhất $M = 300$ kg; khối lượng bàn máy X là $M_x = 200$ kg, bàn máy Y là $M_y = 140$ kg; thời gian làm việc danh định $L_t = 20.000$ giờ (tương đương 5 đến 7 năm hoạt động liên tục).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Khung lý thuyết và mô hình tính toán

Tác giả xây dựng phương án thiết kế dựa trên hệ thống lý thuyết tính toán chi tiết máy và máy công cụ CNC:

  • Động học truyền dẫn chính và truyền dẫn chạy dao: Thiết lập mối liên hệ vận tốc quay trục chính ($N_{tc} = N_{dc} \cdot i$) và vận tốc chuyển động tịnh tiến của bàn máy ($V_{cd} = V_{dc} \cdot t_x$, trong đó $t_x$ là bước vít me).
  • Lý thuyết lực cắt kim loại: Xác định lực cắt khi phay mặt đầu bằng dao phay 6 lưỡi hợp kim trên vật liệu thép kết cấu S45C theo tiêu chuẩn JIS.
  • Lý thuyết tải trọng và tuổi thọ bộ truyền vít me - đai ốc bi: Đánh giá độ bền tiếp xúc mỏi theo tải trọng động danh nghĩa $C_a$, tải trọng tĩnh danh nghĩa $C_0$, tuổi thọ theo giờ làm việc $L_h$, và kiểm tra đường kính nguy hiểm chống mất ổn định uốn dọc theo sơ đồ lắp đặt cố định hai đầu (Fix - Fix, hệ số $f = 21,9$).
  • Lý thuyết tính toán ổ lăn chịu lực hỗn hợp: Phương pháp tính toán tải trọng quy ước động $Q$ và tĩnh $Q_0$ của cụm ổ bi đỡ chặn góc tiếp xúc $40^\circ$ theo tiêu chuẩn SKF.
  • Lý thuyết ray dẫn hướng ma sát lăn: Tính toán phân bố phản lực trên 4 con trượt chịu tải trọng hướng tâm, mô-men lật theo các pha tăng tốc, chuyển động đều và giảm tốc của bàn máy.

Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

  • Phương pháp khảo sát - phân tích máy mẫu: Đối chiếu thông số kỹ thuật giữa hai hệ điều khiển/dòng máy công nghiệp tiêu chuẩn SINUMERIK 808D và SINUMERIK 828D của hãng Siemens để xác lập bộ thông số đầu vào phù hợp với yêu cầu thiết kế.
  • Phương pháp tính toán giải tích: Áp dụng các công thức giải tích cơ học máy để phân rã 8 trường hợp lực dọc trục tác dụng lên vít me trong các trạng thái chuyển động có tải và không tải.
  • Phương pháp tra cứu chuẩn hóa (Catalog-driven design): Sử dụng trực tiếp bảng thông số kỹ thuật từ catalog của các nhà sản xuất linh kiện cơ khí chính xác hàng đầu: Catalog Siemens SINUMERIK 828D, Catalog vít me bi PMI Motion Technology, Catalog ổ lăn SKF và Catalog ray dẫn hướng tuyến tính dòng MSA/MSB.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan đề tài thiết kế bàn máy CNC

Nội dung chương I tập trung vào việc nghiên cứu máy tham khảo và phân tích nguyên lý cấu tạo của các cụm cơ cấu chức năng trên máy phay CNC:

1. Chọn máy tham khảo

Tác giả tiến hành so sánh các thông số kỹ thuật giữa hai dòng máy công nghiệp và yêu cầu đề bài:

Thông số kỹ thuật Máy tham khảo 1 (SINUMERIK 808D) Máy tham khảo 2 (SINUMERIK 828D) Máy yêu cầu thiết kế
Tải trọng lớn nhất (kg) 300 350 300
Vận tốc cắt (m/phút) 24 20 —
Vận tốc di chuyển tự do (m/phút) 10 10 12
Tốc độ quay trục chính (rpm) 10 – 8.000 10 – 10.000 5.000
Kiểu máy Phay đứng Phay đứng Phay đứng
Kích thước bàn máy ($L \times W$ mm) $800 \times 320$ $900 \times 410$ —
Gia tốc lớn nhất ($m/s^2$) 0,4 – 0,5 0,4 – 0,5 0,4 – 0,5
Thời gian hoạt động (năm) 5 – 7 5 – 7 5 – 7

Dựa trên sự tương thích về kích thước bàn, dải tốc độ trục chính và khả năng chịu tải, dòng máy SINUMERIK 828D được chọn làm mẫu tham khảo chính.

2. Phân tích động học máy tham khảo

  • Truyền dẫn chính: Sử dụng động cơ xoay chiều 3 pha điều khiển qua bộ biến tần để thay đổi vô cấp tốc độ, dải tốc độ động cơ đạt tới 12.000 rpm, truyền qua hộp số truyền động đến trục chính công tác ($N_{tc} = 5.000$ rpm).
  • Truyền dẫn chạy dao: Sử dụng động cơ servo hồi tiếp vòng kín cho từng trục tọa độ (X, Y, Z). Trục Z dẫn động cụm trục chính qua vít me bi, trục X và Y dẫn động bàn máy. Truyền động đai răng có hiệu suất đạt khoảng 95%, tốc độ quay đạt 15.000 rpm.
  • Cơ cấu thay dao tự động (ATC): Phân tích cơ cấu thay dao bằng mâm dao và tay đòn kép với thời gian thay dao từ 6 đến 15 giây (nhanh nhất đạt 1 giây). Chu trình thay dao tự động được chuẩn hóa theo lưu đồ 8 bước:
    1. Trục chính về mặt phẳng thay dao, xoay định hướng góc then.
    2. Ổ chứa dao tự hành đi vào kẹp dao trên trục chính.
    3. Khí nén kích hoạt xy lanh mở chấu kẹp và đẩy dao khỏi mặt côn trục chính.
    4. Trục chính đi lên hết chiều cao của đài dao.
    5. Ổ chứa dao quay phân độ đưa dao mới vào miệng trục chính.
    6. Trục chính đi xuống về mặt phẳng thay dao.
    7. Giải phóng khí nén, hồi xy lanh và kẹp chặt dao bằng lực đàn hồi của lò xo đĩa.
    8. Ổ chứa dao lùi về vị trí ban đầu.

3. Các cơ cấu đặc biệt

  • Bộ truyền vít me - đai ốc bi: Biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến với hiệu suất đạt 0,9 (vượt trội so với vít me trượt chỉ đạt 0,2 – 0,4). Profin rãnh ren dạng nửa cung tròn có tỷ lệ bán kính $r_2/r_1 = 0,95 \div 0,97$ và góc tiếp xúc $45^\circ$, kết hợp rãnh hồi bi ngoài kiểu ống dẫn giúp khử triệt để độ rơ và tăng độ cứng vững dọc trục.
  • Hệ thống dẫn hướng: Sử dụng thanh trượt ma sát lăn tiêu chuẩn hóa giúp triệt tiêu hiện tượng trượt bước nhảy (stick-slip) khi dịch chuyển vi lượng.
  • Cơ cấu kẹp/tháo dao: Sử dụng năng lượng lò xo đĩa để kẹp giữ chuôi dao liên tục và dùng xy lanh khí nén để đẩy tháo dao khi thay dao.

Chương II: Tính toán hệ thống dẫn động bàn máy phay CNC

Chương II là phần cốt lõi của đồ án, trình bày quy trình tính toán lực và lựa chọn linh kiện dẫn động cho trục X và trục Y.

1. Điều kiện làm việc và thông số đầu vào

  • Chế độ cắt thử nghiệm: Phay mặt đầu, dao phay 6 lưỡi ($Z = 6$), đường kính $D = 80$ mm, mác vật liệu phôi S45C (Grade 4040), vận tốc cắt $v = 100$ m/phút, chiều sâu cắt $t = 1,2$ mm, lượng chạy dao phút $F = 900$ mm/phút.
  • Thông số động lực học: Vận tốc không gia công $V_1 = 20$ m/phút ($0,33$ m/s), vận tốc khi gia công $V_2 = 12$ m/phút ($0,2$ m/s), gia tốc lớn nhất $a = 0,5g = 4,9$ $m/s^2$, hệ số ma sát trượt $\mu = 0,1$, tốc độ quay cực đại của động cơ $N_{max} = 2.000$ rpm.
  • Độ chính xác yêu cầu: Độ chính xác vị trí không tải $\pm 0,03/1000$ mm, độ chính xác lặp $\pm 0,005$ mm, độ lệch truyền động $\pm 0,02$ mm.

2. Tính toán lực cắt và lực dọc trục

  • Tốc độ quay trục chính trong quá trình gia công: $$n = \frac{1000 \cdot v}{\pi \cdot D} = \frac{1000 \cdot 100}{3,14 \cdot 80} \approx 398 \text{ vòng/phút}$$
  • Lượng chạy dao răng: $$f_z = \frac{F}{Z \cdot n} = \frac{900}{6 \cdot 398} = 0,377 \text{ mm/răng}$$
  • Lực cắt chính và lực cắt thành phần phương thẳng đứng: $F_m = P_y = 600$ kgf, $F_{mz} = P_x = 600$ kgf.

Tổng hợp 8 trường hợp lực dọc trục tác dụng lên vít me trục X ($m_{\text{không tải}} = 200$ kg, $m_{\text{có tải}} = 500$ kg):

Trạng thái chuyển động Công thức lực dọc trục Lực không tải (kgf) Lực có tải (kgf)
$F_1$: Tăng tốc sang trái $\mu mg + ma + f$ 120 300
$F_2$: Chạy đều sang trái $\mu mg + f$ 20 50
$F_3$: Gia công sang trái $F_m + \mu(ma + F_{mz}) + f$ 670 685
$F_4$: Giảm tốc sang trái $\mu mg - ma + f$ -80 -200
$F_5$: Tăng tốc sang phải $-\mu mg - ma - f$ -120 -350
$F_6$: Chạy đều sang phải $-\mu mg - f$ -20 -50
$F_7$: Gia công sang phải $-F_m - \mu(ma + F_{mz}) - f$ -670 -685
$F_8$: Giảm tốc sang phải $-\mu mg + ma - f$ 80 200
  • Lực dọc trục lớn nhất khi không gia công: $F_{1max} = 2.940$ N ($300$ kgf).
  • Lực dọc trục lớn nhất khi gia công: $F_{2max} = 6.713$ N ($685$ kgf).

3. Tính chọn bộ truyền vít me bi cho trục X

  • Bước vít me tối thiểu: $l \ge \frac{V_{max}}{N_{max}} = \frac{20000}{2000} = 10$ mm $\rightarrow$ Chọn $l = 10$ mm.
  • Tốc độ quay trung bình: $n = 1.040$ rpm (với tỷ lệ thời gian không gia công 30% tại 2.000 rpm và gia công 70% tại 1.200 rpm).
  • Lực dọc trục trung bình tính toán: $F_{am} = 570,3$ kgf.
  • Tải trọng động danh nghĩa yêu cầu: $C_a = 7.368,1$ kgf; Tải trọng tĩnh: $C_0 = 1.140,6$ kgf (với hệ số tải trọng $f_w = 1,2$, hệ số an toàn $f_s = 2$).
  • Mã vít me lựa chọn (hãng PMI): 45 – 10B3 – FDWC
    • Đường kính danh nghĩa: $d = 45$ mm, bước ren $l = 10$ mm.
    • Tải trọng động định mức: $C_a = 7.760$ kgf ($> 7.368,1$ kgf).
    • Tải trọng tĩnh định mức: $C_0 = 2.355$ kgf ($> 1.140,6$ kgf).
    • Bán kính lõi ren: $d_r = 38,05$ mm.
    • Chiều dài trục vít me: $L_x = 650 + 243 + 100 = 993$ mm $\rightarrow$ Chọn quy chuẩn $L_x = 1.000$ mm.
    • Kiểm tra tuổi thọ làm việc: $L_h = 23.364$ giờ ($> 20.000$ giờ yêu cầu).
    • Kiểm tra đường kính nguy hiểm: $r_x = 12,5$ mm $< d_r = 38,05$ mm (bảo đảm an toàn uốn dọc).

4. Tính chọn cụm ổ đỡ trục X

  • Phương án gá đặt: Sử dụng sơ đồ 2 đầu lắp chặt (Fix - Fix) bằng 2 cặp ổ bi đỡ - chặn góc tiếp xúc $40^\circ$.
  • Mã ổ lựa chọn (hãng SKF): 7407 BM ($C_0 = 38$ kN, $C = 60,5$ kN).
  • Lực dọc trục cực đại tác dụng lên ổ: $F_a = \max(F_{aA}, F_{aB}, F_{aC}) = 4.656$ N; Lực hướng tâm $F_r = 1.633$ N.
  • Tuổi thọ ổ bi theo số vòng quay: $L = 1.920$ triệu vòng.
  • Khả năng tải động tính toán: $C_{\text{tính}} = 45,2$ kN $< C_{\text{cho phép}} = 60,5$ kN.
  • Khả năng tải tĩnh tính toán: $C_{0\text{tính}} = 29,3$ kN $< C_{0\text{cho phép}} = 38$ kN $\rightarrow$ Cụm ổ đỡ thỏa mãn độ bền.

5. Thiết kế và kiểm nghiệm ray dẫn hướng bàn X

  • Mã ray lựa chọn: MSA 25A (Hệ số tải động $C = 28,1$ kN, tải tĩnh $C_0 = 42,4$ kN).
  • Kích thước định vị hình học: Khoảng cách 2 con trượt cùng ray $l_1 = 450$ mm; khoảng cách 2 ray $l_2 = 234$ mm; độ cao từ tâm vít me đến mặt bàn máy $l_5 = 85$ mm; độ cao đến mặt phôi $l_6 = 285$ mm.
  • Phân bố hành trình $L_s = 550$ mm: Đoạn tăng tốc $X_1 = 7,3$ mm, đoạn chuyển động đều $X_2 = 535,4$ mm, đoạn giảm tốc $X_3 = 7,3$ mm.
  • Giá trị lực hướng tâm tác dụng lên từng con trượt ($P_1 \div P_4$):
    • Chuyển động tăng tốc sang trái: $P_1 = P_4 = 667$ N; $P_2 = P_3 = 1.783$ N.
    • Chuyển động giảm tốc sang trái: $P_1 = P_4 = 1.783$ N; $P_2 = P_3 = 667$ N.
    • Chuyển động tăng tốc sang phải: $P_1 = P_4 = 1.783$ N; $P_2 = P_3 = 667$ N.
    • Tải trọng phụ $P_t = 0$ N do tính toán tại vị trí đường tác dụng đối xứng.

Chương III: Thiết kế bản vẽ lắp và mô phỏng

Chương III tổng hợp các kết quả tính toán cơ khí để triển khai xây dựng bản vẽ kết cấu chi tiết và mô hình hóa không gian 3D của hệ thống dẫn động bàn máy:

  • Thể hiện vị trí liên kết giữa bàn máy trục X và trục Y, cụm gá đai ốc bi FDWC và các khối con trượt ray MSA 25A.
  • Bố trí gối đỡ ổ bi hai đầu trục vít me (mã 7407 BM) có nắp chắn mỡ và vòng đệm định vị khe hở dọc trục.
  • Định vị động cơ servo và bộ truyền đai răng truyền động đến đầu trục vít me.

Thiết kế kỹ thuật và tính toán hệ thống

Bảng tổng hợp đặc tính kỹ thuật của các cụm cụ thể trong hệ thống dẫn động bàn máy CNC trục X được thiết kế:

Cụm cơ cấu Thông số kỹ thuật danh định Mã linh kiện / Chuẩn chọn Kết quả kiểm nghiệm
Trục vít me bi $d = 45$ mm, $l = 10$ mm, $L = 1000$ mm PMI 45-10B3-FDWC $L_h = 23.364$ h ($> 20.000$ h); $r_x = 12,5$ mm $< d_r = 38,05$ mm
Cụm ổ đỡ chặn Góc tiếp xúc $40^\circ$, kiểu lắp Fix - Fix SKF 7407 BM $C_{\text{tính}} = 45,2$ kN $< 60,5$ kN; $C_{0\text{tính}} = 29,3$ kN $< 38$ kN
Ray dẫn hướng Tải động $28,1$ kN, tải tĩnh $42,4$ kN MSA 25A (4 con trượt) Lực cực đại $1.783$ N nằm trong dải tải trọng cho phép
Chế độ phay đầu Dao phay $D=80$ mm ($Z=6$), $v=100$ m/phút Chuẩn JIS / Phôi S45C Lực cắt chính $F_m = 600$ kgf, $f_z = 0,377$ mm/răng

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác lập đầy đủ quy trình tính toán động lực học cho bàn máy phay CNC 3 trục chịu tải trọng gia công nặng (chi tiết gia công tới 300 kg).
  • Tính chọn chính xác các cụm linh kiện tiêu chuẩn công nghiệp đáp ứng tuổi thọ làm việc trên 20.000 giờ (tương đương 6,8 năm vận hành).
  • Xác định chi tiết trường lực tác dụng lên vít me bi và ray dẫn hướng trong suốt hành trình gia công và dịch chuyển tự do với gia tốc lớn $a = 4,9$ $m/s^2$.

Giải pháp kỹ thuật đề xuất

  • Áp dụng kết cấu gá đặt hai đầu lắp chặt (Fix - Fix) với hệ số $f = 21,9$ cho trục vít me bi, giúp tối đa hóa độ cứng vững dọc trục, chống hiện tượng uốn dọc và triệt tiêu biến dạng nhiệt phát sinh trong quá trình vận hành liên tục.
  • Ứng dụng kiểu đai ốc bi có đường hồi bi ngoài FDWC kết hợp ray dẫn hướng bi MSA 25A giúp bàn máy chuyển động êm ái, đạt hiệu suất truyền động trên 90% và giảm tổn thất công suất dẫn động.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế: Thuyết minh đồ án chủ yếu tập trung chi tiết vào các bảng số liệu tính toán kiểm nghiệm cho bàn máy trục X; các phần tính toán của trục Y và trục Z mới dừng lại ở mức thiết lập công thức và thông số đầu vào. Đồ án chưa khảo sát sâu ảnh hưởng của biến dạng nhiệt cục bộ lên độ chính xác vị trí khi vận hành ở tốc độ cao.
  • Hướng phát triển: Tiếp tục hoàn thiện phần tính toán công suất động cơ servo chi tiết cho cả trục Y và Z; ứng dụng phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEM) để mô phỏng trường ứng suất và độ võng của thân bàn máy; kiểm nghiệm thực nghiệm sai số gia công thực tế trên mô hình thử nghiệm.

Giá trị tham khảo

Bản thuyết minh đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Chế tạo máy: Tham khảo phương pháp luận và trình tự các bước tính toán thiết kế máy công cụ CNC, từ việc chọn máy mẫu, tính toán chế độ cắt, phân rã lực dọc trục đến tra cứu catalog chuẩn hóa.
  • Kỹ sư thiết kế máy công cụ: Sử dụng các công thức tính chọn bộ truyền vít me bi, ổ bi đỡ chặn góc tiếp xúc lớn và ray dẫn hướng tuyến tính chịu tải trọng hỗn hợp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tác giả lại lựa chọn kiểu gá đặt trục vít me bi là hai đầu lắp chặt (Fix - Fix)?

Kiểu lắp hai đầu lắp chặt (Fix - Fix) có hệ số lắp ghép $f = 21,9$, cho phép trục vít me chịu được lực dọc trục rất lớn đổi chiều liên tục trong quá trình gia công mà không bị mất ổn định uốn dọc, đồng thời tăng độ cứng vững và duy trì độ chính xác vị trí của bàn máy trong điều kiện làm việc tải cao.

2. Chế độ cắt thử nghiệm được sử dụng để tính toán lực cắt chính có thông số như thế nào?

Chế độ cắt thử nghiệm là phay mặt đầu phôi thép S45C (Grade 4040) bằng dao phay 6 lưỡi ($Z = 6$), đường kính $D = 80$ mm, vận tốc cắt $v = 100$ m/phút, chiều sâu cắt $t = 1,2$ mm và lượng chạy dao phút $F = 900$ mm/phút, tạo ra lực cắt chính $F_m = 600$ kgf.

3. Bộ truyền vít me bi trục X được lựa chọn có mã hiệu gì và tuổi thọ tính toán đạt bao nhiêu?

Tác giả đã chọn bộ truyền vít me bi của hãng PMI có mã 45-10B3-FDWC (đường kính danh nghĩa 45 mm, bước ren 10 mm, chiều dài 1.000 mm). Tuổi thọ mỏi tính toán của trục vít đạt $23.364$ giờ, vượt mức tuổi thọ thiết kế yêu cầu là $20.000$ giờ (khoảng 6,8 năm làm việc).

4. Cụm ổ đỡ trục X sử dụng loại ổ bi nào và có đáp ứng đủ điều kiện bền tải trọng không?

Trục X sử dụng cụm ổ bi đỡ chặn mã 7407 BM của hãng SKF có góc tiếp xúc $40^\circ$. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy khả năng tải động tính toán là $45,2$ kN (nhỏ hơn tải trọng cho phép $60,5$ kN) và khả năng tải tĩnh tính toán là $29,3$ kN (nhỏ hơn tải trọng cho phép $38$ kN), bảo đảm an toàn chịu lực.

5. Chu trình thay dao tự động của máy tham khảo SINUMERIK 828D diễn ra qua mấy bước và mất thời gian bao lâu?

Chu trình thay dao tự động của máy tham khảo được thực hiện qua lưu đồ 8 bước kết hợp giữa chuyển động trục chính, đài dao và hệ thống xy lanh khí nén - lò xo đĩa kẹp dao, với thời gian thay dao tiêu chuẩn từ 6 đến 15 giây (cơ cấu nhanh nhất đạt khoảng 1 giây).

Kết luận

Đồ án "Thiết kế hệ dẫn hướng cho bàn máy CNC" (mã đề VCK02-10) của sinh viên Vũ Ngọc Thành Trung đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán tính toán động học, động lực học và lựa chọn linh kiện dẫn động cho bàn máy phay CNC 3 trục. Bằng việc tính toán chi tiết lực cắt, lực dọc trục và tải trọng phân bố, tác giả đã lựa chọn thành công các cụm cơ cấu tiêu chuẩn gồm vít me bi PMI 45-10B3-FDWC, ổ đỡ chặn SKF 7407 BM và ray dẫn hướng MSA 25A bảo đảm tuổi thọ trên 20.000 giờ làm việc. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho sinh viên và kỹ sư ngành Cơ khí - Cơ điện tử trong lĩnh vực thiết kế máy công cụ điều khiển số.