(Đồ án hcmute) thiết kế chế tạo đồ gá mài vát cạnh đá hoa cương đa năng

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 CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ CHẾ TẠO ÐỒ GÁ MÀI VÁT CẠNH ÐÁ HOA CƯƠNG ÐA NĂNG GVHD: ThS NGUYỄN VĂN ÐOÀN SVTH: NGUYỄN DUY TUẤN MSSV: 12143242 BÙI THÀNH KIÊN MSSV: 12143496 NGUYỄN MINH QUÂN MSSV: 12143160 S KL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 an 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 THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ Đề tài: “ MÀI VÁT CẠNH ĐÁ HOA CƢƠNG ĐA NĂNG.” Giảng viên hƣớng dẫn: ThS NGUYỄN VĂN ĐOÀN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN DUY TUẤN BÙI THÀNH KIÊN MSSV: 12143242 MSSV: 12143496 NGUYỄN MINH QUÂN 2012 - 2016 MSSV: 12143160 Khố: Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  BỘ MƠN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “ THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ MÀI VÁT CẠNH ĐÁ HOA CƢƠNG ĐA NĂNG.” Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Khố: ThS NGUYỄN VĂN ĐỒN NGUYỄN DUY TUẤN MSSV: 12143242 BÙI THÀNH KIÊN MSSV: 12143496 NGUYỄN MINH QUÂN MSSV: 12143160 2012 - 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn Cơ sở thiết kế máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: Nguyễn Văn Đoàn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Tuấn MSSV: 12143242 Bùi Thành Kiên MSSV: 12143496 Nguyễn Minh Quân MSSV: 12143160 Tên đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ MÀI VÁT CẠNH ĐÁ HOA CƢƠNG ĐA NĂNG Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Đồ gá cặp máy mài cầm tay - Năng suất 1,5 m/phút Nội dung đồ án: Thiết kế đồ gá mài vát cạnh đá hoa cƣơng đa kế thừa máy mài cầm tay sẵn có:  Mài vát cạnh  Mài bóng cạnh đá  Mài sàn ( phát triển thêm) Các sản phẩm dự kiến - Tập thuyết minh - Tập vẽ - Mơ hình máy Ngày giao đồ án: 07/03/2016 Ngày nộp đồ án: 30/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) an LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo đồ gá mài vát cạnh đá hoa cƣơng đa GVHD: Nguyễn Văn Đoàn Họ tên sinh viên: i Thành Kiên MSSV: 12143496 Lớp: 121433B Địa sinh viên: 125 Đình Phong Phú – Quận – TP Hồ Chí Minh Số điện thoại liên lạc: 098 263 8485 Email: thanhkien93@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 25/07/2016 Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi 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 24 tháng 07 năm 2016 Ký tên Bùi Thành Kiên an LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đề tài này, chúng em gặp nhiều khó khăn lý thuyết, sở lý luận, phƣơng pháp nghiên cứu khám phá phát giải vấn đề nhƣng chúng em nhận đƣợc hƣớng dẫn, giúp đỡ tận tình q thầy c ng với ý kiến đóng góp bạn giúp chúng em hoàn thành tốt đề tài Trƣớc hết chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Đồn tận tình bảo, theo dõi hƣớng dẫn, truyền đạt cho chúng em kiến thức tảng, kinh nghiệm quý báu suốt trình thực đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy Khoa khí chế tạo máy, trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đóng góp ý kiến nhƣ tạo điều kiện giúp chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cuối c ng chúng em xin cảm ơn bạn bè giúp đỡ, quan tâm đóng góp ý kiến, ủng hộ, chỉnh sửa đề tài chúng em đƣợc hoàn thiện Tuy chúng em cố gắng nhƣng thời gian khơng cho phép kiến thức có hạn nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận đƣợc bảo quý thầy cô góp ý chân thành bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 13 tháng 07 năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Duy Tuấn Bùi Thành Kiên Nguyễn Minh Quân an TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ MÀI VÁT CẠNH ĐÁ HOA CƢƠNG ĐA NĂNG Trong thời đại Công nghiệp hóa đại hóa nhƣ ngày nay, ngành Cơ khí chế tạo máy ngày khẳng định đƣợc tầm quan trọng cơng cải cách sản xuất Với mục tiêu tối ƣu hóa sản xuất, áp dụng máy móc thay phần tồn sức ngƣời Ngƣời kỹ sƣ khí ln ln tìm kiếm mảng yếu sản xuất để cải tiến thay Với lý tƣởng đó, nhóm c ng với GVHD nhận thấy rằng, việc gia công đặc biệt công đoạn mài vát cạnh đá hoa cƣơng gặp nhiều khó khăn nhƣ chi phí th nhân cơng cao Nhóm em chọn lên kế hoạch để thực đề tài “Thiết kế, chế tạo đồ gá mài vát cạnh đá hoa cƣơng đa năng” Mục tiêu nhóm hƣớng đến mài đá hoa cƣơng từ nhu cầu thực tế nhƣ việc “thiết kế chế tạo đồ gá mài vát cạnh đá hoa cƣơng đa năng” tích hợp việc mài mặt phẳng tùy chỉnh để mài góc giúp giảm thiểu sức ngƣời, tính dễ sử dụng điều tất yếu có ý nghĩa quan trọng Đặc biệt mà nhu cầu sử dụng đá hoa cƣơng vào trang trí nội thất cao nhƣ Sau tháng bắt tay vào việc Nhóm chế tạo thành cơng đồ gá mài vát cạnh đá hoa cƣơng đa Đồ gá có khả tự lựa máy mài có trục ren M14 Chức máy mài vát cạnh đá hoa cƣơng với chiều sâu cắt góc vát tùy chọn với khả định lƣợng cách tƣơng đối xác Máy làm tốt cơng việc mài bóng mặt cạnh Ngồi ra, lắp với ray dẫn, máy làm công việc khác nhƣ cắt đá hay bo cung cạnh đá Hiện máy đƣợc đƣa vào thử nghiệm thực tế đạt đƣợc suất tốt lần Đó tín hiệu tốt để nhóm tiếp tục phát triển đề tài thời gian tới Sinh viên thực Nguyễn Duy Tuấn Bùi Thành Kiên Nguyễn Minh Quân an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CAM KẾT LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ CHƢƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 10 I.1 Tổng quan nhu cầu sử dụng đá hoa cƣơng 10 I.2 Tính cấp thiết đề tài: 12 I.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 12 I.4 Phạm vi nghiên cứu: 13 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 CHƢƠNG III: QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO 27 III.1 Khái quát thiết kế phát triển sản phẩm 27 III.1.1.Khái niệm: 27 III.1.2.Các phận chính: 27 III.1.3.Thời gian chi phí phát triển sản phẩm: 27 III.1.4.Cách tiếp cận công việc phƣơng pháp cấu trúc hóa: 27 III.2.Quy trình thiết kế 28 III.2.1.Sơ đồ thiết kế theo hƣớng phát triển sản phẩm 28 III.2.2.Quy trình thực 29 a) Xác định nhu cầu khách hàng thiết lập tiêu kỹ thuật: 29 b) Xây dựng chọn ý tƣởng: 29 c) Mơ hình hóa tạo mẫu: 41 d) Thiết kế chi tiết kết cấu: 42 e) Chế tạo hoàn chỉnh chạy thử nghiệm: 46 CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MÁY MÀI 50 IV.1 Chọn vật liệu: 50 IV.2 Phƣơng pháp tạo phôi: 50 IV.3 Tính tốn thiết kế: 50 IV.3.1 Sơ đồ tính toán: 50 IV.3.2 Tính chọn động cơ: 51 a) Các thông số đầu vào: 52 b) Tính vận tốc cắt: 53 c) Tính lực cắt: 54 d) Tính cơng suất: 54 e) Chọn máy mài cầm tay: 55 IV.3.3 Tính tốn lực tác dụng: 56 a) Xác định trọng tâm trọng lƣợng máy: 56 b) Tính lực ép đá mài: 57 an IV.3.4 Tính chọn lò xo cho cấu kẹp 61 a) Mô tả hoạt động: 61 b) Tính tốn chọn lị xo: 61 IV.3.5 Tính chọn ổ lăn (chi tiết bánh xe kẹp): 63 a) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: 64 b) Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh: 64 IV.3.6 Tính bền chi tiết quan trọng phần mềm Inventor: 65 a) Vai trái vai phải: 65 b) Gối lắp lăn phụ: 68 c) Trục kẹp: 71 IV.3.7 Khảo sát lực đẩy tay 73 CHƢƠNG V : PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 74 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 an DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Ma trận so sánh phƣơng án 41 Bảng 3.2 Bảng nguyên nhân sai hỏng biện pháp khắc phục 49 Bảng 4.1: Bảng so sánh granite hợp kim nhôm đúc 52 Bảng 4.2 Mối quan hệ chiều sâu cắt, lực mài công suất máy 55 an ảng hiển thị 10 kết gần với tiêu chí đề xuất Nhóm em cân nhắc chọn lị xo gần với số liệu tính tốn mang mã C.170.320.0650.I với thơng số cụ thể nhƣ sau: Hình 4.11 Chi tiết thơng số lị xo đƣợc chọn IV.3.5 Tính chọn ổ lăn (chi tiết bánh xe kẹp): Lực tác dụng lên ổ: Theo nhƣ phần kiểm nghiệm khả chống trượt khỏi mặt cạnh đá mục ( IV.3.5.b) sơ đồ lực (Sơ đồ 4.2), bánh xe kẹp ln cố định theo phƣơng Ox Vịng ổ lăn dù chịu tác dụng lực từ F1x F3 nhƣng vịng ngồi đứng n Điều có ngĩa ổ lăn chịu tác động lực dọc trục Fa với: Fa = F1x - F3.cosα.sinβ >= F1x Lực dọc trục lớn ổ lăn ( bánh xe kẹp) là: Fa max = (1/3).85,8.cos45 = 20,3 N Fr  N1  243 (N) Do ổ lăn chịu lực dọc trục nhỏ Fa / Fr  20,3 / 243  0,08  0,3 nên ƣu tiên chọn ổ bi đỡ dãy cỡ siêu nhẹ, vừa để có kết cấu đơn giản nhất, giá thành thấp nhƣ sau: Ta có : Ổ bi đỡ dãy ký hiệu 1000099 có: D = 20 mm, d = mm, C = 2,1 kN, r = 0,5 mm C0 = 1,07 kN (dựa vào phụ lục P2.7 trang 254 [2]) `63 an a) Kiểm nghiệm khả tải động ổ: Tra bảng 11.4 trang 215 [2], ta đƣợc X = ; Y = 0, Ổ bi có vịng quay nên V=1 ( trang 214 [2]) Ta tính đƣợc tải trọng tác dụng : QB = (XVFr + YFa )KtKđ = ( 1.1.243).1.1 = 243(N) Tải trọng tƣơng đƣơng tác dụng :(công thức 11.12 trang 219 [2] ) QE  m Q i i 1 m Li L i 1  QB i m  Ti     Tmax  m Li 0, 0,3  243 13  0,83 1  Li  QE = 230,5 (N) Theo khả tải động ổ, từ công thức 11.17 trang 220 [2] , ta có: Ctt = QE m L Với điều kiện : năm máy làm việc 300 ngày, ngày ca, ca => Lh = 300x2x8 = 4800 Và quy định với ngƣời công nhân : mài 1,5 mét đá vịng phút ta có : nlv  60000.v 60000.( s / t )   D  D 60000.(1,5 / 60)  15 (vòng/phút)  32  nlv   L = 60.n.10-6.Lh = 60.15.10-6.4800 = 4,32 (triệu vòng quay)  Ctt = 230,5 4,32 = 375,4 < C = 2100( N)  Như ổ chọn đảm bảo khả tải động b) Kiểm nghiệm theo khả tải tĩnh: Điều kiện : Qt ≤ C0 ( theo 11.18 trang 221 [2]) Với C0 - khả tải tĩnh, Từ bảng 11.6 trang 221 [3] ta có hệ số : X0 = 0,6 ; Y0 = 0,5 Qt giá trị lớn hai giá trị sau : Qt = Fr = 243 (N) =>Chọn Qt= 243(N) Do Qt