Đang tải... (xem toàn văn)
Trải qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, được tiếp xúc với môi trường thực tế và áp dụng lý thuyết chuyên ngành vào việc làm ra sản phẩm của mình đã cho em không ít kinh nghiệm và kiến thức trong chuyên môn của mình. Có thể nói Đồ án tốt nghiệp là một cột mốc quan trọng đồng thời cũng là thành quả đánh dấu sự trưởng thành của sinh viên chúng em sau bốn năm học tập, rèn luyện tại trường đại học. Nhìn lại quãng thời gian chúng em làm đồ án tốt nghiệp thật đáng quý biết bao sự cổ vũ tinh thần, sự giúp đỡ tận tình từ phía gia đình, người thân, bạn bè và thầy cô. Đặc biệt, trong quá trình làm việc chung với thầy hướng dẫn Đặng Minh Phụng đã cho em không những kiến thức chuyên môn, thái độ làm việc, nghiên cứu mà còn định hướng về công việc tương lai. Nhờ vậy, chúng em có nhiều điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè và giảng viên Khoa cơ khí chế tạo máy đã động viên, giúp đỡ chúng em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Type equation here KHOA ĐÀ O TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY PHAY CNC TRỤC ỨNG DỤNG GIA CÔNG NHÔM VÀ KIM LOẠI MÀU SVTH : LÊ ĐÌNH NGHĨA MSSV:12143350 CHÍ NGỌC QUYỀN 12143367 HUỲNH TRỌNG VIỆT 12143578 Khố : 2012-2016 Ngành : CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Th.S ĐẶNG MINH PHỤNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀ O TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY PHAY CNC TRỤC ỨNG DỤNG GIA CÔNG NHÔM VÀ KIM LOẠI MÀU SVTH : LÊ ĐÌNH NGHĨA MSSV:12143350 CHÍ NGỌC QUYỀN 12143367 HUỲNH TRỌNG VIỆT 12143578 Khoá : 2012-2016 Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Th.S ĐẶNG MINH PHỤNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2016 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 08 năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LÊ ĐÌNH NGHĨA MSSV: 12143350 CHÍ NGỌC QUYỀN 12143367 HUỲNH TRỌNG VIỆT 12143578 Ngành: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Lớp: 12143CL2 Giảng viên hướng dẫn: Th.S ĐẶNG MINH PHỤNG ĐT: 0906814944 Ngày nhâ ̣n đề tài: Ngày nộp đề tài: Họ tên sinh viên: Tên đề tài: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY PHAY CNC TRỤC ỨNG DỤNG GIA CÔNG NHÔM VÀ KIM LOẠI MÀU Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Kích thước máy: 862 x 912 x 1037 mm - Hành trình gia cơng: Trục X 400 mm, Trục Y 320 mm, Trục Z 300 mm - Phạm vi ứng dụng: gia công gỗ, vật liệu nhôm kim loại màu… Nội dung thực đề tài: Giới thiệu đề tài Tổng quan máy CNC Các nghiên cứu nước liên quan Ý tưởng giải pháp thiết kế Thiết kế, tính tốn cụm chi tiết Kết luận đề nghị Sản phẩm: - Tập vẽ chi tiết - Tập vẽ lắp cụm - Bản vẽ lắp toàn máy Chế tạo máy CNC trục TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LÊ ĐÌNH NGHĨA MSSV: 12143350 CHÍ NGỌC QUYỀN 12143367 HUỲNH TRỌNG VIỆT 12143578 Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Tên đề tài: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY PHAY CNC TRỤC ỨNG DỤNG GIA CÔNG NHÔM VÀ KIM LOẠI MÀU Họ tên Giáo viên hướng dẫn: Th.S ĐẶNG MINH PHỤNG Họ tên Sinh viên: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LÊ ĐÌNH NGHĨA MSSV: 12143350 CHÍ NGỌC QUYỀN 12143367 HUỲNH TRỌNG VIỆT 12143578 Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Tên đề tài: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ VÀ HOÀN THIỆN MÁY PHAY CNC TRỤC ỨNG DỤNG GIA CÔNG NHÔM VÀ KIM LOẠI MÀU Họ tên Giáo viên phản biện : PGS.TS TRƯƠNG NGUYỄN LUÂN VŨ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) Họ tên Sinh viên: iv LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp, tiếp xúc với môi trường thực tế áp dụng lý thuyết chuyên ngành vào việc làm sản phẩm cho em khơng kinh nghiệm kiến thức chun mơn Có thể nói Đồ án tốt nghiệp cột mốc quan trọng đồng thời thành đánh dấu trưởng thành sinh viên chúng em sau bốn năm học tập, rèn luyện trường đại học Nhìn lại quãng thời gian chúng em làm đồ án tốt nghiệp thật đáng quý cổ vũ tinh thần, giúp đỡ tận tình từ phía gia đình, người thân, bạn bè thầy cô Đặc biệt, trình làm việc chung với thầy hướng dẫn Đặng Minh Phụng cho em kiến thức chuyên mơn, thái độ làm việc, nghiên cứu mà cịn định hướng công việc tương lai Nhờ vậy, chúng em có nhiều điều kiện thuận lợi để hồn thành tốt nhiệm vụ Cuối cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè giảng viên Khoa khí chế tạo máy động viên, giúp đỡ chúng em trình nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp Sinh viên thực Lê Đình Nghĩa Chí Ngọc Quyền Huỳnh Trọng Việt v TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP “Nghiên cứu phát triển thiết kế hoàn thiện máy phay CNC trục ứng dụng gia công nhôm kim loại màu” Ngày nay, khoa học kỹ thuật ngày phát triển máy móc đại đời ngày nhiều Chỉ xét riêng lĩnh vực gia công khí, hàng loạt máy CNC đời máy CNC trục, trục, trục, máy CNC cao tốc nhờ mà suất sản xuất chất lượng sản phẩm ngày nâng cao Chính kì diệu máy CNC (như gia cơng hình dạng phức tạp cách nhanh chóng, tự động hóa sản xuất với tập tin mã lệnh nhập cho máy), phận trí thức nghĩ đến việc chế tạo mơ hình mơ hoạt động máy CNC đại, với kích thước nhỏ gọn giá thành thấp nhiều lần đảm bảo hoạt động hiệu quả, đáp ứng nhu cầu học tập, giải trí sản xuất nhà Đó lý mà đề tài triển khai nghiên cứu Đề tài triển khai cách khoa học qua nhiều bước tìm kiếm sở liệu, phát triển ý tưởng, giải pháp, triển khai thiết kế, tối ưu hóa mơ hình, tính tốn mơ tính bền vững hệ thống, thực gia công chi tiết cần cải tiến Bên cạnh nhóm nghiên cứu, phần mềm điều khiển cho mơ hình máy CNC Giai đoạn cuối dự án tiến hành chạy thử nghiệm, kiểm tra hiệu chỉnh mơ hình để đảm bảo yêu cầu đề tài Máy CNC trục sau chế tạo có kích thước 862 x 912 x 1037mm, có khả gia cơng hình dạng phức tạp (phay, khoan, khắc) chủ yếu vật liệu nhơm, kim loại màu với độ xác cao hình dạng sai số kích thước đạt mức 0.02 mm Tuy nhiên, mơ hình cịn số hạn chế khơng có cấu thay dao tự động, trục mơ hình có cơng suất thấp Nhóm hi vọng phát triển mơ hình cách khắc phục nhược điểm phát triển thành máy CNC trục Sinh viên thực Lê ĐìnhNghĩa Chí Ngọc Quyền Huỳnh Trọng Việt vi MỤC LỤC Trang phụ bìa i Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv Lời cảm ơn v Tóm tắt đồ án tốt nghiệp vi Mục lục vii Danh mục từ viết tắt ix Danh mục bảng biểu x Danh mục hình ảnh, biểu đồ xi Chương TỔNG QUAN .1 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2.1 Thế giới 1.3 Kết dự kiến đạt .4 1.4 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn 1.5 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.6 Cách thức đề tài Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1.Các nội dung liên quan đề tài 2.1.1 Vài nét sơ lược máy CNC 2.1.2 Cấu tạo chung quy ước máy CNC 2.1 3.Các kiểu hệ thống điều khiển 11 2.1.4 Cấu tạo máy phay CNC trục 12 Chương QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 13 vii 3.1 Lựa chọn phương án di chuyển cho trục 13 3.2 Hoàn thiện trục A .14 3.2.1 Hộp số 15 3.2.2 Động .16 3.2.3 Thiết kế chế tạo ụ động 22 3.3 Lựa chọn, tính tốn lại trượt 25 3.4 Tính tốn kiểm nghiệm lại vít me 38 3.5 Lựa chọn tính tốn lại động 45 3.6 Cố định đế trục Y .49 3.7 Thiết kế, chế tạo cover .50 3.8 Tủ điện khí cụ điện 55 Chương KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 64 4.1 Hoàn thiện trục A .63 4.1.1 Tính tốn lựa chọn động 63 4.2 Hoàn thiện đế máy .64 4.3 Thiết kế chế tạo vỏ máy 64 4.4 Cải tiến hệ thống điện 65 4.5 Một số hình ảnh gia công thực tế .66 Chương THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 71 5.1 Kiểm nghiệm lại trục 70 5.3 Khả công nghệ .72 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận 73 6.2 Hướng phát triển 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOB: Breakout Board NC : Numerical Control CNC : Computeized Numerical Control CAD/CAM :Computer Aided Desgin / Computer Aided Manufacturing FMS : Flexible Manufacturing System CIM :Computer Intergraded Manufacturing DNC : Directe Numerical Control SP :Super Precision grade WAR :World Area Network M :Machine Zero Point R : Reference Point W : Workpiece Zero Point P : Programmed ix Chương KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 4.1 Hồn thiện trục A 4.1.1 Tính toán lựa chọn động Bảng 4.1: Trục A trước sau cải tiến Tính tốn thiết kế Kết 4.1.2 Thiết kế chế tạo ụ động Bảng 4.2: Ụ động trước sau thiết kế Thiết kế Chế tạo 63 4.2 Hoàn thiện đế máy Bảng 4.3: Tấm đế thiết kế chế tạo Thiết kế Kết 4.3 Thiết kế chế tạo vỏ máy Bảng 4.4: Cover thiết chế tạo Thiết kế Chế tạo 64 4.4 Cải tiến hệ thống điện Trước cải tiến Sau cải tiến TỔNG THỂ MÁY SAU KHI HOÀN THÀNH Bảng THIẾT KẾ KẾT QUẢ 65 4.5 Một số hình ảnh gia cơng thực tế Hình 4.1: Hình ảnh thiết kế cover hồn chỉnh Hình 4.2 Gia cơng thân ụ động 66 Hình 4.3: Gia cơng nịng ụ động Hình 4.4: Lắp ráp mặt vỏ máy 67 Hình 4.5: Sơn bệ máy thân máy Hình 4.6: Sơn chi tiết vỏ máy 68 Hình 4.7: Nâng cấp đấu dây tủ điện Hình 4.8 Lắp ráp hoàn thiện cụm trục A 69 Chương THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 5.1 Kiểm nghiệm lại trục Để kiểm nghiệm đánh giá độ xác trục A cần dựa vào tảng máy CNC trục Vì cần phải tiến hành thực nghiệm trục Dùng đồng hồ so để chỉnh độ song song trượt, độ vuông góc trục với để tăng độ xác máy gia cơng Hình 5.1: Kiểm tra độ song song trượt Sau hiệu chỉnh lại trục, tiến hành lập trình máy chạy thử trục A để kiểm nghiệm sai số sản phẩm Hình 5.2: Gia cơng chi tiết trục A 70 5.2 Đánh giá kết Để đánh giá sai số trục A,ta tiến hành gia công sản phẩm trụ vng có cạnh 29 mm để kiểm tra góc quay trục A di chuyển trục X,Y,Z Hình ảnh Kích thước thiết kế - Kích thước 29x29 (mm) Góc 900 Kích thước gia cơng Sai số - Kíchthước 29.05x28.95 (mm) - Góc 900 0.05 Bảng 5.1: Đánh giá sai số chi tiết gia công trục A Hình 5.3: Đo cạnh hình vng Hình 5.4 Đo góc hình vng 71 5.3 Khả cơng nghệ Tính Kích thước bàn máy Hành trình vít me Khơng gian gia cơng (kích thước phơi lớn gia cơng được) Động bước Động trục Giá trị 300x290 mm 400 x 320x 300 mm 390x300 mm Độ phân giải 1000 xung/vòng 24000 vịng/ph Cơng suất 2.2kW Tốc độ cắt lớn 350 ÷ 400 mm/ph (sâu mm) Ổ chứa dao Đường kính dao tối đa 12mm Khả gia công Phay biên dạng 2D,3D,4D khắc chữ, khoan, gia công mặt cong phức tạp Độ xác đo đạc sau gia công 0.05 mm Bảng 5.2: Khả công nghệ máy CNC trục 72 Chương ́ KÊT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu phát triển thiết kế hoàn thiện máy phay CNC trục ứng dụng gia công nhôm kim loại màu” dùng phần mềm điều khiển Mach3 đến hồn thành Q trình nghiên cứu, chế tạo nhóm CNC đạt sau: - Căn vào kiến thức học, nghiên cứu tài liệu Internet, tham khảo kết cấu máy CNC trục cơng nghiệp sau xây dựng ý tưởng, lên phương án thiết kế theo hướng phát triển để hoàn thiện kết cấu máy CNC trục: hoàn thiện trục A, thiết kế chế tạo vỏ máy phay, cải tiến hệ thống điện - Sử dụng phần mềm thiết kế Inventor 2015 để thiết kế, tính tốn , phân tích lực, mơ phỏng, xuất vẽ cho q trình gia cơng thực tế - Các vẽ dùng q trình gia cơng bao gồm vẽ lắp, vẽ chi tiết - Sau có vẽ chi tiết nhóm tiếp tục mua phơi, tìm xưởng để tiến hành gia cơng chi tiết - Sau gia công đầy đủ , lắp ráp, đo kiểm, hiệu chỉnh giai đoạn chạy thử, gia công thử sản phẩm vật liệu nhựa Nhóm kiểm tra sản phẩm gia cơng đạt độ xác theo yêu cầu, tiếp đến tân trang máy, sơn màu hoàn thiện - Trải qua thời gian dài thực đồ án, chúng em hiểu biết nhiều máy phay CNC trục, tích lũy số kiến thức việc chế tạo máy CNC Ngoài chúng em hiểu biết thêm số linh kiện điện, điện tử động bước, driver, biến tần… - Sử dụng phần mềm điểu khiển Mach3 giá thành thấp Nhìn chung, máy CNC trục phục vụ tốt cho việc giảng dạy trường đại học, cao đẳng, trung cấp nghề…ngồi cịn ứng dụng cho xưởng sản xuất nhỏ để gia công đồ trang trí nhơm, gỗ kim loại màu 6.2 Hướng phát triển Với kết định mà nhóm đạt được, nhóm có số kiến nghị với hi vọng bạn sinh viên khác với lịng đam mê, tìm tịi, nghiên cứu máy CNC bổ sung thêm số vấn đề cịn thiếu mà nhóm chưa làm sau: - Thiết kế, chế tạo thêm phận thay dao tự động, phận cấp phơi tự động sử dụng động servo thay cho động bước để q trình gia cơng đạt độ xác cao 73 - Thiết kế hệ thống tưới nguội, hệ thống tín hiệu báo động khẩn cấp gặp cố - Gia công lại bàn máy cử định vị đạt độ xác cao để giảm sai số cho sản phẩm - Các bạn thay đổi kết cấu nhỏ gọn hơn, thẩm mỹ hơn, gia công nhiều sản phẩm khác mà thị trường bên cần đến - Sử dụng loại vật liệu rẻ để chế tạo máy, giá thành chế tạo máy rẻ để cung cấp cho thị trường bên ngồi 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Ngọc Đào, Giáo trình CAD-CAM/CNC bản, Trường ĐH SPKT 2004 [2] TS Lê Hiếu Giang, ThS Nguyễn Trường Thịnh, Máy điều khiển theo chương trình số, TP HCM 2005 [3] TS Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, Trường ĐH Bách Khoa TP HCM [4] TS Bùi Quý Lực, Hệ thống điều khiển số công nghiệp, NXB KHKT, Hà Nội 2006 [5] ThS Trần Quốc Hùng, Dung sai kỹ thuật đo, Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP HCM [4] Chế độ cắt gia cơng khí, Nguyễn Ngọc Đào,Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP HCM Tiếng Anh [7] James Floys-Kelly, Patrick Hood-Daniel, Build your own CNC machine, 2009 [8] Goeff Williams, CNC Robotics Build your own workshop bot, 2003 Nguồn khác [9] Emco Concept Mill 55 (tài liệu máy CNC Mill55 hãng Emco) [10] Catalog động bước Minebea [11] User’s guide Mach3 driver, Letech Co LTD (hướng dẫn sử dụng mạch driver Mach3) [12] Mach3 CNC controler software installation and configuration (hướng dẫn sử dụng phần mềm Mach3) [13] THK General Catalog (tài liệu trượt, vít me hãng THK) [14] Giới thiệu linh kiện điện tử, link http://hocnghetructuyen.vn, http://en.wikipedia.org/wiki/Transformer, [16] CNC Milling machine GoCNC Hobby A4 Basic v3 Kit, link: 75 http://gocnc.de/product_info.php?products_id=134&language=en 76