BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY TIỆN VÁT MÉP TRỤC CẤP
PHÔI TỰ ĐỘNG
Ngành: KĨ THUẬT CƠ KHÍ
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S VŨ THẾ MẠNH
Sinh viên thực hiện
MSSV
Lớp
Lê Cảnh Phi
1711040189
17DCKA1
Hồ Huỳnh Nhân
1711040188
17DCKA1
Nguyền Viết Hoàng
1711040024
17DCKA1
TP. Hồ Chí Minh,ngày 28 tháng 10 năm 2021
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp đánh dấu việc hoàn thành bốn năm cố gắng học tập và nghiên cứu
cũng là đồ án để đánh giá cuối cùng trong q trình học đại học. Để có được thành
quả hơm nay, nhóm chúng em xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đối với nhà
trường, thầy cơ trong Viện Kỹ Thuật đã giảng dạy những kiến thức chuyên môn
làm cơ sở để thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp và đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm
em hồn tất khóa học. Cảm ơn gia đình và bạn bè, những người luôn cố gắng tạo
mọi điều kiện để nhóm em có được những kết quả tốt nhất trong học tập. Nhóm em
xin chân thành cảm ơn các thầy cô Viện Kỹ Thuật đã hỗ trợ giúp đỡ nhóm em
trong q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Và nhóm em xin gửi lời cảm ơn thầy
Th.S Vũ Thế Mạnh là giảng viên hướng dẫn trực tiếp cho nhóm em trong thời gian
thực hiện đồ án tốt nghiệp. Thầy đã dành thời gian và tận tình chỉ dạy, hướng dẫn
cho nhóm em trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp vừa qua. Nhờ có sự giúp đỡ
của thầy cả về nội dung lẫn hình thức mà nhóm em đã có thể hồn thành đồ án tốt
nghiệp một cách đầy đủ và tốt nhất.
Tuy nhiên cũng còn hạn chế về kiến thức và cũng như kinh nghiệm trong q trình
làm đề tài . Chính vì vậy sẽ có những sai sót trong q trình thực hiện nên rất mong
sự đóng góp ý kiến, phê bình của q thầy cơ để nhóm em có thêm kinh nghiệm
vững vàng hơn.
Cuối cùng, nhóm em xin kính chúc q thầy cơ trường Đại Học Cơng Nghệ
TP.HCM và tồn thể ban lãnh đạo dồi dào sức khỏe và luôn gặt hái nhiều thành
công trong công việc cũng như trong cuộc sống.
Viện Kỹ Thuật
II
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... II
MỤC LỤC ............................................................................................................... III
DANH SÁCH CÁC HÌNH....................................................................................... V
DANH SÁCH CÁC BẢNG ...................................................................................VII
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................1
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................2
Chương 1 ....................................................................................................................4
GIỚI THIỆU..............................................................................................................4
Chương 2 ....................................................................................................................5
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP ......................................................................................5
2.1 TỰ ĐỘNG HĨA LÀ GÌ ? ...............................................................................5
2.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA TỰ ĐỘNG HÓA..............................................5
2.3 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ .......................................................................................6
2.3.1 Vấn đề thực trạng ........................................................................................6
2.4 PHƠI .................................................................................................................6
2.4.1 Phơi trục ......................................................................................................6
2.4.2 Cấu tạo chung của hệ thống cấp phôi .........................................................8
2.4.3 Định hướng phôi .........................................................................................8
Chương 3 ..................................................................................................................10
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ............................................................................10
3.1. THỰC TRẠNG Ở CÔNG TY ..................................................................10
3.2. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY VÁT MÉP TRỤC ...................................10
3.2.1. Cấp phôi thủ công của các dây chuyền hiện tại ...............................11
3.2.2 Sơ đồ hệ thống .....................................................................................11
Chương 4 ..................................................................................................................13
QUY TRÌNH THIẾT KẾ .......................................................................................13
4.1 CHỌN VẬT LIỆU .........................................................................................13
4.1.1 Chọn vật liệu: ............................................................................................13
4.2 THIẾT KẾ MÁY ...........................................................................................14
4.2.1 Thiết kế tấm nền : .....................................................................................14
4.2.2 Bộ vít me ...................................................................................................14
4.2.3 Khớp nối bộ vít me ...................................................................................15
4.2.4 Dao tiện vát mép ...................................................................................16
4.2.5 Cơ cấu kẹp phôi ........................................................................................22
4.2.6 Xi lanh bàn trượt .......................................................................................23
4.2.7 Kẹp phôi ....................................................................................................24
4.2.8 Cơ cấu truyền động đai .............................................................................25
Viện Kỹ Thuật
III
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
4.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ......................................................................34
4.3.1 Hệ thống điện ..........................................................................................34
4.3.2 Hệ thống PLC ...........................................................................................35
4.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ .............................................................................41
4.4.1 Xy lanh kẹp phôi .......................................................................................41
4.4.2 Xy lanh đẩy phơi .......................................................................................43
4.4.3 Tính tốn bộ truyền đai .............................................................................44
4.5 CHỌN ĐỘNG CƠ .........................................................................................45
4.5.1 Động cơ STEP .........................................................................................45
4.5.2 Động cơ bước nam châm vĩnh cửu ...........................................................47
4.5.3 Động cơ bước biến từ trở ..........................................................................48
4.5.4 Động cơ bước hỗn hợp .............................................................................50
4.5.5 Động cơ bước 2 pha ................................................................................51
Xét bởi tính thơng dụng của đơng cơ trên thị trường nên ta chọn động cơ bước
2 pha Servo Driver JASD15002. với thông số động cơ là 220V 1.5KW số vòng
quay là 3000 vòng/phút . .........................................................................................53
Chương 5 ..................................................................................................................54
THI CÔNG ..............................................................................................................54
5.1 CÁC YẾU TỐ CẦN THIẾT TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MÁY .54
5.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SẢN PHẨM CƠ KHÍ ............................56
5.2.1 Thiết kế bản vẽ ........................................................................................56
5.2.2 Xác định dạng sản xuất ......................................................................57
5.2.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi ..............................................57
5.2.4 Xác định thứ tự các bước thực hiện ......................................................58
5.2.5 Chọn thiết bị nguyên công .....................................................................58
5.2.6 Kiểm tra chất lượng................................................................................59
5.3 THI CÔNG CHẾ TẠO MÁY ...................................................................59
5.3.1 Tấm nền ....................................................................................................59
5.3.2 Bộ gá phôi .............................................................................................60
5.3.3 Bộ phận gia cơng ....................................................................................62
5.4 MƠ PHỎNG ...............................................................................................65
5.4.1 Giới thiệu phần mềm mơ phỏng ...............................................................65
5.4.2 Giới thiệu tính năng cơ bản của phần mềm: .............................................65
5.4.3 Mô phỏng máy vát mép ............................................................................66
5.4.4 Mô phỏng ứng suất các chi tiết chịu lực ...................................................68
5.4.5 Kết quả thu được .......................................................................................72
Chương 6 ..................................................................................................................73
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN ..............................................................73
6.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .................................................................................73
6.1.1 Mức độ hoàn thành ...................................................................................73
6.1.2 Đánh giá ...................................................................................................73
6.2 KẾT LUẬN ....................................................................................................73
6.2.1 Hướng phát triển .......................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................74
Viện Kỹ Thuật
IV
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH
TRANG
Hình 1.1 Cơng ty cổ phần kỹ thuật Intech…………………………………………..4
Hình 2.1 Ảnh máy vát mép tại cty Intech………………………………………………...6
Hình 2.2 Chi tiết có hai trục đối xứng………………………………………………7
Hình 2.3 Chi tiết có trục bất đối xứng………………………………………………7
Hình 2.4 Chi tiết có hai trục đối xứng vuống gốc…………………………………..7
Hình 2.5 Chi tiết có hai trục đối xứng vuống gốc …………………………………..8
Hình 3.1 Phơi ngun liệu …………………………………………………………10
Hình 3.3 Ngun lý hệ thống………………………………………………………11
Hình 4.3 Tấm nền ………………………………………………………………….14
Hình 4.4 Bộ vít me…………………………………………………………………14
Hình 4.5 Khớp nối bộ vít me ………………………………………..……………15
Hình 4.6 Minh họa khớp nối trục vít me …………………………………………..16
Hình 4.7 Dao tiện ………………………………………………………………….16
Hình 4.9 Thơng số dao …………………………………………………………….18
Hình 4.13 Bề rộng cắt và chiều sâu cắt ……………………………………………21
Hình 4.15 Một số hình ảnh dao cắt………………………………………………...22
Hình 4.16 Xi lanh bàn trượt (3D) …………………………………………………22
Hình 4.17 Xi lanh đơi (Thực)
……………………………………………….23
Hình 4.18 Cấu tạo bàn trượt ……………………………………………………….23
Hình 4.19 Chi tiết sản phẩm ……………………………………………………….24
Hình 4.20 Kẹp phơi ………………………………………..………………………24
Hình 4.21 Tấm kẹp ………………………………………………………………...25
Hình 4.22 Định hướng phơi ………………………………………………………..25
Hình 4.23 Bộ truyền đai……………………………………………………………26
Hình 4.24 Bộ truyền đai có rãnh …………………………………………………..27
Hình 4.25 Đai răng…………………………………………………………………28
Hình 4.26 Bộ truyền đai V-belt ……………………………………………………30
Hình 4.27 Bộ truyền đai dẹt ……………………………………………………….31
Viện Kỹ Thuật
V
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Hình 4.28 Puly ……………………………………………………………………..32
Hình 4.29 Dây curoa……………………………………………………………….33
Hình 4.30 Sơ đồ đấu mạch động lực ………………………………………………34
Hình 4.31 Sơ đồ đấu nối ngõ in/out trên PLC ……………………………………..37
Hình 4.32 Sơ đồ đấu nối của bộ step driver kết nối với PLC ……………………...38
Hình 4.33 Nguồn tổ ong …………………………………………………………...38
Hình 4.34 Contactor ……………………………………………………………….39
Hình 4.35 Role……………………………………………………………………..39
Hình 4.36 PLC S7 1200 CPU 1212C DC/DC/DC ………………………………...41
Hình 4.37 Van khí nén 3/2 nguồn 24V…………………………………………….40
Hình 4.38 Nút nhấn Start-Stop và nút nhấn E-Stop ……………………………….42
Hình 5.1 Vật liệu sử dụng………………………………………………………….43
Hình 5.2 Minh họa một số loại máy gia cơng ……………………………………..44
Hình 5.3 Minh họa một vài phương pháp gia cơng ……………………………...44
Hình 5.4 Thiết kế bản vẽ …………………………………………………………..45
Hình 5.5 Ảnh minh họa thiết bị ngun cơng ……………………………………..47
Hình 5.6 Hình dạng cắt của tấm nền ………………………………………………48
Hình 5.7 Minh họa gia cơng tấm nền………………………………………………49
Hình 5.8 Ảnh thực tế bộ vít me …………………………………………………...49
Hình 5.12 Ảnh thực tế xi lanh và vị trí lắp trên vít me…………………………….50
Hình 5.13 Tấm kẹp và tấm cố định phơi …………………………………………..50
Hình 5.14 Vị trí lắp đặt tấm kẹp và tấm cố định…………………………………...51
Hình 5.15 Giá dẫn hướng và vị trí lắp ……………………………………………..51
Hình 5.16 Ảnh mơ phỏng và thực tế của dao vát mép …………………………….52
Hình 5.17 Vị trí lắp đặt của dao vát mép …………………………………………..52
Hình 5.18 Hệ thống dẫn động ……………………………………………………..52
Hình 5.19 Vị trí lắp đặt hệ thống dẫn động ………………………………………..53
Hình 5.20 Mơ phỏng máy trên phần mềm SLW…………………………………...55
Hình 5.21 Ảnh mô phỏng tháo từ video …………………………………………...55
Viện Kỹ Thuật
VI
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG
TRANG
Bảng 3.2 Sơ đồ hệ thống…………………………………………………………...11
Bảng 4.1 Thành phần cơ tính théo C45…………………………….……………...13
Bảng 4.2 Thành phần hóa học thép C45…………………………………………..13
Bảng 4.8 Phương pháp tiện………………………………………………………..17
Bảng 4.10 Gía trị chuẩn áp dụng trong gia cơng phá cho thép…………………….19
Bảng 4.11 Gía trị chuẩn áp dụng trong gia công tinh cho thép……………………20
Bảng 4.12 Biểu đồ tốc độ (sơ vịng quay) của máy tiện…………………………...20
Bảng 4.14 Bảng giá trị chuẩn của lực cắt………………………………………….21
Viện Kỹ Thuật
VII
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay với sự phát triển của các ngành thuộc Cơ khí – Điện – Điện tử.
Trong đó Cơ khí đóng vai trị rất quan trọng trong hầu hết các lĩnh vực. Chính vì thế
việc đưa kĩ thuật vào sản xuất để giúp đạt được năng suất hiệu quả cao đối với nền
công nghiệp đang phát triển như nước chúng ta là rất cần thiết.
Theo như tìm hiểu và quan sát được thì nhóm em nhận thấy rằng việc sản
xuất ru lô ở các công ty , phân xưởng chuyên về làm băng tải thì ở khâu làm trục
cịn làm thủ cơng đối với các khâu như vát mép.
Nên chính vì vậy nhóm chúng em đã chọn đề tài:” Nghiêng cứu, thiết kế, chế
tạo máy vác mép trục cấp phơi thự động”
Nhóm em hy vọng sản phẩm này có thể khắc phục được yêu cầu như chúng
em đã nêu trên .
Viện Kỹ Thuật
1
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Mục tiêu nghiên cứu:
−
Qua những kiến thức đã được học thiết kế và chế tạo một sản phẩm có thể
đưa vào những ứng dụng thực tế trong công việc sản xuất.
−
Tạo sản phẩm có thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng vận chuyển , vận hành đơn
giản.
−
Nghiên cứu , chế tạo ra máy chuyên dụng với giá thành rẻ hơn, thao tác
đơn giản so với thị trường nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm
như mong muốn so với các loại máy khác ngoài thị trường.
2. Nội dung nghiên cứu:
−
Nghiên cứu về đa số các loại máy hiện có mặt trên thị trường bao gồm giá
cả, công năng sử dụng.
−
Nghiêng cứu, tham khảo một số hệ thống cấp phơi hiện có mặt trên thị
trường.
−
Tham khảo những tài liệu liên quan để giúp cho việc thiết kế được thuận
lợi và dễ dàng hơn.
−
Tìm hiểu về những loại dao vát mép hay thường được sử dụng rộng rãi có
mặt ngồi thị trường.
−
Tìm hiểu về động cơ sử dụng sao cho lựa chọn động cơ có công suất vừa
phải không quá yếu mà cũng không quá dư tránh tình trạng lãng phí.
−
Nghiên cứu về vật liệu để sử dụng tạo ra máy sao cho vật liệu giá rẻ nhưng
vẫn đảm bảo được chất lượng của máy.
−
Nghiên cứu về nguyên lí hoạt động của máy .
−
Nghiên cứu các mục đích sử dụng của máy trong thực tế.
3. Phương pháp nghiêng cứu:
−
Nghiên cứu , thiết kế , mô phỏng trên phần mềm solidwork đê tính tốn
hợp lí.
−
Chế tạo, thử nghiệm, gia công lắp ráp.
4. Kết quả đạt được của quá trình nghiên cứu :
Viện Kỹ Thuật
2
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
−
Chế tạo hoàn thiện máy vát mép với chi phí thấp, thao tác đơn giản, người
dùng dễ dàng vận hành.
5. Kết cấu đồ án:
➢
Chương 1 : Giới thiệu
➢
Chương 2 : Tổng quan giải pháp
➢
Chương 3 : Phương pháp giải quyết
➢
Chương 4 : Quy trình thiết kế
➢
Chương 5 : Thi công
➢
Chương 6 : Đánh giá kết quả, kết luận
Viện Kỹ Thuật
3
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Chương 1
GIỚI THIỆU
Intech là một công ty chuyên về sản xuất băng tải , mà hàng tháng công ty phải
nhận một số đơn hàng lớn mà thường những đơn hàng này thường đi liền với những
thiết kế có rất nhiều ru-lơ (con lăn) . Nên việc gia công cắt, gọt, tiện, … tốn khá
nhiều thời gian mà số máy tiện trong cơng ty lại khá ít nên mỗi lần gia cơng những
chi tiết trục có kích thướt khác nhau lại tốn khá nhiều thời gian cho việc thay dao và
tinh chỉnh lại máy sao cho phù hợp. Để đảm bảo được quá trình sản xuất tiếc kiệm
thời gian, chính xác và nâng cao năng xuất.
Vì thế việc nghiên cứu và chế tạo một máy gia công chuyên dụng dùng để vát
mép trục nhằm đẩy mạnh năng suất và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Chính bởi sự cần thiết trong sản xuất nên nhóm chúng em vinh dự được Công Ty
Cổ Phần Kỹ Thuật INTECH giao cho thực hiện đề tài : “Nghiên Cứu, Thiết Kế, Chế
Tạo Máy Vát Mép Trục Cấp Phôi Tự Động” dưới sự hướng dẫn của thầy Th.S Vũ
Thế Mạnh.
Hình 1.1 Cơng ty cổ phần Intech
Viện Kỹ Thuật
4
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Chương 2
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
2.1 TỰ ĐỘNG HĨA LÀ GÌ ?
Ngày nay, nhu cầu tiêu dùng của con người ngày càng tăng kéo theo đó là
địi hỏi các dây chuyền sản xuất công nghiệp ngày càng phải ngày một hiện đại
hơn, năng suất tạo ra hàng hóa nhiều hơn, ta có thể hiểu q trình tạo ra sản phẩm
trên dây chuyền công nghiệp này là tự động hóa sản xuất. Ngày nay nhu cầu sản
xuất tự động hóa ngày càng cao địi hỏi việc sử dụng các kỹ thuật điều khiển hiện
đại phỉa có sự trợ giúp của máy tính, một mình con người khơng thể thực hiện
giám sát kiểm tra được quá trình này. Từ đó nảy sinh ra các yếu tố hợp thành
ngành tự động hóa.
Tự động hóa là một ngành cơng nghệ hoạt động dựa trên việc ứng dụng các
phần mền lập trình điều khiển cái động cơ hay xy lanh qua cái mạch chủ hay sensor,
contactor...vvvv để điều khiển 1 hệ thống có khí được thiết kế riêng biệt để sản xuất
gia công 1 sản phẩm riêng biệt.
2.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA TỰ ĐỘNG HÓA
Hiểu đúng theo tên gọi của ngành, tự động hóa là chỉ việc vận hành của
một dây chuyền sản xuất ứng dụng công nghệ hiện đại để thay sức lao động của
con người tự động vận hành máy móc để sản xuất ra hàng hóa. Thử tưởng tượng
đến một ngày nhà máy nào cũng sở hữu robot sản xuất hàng hóa tự động. Điều
đó tiện lợi biết bao nhiêu. Con người không phải làm công việc sản xuất nhàm
chán lặp lại, thay vào đó là đội ngũ nhân lực kinh nghiệm cao đứng giám sát điều
khiển máy móc. Viễn cảnh này chứng tỏ ngành cơng nghiệp hóa của chúng ta ngày
càng tiến bộ, mang lại tiện ích cho con người thay sức lao động của con người
thành lao động của máy móc. Con người lúc này chỉ quản lý chứ không phải lao
công khổ sức để làm việc chân tay nữa. Từ đó ta thấy vai trị vị trí của ngành này
quan trong thế nào trong q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa dây chuyền sản
xuất ở các nhà máy, doanh nghiệp.
Viện Kỹ Thuật
5
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
2.3 XÁC ĐỊNH VẤN ĐỀ
2.3.1 Vấn đề thực trạng
Trong thực tế hiện nay ngành sản xuất nói chung, người ta sử dụng rộng rãi
các biện pháp cấp phơi bằng cơ khí - điện, cơ khí - khí nén và gia cơng trực tiếp trên
cùng một máy . Điển hình như một loại máy vát 2 đầu trục sau đây tại công ty
chuyên về sản xuất băng tải đó là Intech.
Hình 2.1 Ảnh máy vát mép tại cơng ty Intech
Bênh cạnh những ưu điểm nó mang lại cho trong q trình sản xuất thì cũng
có những nhượt điểm gây ra như:
•
Máy khá là lo và cồng kềnh , di chuyển khó khăn.
•
Phơi dài ko cố định dẫn đến canh chỉnh khó khăn.
•
Khó thay dao khi gia cơng phơi có đường kính khác.
2.4 PHƠI
2.4.1 Phơi trục
Là loại phơi được sử dụng trong quá trình làm linh kiện cho các sản phẩm
như ru lô băng tải, ru lô đỡ, ru lô dẫn hướng, hay những chi tiết cần gia công tương
Viện Kỹ Thuật
6
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
tự ,… Vì vậy rất đa dạng về kích thướt nên việc chọn phơi có vai trị quan trọng
trong việc lựa chọn cơ cấu cấp phơi.
Thơng thường phơi được phân loại dựa theo đường kính và chiều dài của phôi.
Ở đây chúng ta sử dụng chủ yếu là phơi dạng hình trụ dài.
Những loại phơi mà chúng ta gặp trong q trình gia cơng sản xuất:
➢ Chi tiết có chiều dài lướn hơn dường kính (L > D)
- Dạng chi tiết có hai trục đơi xứng vng góc nhau
Hình 2.2 Chi tiết có hai trục đối xứng
- Dạng chi tiết có trục bất đối xứng
Hình 2.3 Chi tiết có trục bất đối xứng
➢ Chi tiết hình trụ có chiều dài gần bằng đường kính ( L D /( L=D
20%) ) là chi tiết có hai trục đối xứng vng góc.
Hình 2.4 Chi tiết có hai trục đối xứng vng gốc
➢ Chi tiết có chiều dài nhỏ hơn đường kính L D(L = 0,8.D) cũng là chi
tiết có hai trục đối xứng vng góc nhau.
Viện Kỹ Thuật
7
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Hình 2.5 Chi tiết có hai trục đối xứng vng góc
➢ Ngồi ra, cịn có những chi tiết khác nữa như dạng đĩa, bulơng, vít,
ốc…
2.4.2 Cấu tạo chung của hệ thống cấp phôi
Hệ thống cấp phôi đầy đủ cần phải có các thành phần sau đây:
• Phễu chứa phơi hoặc ổ chứa phơi
• Máng dẫn phơi
• Cơ cấu định hướng phơi
• Cơ cấu điều chỉnh tốc độ phơi
• Cơ cấu bắt – nắm phơi khi gá đặt và tháo chi tiết sau khi gia công.
Mỗi thành phần trong hệ thống có một chức năng và nhiệm vụ nhất định và
phải được bố trí đồng bộ với nhau trong một thể thống nhất về không gian và thời
gian. Tuy vậy cũng phải thấy rằng không nhất thiết lúc nào cũng phải có đầy đủ các
thành phần của nó mà tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà chỉ cần một trong
số chúng. Việc phân chia hệ thống thành các thành phần như trên chỉ mang tính chất
tương đối vì người ta có thể kết hợp với một số thành phần trong chúng lại với nhau
theo đặc điểm về hình dáng, kích thước của phơi để giảm được kích thước của hệ
thống, làm cho việc thiết kế, chế tạo và lắp ráp đơn giản hơn.
2.4.3 Định hướng phơi
Trong q trình tự động cấp phơi rời, định hướng phơi là một vấn đề quan
trọng nhất và cũng khó khăn nhất. Hình dáng, kích thước, trọng lượng của phơi
quyết định khả năng tự định hướng của nó và quyết định phương pháp định hướng
của hệ thống cấp phôi.
Viện Kỹ Thuật
8
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Những chi tiết đơn giản thường được chia thành 2 loại:
-
Loại phơi có 1 trục đối xứng.
-
Loại phơi có 2 trục đối xứng trở lên.
Loại phơi có 2 trục đối xứng trở lên chỉ cần định hướng 1 lần cịn những phơi
có 1 trục đối xứng thường phải định hướng 2 lần hoặc định hướng kép. Các phương
pháp định hướng:
-
Định hướng bằng tay: Đối với các chi tiết trụ dài (L/D từ 5 10), chi tiết
trụ hoặc cơn có L/D xấp xỉ bằng 1, các chi tiết khó định hướng tự động.
-
Định hướng tự động: cả 2 bước định hướng diễn ra trong phễu hoặc kết
hợp phễu và máng dẫn.
-
Định hướng tự lựa: Để cho việc thiết kế hệ thống cấp phôi tự lựa được dễ
dàng, việc định hướng phôi thường tuân thủ một số nguyên tắc sau:
+ Cơ cấu định hướng phải tạo điều kiện cho phơi tự nhận lấy vị trí ổn
định tự nhiên của nó trong q trình chuyển động.
+ Tìm cách thu nhận lấy những phơi có vị trí đúng và gạt bỏ hoặc sửa
chữa lại vị trí của những phơi sai yêu cầu.
+ Những phôi bị gạt bỏ phải được vận chuyển ngược về phễu cấp phôi.
+ Nếu cơ cấu định hướng có độ tin cậy khơng cao thì phải bố trí vài ba
cơ cấu trên đường vận chuyển phơi.
Chi tiết cần định hướng của đề tài là chi tiết hình trụ trịn có 2 trục đối xứng
nên chỉ cần định hướng 1 lần, dùng phương pháp định hướng tự lựa. Các chi tiết
chuyển động trên máng phễu ở trạng thái nằm.
Viện Kỹ Thuật
9
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Chương 3
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
3.1. THỰC TRẠNG Ở CƠNG TY
Cơng ty cổ phần Kỹ thuật INTECH VN là công ty hàng đầu Việt Nam cung
cấp về băng tải, băng chuyền, con lăn, băng tải con lăn, hệ thống bang tải thông
minh, các hệ thống và giải pháp tự động hóa tiên tiến , hiệu quả với chi phí tối ưu,
các sản phẩm được tiêu chuẩn hóa qua nhiều năm nghiên cứu và phát triển ….
Sản lượng sản xuất mỗi tháng dao động từ 20-50 sản phẩm (Bao gồm các
loại băng tải). Trong đó mỗi đơn cần khoảng từ 200-1000 con lăn trụ đường kính 15
cần vát mép tùy vào từng sản phẩm.
Thực tế hiện nay, việc gá đặt phôi vào máy NC để gia công và lấy sản phẩm
sau khi gia công xong được thực hiện bằng công nhân vận hành máy. Mặc dù
INTECH đã mua 1 máy chuyên dùng cho việc trên, tuy nhiên gây ra rất nhiều khó
khăn trong việc sử dụng do khó thay dao và khó canh chỉnh máy. Nên thời gian
thao tác gắn phôi vào máy gia công và thời gian lấy sản phẩm ra chiếm một tỷ lệ lớn
so với thời gian gia cơng của máy, bên cạnh đó chất lượng sản phẩm sau khi gia
công và năng suất là không ổn định và phụ thuộc vào yếu tố con người. Vì thế việc
nghiên cứu và chế tạo một máy gia công chuyên dụng dùng để vát mép trục nhằm
đẩy mạnh năng suất, tiết kiệm thời gian và nâng cao chất lượng sản phẩm.
3.2. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY VÁT MÉP TRỤC
Để thiết kế hệ thống cấp phôi, tác giả đã chọn 1 loại phơi trụ trơn đặc với kích
thước như sau:
Hình 3.1 Phơi ngun liệu.
Viện Kỹ Thuật
10
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
3.2.1. Cấp phôi thủ công của các dây chuyền hiện tại
Với một dây chuyền cấp phôi thủ cơng, cần có một cơng nhân phụ trách vận
hành cho một máy. Công việc cấp phôi lặp đi lặp lại kéo dài kèm theo ảnh hưởng
bởi yếu tố con người nên hiệu suất làm việc chỉ đạt dưới 70%, sản lượng gia công
sẽ không ổn định, tỷ lệ phế phẩm do ảnh hưởng bới yếu tố con người cũng tăng.
Chính vì vậy, cần có một hệ thống cấp phơi tự động trong dây chuyền sản
suất để giảm các sai sót do con người, giảm được lượng nhân cơng và tăng năng
suất sản xuất.
3.2.2 Sơ đồ hệ thống
Bảng 3.1 Sơ đồ hệ thống
Viện Kỹ Thuật
11
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Tồn bộ q trình cấp phơi điều được thực hiện tự động. Cơng nhân chỉ có
nhiệm vụ để phôi vào giá đỡ phôi.
Với hệ thống cấp tự động trên, sẽ có các đặc điểm như sau:
-
Tính ổn định cao
-
Năng suất tăng lên do 1 công nhân có thể vận hành nhiều máySơ đồ nguyên
lý
-
Đơn giản hóa vấn đề của máy công nghiệp, không phải điều chỉnh nhiều
Từ sơ đồ trên ta có sơ đồ nguyên lý cấp phơi tự động như sau:
• Máy sử dụng chip tiện với góc 60 độ làm lưỡi cắt chính
• Gia cơng chi tiết lắp ghép để định tâm cho phơi
• Chi tiết kẹp phơi xử dụng xi lanh khí nén
• Có cử canh chỉnh đảm bảo độ chính xác
• Vít me để đẩy phôi vào máy
Nguyên lý làm việc của dòng sản phẩm vát mép dựa trên nguyên lý gia cơng
chung của vật liệu:
Sử dụng vận động chính là chuyển động xoay trịn của dao, chuyển động của
phơi là những chuyển động ngang và hướng vào lưỡi cắt. vì thế nguyên lý làm việc
của dòng sản phẩm là nguyên lý điều khiển chuyển động quay tròn của dao và
nguyên lý điều khiển chuyển động của phôi.
– Chuyển động quay của trục chính (của dao) là vận động của trục quay theo sơ
đồ sau: động cơ > bộ chuyền đai > puly > trục quay
– Vận động của phôi là chuyển động của bộ vít me theo sơ đồ sau: Khí nén >
Kẹp phơi >Vít me di chuyển > Thời gian di chuyển > Rút về
Viện Kỹ Thuật
12
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Chương 4
QUY TRÌNH THIẾT KẾ
4.1 CHỌN VẬT LIỆU
4.1.1 Chọn vật liệu:
• Vật liệu chính được sử dụng làm các chi tiết của máy được làm bằng
thép C45, là loại thép cacbon kết cấu chất lượng tốt với nồng độ cacbon
trong thép vào khoảng 0.45%.
• Khối lượng riêng thép C45: 7850 kg/m3
•
Đặc điểm cơ tính của thép C45
Bảng 4.1: Thành phần cơ tính thép C45.
• Thành phần hóa học thép C45
Bảng 4.2: Thành phần hóa học thép C45.
Viện Kỹ Thuật
13
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
4.2 THIẾT KẾ MÁY
4.2.1 Thiết kế tấm nền :
•
Là bộ phận làm đế của máy vát mép để cố định những bộ phận của máy
lại với nhau
Hình 4.3 tấm nền
4.2.2 Bộ vít me
Hình 4.4: Bộ vít me
Sản phẩm được được thiết kế tích hợp đường ray trượt tuyến tính và trục vít thành
một mơ-đun
Viện Kỹ Thuật
14
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
-
Độ ổn định và độ bền cao thanh vitme bi và Đai ốc bi được sản xuất
bằng chất liệu thép SMC có đặc tính nung cao tần đạt được độ cứng bề
mặt cao từ 58 – 62 HRC giảm tối đa ma sát. Nhưng phần lõi vitme rất
dẻo khắc phục được moment xoắn và cong vênh.
-
Chuyển động mượt mà Vít me có độ chính xác và độ cứng cao giúp đai
ốc chuyển động mượt mà đạt cấp chính xác, sai số thấp cộng trừ 0,05 /
300 mm.
-
Bàn trượt Vít me chịu được tải trọng cao và vận tốc cao
-
Độ cứng cao thanh vitme có độ cứng bề mặt cao và sâu, các chi tiết lắp
ghép được gia cơng cơ khí chính xác cao.
4.2.3 Khớp nối bộ vít me
Hình 4.5: Khớp nối bộ vít me
Loại khớp nối này cịn có tên gọi khác là khớp nối măng sông hoặc là khớp
nối kiểu ống. Loại khớp nối này rất đơn giản, vì nó chỉ là một chiếc ống dày và có
thêm các lỗ ren kết hợp với các rãnh then để có thể cố định trục.
Loại này được sử dụng nhằm giữ cho trục được nằm ở trọng tâm. Trục dẫn
động và trục bị dẫn động cũng được gắn vào mỗi bên của khớp nối. Có 2 hoặc nhiều
lỗ ren được thiết kế chính xác để vặn các vít mỗi bên của khớp nối. Có 2 hoặc nhiều
lỗ ren được thiết kế chính xác để vặn các vít chuyển lên xuống theo chiều dọc trục.
Thông thường, loại khớp này cịn có thêm rãnh then nhằm đảm bảo cho trục
không bị trượt. Loại này thường được sử dụng cho các trục của động cơ không yêu
cầu nhiều về độ đồng của trục cũng như khả năng tải của nó ở mức vừa phải.
Viện Kỹ Thuật
15
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Hình 4.6: Ảnh minh họa khớp nối trục vít me
4.2.4 Dao tiện vát mép
4.2.4.1 Gia cơng tiện:
Tiện là gia công cắt tạo phoi cho chi tiết có mặt trụ trịn quay chủ yếu với dụng
cụ (dao tiện) một mặt cắt. Thông thường chi tiết quay với chuyển động trịn.
Hình 4.7: Dao tiện
4.2.4.2 Phương pháp tiện:
• Tùy theo loại bề mặt gia công người ta phân biệt các phương pháp
tiện: tiện tròn, tiện vạt mặt (tiện mặt đẩu), tiện ren, tiện chích
Viện Kỹ Thuật
16
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
rãnh, tiện định hình và tiện tạo dạng. Người ta có thể phân chia
tiếp tục qua hướng chuyển động của bước tiến ngang hay dọc với
trục quay.
• Tùy theo vị trí điểm gia cơng ở chi tiết có thể chia phương pháp
tiện ra làm tiện trong và tiện ngoài . Ở tiện ngoài, dụng cụ tiện
(dao tiện) có đủ chỗ (khơng gian). Dao tiện có thể chọn lớn để
khơng bị đẩy trong q trình gia cơng khi lực cắt xuất hiện, ở tiện
trong,việc lựa chọn dao tiện bị hạn chế vì hình dạng của chi tiết.
• Trong phương pháp gia công tiện, việc tạo phoi được thực hiện
qua chuyển động cắt và chuyển động bước tiến
• Độ lớn của tốc độ cắt V cơ bản dựa theo độ bền của vật liệu chi
tiết cũng như độ bền mài mòn và độ bền chịu nhiệt của vật liệu
cắt.
Bảng 4.8: Phương pháp tiện
4.2.4.3 Thơng số hình học của dao tiện
Viện Kỹ Thuật
17
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
Hình 4.9: Thơng số dao
•
Mũi dao tiện bị giới hạn qua mặt cắt tạo phoi (mắt trước) và mặt thốt
(mặt sau chính) .Cạnh cắt cua hai mặt tạo thành lưỡi cắt chính. Lưỡi
cất này nằm ở chiều bước dẫn tiến và thực hiện nhiệm vụ chủ yếu
trong q trình tiện. Lưỡi cắt chính đi qua mũi dao bo trịn ở lưỡi cắt
phụ
•
Lưỡi cắt chính và lưỡi cát phụ tạo thành góc mũi dao s .Góc này nên
lựa càng lớn càng tốt nhằm cải tiện sự tỏa nhiệt và ổn định của dao
tiện. Để tránh mũi dao (cạnh cắt) bị mẻ thì góc mũi dao phải bo trịn.
Thơng thường bán kính góc mũi dao từ 0.4mm đến 2.4mm. Độ lớn
của bánh kính mũi và bước dẫn tiến xác định độ nhấp nhơ lỹ thuyết
Rth ở chi tiết
•
Sự ổn định của mảnh cắt trở mặt tăng lên khi góc mũi và bánh kính
mũi tăng. Ở tiện thơ vi lực tải cắt cao, dao tiện làm việc với góc mũi
và bán kính lớn hơn ở tiện tinh, ở bán kính mũi lớn cùng với bước tiến
có khả năng tạo độ bóng bề mặt cao hơn ở bán kính mũi nhỏ. Tuy
nhiên phần lớn bán kính nhỏ vẫn được sử dụng ở gia công tinh vi
thông thường cũng được tiện với bước dẫn tiến nhỏ. Khi sử dụng bán
kính mũi lớn thì lực đẩy cho dụng cụ và chi tiết qua độ lớn của lực thụ
Viện Kỹ Thuật
18
