1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngành đường sắt đóng vai trò quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Vì
vậy, việc mở rộng và nâng cao chất lượng vận chuyển của Ngành rất cần được quan
tâm và trú trọng phát triển.
Thời gian đầu các thanh tà vẹt lắp với ray được làm bằng thép gây chi phí rất
lớn nên đã dần được thay thế bằng tà vẹt gỗ và đang được sử dụng phổ biến. Hai
loại tà vẹt trên đều sử dụng Bulông K1, K2 (M22) để lắp với ray. Tuy nhiên, lượng
gỗ được sử dụng để xây dựng và sửa chữa các đường ray là rất lớn, mà diện tích
rừng ngày càng thu hẹp dẫn đến giá thành chi phí tăng lên đặc biệt ở những nước có
diện tích rừng nhỏ. Mặt khác, với việc sử dụng các bulông để lắp ghép làm vận tốc
vận chuyển của tầu không được cao (vận tốc khoảng 80Km/h), độ ổn định thấp. Vì
vậy, tại các nước phát triển hai loại tà vẹt trên đã thay thế bằng tà vẹt bê tông dự
ứng lực và sử dụng loại vít đặc biệt để lắp ghép. Với việc thay thế này đã cho phép
tầu có thể chạy với vận tốc cao hơn khoảng 140Km/h.
Thời gian qua ở nước ta việc sử dụng vít vẫn trong quá trình thử nghiệm, sửa
chữa nhỏ và chưa có cơ sở sản xuất nào chế tạo thành công loại vít này nên vít vẫn
nhập ngoại hoàn toàn (từ Đức) dẫn đến chi phí là rất cao.
Hiện nay có một dự án rất lớn lấy nguồn vốn ODA hỗ trợ việc cho việc xây
dựng và sửa chữa đường ray sử dụng tà vẹt bê tông dự ứng lực vì vậy đòi hỏi một
số rất lượng loại vít này. Việc nghiên cứu chế tạo thành công loại vít sẽ đem lại hiệu
quả kinh tế rất lớn cho ngành đường sắt nước nhà.
Để thích hợp với điều kiện làm việc cường độ cao yêu cầu chi tiết vít phải có
độ bền lớn. Vì vậy, ren vít phải được chế tạo bằng phương pháp cán mà độ chính
xác ren cán phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của bánh cán. Tuy nhiên, biên
dạng ren cán lại có hình dáng rất phức tạp. Vì vậy việc chế tạo bánh cán gặp rất
nhiều khó khăn và rất cần được nghiên cứu.
Với những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo bánh cán
ren vít để lắp đường ray với Tà vẹt Bê tông.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1. Nghiên cứu chuyển giao công nghệ sẽ góp phần tăng cường năng lực cạnh
tranh của các nhà sản xuất trong nước. Vì vậy, được Chính phủ ưu tiên khuyến
khích. Đề tài sẽ đóng góp một kết quả cụ thể vào hướng nghiên cứu này.
2. Các nước có ngành đường sắt phát triển (Pháp, Nhật, Đức) hiện đang tài
trợ cho Việt Nam dự án cải tạo và nâng cấp đường sắt trong đó có việc thay thế một
số lượng lớn bu lông cũ bằng loại vít chuyên dụng này. Việc nghiên cứu chế tạo
thành công bánh cán đóng một vai trò rất quan trọng trong việc chế tạo vít chuyên
dụng này, từ đó sẽ góp phần nâng cao hiệu quả nguồn vốn đầu tư trên.
3. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và đặc điểm của quá trính cán ren.
- Nghiên cứu phương pháp tính toán chính xác bánh cán.
- Nghiên cứu phương pháp chế tạo thử nghiệm bánh cán.
- Nghiên cứu phương pháp cán vít và cán thử.
4. Nội dung nghiên cứu
- Thiết kế hình dáng hình học và tính bền cho bánh cán.
- Chế tạo thử nghiệm bánh cán.
- Cán thử nghiệm vít.
MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU
1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
3. Ý nghĩa của đề tài 2
4 Nội dung nghiên cứu 2
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁN REN
3
1.1. Đặc điểm của cán ren 3
1.1.1 Đặc điểm của ren cán 3
1.1.2. Các phương pháp cán ren
5
1. Nguyên lí chung của phương pháp cán ren 5
2. Các phương pháp cán ren 6
1.1.3. Dụng cụ cán ren 8
1.1.4. Phương pháp chế tạo vít bắt đường ray với tà vẹt bê tông dự ứng 9
lực
1.2. Giới thiệu phần mềm xây dựng mô hình 3D của bánh cán 9
1.3. Phương pháp tính bền bánh cán 12
1.3.1. Phương pháp phần tử hữu hạn
13
1. Khái quát phương pháp phần tử hữu hạn 13
2. Phương pháp phần tử hữu hạn với biến dạng phẳng 15
1.3.2. Giới thiệu phần mềm tính bền cho bánh cán
24
1. Giới thiệu phần mềm ANSYS 24
2. Đặc điểm của phần mềm 25
3. Một số đại lượng cần chú ý 29
1.4. Kết luận chương 1 32
1.4.1. Nhận xét
4
1.4.2. Xác định hướng nghiên cứu của đề tài
32
Chương 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BÁNH CÁN REN VÍT LẮP
34
ĐƯỜNG RAY TẦU VỚI TÀ VẸT BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC
2.1. Phân tích hình dáng, kích thước ren vít 34
2.2. Thiết kế hình dáng hình học bánh cán 34
2.2.1. Biên dạng xoắn của bánh cán 34
2.2.2. Điều kiện cán vào 35
2.2.3. Xác định các kích thước cơ bản cúa bánh cán 37
2.2.4. Vật liệu bánh cán 38
2.2.5. Lập bản vẽ chế tạo bánh cán 39
2.3.
Xây dựng mô hình 3D của bánh cán ren bằng phần mềm
40
Pro/engineer
Tính bền bánh cán 45
2.4.1. Tính toán lực trên bánh cán 45
2.4.2. Sơ đồ phân bố lực trên bánh cán 46
2.4.
2.4.3.
Sử dụng phần mềm ANSYS tính bền bánh cán
47
1. Sơ đồ khối chương trình tính bền bánh cán 47
2. Các bước tiến hành 47
3. Phân tích trường ứng suất và biến dạng 50
2.4.4. Điều kiện bền 60
2.4.5. Xác định đường kính tối thiểu của bánh cán 60
2.5.
Chế tạo thử nghiệm bánh cán
62
2.5.1. Bản vẽ lồng phôi bánh cán 62
2.5.2. Chế tạo thử bánh cán 63
2.5.3. Kết quả kiểm tra bánh cán sau khi chế tạo thử 64
1. Kiểm tra vật liệu bánh cán 64
2. Kiểm tra kích thước, sai lệch hình dáng hình học và vị trí tương 64
quan của hai bánh cán
5
3. Kiểm tra nhám bề mặt 69
4. Kết quả kiểm tra độ cứng bề mặt ren bánh cán 69
2.6.
70
Kết luận chương 2
Chương 3. CÁN THỬ NGHIỆM REN VÍT
71
3.1. Cán thử ren vít 71
3.2. Kết quả kiểm tra sản phẩm vít 71
3.3. Kết luận chương 3 72
KẾT LUẬN CHUNG 73
Kết luận 73
Hướng phát triển của đề tài 74
CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
75
76
77
97 trang |
Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 1852 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu chế tạo bánh cán ren vít để lắp đường ray với tà vẹt bê tông, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
εy + εz.
- Ứng suất phẳng: z = 0; yz = zy = 0; xz = zx = 0.
(1.5)
(1.6)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
30
xyxyxy
xyy
yxx
E
G
E
E
)1(2
)(
1
)(
1
2
2
Hoặc
xy
xy
xy
xyy
yxx
EG
E
E
)1(2
)(
1
)(
1
- Biến dạng phẳng: εz = γyz = γzx = 0
xyxyxy
xyy
yxx
E
G
E
E
)1(2
)1[(
)21)(1(
])1[(
)21)(1(
Hoặc
xy
xy
xy
xyy
yxx
G
E
E
E
)1(2
])1[(
)1(
])1[(
)1(
Đặt:
1
E ' E
E
1
'
Thay vào:
Ứng suất phẳng
Biến dạng phẳng
Ứng suất phẳng
Biến dạng phẳng
(1.9)
(1.10)
(1.7)
(1.8)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
31
xyxyxy
xyy
yxx
E
G
E
E
)'1(2
'
](
1
](
1
'
2'
'
'
2'
'
Hoặc
xy
xy
xy
xyy
yxx
G
E
E
E
)'1(2
]'[(
'
1
]'[(
'
1
Trong đó:
'
)'1(2
'
)1(2
G
EE
G
b4. Điều kiện biên
Khó khăn chủ yếu gặp phải khi giải các phương trình vi phân là không xác
định được các hằng số trong phương trình. Các điều kiện giới hạn của ứng suất hoặc
chuyển vị trên biên của bề mặt vật bị biến dạng được đưa vào bài toán nhằm lược
bỏ các khó khăn trên, các điều kiện giới hạn này được gọi là điều kiện biên.
* Các kiểu điều kiện biên:
Xét một phần của một vật bị biến dạng, trong đó ứng suất đã được xác định
bởi Sσ và bề mặt chính, chuyển vị được xác định bởi Su. Tổng hợp bề mặt của vật bị
biến dạng được xác định bởi S = Sσ + Su.
- Điều kiện biên tải trọng do Sσ xác định bởi phương trình:
**
**
yy
xx
tt
tt
Trong đó:
*
xt
,
*
yt
- là hình chiếu của lực t* trên hai trục ox và oy.
Phương trình điều kiện cân bằng của bề mặt:
(1.11)
(1.12)
(1.14)
(1.13)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
32
sincos
sincos
*
*
yxyy
xyxx
t
t
Trong đó: α – là góc giữa véc tơ đơn vị pháp (n) đặt tại một điểm của một
phần tử nhỏ trên phần bề mặt Sσ và trục x. Tại các bề mặt tự do không chịu lực tác
dụng thì
*
xt
= 0,
*
yt
= 0.
Hình 1.12. Quan hệ giữa các phần tử theo hai phương
- Điều kiện biên về chuyển vị Su xác định bởi phương trình:
vv
uu
Trong đó:
u
,
v
- là hình chiếu chuyển vị u của Su lên hai phương x và y.
Điều kiện biên được sử dụng nhiều nhất là các chuyển vị, tại ngàm và gối thì
chuyển vị: u = 0 và (hoặc) v =0 (hình 1.12).
Chú ý: Không thể đặt đồng thời cả hai điều kiện của ứng suất và chuyển vị
trên một phần bề mặt của vật bị biến dạng.
b5. Công thức biến phân trong biến dạng
(1.15)
(1.16)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
33
Nguyên lý di chuyển khả dĩ sử dụng trong việc nghiên cứu biến dạng phẳng
thông qua biểu thức:
0)(
)()(
**
tdStut
tdxdyFuFtdxdy
Se
yx
D
yx
D
xyxyyyxxy
Trong đó:
D - tất cả các miền của vật bị biến dạng phẳng.
Sσ - tất cả các phần của bề mặt vật của vật bị biến dạng (S = Sσ U Su).
Fx và Fy – được xác định ở (1.3).
t – là chiều dày phần tử.
Từ phương trình trên ta có thể xác định được toàn bộ các biến của bài toán
biến dạng phẳng của vật.
b6. Công thức cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn với biến dạng phẳng
- Ma trận quan hệ giữa biến dạng và chuyển vi [B]
Xét vật biến dạng có phần tử ở dạng tam giác (hình 1.13a) để từ đó suy ra
biểu thức quan hệ giữa biến dạng - chuyển vị trong biến dạng phẳng:
Hình 1.13. Phần tử chia
a. Phần tử tam giác biến dạng là hằng số b. Tính liên tục của chuyển vị
Theo hình 1.13. phần tử tam giác e xác định bởi 3 điểm 1e(x1e, y1e), 2e(x2e, y2e),
3e(x3e, y3e) và chuyển vị của các nút (u1e, 1e), (u2e, 2e), (u3e, 3e).
Ma trận quan hệ giữa chuyển vị của cả phần tử và chuyển vị của các nút trên
phần tử:
(1.17)
a) b)
2e
1e 3e
(e)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
34
)(
3
3
2
2
1
1
)(
3
)(
2
)(
1
)(
3
)(
2
)(
1
000
000 e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e N
v
u
v
u
v
u
NNN
NNN
v
u
Ma trận quan hệ giữa biến dạng và chuyển vị:
)(
3
3
2
2
1
1
332211
321
321
3
3
2
2
1
1
)(
3
)(
3
)(
2
)(
2
)(
1
)(
1
)(
3
)(
2
)(
1
)(
3
)(
2
)(
1
000
000
000
000
e
e
e
e
e
e
e
eeeeee
eee
eee
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
xy
y
x
B
v
u
v
u
v
u
bcbcbc
ccc
bbb
v
u
v
u
v
u
y
N
x
N
y
N
x
N
y
N
x
N
y
N
y
N
y
N
x
N
x
N
x
N
y
v
x
u
y
v
x
u
Trong đó:
)(
2
1
)(
2
1
)(
2
1
23)(1
32)(1
2332)(1
eeee
eeee
eeeeee
xxc
yyb
yxyxa
)(
2
1
)(
2
1
)(
2
1
31)(2
13)(2
3113)(2
eeee
eeee
eeeeee
xxc
yyb
yxyxa
(1.18)
(1.20)
(1.21)
(1.22)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
35
)(
2
1
)(
2
1
)(
2
1
12)(3
21)(3
1221)(3
eeee
eeee
eeeeee
xxc
yyb
yxyxa
)
)
)
333
)(
3
222
)(
2
111
)(
1
ycxbaN
ycxbaN
ycxbaN
eee
e
e
eee
e
e
eee
e
e
Trong đó:
[B] – ma trận quan hệ giữa
e
và ε.
(e) - diện tích của phần tử e và được xác định bằng:
ee
ee
ee
eeeeeeee
e
yx
yx
yx
yyxxyyxx
33
22
11
23233231
)(
1
1
1
2
1
))(())((
2
1
- Ma trận quan hệ giữa ứng suất - biến dạng [D]
)(
2'
2
'1
00
01'
0'1
1
'
eee
xy
y
x
xy
y
x
BDD
E
- Phương trình độ cứng của phần tử
)()()()()(
0
e
F
eeee FFkP
Fε0 - lực liên kết giữa tại các nút của phần tử.
FF - lực tác dụng lên phần tử.
[K]
- lực biến dạng của phần tử.
- Phương trình độ cứng của vật thể:
PK
(1.27)
(1.28)
(1.23)
(1.24)
(1.25)
(1.26)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
36
1.3.2. Giới thiệu phần mềm tính bền cho bánh cán
Phần tử hữu hạn là phương pháp cho kết quả có độ chính xác cao. Tuy nhiên,
số lượng phép tính khi thực hiện bài toán là rất lớn. Vì vậy, cần có sự trợ giúp của
máy tính khi giải.
Dựa theo thuật toán của phương pháp phần tử hữu hạn mà nhiều phần mềm
tính toán, mô phỏng số đã ra đời nhằm trợ giúp cho việc tính toán các bài toán của
ngành kỹ thuật như: Ansys, Cosmos, Inventor, Sap, Pro/ engineer...
Hiện nay, phần mềm ANSYS đã được đưa vào sử dụng để xác định chuyển
vị và ứng suất của các vật thể biến dạng chịu tải. Phần mềm này dùng để giải các
bài toán, được thiết lập trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn nên cho độ chính
xác cao. Tuy nhiên, việc xây dựng các kết cấu phức tạp bằng phần mềm này gặp rất
nhiều khó khăn, tốn rất nhiều thời gian. Trong khi các phần mềm Inventor, Pro/
engineer, Solid, CATIA… rất mạnh trong việc tạo mô hình các chi tiết. Để làm tăng
hiệu quả tính toán các chi tiết máy (thời gian và độ chính xác) thì việc tạo mối liên
giữa phần mềm ANSYS với các phần mềm này là rất cần thiết.
Vì vậy, đề tài đã thực hiện mối liên kết giữa phần mềm Pro/engineer và Ansys
kiểm tra bền cho bánh cán để nhận được kết quả tính toán nhanh và chính xác hơn.
1. Giới thiệu phần mềm ANSYS
ANSYS (Analysis Systems) được tạo lập năm 1970 do nhóm nghiên cứu của
Dr. John Swanson tại Mỹ. Sau đó được ứng dụng tại nhiều nước châu Âu và châu Á.
ANSYS là một trong nhiều chương trình phần mềm công nghiệp, sử dụng
phương pháp Phần tử hữu hạn để phân tích các bài toán vật lý - cơ học, chuyển các
phương trình vi phân, phương trình đạo hàm riêng từ dạng giải tích về dạng số, với
việc sử dụng phương pháp rời rạc hóa và gần đúng để giải. Nhờ ứng dụng phương
pháp phần tử hữu hạn, các bài toán kỹ thuật về cơ, nhiệt, thuỷ khí, điện từ, sau khi
mô hình hoá và xây dựng mô hình toán học, cho phép giải chúng với các điều kiện
biên cụ thể với số bậc tự do lớn.
Trong bài toán kết cấu, phần mềm ANSYS được dùng để xác định trường
ứng suất, biến dạng, trường nhiệt cho các kết cấu. Giải các bài toán dạng tĩnh, dao
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
37
động, cộng hưởng, bài toán ổn định, bài toán va đập, bài toán tiếp xúc. Các dạng
phần tử được sử dụng trong các kết cấu: dạng thanh, dầm, 2D và 3D. Vật liệu trong
các bài toán có dạng: đàn hồi, đàn hồi phi tuyến, đàn hồi dẻo lý tưởng, dẻo nhớt,
đàn hồi nhớt.
2. Đặc điểm của phần mềm
a. Yêu cầu đối với phần cứng máy tính
Phần mềm ANSYS trên máy PC trong môi trường: WindowsXP/ WindowsNT.
Cấu hình máy:
- Pentium Pro, Pentium 3~4.
- Bộ nhớ (RAM): 128 MB trở lên.
- Ổ cứng: tối thiểu là 500MB.
- Chuột: 100% tương thích với các phiên bản của các hệ điều hành.
- Đồ họa: các hệ điều hành Windows XP, Windows 2000, WindowsNT đều
hỗ trợ cho card đồ họa, có khả năng hỗ trợ độ phân giải của màn hình là 1024x768
High Color (16-bit màu), và hỗ trợ cho màn hình 17 inch (hoặc hơn) cùng với card
đồ họa tương ứng.
b. Các thuộc tính của ANSYS
Danh mục các thuộc tính đáng lưu ý được trình diễn trong phần mô tả bài
toán và lời giải.
- Chọn chế độ phân tích - Analysis Options
- Kiểu phân tích - Analysis Types
- Các mô đun sản phẩm riêng biệt sau:
ANSYS/Multiphysics
ANSYS/Mechanical
ANSYS/Professional
ANSYS/Structural
ANSYS/LS-DYNA
ANSYS/LinearPlus
ANSYS/Thermal
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
38
ANSYS/Emag
ANSYS/Flotran
ANSYS/PrepPost
ANSYS CFX
ANSYS PTD
ANSYS TASPCB
ANSYS ICEM CFD
ANSYS AI*Environment
ANSYS DesignXplorer
ANSYS DesignModeler
ANSYS DesignXplorer VT
ANSYS BladeModeler
ANSYS TurboGrid
ANSYS AUTODYN
- Sử dụng trợ giúp Help: các thông tin trong phần trợ giúp của ANSYS được
viết theo các tiêu đề, dễ tra cứu và sử dụng.
- Toán tử logíc Boolean: toán tử Boolean Operations (dựa trên cơ sở đại số
Boolean) cung cấp công cụ để có thể ghép các dữ liệu khi dùng các toán tử logic
như: cộng, trừ, chèn... Toán tử Boolean có giá trị khi dựng mô hình vật rắn thể tích,
diện tích, đường.
- Trực tiếp tạo phần tử: định nghĩa phần tử bằng cách trực tiếp định nghĩa nút.
- Phạm vi ứng dụng khoa học Discipline: có 5 lĩnh vực khoa học có thể giải
bằng phần mềm ANSYS: Kết cấu - Cơ học (Structural), nhiệt (Thermal), điện
(Electric), từ (Magnetic), thuỷ khí (Fluid)
- Chọn phần tử (Element Options): nhiều kiểu phần tử có chọn phần tử được
xác định vật thể như vậy là các phần tử với các hành vi và chức năng, phần tử cho
kết quả được chọn in ra.
- Kiểu phần tử được dùng (Element Types Used): cần chỉ rõ phần tử được
dùng trong bài toán. Khoảng 200 kiểu phần tử trong ANSYS. Ta có thể chọn một
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
39
kiểu phần tử với các đặc tính, trong đó, xác lập số bậc tự do DOF (như chuyển vị,
nhiệt độ...) cho các hình đặc trưng như đường, hình tứ giác, hình khối hộp, các hình
nằm trong không gian 2-D hoặc 3D, tương ứng với hệ thống toạ độ.
- Các phần tử bậc cao (Higher Order Elements): phần tử với các nút bậc cao
có hàm dáng tứ giác và các giá trị bậc tự do. Đó là các phần tử gần đúng, dùng
trong các bài toán với giao diện theo bước. Thời gian được lấy thời gian của hệ
thống máy tính.
- Tên bài toán (JobName): tên File được đặt riêng cho từng bài, nhưng có giá
trị trong các phân tích ANSYS. Phần kiểu Jobname.ext, trong đó ext là kiểu File do
ANSYS định tuỳ tính chất của dữ liệu được ghi. Tên File được đặt tuỳ yêu cầu
người dùng. Nếu không đặt tên riêng, ANSYS mặc định tên là FILE.*.
- Mức độ khó (Level of Difficulty): có 3 mức độ: dễ, trung bình và khó. Các
bài toán khó có thể chuyển thành dễ, khi sử dụng bài toán tính theo bước. Tính chất
điển hình của advanced ANSYS có dạng như các bài toán phi tuyến, macro hoặc
advanced postprocessing.
- Tham chiếu (Preferences): hộp thoại "Preferences" cho phép chọn các lĩnh
vực kỹ thuật theo yêu cầu với việc lọc chọn thực đơn: Kết cấu, nhiệt, điện từ, thuỷ
khí. Mặc định, thực đơn chọn đưa ra tất cả các lĩnh vực, các lĩnh vực không sử dụng
được ẩn mờ. Việc chọn được tiến hành bằng đánh dấu.
- Tiền xử lý (Preprocessing): là pha phân tích nhập mô hình hình học, vật
liệu, kiểu phần tử...
- Hậu xử lý (Postprocessing): ANSYS phân tích theo pha, ở đó ta có thể xem
lại các kết quả phân tích nhờ các hình ảnh màu và các bảng số liệu. Hậu xử lý chung
(POST1) được dùng phân tích kết quả tại một bước nhỏ trên toàn bộ mô hình vật
thể. Hậu xử lý theo thời gian (POST26) được dùng nghiên cứu các kết quả tại các
điểm đặc biệt trong mô hình trên toàn bộ thời gian các bước.
- Giải (Solution): là pha phân tích của ANSYS, trong đó xác định kiểu phân
tích và chọn, đặt tải và chọn tải, khởi động giải phần tử hữu hạn. Mặc định là phân
tích tĩnh.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
40
- Mô hình hình học: trước hết định nghĩa hình dáng hình học cho ANSYS.
- Hằng số thực (Real Constants): cung cấp bổ sung các tham số đặc trưng mặt
cắt hình học cho kiểu phần tử, những thông tin không thể nhập được vào các nút.
- Thuộc tính vật liệu (Material Properties): thuộc tính vật lý của vật liệu như
môđun đàn hồi, mật độ, luôn độc lập với tham số hình học. Nên chúng không gắn
với kiểu phần tử. Thuộc tính vật liệu quy định để giải ma trận phần tử, nên để dễ dàng
chúng được gán cho từng kiểu phần tử. Tuỳ thuộc ứng dụng, thuộc tính vật liệu có thể
là tuyến tính, phi tuyến, hoặc đẳng hướng. Cũng như kiểu phần tử và hằng số đặc
trưng hình dáng, cần phải đặt thuộc tính vật liệu nhiều lần, tuỳ theo vật liệu.
- Mặt làm việc (Working Plane (WP)): là một mặt tưởng tượng với gốc toạ độ,
dùng để xác lập các tham số hình học cục bộ. Trong hệ toạ độ 2-D (Hệ đề các hay toạ
độ cực), mặt làm việc được bám theo từng tham số toạ độ. Dùng để định vị một đối
tượng của mô hình. Gốc toạ độ của mặt làm việc chuẩn nằm trùng gốc toạ độ toàn
cục, gốc toạ độ của các mặt làm việc tự chọn. Giữa gốc toạ độ trên mặt làm việc
chuẩn (toàn thể) có quan hệ với gốc toạ độ cục bộ nằm trên hệ mặt làm việc cục bộ.
Hình 1.14. Giao diện làm việc của ANSYS
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
41
3. Một số đại lượng cần chú ý
a. Ứng suất
Ứng suất Von Mises được dùng để biểu diễn trường ứng suất Von Mises.
Trường ứng suất này biểu diễn định lượng trường vô hướng nhận được từ mật độ
năng lượng biến dạng và dùng để đo trạng thái của ứng suất. Mật độ năng lượng
biến dạng thể tích thường dùng cùng với giá trị ứng suất uốn để kiểm tra tình trạng
cấu trúc chi tiết theo tiêu chí Von Mises.
Ứng suất Von Mises nhận được bằng cách kết hợp tất cả các thành phần lực
tại 1 điểm tạo ra một giá trị duy nhất có thể so sánh với ứng suất giới hạn biến dạng
đàn hồi của vật liệu. Đây là phương pháp thông dụng nhất để kiểm tra ứng suất đã
tính toán trong chi tiết.
Trạng thái ứng suất được mô tả bởi 6 thành phần (x, y, z, xy, xz, yz), các
ứng suất này ở các điểm là khác nhau. Ứng suất Von Mises được biểu diễn theo
phương trình sau:
)](6)()()[(
2
1 222222
YZXZXYZYZXYXVM (1.29)
Rõ ràng ứng suất này được coi là ứng suất hiệu dụng. Chú ý rằng ứng suất
Von Mises luôn có giá trị dương. Biểu diễn theo ứng suất chính ứng suất Von Mises
có thể được viết như sau:
])()()[(
2
1 2
32
2
31
2
21 VM (1.30)
Trong thiết kế người ta thường dùng hệ số an toàn N. Khi đó ta có công thức
VM = Y/N. Bản vẽ đường biên ứng suất Von Mises cho phép người dùng kiểm tra
điều kiện trên. Do đó một thiết kế được coi là an toàn khi VM < Y/N.
Điều kiện này là ứng suất Von Mises này phải nhỏ hơn giới hạn bền đàn hồi
của vật liệu (Yield Strengh) E = 800MPa.
b. Các dạng phần tử được sử dụng trong phần mềm
Theo lý thuyết về phần tử hữu hạn có rất nhiều dạng phần tử:
- Phần tử một chiều:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
42
+ Đường thẳng bậc nhất
+ Đường cong bậc hai
+ Đường cong bậc ba
- Phần tử hai chiều: dùng để tính toán cho dạng chi tiết thành vỏ mỏng
+ Tam giác bậc nhất
+ Tam giác bậc hai
+ Tam giác bậc ba
- Phần tử ba chiều: dùng để tính toán cho chi tiết dạng khối
* Phần tử tứ diện:
+ Tứ diện bậc nhất
+ Tứ diện bậc hai
+ Tứ diện bậc ba
* Phần tử lăng trụ:
+ Lăng trụ bậc nhất
+ Lăng trụ bậc hai
+ Lăng trụ bậc ba
Các dạng phần tử được sử dụng để tính toán các bài toán kết cấu trong phần
mềm Ansys, bao gồm:
STRUCTURE: Phần tử cấu trúc
SPAR: Phần tử thanh
BEAM: Phần tử dầm
PIPE : Phần tử ống
2D SOLIDS: Phần tử khối đặc 2D
3D SOLID: Phần tử khối đặc 3D
SHELL : Phần tử tấm vỏ
SPECLTY: Phần tử đặc biệt
CONTACT: Phần tử tiếp xúc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
43
SPAR Phần tử thanh
2D-SPAR: Phần tử Thanh 2D : LINK1
3D-SPAR: Phần tử Thanh 3D : LINK8
BILINEAR: Phần tử Thanh phi tuyến LINK10
BEAM Phần tử dầm
2D-ELAST: PT Dầm đàn hồi 2D đối xứng BEAM3
3D- ELAST: PT Dầm đàn hồi 3D, 2~3 nút BEAM4
2D- TAPER: PT Dầm thon 2 nút đàn hồi 2D BEAM54
3D-TAPER: PT Dầm thon 2 nút không đối xứng, 3D BEAM44
2D-PLAST: PT Dầm dẻo 2D 2nút BEAM23
THIN WALL: PT thành mỏng 3 nút dầm dẻo BEAM24
2D-SOLID Phần tử khối đặc 2D
2D-ELAST : Phần tử khối đặc 2D đàn hồi
8NodQuad: Phần tử 2D, 8 nút kết cấu tứ diện PLANE82
4NodQuad: Phần tử 2D, 4 nút kết cấu, tứ diện PLANE42
Triangle: Phần tử 2D, 6 nút, kết cấu tam giác PLANE2
3D-SOLID Phần tử vật đặc 3D
GENERAL Phần tử 3D
20NodBri: PT Khối 3D, 20 nút, hộp,cấu trúc SOLID95
Brick: PT Khối 3D, 8 nút, hộp, cấu trúc SOLID45
Tetrahod: PT Khối 3D, 10 nút, chóp, cấu trúc SOLID92
RotBrick: PT Khối 3D ,8 nút, hộp có DOF quay SOLID92
RotTetra: PT Khối 4 nút, chóp quay SOLID72
1.4. Kết luận chương 1
1.4.1. Nhận xét
Từ những kết quả nghiên cứu tổng quan rút ra một số nhận xét như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
44
- Việc tìm hiểu, phân tích các phương pháp cán ren là cơ sở lựa chọn
phương pháp chế tạo ren vít hợp lí góp phần nâng cao chất lượng và hạ giá thành
sản phẩm.
- Việc nghiên cứu chế tạo sản phẩm vít thay thế gặp rất nhiều khó khăn do
sản phẩm có hình dáng hình học rất phức tạp, đòi hỏi độ bền rất cao.
- Nghiên cứu chế tạo sản phẩm ren vít cần xuất phát từ việc chế tạo chính
xác của dụng cụ cán và chế độ cán ren vít.
- Nghiên cứu tổng quan các phần mềm (Ansys, Pro/engineer) nhằm nâng
cao độ chính xác tính toán, thiết kế và chế tạo bánh cán.
1.4.2. Xác định hướng nghiên cứu của đề tài
Chi tiết vít dùng để lắp đường ray với tà vẹt bê tông đang được nhập ngoại.
Để đáp ứng yêu cầu của dự án đổi mới nâng cao chất ngành đường sắt, nhằm tăng
khả năng nội địa hóa sản phẩm từ đó giúp sử dụng nguồn vốn của dự án hiệu quả
hơn. Bánh cán ren vít được làm bằng vật liệu thuộc nhóm khó gia công, mặt khác
biên dạng ren trên bánh cán lại rất phức tạp. Vì vậy, việc chế tạo rất cần được
nghiên cứu để tăng độ bền và độ chính xác. Hiện nay, chưa có cơ sở sản xuất nào
chế tạo thành công loại vít này, vì vậy tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo
bánh cán ren vít để lắp đường ray với Tà vẹt Bê tông”.
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu tính toán, thiết kế và chế tạo bánh cán
nóng ren.
- Mục tiêu: Chế tạo thành công sản phẩm vít thay thế cho hàng nhập ngoại.
- Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu tính toán, thiết kế, chế tạo thử 02 bánh
cán nóng; lựa chọn phương pháp cán hợp lí và cán thử vít.
- Đề tài được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với
phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
45
Chương 2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ BÁNH CÁN REN VÍT LẮP ĐƯỜNG
RAY TẦU VỚI TÀ VẸT BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC
2.1. Phân tích hình dáng, kích thước ren vít
- Vít cán được chế tạo bằng thép 35.
Bảng 2.1. Thành phần hoá học và tính chất cơ, lý của thép 35.
Tỷ lệ các nguyên tố, % b
(kG/mm
2
) C Si Mn P S Cr Ni
0,320,40 0,170,37 0,500,80 0,04 0,04 0,25 0,25 4560
- Chiều dài ren tạo trên vít là: 100 mm.
- Số đỉnh xoắn được tạo là 8 và bước xoắn t = 12,5mm.
- Hướng xoắn phải. Ø16
±0.5
Ø24
±0.5
12.5
62.5±0,5
Ø24
+0.1 -0.3
15° 45°
12
Ø21
-0.2 -1
205±5
4
28±1
3
25±1
R32
Hình 2.1. Đinh vít bắt đường ray với tà vẹt bê tông dự ứng lực
2.2. Thiết kế hình dáng hình học bánh cán
2.2.1. Biên dạng xoắn của bánh cán
- Bước ren của bánh cán bằng bước ren cần cán.
- Trong vùng cán phôi được đặt trên giá đỡ, quay ngược chiều với chiều
quay của 2 bánh cán. Đinh vít được chế tạo bằng phương pháp cán hình, vì vậy
hình dáng hình học của đường xoắn trên đinh vít sẽ quyết định đến hình dáng hình
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
46
học của đường xoắn trên bánh cán, dạng ren được hình thành thông qua ren tạo ra
trên vít.
- Chiều rộng của bánh cán phải lớn hơn chiều dài chi tiết cán 23 bước [7],
chiều dài ren tạo trên vít 100mm nên chọn chiều rộng bánh cán là 125mm.
- Bước của ren trên bánh cán phải là bội số của bước ren cần cán, căn cứ
vào số lượng bước ren được cán ta chọn bước số xoắn trên bánh cán là 100.
- Số lượng đầu mối của bánh cán phải bằng tỷ số giữa bước xoắn bánh cán và
bước ren được cán nên số lượng đầu mối trên bánh cán là 8.
- Để tạo ra ren xoắn phải thì hướng xoắn của bánh cán phải ngược với vít được
cán vì vậy bánh cán phải hướng xoắn trái.
Hình 2.2. Hướng xoắn của bánh cán
2.2.2. Điều kiện cán vào
Vít được cán bằng phương pháp cán đối xứng nên các thông số công nghệ:
đường kính bánh cán, ma sát trên bề mặt, nhiệt độ,... của cả hai bánh cán được coi
như giống nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
47
Giả thiết một giá cán có hai trục với tâm O1 và O2 đối xứng qua mặt y-y.
Phôi cán được đặt trên giá cán theo hình 2.3.
Hình 2.3. Sơ đồ điều kiện cán vào
Trong khi hai trục đang quay với các tốc độ là V1, V2 (V1 = V2), bán kính của
hai trục là R1 và R2 (R1 = R2). Tại hai điểm A và B qua hai đường thẳng hướng tâm
O1 và O2 (ta có AO1 = BO2) hai đường này làm với đường thẳng O1O2 những góc α1
và α2 (α1 = α2= α) ta gọi là góc ăn. Tại thời điểm mà vật cán tiếp xúc với hai trục
cán, trục cán sẽ tác dụng lên vật cán các lực P1 và P2 (P1 = P2), đồng thời với chuyển
động tiếp xúc trên bề mặt vật cán xuất hiện hai lực ma sát tiếp xúc T1 và T2 có chiều
theo chiều chuyển động đi vào của vật cán (T1 = T2).
Quá trình cán là đối xứng nên ta bỏ qua ngoại lực (lực đẩy, lực kéo căng...)
tác động lên vật cán, đồng thời bỏ qua lực quán tính bản thân trọng lượng của vật cán.
Với các lực P1, P2, T1 và T2 khi chiếu lên phương y-y là phương chuyển động
của vật cán, chúng ta dễ dàng nhận thấy rằng: nếu T1 + T2 ≥ Px1 + Px2 hoặc là Tx1 +
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
48
Tx2 ≥ Px1 + Px2 thì vật cán đi tự nhiên vào khe hở giữa hai trục cán, nghĩa là chúng ta
có điều kiện trục cán ăn kim loại tự nhiên.
Tx1 = T1.cosα1 ; Tx2 = T2.cosα2
Px1 = P1.cosα1 ; Px2 = P2.cosα2 (2.1)
Theo công thức tính của bài toán ma sát:
T1 = f.P1 ; T2 = f.P2
Trong đó: f - hệ số ma sát (f = 0,15).
Do quá trình cán là đối xứng nên:
f.P1.cosα1 ≥ P1.sinα1 (2.2)
f ≥ tgα1 hoặc tgβ ≥ tgα1 (2.3)
Trong đó: β – góc ma sát (tgβ = f = 0,15)
β = 8,50 ≥ α1 (2.4)
Với quá trình cán đối xứng, để trục cán ăn được kim loại một cách tự nhiên,
tại thời điểm tiếp xúc đầu tiên thì góc ma sát β = 8,50 > α.
2.2.3. Xác định các kích thước cơ bản của bánh cán
Đường kính bánh cán phụ thuộc vào kích thước của máy, đồ gá đi kèm và
không phụ thuộc vào đường kính của phôi. Theo [10] với phôi có đường kính
(1,638)mm thì đường kính của phôi được sử dụng (125 150)mm .
- Đường kính chân ren bánh cán D được xác định theo [11] bằng công thức:
T
T
dND
2
(2.5)
Trong đó:
D - Đường kính chân ren bánh cán.
N - Số đầu mối ren của bánh cán, căn cứ vào chiều dài đoạn ren được cán ta
chọn N = 8 đầu mối.
d - Đường kính trung bình của ren cần cán, d = 20mm.
T - Chiều cao của phần biến dạng ren cán, T = 8mm.
Thay số vào (2.1):
mmD 1424
2
4
208
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
49
- Kích thước cơ bản của bánh cán:
+ Đường kính vòng đỉnh của bánh cán: De = D + 8 = 142 + 8 = 150mm.
+ Đường kính lỗ bánh cán được xác định theo trục lắp bánh cán trên máy:
Dlỗ = 78 mm.
+ Để truyền mô men xoắn cho bánh cán ta sử dụng then bằng có kích thước.
Bảng 2.2. Kích thước của then bánh cán
Đường kính
lỗ bánh cán
Kích thước
Bxh
Chiều dài then
Chiều sâu
Trục Bạc
78 20x12 120 8 4
+ Để chất lượng bề mặt ren Rz = 40m bánh cán phải có bề mặt Ra = 2,5m.
+ Độ cứng bề mặt bánh cán 5862HRC.
2.2.4. Vật liệu bánh cán
Căn cứ vào vật liệu của vít cần cán là thép 35, cán nóng ở nhiệt độ cán Tcán
= 800
0
C hình 4.4 [1] và phải đảm bảo hình dáng hình học, kích thước của ren tạo
ra. Vì vậy, bánh cán ren phải có độ bền mòn lớn, hình dáng hình học ít thay đổi (độ
cứng lớp bề mặt cao, độ cứng và độ bền nóng) nhưng trong lõi bánh cán phải dẻo,
dai với điều kiện làm việc như vậy nên chọn vật liệu chế tạo bánh cán thuộc nhóm
thép hợp kim cao, chậm gỉ, có độ bền nhiệt và độ bền cơ học cao, lớp bề mặt sau
nhiệt luyện đạt độ rắn HRC =(58 ÷ 62). Vật liệu được sử dụng chế tạo bánh cán là
X12M dùng phổ biến để chế tạo những chi tiết chính xác, chịu tải va đập lớn, chịu
mài mòn và chịu ăn mòn hoá học như: khuôn và chày dập, dao cắt thép, con lăn,
chốt ắc (xích xe tăng, xe ủi)...
Bảng 2.3. Kí hiệu của thép X12M
Việt nam
(TC VN)
Nga
(TC OCT)
Mỹ
(TC SAE)
Nhật
(TC JIS)
160 Cr12 Mo X12M D2 SKD11
Bảng 2.4. Thành phần hoá học và tính chất cơ, lý của thép X12M.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
50
Tỷ lệ các nguyên tố, % Hệ số truyền
nhiệt ở 1000c
kCal/m.h.độ
Độ cứng
sau khi tôi,
HRC C Mn Si Cr Va Mo Ni
1,451,65 0,150,40 0,150,35 11,012,5 0,150,30 0,400,60 0,35 22 5860
2.2.5. Lập bản vẽ chế tạo bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
51
4
6
+
0
,1
-
0
Ø
7
8
+
0
,0
3
-
0
1
.
§
é
c
ø
n
g
b
Ò
m
Æ
t
r
e
n
®
¹
t
5
8
6
2
H
R
C
.
2
.
Ð
¶
m
b
¶
o
d
ó
n
g
b
iª
n
d
¹
n
g
r
e
n
t
h
e
o
d
•
ì
n
g
k
iÓ
m
r
e
n
;
B
•
í
c
x
o
¾
n
1
0
0
x
8
®
Ç
u
m
è
i,
r
e
n
t
r
¸
i.
3
.
§
é
k
h
«
n
g
®
å
n
g
t
©
m
c
ñ
a
B
s
o
v
í
i
A
k
h
«
n
g
q
u
¸
0
.0
3
.
4
.
L
µ
m
s
¹
c
h
b
a
v
ia
,
lµ
m
c
ï
n
s
¾
c
c
¹
n
h
.
5
.
V
Ë
t
l
iÖ
u
X
1
2
M
D
¹
n
g
r
e
n
T
û
l
Ö
5
:1Ø
1
5
0
+
0
,5
-
0
2.3. Xây dựng mô hình 3D của bánh cán ren bằng phần mềm Pro/engineer
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
52
Các bước xây dựng bánh cán:
Bước 1: Khởi động chương trình Pro/engineer: Start Programme
Pro/engineer Wildfire 3.0.
Hình 2.4. Mặt phẳng vẽ và mặt phẳng chuẩn
Bước 2: Tạo biên dạng bánh cán khối trụ bánh cán: Extrude Placement Difine
Front Sketch.
Hình 2.5. Sketch biên dạng bánh cán
Bước 3: Tạo chiều dầy bánh cán: Extrude = 125
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
53
Hình 2.6. Xác định kích thước chiều dài Extrude
Bước 4: Thiết lập đường trung bình của ren bánh cán.
Hình 2.7. Đường trung bình của ren bánh cán
Bước 5: Xây dựng mặt cắt biên dạng ren của bánh cán.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
54
Hình 2.8. Tiết diện ren bánh cán
Bước 6: Tạo 8 đầu mối ren trên bánh cán (Parttern).
Hình 2.9. Tạo 8 đầu mối
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
55
Bước 7: Tạo đường ren trên bánh cán sau Parttern.
Hình 2.10. Mô hình 3D đường ren trên bánh cán
Bước 8: Tạo khối các ren và thân bánh cán.
Hình 2.11. Merge các bề mặt ren và bề mặt trụ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
56
Bước 9: Tạo mô hình khung dây bánh cán
Hình 2.12. Mô hình 3D sau khi merge
Bước 10: Tạo mô hình khối đặc của bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
57
Hình 2.13.Tạo khối Solid (Solidify)
Hình 2.14. Mô hình 3D bánh cán ren
2.4. Tính bền bánh cán
2.4.1. Tính toán lực trên bánh cán
Khi cán hai bánh cán quay cùng vận tốc :
- Lực hướng kính tác dụng lên bánh cán được tính bởi công thức:
pi
pibuw
p
Dd
BADdf
P
).(......15,1 (2.6)
Trong đó:
Pp - lực cán hướng kính, (kG).
w - hệ số thực nghiệm, w = 1,1 1,9.
b - hệ số tiếp xúc, b = 0,95.
f - hệ số ma sát, f = 0,065 0,095.
σb = 40 - ứng suất bền của phôi cán hình 4.3 [1], kG/mm
2
.
di = 16 - đường kính chân ren vít cán, mm.
Dp = 24 - đường kính đỉnh ren vít cán, mm.
A = a.S; B = b.S, mm với a, b - là hệ số; S – là bước ren, mm,
a = 1,69 2,41; b = 4,55 6,86.
A = 2,0 . 12,5 = 25mm ; B = b.S = 5.12,5 = 62,5mm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
58
Do đó:
kGPp 696,5946
2416
)5,6225.(24.16.8,0.095,0.400.5,1.15,1
Pp = 44050,6 N
- Lực cán tiếp tuyến tác dụng lên bánh cán:
Pt = 0,08. Pp = 0,08. 44050,6 = 3524 N
2.4.2. Sơ đồ phân bố lực trên bánh cán
Giả thiết lực cán hướng kính và tiếp tuyến được chia đều cho 8 đỉnh ren trên
bánh cán nên giá trị của các lực tại các vị trí như sau:
Ppi = 44050,6 /8 = 5506N (i = 1÷8)
Pti = 3524/8 = 441N (i = 1÷8)
Ta có sơ đồ sau:
Hình 2.15. Mô hình chịu lực của bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
59
2.4.3. Sử dụng phần mềm ANSYS tính bền bánh cán
1. Sơ đồ khối chương trình tính bền bánh cán
Chän phÇn tö
NhËp vËt liÖu
Chia phÇn tö
ÐiÒu kiÖn biªn
TÝnh to¸n
KÕt qu¶ (vµ m« pháng
END
M« h×nh 3D
Pro/engineer
ANSYS
BEGIN
Hình 2.16. Sơ đồ khối phân tích ứng suất và biến dạng của bánh cán
2. Các bước tiến hành
Bước 1: Mô hình hoá hình học 3D bánh cán bằng phần mềm Pro/engineer.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
60
Hình 2.17. Xây dựng mô hình 3D của bánh cán
Bước 2: Xuất file bản vẽ bánh cán ren dưới dạng *.Sat để tạo dữ liệu liên
kết với phần mềm Ansys 11: File → Export → hoan thanh. Sat.
Bước 3: Khởi động ANSYS, chèn mô hình 3D: File → Import → hoan
thanh. Sat.
Hình 2.18. Mô hình 3D của bánh cán trong ANSYS
Bước 4: Tính toán bền cho bánh cán bằng phần mềm ANSYS
- Chọn kiểu phần tử: ANSYSMainMenu→Preprocessor→ Element Type
→Add/ Edit/Delete
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
61
Hình 2.19. Chọn kiểu phần tử của bánh cán
- Chọn vật liệu bánh cán: (E = 2,1.105 Mpa, = 0,3; ToCán = 800
0
C):
ANSYSMainMenu →Preprocessor→Material Props→ Material Models
Hình 2.20. Chọn vật liệu của bánh cán
- Chia lưới phần tử: ANSYSMainMenu→Preprocessor→Meshing→ Mesh
→Volume→Free.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
62
Hình 2.21. Chia lưới cấu trúc của bánh cán
- Đặt điều kiện biên lực, điều kiện chuyển vị.
+ Điều kiện biên chuyển vị: ANSYSMainMenu → Solution → Define
Loads → Apply → Structural → Force /Moment →On Nodes
+ Điều kiện biên tải trọng: Sử dụng bài toán phân tích kết cấu, phân tích
bánh cán với các tham số về khối lượng, lực tại các điểm tạo biên dạng ren cán.
- Thực hiện tính ANSYS cho kết quả theo yêu cầu.
- Lấy kết quả theo mục tiêu nghiên cứu và phân tích đánh giá.
3. Phân tích trường ứng suất và biến dạng
a. Kết quả biến dạng
Hình 2.22. Biến dạng theo x (xmax =0.0137mm)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
63
Hình 2.23. Biến dạng theo y (ymax =0.00067mm)
Hình 2.24. Biến dạng theo z (zmax =0.00079mm)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
64
Hình 2.25. Biến dạng tổng (max =0.0137mm)
b. Kết quả ứng suất tại các phần tử:
Hình 2.26. Ứng suất pháp x (xmax=226.6MPa )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
65
Hình 2.27. Ứng suất pháp y (ymax=83.33MPa )
Hình 2.28. Ứng suất pháp z (zmax=56.9MPa )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
66
Hình 2.29. Ứng suất tiếp τxy(τxymax=367.25MPa )
Hình 2.30. Ứng suất tiếp τyz (τyzmax=22.85MPa )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
67
Hình 2.31. Ứng suất tiếp τxz (τxzmax=203.73MPa )
Hình 2.32. Kết quả ứng suất Von Mises tại các phần tử (lớn nhất = 739MPa)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
68
c. Kết quả ứng suất tại các nút:
Hình 2.33. Ứng suất pháp x (xmax=65.3MPa )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
69
Hình 2.34. Ứng suất pháp y (ymax=14.33MPa )
Hình 2.35. Ứng suất pháp z (zmax=20.95MPa )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
70
Hình 2.36. Ứng suất tiếp τxy(τxymax=232.367MPa )
Hình 2.37. Ứng suất tiếp τyz (τyzmax=12.4MPa )
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
71
Hình 2.38. Ứng suất tiếp τxz (τxzmax=144.92MPa )
Hình 2.39. Ứng suất Von Mises (lớn nhất = 480.9MPa)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
72
Giá trị ứng suất giới hạn:
MINIMUM
NODE 2313 5606 5011 4213 2711 9230
VALUE -38.995 -28.866 -20.250 -35.164 -13.384 -52.564
MAXIMUM
NODE 7559 2309 3114 1444 3114 1844
VALUE 42.971 14.956 20.948 190.34 12.388 130.56
Giá trị ứng suất Von Mises giới hạn:
MINIMUM
NODE 5011 3115 1444 3141 8032
VALUE -7.5454 -28.121 -232.07 0.43589E-02 0.40190E-02
MAXIMUM
NODE 1844 3114 3114 1444 1444
VALUE 235.03 25.756 3.4299 466.69 404.33
Giá trị chuyển vị lớn nhất:
NODE 3748 26089 1985 3748
VALUE 0.13701E-01 -0.13592E-02 -0.10050E-02 0.13754E-01
2.4.4. Điều kiện bền
Ứng suất Von Mises max = 739 MPa < [] = 800MPa).
2.4.5. Xác định đường kính tối thiểu của bánh cán
Việc xác định đường kính tối thiểu của bánh cán mang lại ý nghĩa rất lớn
trong sử dụng hiệu quả bánh cán.
Sau thời gian làm việc dưới tác động của các điều kiện cán (lực cán, nhiệt
cán...) đã làm các thông số hình học của bánh cán bị thay đổi, vì vậy để đảm bảo độ
chính xác của sản phẩm bánh cán cần được sửa chữa. Việc sửa chữa khắc phục các
đặc điểm hình dáng hình học đã làm giảm kích thước bánh cán từ đó ảnh hường đến
độ bền của bánh cán khi làm việc. Theo kinh nghiệm khi phục hồi các kích thước
của bánh cán cho phép hạ Cod đến 5mm [7] với các bánh cán ren hệ mét. Tuy nhiên
với ren có biên dạng đặc biệt và điều kiện cán khắc nhiệt như ren trong đề tài thì rất
cần kiểm nghiệm lại độ bền sau mỗi lần sửa chữa.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
73
Thông qua các bước thực hiện và sơ đồ tính trong kiểm tra bền cho bánh cán
bằng phần mềm ANSYS trên. Tác giả tiến hành thử nghiệm với một số kích thước của
bánh cán nhằm tìm ra đường kính bánh cán nhỏ nhất: D1 = 145mm; D2 = 144.5mm.
Kết quả tính toán được thể hiện trên hình 2.40 và 2.41.
Hình 2.40. Kết quả ứng suất Von Mises (lớn nhất = 791.07MPa) với
đường kính bánh cán 145mm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
74
Hình 2.41. Kết quả ứng suất Von Mises (lớn nhất = 1029MPa) với
đường kính bánh cán 144.5mm
Kết quả: đường kính nhỏ nhất của bánh cán có thể sử dụng được D=145mm.
2.5. Chế tạo thử nghiệm bánh cán
2.5.1. Bản vẽ lồng phôi bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
75
2.5.2. Chế tạo thử bánh cán
Trong quá trình chế tạo bánh cán, nguyên công phức tạp nhất và quan trọng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
76
nhất là nguyên công tạo ren trên bánh cán.
Biên dạng ren trên bánh cán rất phức tạp, bước xoắn ren lớn Txoắn = 100mm
và được làm bằng vật liệu X12M là loại vật liệu ở trạng thái ủ tương đối dễ ra công
(nhóm II) nhưng sau khi tôi và ram thì tính gia công giảm đi 58 lần và thuộc nhóm
khó gia công nhất (nhóm VIII) nên gia công bánh cán rất khó khăn. Nếu sử dụng
phương pháp chép hình chế tạo ren trên bánh cán làm lực cắt, nhiệt cắt phát sinh rất
lớn. Mặt khác, việc mài biên dạng dao đình hình rất phức tạp, độ chính xác thấp. Vì
vậy, chất lượng bánh cán sau gia công không cao.
Biên dạng ren rất phức tạp, bước xoắn ren lớn và vật liệu bánh cán lại thuộc
nhóm khó gia công nên việc gia công tinh ren sử dụng phương pháp mài là rất khó
khăn. Do việc tạo hình biên dạng đá và động học mài rất phức tạp, tuổi bền của đá
rất thấp.
Với lý do đó, khi chế tạo thử nghiệm tác giả chỉ gia công các mặt đơn giản
bằng máy tiện truyền thống, còn chế tạo ren được thực hiện trên máy tiện CNC
(YH5A) kết nối với phần mềm Pro/engineer và sử dụng công nghệ tiện cứng với
mảnh dao bằng vật liệu mảnh dao (G01) sau đó đánh bóng bề mặt ren nhằm nâng
cao độ bền, tăng độ chính xác và độ bóng bề mặt ren.
Hình 2.42. Mặt cắt biên dạng ren trên bánh cán
Hình 2.43. Mặt cắt xác định góc nâng của ren
Khi cắt biên dạng ren theo phương pháp tuyến theo hai hướng A-A và B-B
hình 2.43 ta thấy: Khi cắt theo B-B góc nâng của ren rất lớn (11.980) còn cắt theo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
77
A-A góc nâng của ren lại rất nhỏ vì vậy nếu khi bánh cán trong nguyên công tiện
ren mà lưỡi cắt chính nghiêng theo B-B dao sẽ rất mảnh, độ bền thấp. Mặt khác, để
giảm công suất cắt gọt làm tăng độ bền của dao và độ cứng vững của hệ thống công nghệ
từ đó làm tăng độ chính xác của bánh cán. Khi gá đặt bước tiện ren cần gá đặt bánh cán
sao cho lưỡi cắt chính là phần có kích thước nhỏ (hình 2.44).
Hình 2.44. Gá bánh cán khi tiện ren
- Để kiểm tra biên dạng ren trong khi gia công sử dụng dưỡng kiểm tra ren.
2.5.3. Kết quả kiểm tra bánh cán sau khi chế tạo thử
1. Kiểm tra vật liệu bánh cán
Việc kiểm tra việt liệu được thực hiện trên máy đo quang phổ và cho kết
quả vật liệu là X12M.
Bảng 2.5. Kết quả kiểm tra thành phần hoá học của vật liệu bánh cán
Vật
liệu
C Si S P Mn Ni Cr Mo V Cu W Ti Al Fe
Nguyên
tố (%)
1,39 0,2 0,002 0,016 0,24 0,22 11,62 0,45 0,2 0,09 0,04 0,003 0,03 85,49
2. Kiểm tra kích thước, sai lệch hình dáng hình học và vị trí tương quan của
hai bánh cán
Việc kiểm tra các giá trị kích thước, sai lệch hình dáng hình học và vị trí
tương quan của hai bánh cán được thực hiện trên máy đo 3D 7106 của hãng
Mitutoyo. Kết quả như sau:
- Đường kính lỗ bánh cán : có giá trị bằng Dth = 78,01mm (hình 2.45).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
78
Hình 2.45. Kết quả đường kính lỗ bánh cán
- Đường kính đỉnh ren: Có giá trị De = 148,637mm (hình 2.46)
Hình 2.46. Kết quả đường kính đỉnh ren bánh cán
- Kết quả biên dạng ren bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
79
+ Biên dạng ren: được xác định cho 5 đỉnh ren liên tiếp (hình 2.47).
Hình 2.47. Kết quả biên dạng ren 5 đỉnh liên tiếp
+ Góc profin ren: xác định bởi hai góc nâng của ren = 44055’,
= 5020’
(hình 2.48).
Hình 2.48. Kết quả góc profin ren
+ Bước ren : có giá trị t = 12,672mm (hình 2.49).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
80
Hình 2.49. Kết quả bước ren
+ 5 bước ren liên tiếp : có giá trị 5t = 62.77mm (hình 2.50).
Hình 2.50. Kết quả đo 5 bước ren liên tiếp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
81
- Kết quả kiểm tra các sai số hình dáng hình học và vị trí tương quan
+ Độ không đồng tâm giữa bề mặt lỗ và bề mặt đỉnh ren bánh cán 0.02mm
(hình 2.51).
Hình 2.51. Kết quả độ không đồng tâm giữa lỗ và đỉnh ren bánh cán
+ Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu: có giá trị 0,008mm
(hình 2.52).
Hình 2.52. Kết quả độ không vuông góc giữa lỗ và mặt đầu bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
82
+ Đô Ovan cua lỗ: được xác định bằng 4 điểm cho giá trị 0,0024mm (hình 2.53).
Hình 2.53. Kết quả độ Ovan của bề mặt lỗ (0.024mm)
3. Kiểm tra nhám bề mặt
Khi kiêm tra nhám bề mặt được thực hiển trên máy đo SJ201P của hãng
Mitutoyo và cho kết quả như sau (phục lục):
- Bề mặt ren của bánh cán: Ra = (0,8 ÷ 1,0)m.
- Bề mặt lỗ của bánh cán: Ra = (0,8 ÷ 1,0)m.
- Bề mặt đầu của bánh cán: Ra = (1,25 ÷ 2,5)m.
4. Kết quả kiểm tra độ cứng bề mặt ren bánh cán
Độ cứng của bề mặt ren bánh cán đạt được (58÷60)HRC
Hình 2.54. Sản phẩm bánh cán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
83
2.6. Kết luận chương 2
- Việc xây dựng mô hình 3D của bánh cán bằng phần mềm Pro/engineer làm
đơn giản hoá các bước kiểm tra bền cho bánh cán bằng phần mềm ANSYS.
- Pro/engineer kết nối với máy CNC tăng tính tự động hoá quá trình sản xuất
và nâng cao độ chính xác của sản phẩm.
- Kết quả tính toán bánh cán dưới tác động của lực và nhiệt độ cao vẫn đảm
bảo điều kiện làm việc.
- Với đường kính bánh cán ban đầu là 150 mm thì có thể hạ cod đến đường
kính Dmin = 145mm mà vẫn đảm bảo điều kiện bền và biến dạng.
- Phương pháp trên có thể sử dụng kiểm tra cho các loại bánh cán ren khác.
- Bánh cán được làm bằng vật liệu X12M thuộc nhóm khó gia công nên khi
gia công bánh cán gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt là các bề mặt ren. Tuy nhiên,
tác giả đã kết nối thành công giữa máy tiện CNC với phần mềm Pro/engineer, từ
đó hạn chế được các sai số.
- Đã chế tạo bánh cán và kiểm tra kết quả gia công đạt yêu cầu kỹ thuật.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
84
Chương 3. CÁN THỬ NGHIỆM REN VÍT
3.1. Cán thử ren vít
Bánh cán sau khi chế tạo thử đã được kiểm tra bằng các phương tiện hiện
đại và cho kết quả đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Tuy nhiên, những kết quả đó mới chỉ
được thực hiện trên lý thuyết mà chưa qua thực nghiệm, vì vậy nhằm đánh giá
chính xác hơn nữa các kết quả trên tác giả đã tiến hành sử dụng bánh cán để cán
thử nghiệm các ren trên vít.
Việc chế tạo thử vít được thực hiện máy cán ren ngang 5822, phôi dùng chế
tạo vít có 21,8mm; chiều dài phôi trước khi cán ren l = 87mm, nhiệt độ cán 8000C
với thao tác nung phôi theo các bước sau:
- Nung sơ bộ:
+ Nhiệt độ nung: 2500C.
+ Thời gian nung và giữ nhiệt (t):
t = a. K. D
’
(3.1)
a- Hệ số nung, a = 1(ph/mm).
K- Hệ số vào lò, K = 2.
D
’– Chiều dày có ích của chi tiết, d = 21,8 mm.
- Nung nóng và giữ nhiệt đến nhiệt độ cán:
+ Nhiệt độ nung: 8000C.
+ Thời gian nung(t):
t = (a+b) K.D
’
(3.2)
a- Hệ số nung, a = 1,5(ph/mm).
b - Hệ số nung tới nhiệt độ sơ bộ, b = 2(ph/mm).
K- Hệ số vào lò, K = 2.
D
’– Chiều dày có ích của chi tiết, d = 21,8 mm.
Thay số: t = (1,5 + 2).2. 21,8 = 152,6 (ph).
3.2. Kết quả sản phẩm vít
Kết quả sau khi cán ren: chiều dài phần ren được cán tăng lên khoảng 15%
tương ứng (5 ÷ 6)mm, đường kính đỉnh ren tạo ra 23,6mm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
85
Sản phẩm vít được tạo ra bởi bánh cán cho kết quả tốt, các ren trên vít có
biên dạng chuẩn như biên dạng của ren mẫu. Việc sản phẩm vít đã được sử dụng ở
các lắp ghép thực tế và cho kết quả đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, chất lượng
như vít nhập ngoại là phương pháp kiểm tra tổng hợp đánh giá chính xác nhất chất
lượng của vít.
Hình 3.1. Sản phẩm vít cán
3.3. Kết luận chương 3
- Để tạo ra ren vít yêu cầu quá trình cán vít cần đảm bảo các yêu cầu kỹ
thuật của cán ren.
- Bánh cán sau khi cán thử vít vẫn đảm bảo điều kiện làm việc.
- Sản phẩm vít được cán bởi bánh cán đạt yêu cầu kỹ thuật, đã được sử dụng
lắp ghép thử nghiệm và được đánh giá là đảm bảo thay thế được hàng nhập ngoại.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
86
KẾT LUẬN CHUNG
Kết luận
1. Đã nêu được một số đặc điểm chủ yếu của cán ren.
2. Lựa chọn phương pháp chế tạo ren vít hợp lí làm nâng cao chất lượng và
hạ giá thành sản phẩm so với ren vít nhập ngoại. Từ đó giúp cho việc sử dụng
nguồn vốn đầu tư hiệu quả hơn.
3. Đã thiết kế bánh cán ren vít lắp đường ray với tà vẹt bê tông dự ứng lực
trên cơ sở vít nhập ngoại.
4. Tìm hiểu tính năng, đặc điểm của phần mềm Pro/engineer và ứng dụng
trong việc thiết kế mô hình 3D của bánh cán.
5. Việc sử dụng phần mềm Pro/engineer giúp xây dựng nhanh, chính xác và
điều chỉnh các kích thước của bánh cán theo yêu cầu thiết kế.
6. Xác định một số quan hệ biến dạng của phương pháp phần tử hữu hạn
trong giải các bài toán cơ học.
7. Tìm hiểu tính năng, đặc điểm của phần mềm phần mềm ANSYS và ứng
dụng trong tính toán kiểm tra bền cho bánh cán nóng.
8. Đã tìm hiểu mối quan hệ giữa phần hai phần mềm Pro/engineer và
ANSYS phục vụ cho việc tính toán và thiết kế của bánh cán.
9. Sử dụng phần mềm ANSYS giúp cho việc tính bền cho bánh cán nhanh
và chính xác. Đây là cơ sở sử dụng hợp lý vật liệu của bánh cán.
10. Việc tính toán bền cho bánh cán sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn
tích hợp trong phần mềm ANSYS cho phép xác định đầy đủ, chính xác các điều
kiện biên của bài toán (tải, nhiệt và liên kết) và ảnh hưởng của kết cấu, cơ tính vật
liệu chế tạo bánh cán đền độ bền của nó.
11. Sử dụng phần mềm tính toán và thiết kế giúp đánh giá rất nhanh tính khả
thi của việc thiết kế.
12. Đưa ra giá trị tối thiểu của đường kính bánh cán thông qua tính bền làm
cơ sở quan trọng cho người sử dụng.
13. Kết nối thành công giữa máy tiện CNC và phần mềm Pro/engineer.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
87
14. Chế tạo thành công bánh cán bằng loại vật liệu khó gia công X12M.
15. Tiến hành cán thử và kiểm tra kết quả của vít đạt chất lượng.
16. Nghiên cứu chế tạo thành công vít lắp đường ray bằng bê tông dự ứng
lực sẽ đáp ứng nhu cầu nội địa hoá các sản phẩm cơ khí.
Hướng phát triển của đề tài
1. Nghiên cứu chế tạo bánh cán bằng loại vật liệu tốt hơn để tăng tuổi thọ của
bánh cán: vật liệu có thêm nguyên tố hoá học Va, W...
2. Chọn vật liệu chế tạo vít tốt hơn (sử dụng thép hợp kim) để nâng cao chất
lượng sử dụng và hiệu quả kinh tế của Ngành đường sắt.
3. Nghiên cứu công nghệ mài rãnh xoắn của bánh cán bằng đá mài CBN sử
dụng phương pháp chép hình.
4. Nghiên cứu công nghệ mài rãnh xoắn của bánh cán bằng đá mài CBN sử
dụng phương pháp bao hình.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
88
CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
1. PGS. TS. Trần Vệ Quốc, KS. Nguyễn Hữu Phấn (2009), Tính toán, thiết kế chế
tạo bánh cán ren vít dùng ghép các kết cấu cường độ cao, Số144, Tạp chí cơ khí
Việt Nam, Hà Nội.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
89
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS. TS Phan Văn Hạ (1999), Phương pháp cán kim loại thông dụng, NXB Khoa học
& Kỹ thuật.
[2] Đỗ Hữu Nhơn (2002), Các phương pháp cán kim loại thông dụng, Hà Nội.
[3] PGS. TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS. TS Ninh Đức Tốn, TS
Trần Xuân Việt (2001), Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, Tập 1,2,3, NXB Khoa học
& Kỹ thuật.
[4] Đinh Bá Trụ, Hoàng Văn Lợi (2003), Hướng dẫn sử dụng ANSYS, NXB Khoa
học & Kỹ thuật, Hà Nội.
[5] GS. A. A.Smưcôv (1973), Sách tra cứu về nhiệt luyện, NXB Khoa học & Kỹ
thuật.
[6] GS.TS I.I. Xêmemtsenko, GS.TS. V.M. Matyusin, G.N. Xakharov (1975), Thiết
kế dụng cụ cắt kim loại, Tập2, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[7] Các tác giả (2000), Bu lông cường độ cao, XNB Giao thông vận tải, Hà Nội.
[8] Erik Oberg, Franklin D. Jones, Holbrook L. Horton, Henry H. Ryffel (2004),
Machinery’s Handbook, Industrial Press INC. New York , Thread rolling.
[9] Y. Nakasone, S. Yoshimoto,T. A. Stolarski (2006), Engineering analysis with
ANSYS software.
[10] Dr. Shreyes Melkote, Dr. Steven Danyluk, Dr. Steve Dickerson (2007),
Automation of a thread rolling machine for use in flexible workcell, School of
Mechanical Engineering Georgia Institute of Technology, August.
[11] (2005), Finite Element Method, The University of Auckland, New Zealand.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
90
PHỤ LỤC
Chương trình kết nối Pro/Engineer với máy tiện CNC
1. Thiết kế chi tiết 3D
2. Thiết lập Coordinate System
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
91
3. Khởi động môi trường làm việc CAM
4. Gọi chi tiết cần gia công
5. Tạo phôi cho chi tiết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
92
6. Chọn máy tiện gia công
Chọn NC Machine
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
93
7. Chọn gốc Zero máy
8. Lựa chọn phương pháp gia công
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
94
9. Đặt bước công nghệ "Tiện"
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
95
10. Chọn kiểu dao gia công
11. Thiết lập thông số công nghệ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
96
12. Thiết lập mặt phẳng an toàn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
97
13. Mô phỏng đường chạy dao
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 10LV09_CN_CTMNguyenHuuPhan.pdf