(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế máy đột lỗ siêu âm nhựa tấm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ÐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM GVHD: TS NGUYỄN THANH HẢI SVTH: NGUYỄN XUÂN DUY BÙI TẤN MÌNH DƯỠNG CAO CHU PHƯƠNG S KL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 an MSSV: 12146030 MSSV: 12146033 MSSV: 12146141 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ĐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ts NGUYỄN THANH HẢI MSSV: NGUYỄN XUÂN DUY BÙI TẤN MINH DƢỠNG CAO CHU PHƢƠNG Lớp: 121461 Khoá: 2012 -2016 12146030 12146033 12146141 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2016 I an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ĐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM” Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS NGUYỄN THANH HẢI NGUYỄN XUÂN DUY Lớp: BÙI TẤN MÌNH DƢỠNG CAO CHU PHƢƠNG 121461A Khố: 2012 - 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 an 12146030 12146033 12146141 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Bộ mơn điện tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: TS Nguyễn Thanh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Duy Bùi Tấn Mình Dƣỡng Cao Chu Phƣơng 12146030 12146033 12146141 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ĐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM Các số liệu, tài liệu ban đầu:  Hệ siêu âm 20kHz – 2kW  Sản phẩm đột: Nhựa tấm, nhựa danpla, simili, mút xốp độ dày sản phẩm đột lần lƣợt là: 1mm, 5mm, 0.1mm, 5mm  Đột biên dạng lỗ trịn có đƣờng kính 5mm Nội dung đồ án:  Tìm hiểu sơ lƣợc phƣơng pháp đột dập, chọn nguyên lý đột dập phù hợp  Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, cấu tạo nguồn phát siêu âm 20kHz  Thiết kế, lắp ghép máy đột dập siêu âm, phù hợp với yêu cầu khách hàng  Thiết kế số biên dạng chày cối đe đột  Đột mẫu khách hàng Các sản phẩm dự kiến  Máy đột siêu âm  Các mẫu đe  Các mẫu thử sản phẩm  Tập bảng vẽ I an Ngày giao đồ án:…………………… Ngày nộp đồ án:…………………… TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TS.Nguyễn Thanh Hải  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) II an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ĐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM - GVHD: TS Nguyễn Thanh Hải - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Duy 12146030 Bùi Tấn Mình Dƣỡng 12146033 Cao Chu Phƣơng 12146141 - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 26/07/2016 - Lời cam kết: “Chúng tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Chúng không chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20… Ký tên Nguyễn Xuân Duy Bùi Tấn Minh Dƣỡng Cao Chu Phƣơng III an LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, nhóm nhận đƣợc nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.Nguyễn Thanh Hải, giảng viên khoa khí – Đại học Bách Khoa Tp.HCM, ngƣời thầy tận tình hƣớng dẫn, bảo chúng em suốt trình thực đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM nói chung thầy mơn Cơng nghệ kỹ thuật Cơ Điện Tử nói riêng, truyền dạy cho chúng em kiến thức môn đại cƣơng môn chuyên ngành, giúp chúng em có đƣợc sở, tảng lý thuyết vững vàng Cùng với chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh chị công ty Vietsonic nhiệt tình hỗ trợ chúng em q trình thực đồ án cơng ty Sau cùng, chúng em xin kính chúc q Thầy Cơ Khoa Cơ khí máy TS.Nguyễn Thanh Hải thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Trân trọng Nhóm sinh viên thực IV an TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ĐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM Công nghệ siêu âm đƣợc ứng dụng công nghiệp từ lâu nƣớc phát triển Tuy nhiên, việc ứng dụng siêu âm vào công nghiệp Việt Nam chƣa phổ biến Các doanh nghiệp Việt Nam doanh nghiệp nƣớc Việt Nam muốn chuyển đổi, nâng cấp thành công nghệ siêu âm cịn phải phụ thuộc vào cơng ty nƣớc ngồi Trƣớc tình hình đó, nhóm nghiên cứu mong muốn tìm hiểu cơng nghệ để có đƣợc kiến thức nhận biết đƣợc tác dụng siêu âm Ngoài ra, việc đƣợc thực đồ án với hỗ trợ cơng ty cho nhóm thêm nhiều kiến thức thực tế khả giải vấn đề Các vấn đề mà nhóm nghiên cứu đồ án nhƣ sau:  Tìm hiểu sơ lƣợc cơng nghệ đột dập  Nghiên cứu thiết kế hệ khí máy phần mềm SOLIDWORKS  Tìm hiểu nguồn phát siêu âm 20kHz  Đột thử mẫu nhựa khác đánh giá tác động thời gian, lực ép lên mẫu Mặc dù chúng em có nhiều cố gắng tìm hiểu, học hỏi sƣu tầm nhƣng thời gian có hạn, lực hạn chế nên đồ án chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót Vậy chúng em mong đƣợc đóng góp ý kiến đạo thầy để chúng em rút kinh nghiệm học hỏi thêm cho cơng việc sau Nhóm sinh viên thực V an ABSTRACT RESEARCH, DESIGN PUNCHING SHEET PLACTIC MACHINE Ultrasonic technology has been applied in industry for decades in developing countries However the application of ultrasonic in Vietnam’s industry is not so popular Vietnam enterprises and foreign enterprises in Vietnam want to convert, upgrade to ultrasonic technology have to depend on foreign companies Under these circumstances, we want to learn about this technology to acquire knowledge and become aware of the ultrasonic effect Moreover, the project is implemented with the support of the company gives us more practical knowledge and ability to solve problems The problem that we researched in this project are as follows:  Learn about Punching technology  Research and design of mechanical systems of the machine in SolidWorks software  Learn about ultrasonic generator 20kHz  Testing on various plastic samples and evaluate the impact of time, the force applied on the sample Although we have made great efforts to learn, study and collect, but due to time constraints, the limited capacity so our project can not avoid the deficiency We look forward to your opinion and guidance so that we can learn from experiences and learn for our future work VI an MỤC LỤC Trang LỜI CAM KẾT III LỜI CẢM ƠN IV TÓM TẮT ĐỒ ÁN V MỤC LỤC VII Chương Giới thiệu 1.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu: 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.3 Kết cấu luận văn tốt nghiệp Chương Tổng quan nghiên cứu đề tài 2.1 Nghiên cứu phƣơng pháp đột, dập 2.1.1 Một số nguyên lý đột dập 2.1.2 Kết cấu cối 2.1.3 Kết cấu chày 2.2 Siêu âm công nghiệp 2.2.1 Lý thuyết sóng siêu âm 2.2.2 Phân loại sóng siêu âm: 2.2.3 Nguồn phát siêu âm 2.2.4 Bộ rung 2.3 Một số vật liệu đột dập siêu âm 2.3.1 Nhựa danpla 2.3.2 Chất liệu tổng hợp khác 11 2.3.3 Vải không dệt 11 2.4 Các sản phẩm đột siêu âm 13 2.4.1 Các sản phẩm đột siêu âm 13 2.4.2 Máy đột lổ có thị trƣờng 16 2.5 Những vấn đề cần nghiên cứu luận văn 21 Chương Cơ sở lý thuyết 22 VII an Chương Thực nghiệm hình ảnh Hình ảnh số sản phẩm đƣợc đột siêu âm Hình 5.1: Hộp nhựa adapter Hình 5.2: Ống nhựa cứng 63 an Hình 5.3: Nắp thùng nhựa Hình 5.4: Đột vật liệu xếp lên 64 an Hình 5.5: Đột nhựa danpla cứng Nhựa danpla cứng chiều dày 5mm, đột lỗ 5mm Nhận xét: Cả lỗ đƣợc đột siêu âm, nhƣng có cử chỉnh, tốc độ đột khác  Cả lỗ đạt đƣợc kích thƣớc 5mm nhƣ yêu cầu  Khi đột lỗ số 1: ta phần dƣ chày đè lên nhựa gây biến dạng rìa lỗ đột  Khi đột lỗ số 2: chỉnh lại cử xylanh, tốc độ xuống xylanh nhanh vành lỗ xấu lực tác động ban đầu lớn làm biến dạng mép lỗ  Khi đột lỗ số 3: tốc độ xylanh cử xuống xylanh đƣợc chỉnh lại 65 an Hình 5.6: Đột Gioang amiang, a) mặt trên; b) mặt dƣới Chất liệu Gioang aming, dày 2mm Nhận xét: Cả lỗ đạt kích thƣớc, lỗ đƣợc đột khơng có siêu âm lỗ cịn lại đƣợc đột với siêu âm Ta nhận thấy độ thẩm mỹ nhƣ nhau, nhƣng đột siêu âm lực tác động lớn hơn, gây hao mịn chày đột, có siêu âm đột khơng cần nhiều lực ép Hình 5.7: Mẫu nhựa danpla mềm, mặt trƣớc - sau Chất liệu nhựa danpla loại mềm, dày 4mm Tình trạng: Vật liệu khơng bị đứt rời sau đột Nguyên nhân: Do độ hở chày cối lớn Nhận xét: để đột vật liệu mềm, có tính chảy dẻo cao ta nên điều tiết lại độ hở chày cối 66 an Nhận xét mẫu đặt hàng công ty Bao gồm lớp theo thứ tự sau: (Mẫu lớp cùng, mẫu lớp dƣới cùng) Hình 5.8: Lớp 1, vải simili Hình 5.9: Lớp 2, Xốp mút foam PU 67 an Hình 5.10: Lớp 3, nhựa cứng 1mm Hình 5.11: Lớp 4, nhựa danpla cứng 5mm 68 an Hình 5.12: lớp đƣợc xếp sát St t Tốc độ dập (cm/s) 1,5 Thời Thời gian xy gian siêu lanh(s) âm(s) 3,5 5,5 Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Bị nhăn rách Bị móp Bị móp Bị móp Nhăn Bị móp Bị móp Bị móp khơng rách hơn 3,5 Nhăn khơng rách Bị móp Bị móp xuất ba vớ Bị móp xuất ba vớ Vết đột đẹp, khơng có tƣợng nhăn, rách Bị móp Khơng bị móp ba vớ Khơng bị móp ba vớ 4,5 Vết đột đẹp, khơng có tƣợng nhăn, rách Móp khơng đáng kể Khơng bị móp ba vớ Khơng bị móp ba vớ 2,5 Bảng 5.1: Bảng số liệu đột 69 an Hình ảnh máy đột số linh kiện Xylanh Valve khí Khung đỡ nén Nắp chắn hệ siêu âm Trục Chày Đe Gá đe Đỡ đế gá Đế gá Đỡ trục Đế Hình 5.13: Máy đột dập 70 an Hình 5.14: Khung đở Hình 5.15: Nắp chắn hệ siêu âm Hình 5.16: Đỡ đế gá 71 an Hình 5.17: Đế gá Hình 5.18: Đỡ đe Hình 5.19: Đế đỡ trục 72 an Hình 5.20: Ti ben Hình 5.21: Xylanh Hình 5.22: Ổ bi trƣợt 73 an Chương Kết luận hạn chế 6.1 Kết luận Trong q trình nghiên cứu, nhóm nhận công nghệ siêu âm công nghiệp hƣớng phát triển mạnh tƣơng lai Trong việc đột lỗ sản phẩm nhựa nhiệt dẻo, vải không dệt việc tác động siêu âm làm cho nguyên công đột trở nên dễ dàng thẩm mỹ sản phẩm đạt yêu cầu Tuy công nghệ siêu âm Việt Nam chƣa phát triển mạnh Thơng qua đề tài này, thấy đƣợc rằng, máy đột lỗ siêu âm đƣợc sản xuất để đáp ứng cho nhu cầu nƣớc Để phát triển, tăng hiệu suất, chất lƣợng sản phẩm sau đột cần phải thiết kế lại chày cối nhƣ tăng phần xác lắp ghép gia cơng khí 6.2 Hạn chế Nhóm thực luận văn nghiêm túc cố gắng hết sức, lý hạn chế thời gian nhƣ mặt kiến thức cịn thiếu sót số vấn đề chƣa thể nghiên cứu Các hạn chế:  Nhóm chƣa tìm hiểu đƣợc hết nguyên lý hoạt động, cấu tạo toàn mạch điện phát siêu âm  Nhóm chƣa tìm hiểu đƣợc cấu tạo hệ rung siêu âm 74 an 6.3 Thông số máy Nguồn cấp : AC 220V Cơng suất: 2000W Tần số sóng siêu âm: 20Khz Áp lực xilanh: 0.6-0.8Mpa Năng suất: 10 lỗ/phút Khối lƣợng máy: 120kg Kích thƣớc: 624x410x1800 mm (LxWxH) Hình 6.1: Máy Đột Lỗ Siêu Âm 75 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Qiang Peng, Haixia Wang, Xuecheng Su, Mao Lu, “A new design of the high-power ultrasonic generator”, Control and Decision Conference, 2008 CCDC 2008 Chinese [2] Chen Wei and Li Suxun, “The Research of Ultrasonic Equipment Applied In Nonwoven Welding”, The School of Information Science and Technology,Xiamen University, Xiamen and 361005, China [3] Nguyễn Văn Nhờ, “Giáo trình điện tử cơng suất 1”, NXB ĐH Quốc gia TP HCM [4] Nguyễn Minh Khai , “Giáo trình điện tử công suất”, ĐH sƣ phạm kĩ thuật TP.HCM [5] Nguyễn Mậu Đằng, “Cơng nghệ tạo hình kim loại tấm”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật HN [6] Mạch cung cấp nguồn http://voer.edu.vn/m/mach-cung-cap-nguon/c3df18fd [7] Mạch tạo dao động http://voer.edu.vn/m/mach-tao-dao-dong/2090be2f [8] Mạch khuếch đại công suất http://cet.ctu.edu.vn/det/images/easyblog_images/313/chap9.pdf [9] http://www.semiconvn.com/home/hoc-thiet-ke-vi-mach/bai-hc-vi-mch/495-tim-hieuve-vi-mach-ic-555.html [10] Dấu hiệu nhận biết tƣợng cộng hƣởng mạch RLC nối tiếp http://123doc.org/document/2507838-dau-hieu-nhan-biet-hien-tuong-cong-huong-trong-mach-rlc-noi-tiep-va-van-dung-he-quade-giai-bai-tap.htm [11] Nguyễn Ngọc Phƣơng, Huỳnh Nguyễn Hoàng, “Hệ thống điều khiển thủy lực”, Nhà xuất Giáo Dục [12] http://vankhinen.vn/xy-lanh-khi-nen-la-gi-cach-chon-xy-lanh-khi-nen-bid15.html [13] Nguyễn Viết Nguyên, “Kỹ thuật mạch điện tử”, Nhà xuất Giáo Dục [14] http://tailieu.vn/doc/chuong-7-mach-hoi-tiep-413852.html 76 an S an K L 0 ... thực IV an TÓM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY ĐỘT LỖ SIÊU ÂM NHỰA TẤM Công nghệ siêu âm đƣợc ứng dụng công nghiệp từ lâu nƣớc phát triển Tuy nhiên, việc ứng dụng siêu âm vào cơng nghiệp Việt... Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đề tài nghiên cứu chế tạo máy đột dập siêu âm, cụ thể sử dụng nguồn phát siêu âm 20kHz kết hợp với nguyên lý đột dập để chế tạo máy đột dập siêu âm mà sản phẩm đột dập... âm 20kHz  Thiết kế, lắp ghép máy đột dập siêu âm, phù hợp với yêu cầu khách hàng  Thiết kế số biên dạng chày cối đe đột  Đột mẫu khách hàng Các sản phẩm dự kiến  Máy đột siêu âm  Các mẫu