THIẾT kế, mô PHỎNG máy hàn CNC 5 TRỤC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUN NGÀNH: CƠ KHÍ CHẾ TẠO ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: ThS Hoàng Trọng Hiếu Nguyễn Văn Thiện Cao Minh Tuấn 1811504110339 1811504110348 18C3 Đà Nẵng, tháng 06 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người hướng dẫn) Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Thiện – Cao Minh Tuấn Lớp: 18C3 Mã SV: 1811504110339 - 1811504110348 Tên đề tài: Thiết kế, mô máy hàn CNC trục Người hướng dẫn: Hoàng Trọng Hiếu Học hàm/ học vị: Thạc Sĩ II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 20… Người hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho người phản biện) I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Lớp: 18C3 Nguyễn Văn Thiện – Cao Minh Tuấn Mã SV: 1811504110339 - 1811504110348 Tên đề tài: Thiết kế, mô máy hàn CNC trục Người phản biện: ………………………….………… Học hàm/ học vị: ………… II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, mục tiêu đề tài: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết đạt được, giá trị khoa học, khả ứng dụng đề tài: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Điểm tối đa TT Các tiêu chí đánh giá 1a 1b 1c 1d 2a 2b Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải nhiệm vụ đồ án giao - Tính cấp thiết, tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây); - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; giá trị ứng dụng thực tiễn; - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu; - Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá; - Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đặt ra; - Chất lượng sản phẩm ĐATN nội dung báo cáo, vẽ, chương trình, mơ hình, hệ thống,…; - Có kỹ sử dụng phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu (thể qua kết tính tốn phần mềm); - Có kỹ sử dụng tài liệu liên quan vấn đề nghiên cứu (thể qua tài liệu tham khảo) Kỹ trình bày báo cáo đồ án tốt nghiệp - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích; - Hình thức trình bày Điểm đánh giá 8,0 1,0 3,0 3,0 1,0 2,0 1,0 1,0 Tổng điểm theo thang 10 (lấy đến số lẻ thập phân) Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: ………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 20… Người phản biện TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA: CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Hoàng Trọng Hiếu Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiện Mã SV: 1811504110339 Cao Minh Tuấn Mã SV: 1811504110348 Tên đề tài: - Thiết kế, mô máy hàn CNC trục Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Khổ máy: Dài: 1587mm, Rộng: 1557mm, Cao: 1667mm - Vùng hoạt động: X: 500mm, Y: 500mm, Z: 500mm, B: 360°, C:180° - Kết cấu: kim loại Nội dung đồ án: - Giới thiệu chung - Cơ sở lý thuyết - Tính tốn thiết kế hệ thống khí máy hàn CNC trục - Quy trình cơng nghệ gia cơng số chi tiết điển hình Các sản phẩm dự kiến - Thực mô phần mềm Ngày giao đồ án: 14/02/2022 Ngày nộp đồ án: 21/06/2022 Trưởng Bộ môn Đà Nẵng, ngày 24 tháng 06 năm 2022 Người hướng dẫn THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triể n nề n công nghiệp nước hướng tới cách mạng 4.0 các ngành kĩ thuâ ̣t rấ t cần thiết với số ng Trong đó hàn khố i ngành công nghiệp nặng, rấ t cần thiết cho khớ i ngành ô tô, tàu thủy … Các doanh nghiệp đặt rấ t nhiề u tiêu chí trình sản x́ t hay cơng nghệ áp dụng nhà máy, xí nghiệp Trong đó việc sử dụng thợ thủ công phổ biến giá thành rẻ tay nghề thợ mức bâ ̣c cao cho sản phẩm chấ t lượng Ngồi cịn sớ lựa cho ̣n đại tiện lợi là cánh tay robot hàn giá thành đầu tư lại rấ t cao dẫn đến doanh nghiệp nhỏ khó khăn việc đầu tư Máy hàn CNC phát triể n và sản xuấ t ngày nhiề u Việt Nam vâ ̣y vẫn cần nhiề u lần cải tiến có thể hoạt động trơn tru, tạo sản phẩm chấ t lượng Được đồng ý giảng viên hướng dẫn giảng viên Hoàng Trọng Hiếu, nhóm chúng em nhâ ̣n đề tài nghiên cứu là: “Thiết kế, mô máy hàn CNC trục” Đây hội nghiên cứu, thực nghiệm rèn luyện kỹ làm việc để chuẩn bị tố t cho thời gian sau trường, đồng thời bước vào môi trường làm việc thực tế Bên cạnh đó là hội để phát triể n bản thân, trau dồi kinh nghiệm thực tế là thách thức khơng nhỏ với chúng em thiếu kiến thức kinh nghiệm thực tế Đố i với thành viên nhóm là hội tớ t để chúng em củng cố kiến thức chuyên ngành, hiể u kết cấ u nguyên lý làm việc máy hàn CNC, nâng cao kỹ làm việc nhóm ć i là trải nghiệm q trình thiết kế chế tạo sản phẩm thực tế Bằng cố gắng nỗ lực nhóm và đặc biệt giúp đỡ tâ ̣n tình, chu đáo giảng viên Hoàng Trọng Hiếu Chúng em hoàn thành đồ án Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ cịn nhiề u hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhâ ̣n đóng góp ý kiến thầy cô là bạn sinh viên để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 21 tháng 06 năm 2022 Sinh viên thực Nguyễn Văn Thiện Cao Minh Tuấn SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Đề tài “Thiết kế, mô máy hàn CNC trục” nghiên cứu nhóm em thời gian qua Mọi số liệu sử dụng phân tích báo cáo chúng em tự tìm hiểu, phân tích cách khách quan, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng chưa công bố hình thức Em xin chịu hồn tồn trách nhiệm có khơng trung thực thơng tin sử dụng cơng trình nghiên cứu Sinh viên thực Cao Minh Tuấn SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN Nguyễn Văn Thiện GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương : 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Lịch sử nghiên cứu máy Hàn CNC 1.1.1 Khái niệm Hàn CNC 1.1.2 Khái niệm công nghệ Hàn tự động 10 1.1.3 Một số hình ảnh máy Hàn CNC 10 1.1.4 Một số loại mối hàn chi tiết gia công phương pháp hàn 11 1.2 Giới thiệu chung đề tài 13 1.2.1 Phạm vi nghiên cứu 13 1.2.2 Phương pháp thực 13 1.2.3 Dự kiến kết đạt 13 Chương : 2.1 2.1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 Các yếu tố đầu vào: 15 Cơ sở yêu cầu thiết kế máy 16 2.2 Cấu tạo yêu cầu với máy Hàn CNC 21 2.3 Kết cấu chung của máy hàn điều khiển số 21 2.3.1 Sơ đồ động chung của máy 22 2.3.2 Các phần tử điều khiển 22 2.3.3 Các cụm điều khiển mỏ Hàn 23 2.3.4 Các phần tử chấp hành 24 2.3.5 Phần chấp hành máy hàn CNC 25 2.3.6 Phương pháp chọn thiết bị dẫn động hệ bàn máy 27 2.3.7 Tổng quan chung kết cấu truyền vít me đai ốc bi 27 2.3.8 Tổng quan chung Block trượt, ray dẫn hướng 30 Chương : TRỤC 3.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ MÁY HÀN CNC 32 Tính tốn trục Z 32 3.1.1 Tính tốn trục vít me trục Z 32 3.1.2 Tính tốn chọn động trục Z 36 3.1.3 Tính chọn cụm ổ lăn, khớp nối trục Z 39 3.1.4 Tính tốn chọn ray dẫn hướng trục Z 44 SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC 3.2 3.2.1 3.3 3.3.1 3.4 Tính tốn trục xoay C 50 Tính tốn chọn bàn xoay 50 Tính toán trục xoay B 53 Tính tốn chọn bàn xoay 53 Thiết kế khung máy cho máy hàn 56 3.4.1 Chọn sơ vật liệu làm khung dựng khung máy 56 3.4.2 Kiểm bền cho khung máy trình hoạt động 57 3.5 Tính tốn thiết kế hệ thống hàn 58 3.5.1 Máy hàn 58 3.5.2 Vận hành máy 60 Chương : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG ĐAI ỐC VITME 63 4.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu sản phẩm 63 4.1.1 Chức làm việc 63 4.1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu của chi tiết 64 4.1.3 Yêu cầu sản phẩm 64 4.1.4 Vật liệu 64 4.2 Định dạng sản xuất 65 4.2.2 Xác định sản lượng gia công năm chi tiết 65 Xác định khố i lượng chi tiết 65 4.2.3 Xác định giá thành phôi 66 4.2.1 4.3 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi 66 4.3.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 66 4.3.2 Phương pháp chế tạo phôi 67 4.3.3 Xác định lượng dư gia công 67 4.3.4 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 68 4.4 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết 68 4.4.1 Xác định đường lối công nghệ 68 4.4.2 Phương pháp gia công 68 4.4.3 Tiến trình cơng nghệ 69 4.4.4 Tính tốn, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 69 4.5 Thiết kế đồ gá 82 4.5.1 Yêu cầu kỹ thuật 82 4.5.2 Cơ cấu định vị 82 SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC 4.5.3 Cơ cấu kẹp chặt 82 4.5.4 Cơ cấu dẫn hướng 82 4.5.5 Tính lực kẹp 83 4.5.6 Tính sai số đồ gá 85 Chương : THIẾT KẾ 3D VÀ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 87 5.1 Giới thiệu phần mềm 87 5.2 Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor 87 5.3 Một số hình ảnh q trình thiết kế 3D mơ 87 SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC Bước Dao CN n (v/p) S(mm/vg) t(mm) To(ph) Bảng 4 Chế độ cắt nguyên công  Nguyên công : Khoan tâm, Tiện thô, tiện tinh mặt trụ Ø28 Hình 4.5 Ngun cơng  Phân tích ngun cơng: - Mục đích u cầu: Tạo chuẩn cho nguyên công sau - Định vị: + Trong nguyên công ta sử dụng ống kẹp, vừa định vị vừa kẹp chặt + Mặt phôi định vị bật tự do, bề mặt tỳ bạc ép sát vào vai ống hạn chế them bậc tự + Do chi tiết bị hạn chế tất bậc tự  Kẹp chặt: kẹp chặt ố ng kẹp  Chọn máy: - Thực máy tiện vạn 1K62 - Các thông số và khả công nghệ máy: + Đường kính lớn nhấ t chi tiết gia công thân máy: 400mm + Đường kính lớn nhấ t chi tiết gia cơng bàn dao: 220mm + Công suấ t động trù n động chính: N=10kW + Sớ cấ p tố c độ (n): 23 cấ p + Phạm vi bước tiến ̣c: 0,07 - 4,16 (mm/vòng) + Phạm vi bước tiến ngang: 0,035 - 2,08 (mm/vòng) SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 75 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC  Chọn dụng cụ cắt: - Cho ̣n dao tiện mặt đầu thân cong P6M5 - Theo bảng 4-4 [3], ta cho ̣n kích thước dao sau: H=20, B=12, L=120, m=7, a=10, r=1 - Mũi khoan tâm dao P18, đường kính d=3 (mm) - Mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng P18, đường kính d=10 (mm)  Chế độ cắt : - Chiề u sâu cắt t (mm): + Tiện thô: t= 2,5 mm, tiện tinh: t = 0,5 mm - Lượng chạy dao s (mm/ vịng) + Lượng chạy dao tiện thơ : s= 0,4 (mm/vòng) (tra bảng 5-11 [3]) + Lượng chạy dao tinh : s = 0,13 (mm/vòng) (tra bảng 5-14 [3] ) - Tố c độ cắt V (m/ph)  Tiện thơ - Tra bảng 5-66 [3] có Vb= 116 (m/ph) - Cơng thức tính tớ c độ tính toán: Vt = Vb k1 k2 k3 (4.2) - Trong đó: + k1: Hệ sớ phụ thuộc vào tính chi tiết k1= 1,7 bảng 5-4 [3] + k2: hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2= 0,9 bảng 5-5 [3] + k3: Hệ số phụ thuộc tuổi bề n dao Với dao P6M5 k3= bảng 5-6[3] - Vâ ̣y tớ c độ tính toán là: Vt = 116 1,7 0,9 1= 177,5 (m/ph) - Sớ vịng quay tính toán nt: Vt 1000 177,5 1000 𝑛𝑡 = = = 2018(vg/ph) π D π 28 - Ta chọn số vòng quay theo máy: nm = 2000 (vg/ph) - Tốc độ cắt thực là: Vtt = π.D.nm 1000 = π.28.2000 1000 = 175,8 (m/ph)  Tiện tinh - Tra bảng 5-64 [3] có Vb= 255 (m/ph) - Cơng thức tính tớ c độ tính toán: Vt = Vb k1 k2 k3 (4.5) - Trong đó: + k1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết k1= 1,7 bảng 5-1 [3] + k2: hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công k2= 0,9 bảng 5-5 [3] + k3: Hệ số phụ thuộc tuổi bề n dao Với dao P6M5 k3= bảng 5-6[3] SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 76 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC - Vâ ̣y tớ c độ tính toán là: Vt= 255 1,7.0,9 0,83= 323,83 (m/ph) - Sớ vịng quay tính toán nt: Vt 1000 323,83 1000 nt = = = 3683(vg/ph) π D π 28 - Ta cho ̣n sớ vịng quay theo máy nm = 2500 (v/ph) - Tố c độ cắt thực là: Vtt = π.D.n 1000 = π.28.2500 1000 = 219,8 (m/ph)  Thời gian làm việc của máy + Tiện thô mặt đầu D 28 L= = = 14 (mm) 2 t 2,5 L1 = + (0,5 − 2) = + = 3,5 (mm) (4.10) tgφ tg45 L2 = (0,5 − 2) = (mm) T0 = L+L1 +L2 S.n i = 14+3,5+1 0,14.2018 = 0,06(phút) (4.11) + Tiện tinh mặt đầu D 28 = = 14 (mm) 2 t 0,5 L1 = + (0,5 − 2) = + = 1,5 (mm) (4.12) L= tgφ tg45 L2 = (0,5 − 2) = (mm) T0 = L+L1 +L2 S.n i = 14+1,5+1 0,13.3683 = 0,015(phút) (4.13)  Khoan tâm d 2 L= cotgφ + (0,5 − 2) = cotg60 + = 1,28 (mm) (4.14) D−d cotgφ + (0,5 − 2) (8 − 3) = cotg60 + = 2,44 (mm) (4.15) L + L1 1,28 + 2,44 T0 = i = = 0,02 (phút) (4.16) S n 0,12.1500 + Khoan Ø6,5 L1 = L=15 (mm) SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 77 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC L1 = T0 = d 15 cotgφ + (0,5 − 2) = cotg60 + = 5,3(mm) (4.17) 2 L2 = (1 − 3) = (mm) L+L1 +L2 S.n Tiện tinh Tiện thô Bước 1K62 Máy CN i = 15+5,3+3 0,32.1257 10 = 0,06(phút) (4.18) P6M5 2000 0.13 0.5 0,015 P6M5 1500 0,4 2,5 0,06 Dao n (v/p) S(mm/vg) t(mm) To(ph) Bảng Chế độ cắt nguyên công  Nguyên cơng 4: Khoan lỗ Ø5.5 Hình 4.6 Ngun cơng  Phân tích ngun cơng:  Định vị: + Dùng phiến tỳ định vị mặt phẳng hạn chế bậc tự do: SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU 78 THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC o Tịnh tiến theo oz o Quay quanh ox o Quay quanh oy + Một khối V ngắn cố định hạn chế bậc tự o Tịnh tiến theo ox o Tịnh tiến theo oy + Một khối V tùy động hạn chế bậc tự o Quay quanh oz  Kẹp chặt: kẹp chặt khối V tùy động  Chọn máy:  Chọn máy khoan cần 2H53  Đường kính lớn khoan thép: 35mm  Công suất khoan 2,8kW  Công suất động cần 1,7 kW  Chọn dao  Mũi khoan thép gió, có đường kính mũi khoan D = 3.5 mm  Đồ gá chuyên dùng  Bậc thợ: 3/7  Dụng cụ kiểm tra  Thước cặp  Chế độ cắt  Chiều sâu cắt + Cho ̣n chiề u sâu gia công: 𝑡= 𝐷 3,5 = = 1,75 (𝑚𝑚) 2 + Lượng chạy dao Tra bảng 5-25 ( [3] ) ta có với đường kính mũi khoan 3.5 (mm) S = 0,12 – 0,18 (mm/vòng)  Theo lý thuyết máy cho ̣n S = 0,15 (mm/vịng)  Tớ c độ cắt: Theo [3] ta có : 𝑉= 𝐶𝑉 𝐷𝑞 𝑇 𝑚 𝑆 𝑦 𝑘𝑣 (m/ph) (4.22) Hệ số Cv số mũ tra bảng 5-28, ta được: SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU 79 THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC Cv q y m 28,1 0,25 0,55 0,125 Bảng Hệ số độ cắt  Ta có : K(v) =Kmv.Knv.Klv (4.23) + Kmv: hệ sớ phụ thuộc vào chấ t lượng vâ ̣t liệu phơi 𝐾𝑚𝑣 = 1,7 Tra bảng 5.3 ta có: 𝑛𝑣 = 1,3 𝐾𝑚𝑣 = + 𝐾𝑛𝑣 : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi Tra bảng 5.5 ta có: 𝐾𝑛𝑣 = 0,8 + 𝐾𝑙𝑣 : hệ số phụ thuộc vào chiề u sâu khoan Tra bảng 5-31, ta có: 𝐾𝑙𝑣 = Như vâ ̣y: Kv=1,7.1,3.0,8=1,765 28,1.3,50,25 Vkhoan = 250,125 0,120,55 1,765=14,6 (m/ph) + Tớ c độ vịng quay trục chính: 1000 V 1000.14,6 n= = = 1324,8 (vòng/ph) π D 3,14.3,5 + Theo thuyết minh máy cho ̣n n = 1350 (vòng/phút) + Vận tốc thực là: Vt = nt π.D 1000 = 1350.3,14.3,5 1000 = 14,84 (m/ph)  Thời gian làm việc máy 𝐿 = 3,5(𝑚𝑚) 𝑑 10 𝐿1 = cot 𝜑 + (0,5 − 2) = cot 60 + = 3,9(𝑚𝑚) 2 𝐿2 = (1 − 3) = 3(𝑚𝑚) Bước gia công t (mm) n (v/p) S (mm/vg) Máy Khoan 3,5 1350 0,12 2H53 Bảng Thông số cắt nguyên công  Nguyên công 5: Tiện ren thang M16x2 SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 80 THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC Hình 4.7 Ngun cơng  Phân tích ngun cơng  Mục đích u cầu + Tạo ren + Gia cơng đạt kích thước bản vẽ  Định vị + Định vị mặt trụ ngoài, mặt B  Kẹp chặt: Cơ cấ u kẹp chấ u tự định tâm  Cho ̣n máy và dao cắt  Đồ gá chuyên dùng  Bâ ̣c thợ : 3/7  Dụng cụ kiể m tra: Dưỡng kiể m  Ta có: Vâ ̣n tố c cắt Vb = (m/ph) Bước ren: P = (mm)  Hệ số điề u chỉnh phụ thuộc vào vâ ̣t liệu gia công k = 1,7 V = Vb K = 1,7 = 10,2 (mm/v)  Tớ c độ quay trục chính: 𝑛𝑡 = 1000.𝑉/ 𝜋 𝐷 = 1000 10,2/ 3,14 =406 (vòng/ph)  Theo máy ta cho ̣n máy = 275 (v/p)  Như vâ ̣y tố c độ thực tế là: 𝑉𝑡 = 𝑛𝑡 𝜋.𝐷/ 1000 = 275.3,14.8/ 1000 = 6,9 ( m/ph)  Bước tiến : S=2 SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 81 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC Bước gia công t (mm) n (v/p) S (mm/vòng) Máy Tiện ren M16x2 275 1K62 Bảng 4.9 Tóm tắt ngun cơng  Ngun cơng 6: Kiểm tra Hình 4.8 Kiểm tra  Kiể m tra độ khơng vng góc mặt đầu với đường tâm lỗ ren M12 : dùng đồng hồ so trục kiể m  Tổng kiể m tra tấ t cả kích thước chi tiết dùng thước cặp, thước đo sâu, trục kiể m Thiết kế đồ gá 4.5 4.5.1 Yêu cầu kỹ thuật  Các lỗ gia công cần đạt độ bóng Ra = 6,3, đảm bảo độ song song lỗ  Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo độ cứng vững gá đặt đảm bảo kẹp chặt chi tiết không bị biến dạng lực kẹp 4.5.2 Cơ cấu định vị  Dùng phiến tỳ vào mặt đáy chi tiết hạn chế bâ ̣c tự  Dùng khố i V cố định, di động hạn chế bâ ̣c tự 4.5.3 Cơ cấu kẹp chặt  Dùng khố i V di động để kẹp chặt 4.5.4 Cơ cấu dẫn hướng  Dùng phiến dẫn và bạc dẫn cố định SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU 82 THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC 4.5.5 Tính lực kẹp  Trong quá trình khoan lỗ ∅5,5 chi tiết chịu tác dụng các các lực sau: + Momen xoắn M lực cắt gây + Lực cắt Pz + Lực kẹp W + Lực ma sát Fms + Sơ đồ khoan Hình 4.9 Sơ đồ tính lực kẹp khoan Khi chuẩn định vị mặt trụ ngoài và kẹp chặt hai khố i V Chỉ xét trường hợp chố ng xoay quay tâm ta bỏ qua lực P0 Ta có phương trình cân Momen N.f.R = K Mc (4.26) Trong đó : o K là hệ số an toàn o Mc : Momen xoắn khoan ( N.mm) o W : Lực kẹp cần thiết (N) SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HỒNG TRỌNG HIẾU 83 THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC o f là hệ số ma sát bề mặt chi tiết và đồ định vị ( f = 0,2 ) Từ sơ đồ lực ta tính được: N = Suy ra: W = W α sin (4.27) α K×Mc ×sin (4.28) f×D K: hệ số an tồn cắt gọt K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6 (4.29) Ko : hệ số an toàn trường hợp; Ko = 1,5 K1 : hệ số tính cho trường hợp tăng lực cắt độ bóng tăng: K1 = 1,2 K2 : hệ số tăng lực cắt mòn dao K2 = 1,5 K3 : hệ số tăng lực gia công K3 = 1,2 K4 :hệ số phụ truộc vào thuân tiện tay quay; K4 = 1,3 K5 :hệ số an toàn tính đến mức độ thuân lợi cấu kẹp tay K5 = K6: hệ sơ tính đến momen làm quay chi tiết định vị phiến tỳ K6 = 1,5 K = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1,5 = 4,2 + Mơmen xoắn tính theo cơng thức: Mx = 10.Cp Dq SY Kp (KG) Theo bảng (5.32) [3]: Cm q 0,012 Thay vào ta có: (4.30) y 0,8 M = 10.0,012.3,52.0,12.0,8.1,03 = 0.277 (KG.m) = 277 (KG.mm)  W= 4,2×227×sin450 0,2×3,5 Đường kính bulơng: d = C √ = 470 (kg) W δ (mm) (4.31) Trong đó: C: hệ số phụ thuộc vào loại ren (C=1,4) d: đường kính ngồi ren (mm) W: lực kẹp chặt tính từ momen cắt δ: ứng suất bền vật liệu δ = 8-10 kg/mm2 d = C √ W (mm) δ Theo quy ước ta chọn bulông M10 SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 84 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC 4.5.6 Tính sai số đồ gá Áp dụng cơng thức ta có: [εct ] = √[εct ]2 − [ε2c + ε2k + ε2m + ε2dc ] Trong ta có: 1 Sai số gá đặt: ( ÷ ) 𝛿 (trong 𝛿 dung sai nguyên công: 𝛿 = 0,15) 𝜀𝑔𝑑 = 0,15 = 0,05 Sai số mòn: 𝛽: hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị 𝛽 = 0,2 N: số chi tiết đồ gá N = 5500 (chi tiết) 𝜀𝑚 = 𝛽 √𝑁 (μm)= 0,2 √5500 = 15 (μm) = 0,015 (mm) Sai số kẹp chặt lực kẹp vng góc với tiết Sai số điều chỉnh: εdc = 0,01 (sai số điều chỉnh) Sai số chuẩn 𝜀𝑐 : Sai số chuẩn dung hai khối V tự định tâm Do 𝜀𝑐 = Vậy ta có: [εct ] = √0,052 − [02 + 02 + 0,0152 + 0,012 ] = 0,047 (mm) Từ ta đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá sau: + Độ không song song bề mặt phiến tỳ so với đế đồ gá ≤ 0,047 + Độ khơng vng góc giữ tâm bạc dẫn với đáy đồ gá ≤ 0,047 + Độ không đồng tâm tâm hai khối V ≤ 0,047 + Độ cứng đáy đồ gá đạt độ cứng HRC 55-60 εdc sai số sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá, εdc = − 10 𝜇𝑚 nên ta chọn εdc = 10 𝜇𝑚 εc sai số chuẩn chuẩn định vị khơng trùng với gốc kích thước gây Với ta thấy chuẩn kích thước trùng với chuẩn định vị nên εc = εgd sai số gá đặt 1 1 5 εgd = ( ÷ ) 𝛿 = ( ÷ ) 0,2 = 0,04 ÷ 0,1 (𝑚𝑚) Ta chọn εgd = 0,1 (𝑚𝑚) = 100 (𝜇𝑚) Trong δ dung sai kích thước gia cơng ngun cơng Ta có: [εct ] = √1002 − [14,82 + 102 + 802 + 02 ] = 57 (μm) = 0,057(mm) Từ kết tính tốn sai số chế tạo cho phép [εct ] = 0,057 mm, ta có SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 85 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC yêu cầu kỹ thuật đồ gá: + Độ không song song mặt phiến tỳ đáy đồ gá ≤ 0,057mm 100mm chiều dài + Độ khơng vng góc đường tâm lỗ lắp bulông với mặt đáy đồ gá ≤ 0,057mm SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 86 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC Chương : THIẾT KẾ 3D VÀ MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 5.1 Giới thiệu phần mềm  Autodesk Inventor phần mềm xây dựng mô hình 3D, thiết kế, hình mẫu kiểm tra ý tưởng sản phầm Inventor tạo nguyên mẫu mô chuẩn xác khối lượng, áp lực, độ ma sát, tải trọng,… đối tượng sản phẩm môi trường 3D 5.2 Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor  Xây dựng dễ dàng chi tiết, mơ hình 3D  Xuất bảng vẽ nhanh chóng, chuẩn xác  Tính tốn, thiết kế chi tiết máy  Mơ động động lực học cấu  Phân tích ứng suất, tối ưu hóa sản phẩm  Một số chương trình CAD/CAM khác liên kết với Inventor  Lập trình gia cơng khí… 5.3 Một số hình ảnh q trình thiết kế 3D mơ SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 87 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận  Sau khoảng thời gian tháng làm việc, nhóm nghiên cứu, thiết kế, mô thành công máy hàn CNC trục Trong trình thiết kế gia cơng nhóm học nhiều kinh nghiệm ngồi sách hữu ích cho cơng việc sau Về máy hàn CNC, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên máy hàn sau chế tạo xong nhiều vấn đề chưa giải được, bên cạnh có số u cầu đặt thực Cụ thể máy hàn có số ưu nhược điểm sau:  Ưu điểm:  Sử dụng trục điều khiển hàn bề mặt bề mặt cong  Mối hàn đẹp so với hàn thủ công  Có thể sử dụng sản xuất hang loạt  Nhược điểm  Độ ổn định hệ thống chưa tốt  Dung sai gia cơng cịn lớn Kiến nghị  Khắc phục lỗi máy  Nghiên cứu sử dụng phương án giảm sai số sử dụng SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 88 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chấ t, Lê Văn Uyể n (2006) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí, tâ ̣p1,2, Nhà xuấ t bản Giáo dục [2] Nguyễn Tro ̣ng Bản (2008), Giáo trình Tự động hóa q trình sản xuất, Ho ̣c viện Kỹ thuâ ̣t quân [3] Nguyễn Quang Hùng, Trần Ngo ̣c Bình (2003), Động bước – kỹ thuật điều khiển ứng dụng, NXB Khoa ho ̣c và kỹ thuâ ̣t [4] Bùi Quý Lực (2006), Hệ thống điều khiển số công nghiệp, NXB Khoa ho ̣c và kỹ thuâ ̣t [5] Tống Văn On, Hoàng Đức Hải (2005), Họ vi điều khiển 8051, NXB Lao động - Xã hội [6] GS TSKH Nguyễn Thiện Phúc (2006), Robot công nghiệp, NXB Khoa ho ̣c và kỹ thuâ ̣t [7] Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấ n (2008) Bài tập Vẽ kỹ thuật khí, tâ ̣p1,2, Nhà xuấ t bản Giáo dục [8] Hà Văn Vui, Nguyễn Chỉ Sáng, Phan Đăng Phong (2006) Sổ tay thiết kế khí, tâ ̣p 1,2; Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 89 ... THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Máy hàn CNC 10 Hình 1.2 Máy hàn bấm 11 Hình 1.3 Các loại mối hàn 11 Hình 1.4 Các chi tiết hàn. .. 13 THIẾT KẾ - MƠ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC  Làm chủ công nghệ hàn MIG/MAG  Xây dựng mô máy hàn CNC phần mềm SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 14 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG... tốn thiết kế máy SVTH: NGUYỄN VĂN THIỆN CAO MINH TUẤN GVHD: THS HOÀNG TRỌNG HIẾU 20 THIẾT KẾ - MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC TRỤC 2.2 Cấu tạo yêu cầu với máy Hàn CNC  Cấ u tạo đặc trưng máy Hàn CNC: