Thiết kế, chế tạo máy khoan điện hóa CNC (đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ cơ khí)

Bộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA Cơ KHÍ Bộ MƠN CƠNG NGHỆ CHÉ TẠO MÁY IUH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KÉ, CHẾ TẠO MÁY KHOAN ĐIỆN HÓA CNC Giảng viên hướng dẫn: NGUYÊN MINH TUẤN Sinh viên thực hiện: TRÀN DUY KHANH MSSV: 16069451 PHẠM ĐÌNH HỮU MSSV: 16066561 NGUYỄN TUẤN YÊN MSSV: 16062561 Lớp: DHCK12BTT TP.HỒ Chí Minh, tháng 12 năm 2020 ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA Cơ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp.HCM, ngày tháng năm 2020 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ tên sV 1: TRẦN DUY KHANH MSSV: 16069451 Lớp: DHCK12BTT Họ tên sv 2: PHẠM ĐÌNH HỮU MSSV: 16066561 Lớp: DHCK12BTT Họ tên sv 3: NGUYỄN TUÁN YÊN MSSV: 16062561 Lớp: DHCK12BTT Tên đề tài: > f A Nhiệm vụ (yêu câu vê nội dung sô liệu ban đâu): Ngày giao nhiệm vụ luận văn: Ngày kiểm tra kỳ (50%): Ngày hòan thành: Giáo viên hướng dẫn: Phần hướng dẫn: NGUYỄN MINH TUẨN Ngày tháng năm 2020 CHỦ NHIỆM Bộ MÔN TRƯỞNG KHOA GV HƯỚNG DẪN ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp.HCNÍ, ngày ( tháng b nám 202CJ ĐÈ CƯƠNG KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Mẩu lb Đề cương KLTN (Sử dụng kèm với Phiếu đăng ký Khóa luận tốt nghiệp) Tên đề tài: , hLểL.Lc ổ.kỉ rlạc? .ứ?£uj ủaaa ẩiỉa bũá C.NC »1 S h)Á Kết quả, sản phẩm dự kiến: Ý kiến Bộ môn: ĐẠI DIỆN SINH VIÊN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN LỜI NÓI ĐẦU Trong nghiệp đổi đất nước, tầm quan trọng ngành Cơ khí nói chung ngành Cơng nghệ chế tạo máy nói riêng, giữ vai trị then chốt cơng Cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Trong bối cảnh đất nước gia nhập WTO điều lại khẳng định Đồ án thiết kê chế tạo máy khoan điện hóa đồ án quan trọng sinh viên ngành khí phù hợp với xu hướng nói Đồ án thể lực sinh viên việc vận dụng kiến thức môn học: Vẽ kĩ thuật, Dung sai lắp ghép, Cơ sở thiểt kế máy, Cồng nghệ chế tạo máy, Gia công tiên tiến, Công nghệ gia công CNC, Kỹ thuật điện điện tử, Ngồi giúp sinh viên làm quen với cách thực công việc người kỹ sư sau cách khoa học sáng tạo Chúng em phấn khởi phân công giúp đỡ thầy việc thực đồ án “Thiết kế chế tạo máy khoan điện hóa CNC” để ôn lại kiến thức tổng hợp lý thuyết học vào hệ thống khí hồn chỉnh Bằng nổ lục cố gắng thân đặc biệt giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Minh Tuấn chúng em hoang thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý kiến từ thầy để hồn thiện đồ án Chúng em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Minh Tuấn , thầy trịn trường Đại học Cơng Nghiệp Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ chúng em thời gian qua Xin cám ơn q thầy nhiệt tình giúp đỡ nhận xét giúp chúng em hoàn thành đồ án này! THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHỌAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TƯẮN LỜI CẢM ƠN Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh niềm vinh dự tự hào sinh viên, học viên Trong suốt trình học tập trường, chúng em thầy cô giảng dạy, truyền đạt bảo nhiệt tình khơng kiến thức tảng chuyên môn quý cịn đạo đức, để sau trở thành kỹ sư đem sức lực kiến thức để cống hiến cho xã hội Xin chân thành cảm om tồn thể q thầy trường Đại Học Cơng Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trường Đồ án tốt nghiệp hội để em áp dụng, tổng kết kiến thức mà học, đồng thời rút kinh nghiệm thực tế quý giá trình thực đề tài Nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Minh Tuấn Bộ môn Chế tạo máy, trường Đại học Cơng Nghệp Tp Hồ Chí Minh định hướng, gợi ý đề tài hướng dẫn tận tình chúng em suốt trình thực đồ án Xin chân thành cảm ơn thầy phản biện dành thời gian cơng sức để đọc đóng góp ý kiến quý báu giúp chúng em hoàn thiện nội dung đồ án tốt nghiệp Xin kính chúc quý thầy mạnh khoẻ, hạnh phúc thành cồng công việc sống THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Chương 1: 1.1 Giới thiệu Giới thiệu Chương 2: Tổng quan khoan điện hóa gia cơng CNC 13 2.1 Cơ sở lý thuyết khoan điện hóa: 13 1.1 Ưu nhược điểm 14 1.2 ứng dụng nhu cầu thực tế 15 2.2 Máy dụng cụ gia công 17 2.3 Thông số công nghệ 18 2.3.1 Năng suất gia công [1] 18 2.3.2 Độ xác gia cơng 18 2.3.3 Chất lượng bề mặt 21 2.3.4 Kết luận 21 2.4 Công nghệ gia công CNC 21 Chương 3: 3.1 Tính tốn thiết kể 24 Tính tốn thiết kế phần 24 3.1.1 Yêu cầu thuyết kế 24 3.1.2 Tính tốn hệ dẫn động trục X,Y,Z 26 3.1.3 Bảng số liệu 29 3.1.4 Tính tốn truyền vít me- đai ổc bi trục Y 30 3.1.5 Tính tốn động trục Y: 32 3.2 Tính tốn lựa chọn sống lăn: 34 3.3 Tính tốn mạch gia công 44 3.3.1 Sơ đồ mạch gia công 44 3.3.2 Nguồn điện 45 3.3.3 Nguồn xung (24V/5A sang 5V/4A- 12V/3A) 48 3.3.4 Dụng cụ cắt 49 3.3.5 Máy bom dung dịch 50 3.4 Tính tốn thiết kế mạch điều khiển 51 3.4.1 Giới thiệu chung 51 3.4.2 Cấu trúc PLC hoàn chỉnh 52 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang GVHD: NGUYỄN MINH TUÁN BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.4.3 Nguyên lý hoạt động 53 3.4.4 Đánh giá ưu nhược điểm PLC 55 3.4.5 ứng dụng PLC công nghiệp đại 55 3.4.6 Xác định chân ngõ PLC 56 3.4.7 Mạch PLC hoàn chỉnh: 59 3.4.8 Mạch điều khiển động bước Driver TB6600 : 60 3.5 3.6 Lưu ý: 62 Kết luận: 62 Chương 4: Chế tạo máy 63 Lắp ráp 63 4.1 4.1.1 Qui trình lắp máy 63 4.1.2 Tiến độ lắp ráp 4.2 63 Lưu ý: 72 Kết luận: 4.3 Chương 5: 5.1 72 Thử nghiệm kết 73 Vận hành 73 5.1.1 Sử dụng phầnmềm hỗ trợ: 73 5.1.2 Cách vận hành: 73 5.1.2.1 Kiểm tra hệ thống 73 5.1.2.2 Tiến hành gá đặt chi tiết gia công 73 5.1.2.3 Khởi động chương trìnhđiều khiển PLC 73 5.1.2.4 Tiến hành khoan 76 5.2 Thử nghiệm 76 5.3 Kết kiểm nghiệm 78 Chương 6: 6.1 Kết luận 80 Kết luận 80 - Giải khó khăn ban đầu 80 6.2 Kiến nghị 80 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐỆN HÓA Trang BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Mục lục hình Hinh 1 Khoan tia lửa điện Hỉnh Khoan laser 10 Hinh Kết cấu sơ máy 12 Hinh Sơ đồ nguyên lí gia cơng điện hóa 14 Hỉnh 2.1 Công thức thương lượng điện hóa [1] 16 Hĩnh 2 Hình dạng lỗ gia cơng diện hoá điện cực bọc cách điện mặt 20 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lí máy 24 Hình Sơ đồ truyền động 25 Hình 3 Kết cấu khung máy 26 Hình Thanh răng- bánh 27 Hình Trục vít me - đai ốc bi 28 Hình Sơ đồ lực 30 Hình chiều moment tác dụng lên sống lăn 35 Hình lực tác dụng lên trượt 37 Hình Kết cấu trượt 38 Hình 3.10 Thơng số kỹ thuật sống lăn 38 Hình 3.11 Tạo lưới 3D 39 Hình 3.12 Ràng buộc điểm đặt lực 40 Hình 13 Gán vật liệu cho lưới 40 Hình 3.14 Đặt lực 41 Hình 15 Tạo ràng buộc 41 Hình 3.16 Thêm trọng lực 42 Hình 17 Kiểm bền trục Y 42 Hình 18 Kiểm bền trục z 43 Hình 19 Kiểm bền trục X 44 Hình 20 Sơ đồ nguồn tổ ong 45 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Hình 21 Cấu tạo nguồn tổ ong .46 Hình 22 Nguồn tổ ong 24V/5A 47 Hình 23 Nguồn 5V/4A - 12V/3A 48 Hình 24 Máy bom hóa chất mini 50 Hình 25 PLC thơng dụng 52 Hình 26 Sơ đồ nguyên lý mạch PLC 53 Hình 27 Địa truyền thông PLC 54 Hình 28 Sơ đồ nguyên lỉ mạch điều khiển 56 Hình 29 FX1N- 14MR- ES/UL 56 Hình 30 FX1S-10MR-ESS 57 Hình 31 FX3U-32MT ES-A 58 Hình 32 FX3U- 16MT ES-A 58 Hình 33 Bảng thơng số kỹ thuật PLC PX3U 58 Hình 34 Tủ điện hồn chỉnh 59 Hình 35 Driver TB6600 60 Hình 4.1 Hàn,đánh bóng khung 63 Hình Lắp ráp vít me đai ốc 64 Hình Lắp ráp trục .65 Hình 4 Lắp ráp chi tiết nhỏ 66 Hình Lắp trục lên khung 66 Hình Kiểm tra lại kích thước khung 67 Hình Gia cơng chi tiết máy 68 Hình Lắp ráp kiểm tra chi tiết trục 69 Hình Kiểm tra nguồn điện dụng cụ cắt 70 Hình 4.10 Máy hoàn chỉnh 71 Hình 5.1 Giao diện mở chương trình 73 Hình Giao diện phần mềm 74 Hình Kết nối với PLC 74 Hình Khởi động phần mềm SoftGOTlOOO 75 THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐỆN HÓA Trang BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN -Gia công chi tiết cho máy Hình Gia cơng chi tiết máy THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐỆN HÓA Trang 68 GVHD: nguyễn minh tuân BÁO CÁO ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP -Kiềm tta lại chi tiết nhị Hình 4.8 Lắp ráp kiểm tra chi tiết trục o® H0A Tran BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN - Kiêm tra nguôn điện dụng cụ căt /ss Hình Kiêm tra nguôn điện dụng cụ căt THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang 70 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN -Máy hoàn chỉnh i Hình 4.10 Máy hồn chỉnh THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐỆN HÓA Trang 71 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN 4.2 Lưu ý: -Trong q trình gia cơng chi tiết máy cần lưu ý phải gia cơng kích thước,hạn chế sai số, hạn chế gia cơng tay -Địi hỏi kĩ thuật lắp ráp -Chuẩn bị vẽ hoàn chỉnh 4.3 Kết luận: -Có chu trình ngun cơng rõ ràng, -Áp dụng kiến thức học vào việc vận hành máy phay, máy tiện để gia công chi tiết -Chịu khó, khơng ngại khó khăn q trình làm việc -Thiết kế vẽ hướng dẫn giáo viên hướng dẫn THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang 72 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN MINH TUẤN Chương 5: Thử nghiệm kết 5.1 Vận hành 5.1.1 Sử dụng phần mềm hỗ trợ: GT Designer Classic GT Designer GT Simulator GT SoftGOTlOOO 5.1.2 Cách vận hành: 5.1.2.1 Kiểm tra hệ thống Kiểm tra Aptomat Kiểm tra cáp kết nối (cáp lập trình PLC Mitsubishi USB SC09-FX) Kiểm tra máy bom Kiểm tra đường ống nước Kiểm tra điện gia công 5.1.2.2 Tiến hành gá đặt chi tiết gia cơng 5.1.2.3 Khởi động chưomg trình điều khiển PLC Mở phần mềm GT Disgner • - =■ e s o Hình Giao diện mở chương trình THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HÓA Trang 73 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYÊN MINH TUÀN Giao diện phần mềm Hình Giao diện phần mềm * « «s L- x iM m o g tH X Qị Kêtnơi với PLC Hình Kết nối với PLC THIẾT KẾ CHÊ TẠO MÁY KHOAN DUNG DỊCH ĐIỆN HĨA Trang 74 BÁO CÁO ĐỊ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYEN MINH TUÂN Khởi động phần mềm SoftGOT 1000 Hình Khởi động phần mềm SoftGOTlOOO Dao diện điều khiển Chế độ chạy tay a SciKtv’RepUc* ; PiOftct •R fT / ■L JII A/ ; • ; □ tđ o • VI •U.I 0-ị r • • Hole ỊỊKĨS z ứ — riJ A ■ TU-Ị à]Ma Position -6 Position Position ctlfit 5