Hcmute xác định độ chảy loãng của hợp kim nhôm đúc và chế tạo mô hình thiết bị thí nghiệm đo độ chảy loãng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH CƠ CẤU TAY GẮP KHÍ NÉN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2014_85 S KC 0 5 Tp Hồ Chí Minh, 2014 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT _ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH & CN CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH CƠ CẤU TAY GẮP KHÍ NÉN MÃ SỐ: T2014_85 THUỘC NHĨM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ ĐƠN VỊ : Th.S NGUYỄN VĂN ĐOÀN : KHOA CKM TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 02 NĂM 2015 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Đặt Vấn đề Gá đặt định vị lắp đặt chi tiết vào cụm chi tiết vấn đề xiên suốt có mối quan hệ mật thiết với nhau, có hầu hết hệ thống lắp ráp từ lớn đến nhỏ nhà máy Trước nhà máy lớn số nhà máy nhỏ việc lắp ráp thông thường thực chủ yếu tay người công nhân, nhiên với chi tiết tương đối lớn thao tác người cơng nhân thuận tiện nhanh chóng, chi tiết nhỏ đòi hỏi tần số lắp ráp cao việc sử dụng tay cơng nhân lắp ráp đơi khơng cịn phù hợp cho suất thấp không đáp ứng yếu tố kinh tế kỹ thuật Trong năm gần việc thay máy móc thiết bị cho người thực tất lĩnh vực việc thay tay gắp tự động thay cho bàn tay người lĩnh vực quan tâm nhiều Các loại tay gắp thiết kế chế tạo mô theo thao tác tay người đa dạng phong phú, phương pháp tay gắp điều khiển nguồn lực khí nén Cơ cấu gắp điều khiển khí nén nhiều hãng cung cấp linh kiện khí nén giới sản suất với nhiều kích thước khác nhau, nhiên Việt Nam loại tay gắp hạn chế số lượng kích thước cho loại sản phẩm khác nhau, việc nhập cấu phải nhiều thời gian kinh phí yếu tố ảnh hưởng đến suất giá thành sản suất nhà máy Với phương châm giảm giá thành thiết bị người nghiên cứu định chọn đề tài “ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén” làm đề tài nghiên cứu Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu dạng sản phẩm lắp ráp dạng trụ khối hộp - Nghiên cứu trình lắp ráp dạng thủ công bán tự động - Nghiên cứu phương pháp lắp ráp thiết kế cấu gắp tương ứng - Thiết kế cấu gắp khối trụ khối hộp dạng khí nén - Mơ q trình gắp định vị sản phẩm -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 - Hồn thiện vẽ cấu gắp dạng khí nén Tầm quan trọng đề tài Giải mã công nghệ tiên tiến nước tiên tiến nhiệm vụ cấp bách đất nước ta nay, với việc chế tạo thiết bị công nghiệp việc gắp định vị thiết bị lắp ráp dây chuyền tự động vấn đề quan trọng, mang lại suất cao, giảm sức lao động trực tiếp công nhân, góp phần đẩy mạnh phát triển kinh tế đất nước Điểm đề tài - Việc gắp định vị chi tiết nhỏ tay làm giảm suất trình lắp ghép sản phẩm công nghiệp, nhiên đầu tư cấu gắp tự động nhập từ nước tiên tiến, giá thành hệ thống lắp ráp cao, không phù hợp với sản phẩm cần thiết kế - Các cấu gắp thị trường Việt Nam nhập từ nước tiên tiến lực kẹp chi tiết gắp chủ yếu phụ thuộc vào lực khí nén kích thước xi lanh, điều làm hỏng biến dạng chi tiết có độ bền kém, vơi cấu gắp nghiên cứu đề tài, lực kẹp chi tiết điều chỉnh thông qua lực ép lò xo mà không phụ thuộc vào yếu tố Giới hạn đề tài - Đề tài sâu vào phần nghiên cứu thiết kế cấu mỏ gắp dạng song song kẹp thiết bị, không nghiên cứu tay gắp dạng robot - Sản phẩm gắp thực tế có nhiều dạng, đề tài nghiên cứu nguyên lý chung cấu gắp nghiên cứu cụ thể việc gắp chi tiết dạng trụ, hình hộp với kích thước nhỏ 50mm Tiến trình nghiên cứu - Nghiên cứu hình dạng số sản phẩm cần gắp tự động - Nghiên cứu ngun lý số cấu gắp có thị trường - Nghiên cứu số xi lanh dạng tiêu chuẩn -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 - Nghiên cứu phương pháp tạo chuyển động dẫn hướng - Nghiên cứu đầu mỏ kẹp cho hình khối hình trụ - Mơ q trình kẹp chi tiết - Chế tạo thử nghiệm cấu kẹp khí nén có sử dụng lực lị xo - Viết báo cáo khoa học - Hoàn thiện thuyết minh -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Một số sản phẩm cần định vị gắp ráp tự động -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 2.2 Thiết bị kẹp chặt sản phẩm -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 2.2.1 Kẹp chặt sản phẩm Ê tô -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 2.2.2 Kẹp chặt sản phẩm số mỏ kẹp -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 XI LANH PHẦN KẸP 3.2 Nguyên lý kẹp cấu kẹp khí nén kiểu ngàm kẹp song song Xi lanh, cấu đòn bẩy, Thanh trượt, Mỏ kẹp -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 17 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Nguyên lý hoạt động: Dưới tác dụng lực xi lanh, thông qua phần đầu piston tác dụng vào cấu đòn bẩy, cấu đòn bẩy quay quanh trục tác động vào mỏ kẹp, tùy vào hướng chạy piston mà mỏ kẹp đóng hay mở 3.2 Nguyên lý kẹp cấu kẹp khí nén kiểu ngàm kẹp song song cải tiến Với nguyên lý kẹp cấu kẹp sử dụng kiểu khí nén trình bày mục tồn hạn chế lớn lực kẹp mỏ kẹp phụ thuộc chủ yếu vào lực kẹp xi lanh khí nén khơng thể thay đổi khơng thay đổi nguồn khí tiết diện xi lanh điều khiển nó, số trường hợp nguyên nhân gây hư hỏng chi tiết kẹp điều chỉnh chiều rộng mỏ kẹp kẹp chi tiêt nhỏ Để khắc phục nhược điểm này, việc thêm vào mỏ kẹp phụ trượt mỏ kẹp có ý nghĩa cấu hồn chỉnh mỏ kẹp cải tiến hình bên Các chi tiết thêm vào bao gồm 5_hệ thống lò xo băng trượt, 6_mỏ kẹp phụ Như từ việc thêm vào chi tiết 5,6 bên lực kẹp chi tiết hoàn toàn phụ thuộc vào lực lị xo điều chỉnh mà khơng cần phải thay áp lực nguồn khí tiết diện xi lanh khí nén Ngồi với cấu đưa thêm vào việc thay qua lại mỏ kẹp phụ để gắp sản phẩm dạng hộp dạng trụ nhanh không ảnh hưởng đến chi tiết khác mỏ kẹp -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 18 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 3.4 Cấu tạo mỏ kẹp phụ để kẹp chi tiết dạng hộp dạng trụ -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 19 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 3.5 Bản vẽ lắp tổng thể cấu kẹp song song kiểu khí nén Trên sở phân tích cải tiến phần đầu mỏ kẹp để thay đổi kẹp sản phẩm dạng hình hộp dạng trụ, đồng thời tách riêng phần kẹp phần xi lanh khí nén nhằm dễ thay thay đồi lực kẹp, ta có vẽ hồn thiện cấu kẹp song song kiểu khí nén sau Trên vẽ với mỏ kẹp phụ má đệm 17, dùng cho kẹp chi tiết dạng hộp, với chi tiết dạng trụ ta thay má kẹp trụ để kẹp hình trụ với trục vng góc song song với trục xi lanh sau: -GVTH: Nguyeãn Văn Đoàn Trang 20 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Như việc kẹp chi tiết dạng hộp dạng trụ thực mỏ kẹp với lực kẹp tùy thuộc vào độ cứng lị xo 3.6 Tính lực kẹp ngàm kẹp Để có kẹp chi tiết di chuyển chúng tới vị trí lắp ráp khơng làm hư hỏng hay biến dạng hình dáng nó, lực kẹp sơ phải tính tốn để chọn cấu kẹp kích thước xi lanh cho phù hợp Sơ đồ phân tích lực kẹp sơ theo nguyên lý thể hình vẽ 0.5Fxilanh *0A = Fkep*0B  Fkep = (0A*Fxilanh )*/(2*OB) Lực kẹp tác động gián tiếp đến chi tiết kẹp thơng qua lị xo, chọn lị xo lực gây nén lò xo phải nhỏ lực kẹp sơ phải lớn lực giữ chi tiết q trình di chuyền Thơng thường tính tốn, ta thường tính lực kẹp dùng để giữ chi tiết trước sau tính lực cần thiết xi lanh thông qua công thức -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 21 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Chương Mơ q trình kẹp chi tiết chế tạo mơ hình thử nghiệm 4.1.Kẹp chi tiết dạng hình hộp -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 22 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 4.2 Kẹp chi tiết dạng trụ -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 23 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 24 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 4.2 Chế tạo thử nghiệm mơ hình kẹp khí nén kiểu hàm kẹp song song Trên sở phân tích cải tiến mỏ kẹp nhằm đáp ứng yêu cầu thay đổi lực kẹp theo thực tế đồng thời thay riêng loại xi lanh kẹp khác loại vào cấu kẹp chính, người nghiên cứu chế tạo thử nghiệm mơ hình mỏ kẹp dùng để gắp chi tiết dạng hình hộp với má kẹp thiết kế phẳng Đối với trượt dùng để trượt má kẹp má kẹp phụ, tùy vào ứng dụng mà sử dụng băng trượt bị ( Dùng cho ứng dụng kẹp lắp đặt xác, độ cứng vững cao) , sử dụng ống trượt bi ( Dùng cho ứng dụng kẹp lắp tương đối xác, độ cứng vững khơng cần cao) -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 25 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Chương Kết luận _Hướng phát triển 5.1 Kết luận Qua trình thực đề tài, người nghiên cứu tìm hiểu nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm thu thành sau - Nghiên cứu dạng sản phẩm có xu hướng tự động hóa lắp ráp - Nghiên cứu số phương pháp định hướng sản phẩm trước gắp - Nghiên cứu cấu kẹp sản phẩm - Tham khảo số tay gắp dạng nhỏ có thị trường - Phân tích số nhược điểm tay gắp dạng nhỏ hướng cải tiến khắc phục - Nghiên cứu thiết kế má kẹp phụ nhằm thay nhanh thay đổi sản phẩm dạng trụ dạng hình hộp - Thiết kế cấu gắp hồn chỉnh theo cải tiến - Mơ q trình làm việc thay kẹp sản phẩm dạng hộp trụ - Chế tạo thử nghiệm mơ hình cấp gắp sản phẩm dạng hình hộp 5.2 Hướng phát triển - Trong đề tài tác giả cải tiến chủ yếu phần má kẹp với chi tiết thêm vào hệ thống lò xo trục trượt, phương pháp cải tiến điều chỉnh lực kẹp thơng qua việc điều chỉnh lực ép lò xo, nhiên để thực việc kẹp định vị cách xác mỏ kẹp sau gắp, đỏi hỏi lị xo trục trượt phải có sử đồng cao, có sai lệch thơng số vật lý chi tiết này, vị trí chi tiết kẹp mỏ kẹp sai lệch so với thiết kế - Để cải tiến cấu kẹp dạng hoàn chỉnh, hướng cải tiến hướng tới dời lò xo má kẹp phụ khớp liên kết địn bẩy đầu piston, hoạc thêm cấu bánh liên kết má kẹp phụ nhằm đảm bảo lượng di chuyển má phụ theo hướng - Trên sở cải tiến tay gắp khí nén kiểu song song hướng cải tiến áp dụng cho tay gắp khí nén kiểu góc -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 26 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Tài liệu tham khảo PGS.TS Bùi Xn Liêm, Ngun Lý Máy, ĐH SPKT TP.HCM Nguyễn Ngọc Cẩn, Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động ,2 , Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM P.GS Trần Hữu Quế, Vẽ Kỹ Thuật khí tập 1_2, Nhà xuất giáo dục 2006 Phần Mềm Thiết Kế Autodesk Inventor 12 Hồ Viết Bình, Tự động hóa q trình sản xuất, Đại Học SPKT TPHCM -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 27 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 Phụ lục: Các vẽ chế tạo -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 28 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 -GVTH: Nguyễn Văn Đoàn Trang 29 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 -GVTH: Nguyễn Văn Ñoaøn Trang 30 Luan van S K L 0 Luan van ... tiết chế tạo mơ hình thử nghiệm 4.1.Kẹp chi tiết dạng hình hộp -GVTH: Nguyễn Văn Đo? ?n Trang 22 Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình. .. Nguyeãn Văn Đo? ?n Trang Luan van Đề Tài _ Thiết kế, chế tạo mơ hình cấu tay gắp khí nén , T2014 – 85 - Nghiên cứu phương pháp tạo chuyển động dẫn hướng - Nghiên cứu đầu mỏ kẹp cho hình khối hình trụ... bách đất nước ta nay, với việc chế tạo thiết bị công nghiệp việc gắp định vị thiết bị lắp ráp dây chuyền tự động vấn đề quan trọng, mang lại suất cao, giảm sức lao động trực tiếp công nhân, góp