(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế và chế tạo đồ gá cho máy cmm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ CHO MÁY CMM GVHD: Th.S NGUYỄN BÁ TRƯƠNG ĐÀI Ths ĐẶNG MINH PHỤNG SVTH: NGUYỄN THÀNH MINH NGUYỄN CÔNG TUẤN SKL009782 Tp Hồ Chí Minh, Tháng / 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ****** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ CHO MÁY CMM GVHD: ThS NGUYỄN BÁ TRƯƠNG ĐÀI GVC ThS ĐẶNG MINH PHỤNG SVTH: NGUYỄN THÀNH MINH NGUYỄN CƠNG TUẤN Khóa: 2018 - 2022 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 18143277 18143346 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ****** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ CHO MÁY CMM GVHD: ThS NGUYỄN BÁ TRƯƠNG ĐÀI GVC ThS ĐẶNG MINH PHỤNG SVTH: NGUYỄN THÀNH MINH NGUYỄN CƠNG TUẤN Khóa: 2018 - 2022 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 18143277 18143346 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Bá Trương Đài GVC ThS Đặng Minh Phụng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Minh Nguyễn Công Tuấn MSSV: 18143277 MSSV: 18143346 Tên đề tài: - Nghiên cứu thiết kế chế tạo đồ gá cho máy CMM Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Các báo, cơng trình nghiên cứu ngồi nước Nội dung đồ án: - Tổng quan máy CMM, đồ gá cho máy CMM - Nghiên cứu thiết kế, tính tốn đồ gá CMM - Phân tích phương án đề xuất phương án thiết kế - Chế tạo 02 mơ hình đồ gá cho máy CMM Các sản phẩm dự kiến - Thuyết minh thiết kế tính tốn đồ gá cho máy CMM - 02 mơ hình đồ gá cho máy CMM Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt X Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt X TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Bộ môn: Công Nghệ Chế Tạo Máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ tên sinh viên: Nguyễn Thành Minh MSSV: 18143277 Hội đồng:………… Họ tên sinh viên: Nguyễn Công Tuấn MSSV: 18143346 Hội đồng:………… Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo đồ gá cho máy CMM Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV hướng dẫn: ThS Nguyễn Bá Trương Đài GVC ThS Đặng Minh Phụng Ý KIẾN NHẬN XÉT Nhận xét tinh thần, thái độ làm việc sinh viên (không đánh máy) Nhận xét kết thực ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) 2.3.Kết đạt được: ii 2.4 Những tồn (nếu có): Đánh giá: Điểm tối đa TT Mục đánh giá Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20… Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ tên sinh viên: Nguyễn Thành Minh MSSV: 18143277 Hội đồng: STT: Họ tên sinh viên: Nguyễn Công Tuấn MSSV: 18143346 Hội đồng: STT: Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo đồ gá cho máy CMM Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy Họ tên GV phản biện: ThS Phan Thanh Vũ Ý KIẾN NHẬN XÉT Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án, hướng nghiên cứu tiếp tục phát triển) Kết đạt được: Những thiếu sót tồn ĐATN: Câu hỏi: iv Đánh giá: Điểm tối đa Mục đánh giá TT Hình thức kết cấu ĐATN Điểm đạt 30 Đúng format với đầy đủ hình thức nội dung mục 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan đề tài 10 Tính cấp thiết đề tài 10 Nội dung ĐATN 50 Khả ứng dụng kiến thức toán học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội… Khả thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả thiết kế, chế tạo hệ thống, thành phần, quy trình đáp ứng yêu cầu đưa với ràng buộc thực tế 15 Khả cải tiến phát triển 15 Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành… Đánh giá khả ứng dụng đề tài 10 Sản phẩm cụ thể ĐATN 10 Tổng điểm 100 Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2021 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) v LỜI CẢM ƠN Trong bốn năm đại học, chúng em tồn thể thầy trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh nói chung thầy khoa Cơ Khí – Chế tạo máy nói riêng, trang bị cho chúng em kiến thức vô quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để chúng em tiếp thu cách hiệu mặt lý thuyết thực hành suốt thời gian học tập trường Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, chúng em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy nhiều Vì vậy, điều chúng em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy, cô cơng tác trường nói chung đặc biệt nói riêng với thầy, khoa Cơ khí Chế tạo máy Chúng em xin chân thành cảm ơn Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, Khoa Cơ khí chế tạo máy tạo điều kiện thuận lợi chúng em học tập thực đề tài tốt nghiệp Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến giảng viên hướng dẫn thầy ThS.Đặng Minh Phụng Thầy tận tình bảo, giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn suốt trình chúng em thực đồ án Trong trình làm việc với thầy, chúng em không ngừng bổ sung thêm nhiều kiến thức bổ ích, mà cịn học tập tinh thần làm việc nhóm, phân chia, xếp cơng việc cho hợp lí kịp tiến độ Mặc dù cố gắng hoàn thành đề tài cách tốt tránh khỏi sai sót Vì vậy, chúng em kính mong thầy, góp ý, chí bảo để hồn thiện máy tương lai Cuối chúng em kính chúc quý thầy, cô dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Chúng em xin trân trọng cám ơn ! vi LỜI CAM KẾT Tên đề tài : Nghiên cứu, thiết kế chế tạo đồ gá cho máy CMM Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Bá Trương Đài GVC ThS Đặng Minh Phụng Họ tên sinh viên: Nguyễn Thành Minh MSSV: 18143277 Nguyễn Công Tuấn MSSV: 18143346 Địa sinh viên: 26E Đường 210, P Tăng Nhơn Phú A, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Số điện thoại liên lạc: 0945036530 Email: 18143277@student.hcmute.edu.vn Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (KLTN): Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (KLTN) cơng trình chúng tơi nghiên cứu thực hiện” Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 Đại diện ký tên Nguyễn Thành Minh vii Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy d) Chọn máy: máy phay 6H11 Tra bảng 9-38 sổ tay CNCTM tập 3, có P=4,5kW, n=65÷1800, 16 cấp e) Chọn dao: Chọn dao phay ngón gắn mảnh hợp kim cứng - Các thông số dao: (tra bảng 5-126 trang 114, sổ tay CNCTM tập 2) - Đường kính dao: D = 50, số Z = 4, vật liệu P10 (T15K6) - Tuổi bề dao T = 180 - Dụng cụ đo: Thước kẹp 150 mm, độ xác 0,05 f) Chia bước: Phay bán tinh Z = 0,5 mm - Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm) - Lượng chạy dao răng: SZ = 0,09 (mm/răng) (bảng 5-125 trang 113 CNCTM, tập 2) - Lượng chạy dao vòng: S = SZ.Z = 0,09.4 = 0,36 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: Vb= 352 (m/ph) (bảng 5-127 trang 114 CNCTM tập ) Trị số tương ứng với chiều sâu cắt 0,5 mm - Vậy tốc độ tính tốn Vt = Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6 = 250 (m/ph) + Hệ số điều phụ thuộc vào độ cứng nhơm K1 = 0,89 độ cứng vật liệu nhơm có σb= 200 Mpa + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền dao K2=0,8 muốn tuổi bền thực tế cao gấp lần tuổi bền cho sổ tay + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng K3=1 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công K4=1 + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5=1 + Hệ số điều chỉnh vào góc nghiêng K6=1 Số vịng quay theo tính tốn là: 𝑛𝑡 = 1000𝑣𝑡 1000.250 = = 1592 (vòng/ph) 𝜋 𝐷 3,14.50 Máy 6H11 có nmin=65; nmax=1800, số cấp tốc độ m = 16, tìm cơng φm-1 = φ16-1= φ15 bội φ sau: 𝑛𝑚𝑎𝑥 𝑛𝑚𝑖𝑛 = 27,69 - Ứng với φ15 có giá trị gần 32 với 27,69 tương ứng φ = 1,26 (Bảng 4.7) Mặt khác: φx = 𝑛𝑡 𝑛𝑚𝑖𝑛 = 24,5 Theo bảng 4.7 ứng với φ=1,26 ta có giá trị φ14=28,28 gần với 24,5 83 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy Vậy số vịng quay theo máy nm=65.24,5=1592 (vòng/phút) - Tốc độ cắt thực tế là: 𝑣𝑡𝑡 = 𝜋𝐷𝑛 1000 = 250 (𝑚/𝑝ℎ) - Lượng chạy dao máy: Sph = Sz.Z.n = 0,09.4.250=90 (mm/phút) - Lượng chạy dao máy là: SM = 35 ÷ 980 (mm/phút) chọn SM=160mm/ph - Công suất cắt phay thơ: Với chi tiết Al-6061 có σb= 200 Mpa, dùng dao HKC, với chiều sâu cắt t = 0,5 mm ta có cơng suất cắt nhỏ so với công suất máy Thời gian gia công phay thô: Thời gian thực nguyên công là: Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn = T0+0,26T0 Với: Ttc: Thời gian (thời gian nguyên công) T0: Thời gian bản, thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thước tính chất lí chi tiết Tp: thời gian phụ, thời gian để gá, kiểm tra kích thước, tháo chi tiết… TP = 10%T0 Tpv: thời gian phục vụ cho làm việc, gồm thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt = 8%T0) thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc = 3%T0) Ttn: thời gian nghỉ ngơi tự nhiên công nhân (Ttn = 5%T0) Với: Thời gian bản: 𝑇0 = 𝐿 + 𝐿1 + 𝐿2 𝑆𝑝ℎ Chiều dài bề mặt gia công: L = 80 (mm) Do nguyên công phay mặt phẳng chiều dài dao: L1=0,5D + 3=0,5.50 + = 28 mm Chiều dài thoát dao: L2 = 0,5D + 2= 0,5.80+2 = 27 (mm) 𝑇0 = 𝐿 + 𝐿1 + 𝐿2 80 + 28 + 27 = = 1,1 𝑝ℎú𝑡 𝑆𝑝ℎ 122 Ttc = (1,1+0,26.1,1).2 = 2,8 (phút) Chế độ cắt phay bán tinh: t=0,5mm Sph=160mm/ph nm= 1082 vòng/ph N < 4,5kW Ttc= 2,8 phút 84 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy CHƯƠNG CHẾ TẠO – ĐÁNH GIÁ 4.1 Q trình gia cơng chi tiết đồ gá Trong q trình gia cơng chi tiết, ưu tiên gia công chi tiết dễ gia công lắp ghép Chú trọng việc thiết kế để gia cơng chi tiết có chi phí phù hợp với kinh phí đề Vì vậy, nhóm thực gia công chi tiết thiết kế đồ gá chi tiết dạng đồ gá đa Các chi tiết đồ gá chủ yếu làm từ vật liệu nhôm Al 6061 Với trục vít me làm từ thép C45 Các chi tiết có u cầu kỹ thuật, độ xác cao gia cơng máy phay, máy tiện CNC, sau mài nhẵn cạnh sắt nhọn Các chi tiết không u cầu xác cao gia cơng máy tiện cơ, máy phay Đế đồ gá gá đặt trực tiếp bàn máp máy đo, cố định chi tiết đồ gá Vì vậy, yêu cầu phải gia công máy phay CNC để đạt độ phẳng tất mặt đạt kích thước xác Các chi tiết mua ngồi: ốc lục giác, trượt, trượt trịn… Bảng Hình ảnh chi tiết thực gia cơng CHI TIẾT SAU GIA CÔNG SỐ LƯỢNG TÊN CHI TIẾT Đế bàn máy 85 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy Đế đồ gá Đế cố định Đế di động Nắp Tay vặn 86 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy 2 Chốt xoay Chốt tì chỏm cầu xoay Kẹp phụ Chân nâng ngắn 87 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy Chốt kẹp Cụm chi tiết kẹp phụ - kẹp phụ Cụm chi tiết chốt xoay – chốt tì xoay Tay vặn lọc nước in 3D 88 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy Bảng Hình ảnh chi tiết có sẵn thị trường CHI TIẾT CÓ SẴN TRÊN THỊ TRƯỜNG SỐ TÊN CHI LƯỢNG TIẾT 2 12 Lục giác M6*60 Lục giác M6*50 Lục giác M4*12 Lục giác chìm M3*10 Lục giác chìm M3*6 2 Thanh trượt Vòng bi 608 89 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy 4.2 Hình ảnh lắp đặt kết Hình 4.1 Chi tiết dạng hộp kẹp đồ gá đa Hình 4.2 Chi tiết dạng trụ kẹp đồ gá đa 90 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy Hình 4.3 Đồ gá tay vặn cốc lọc nước Hình 4.4 Sản phẩm đồ gá trưng bày 91 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy 4.3 Đánh giá - Các chi tiết đồ gá sau gia công đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vẽ - Sản phẩm gá đặt lên bàn map máy đo CMM hoạt động bình thường - Sản phẩm phục vụ cho nhu cầu giảng dạy trường 92 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Trong trình thực đồ án, với kiến thức học thông qua môn học, với tận tình giúp đỡ giảng viên hướng dẫn Sau tham khảo khảo sát thực tế từ số tài liệu sản phẩm có thị trường nhóm chúng em cố gắng, nỗ lực hồn thành số nội dung sau sau: - Thiết kế, gia công lựa chọn chi tiết theo tiêu chuẩn nên thuận tiện cho việc lắp ráp Thiết kế bốn đồ gá gia công số chi tiết đồ gá chi tiết dạng cụ thể chi tiết tay vặn cốc lọc nước đồ gá đa Phục vụ cho công tác đo lường việc học tập phịng thí nghiệm trường Sản phẩm gá cứng vững, việc đo kiểm trở nên thuận tiện - Trong trình nghiên cứu chế tạo, nhóm cịn có nhiều lỗi phát sinh, phải tiến hành gia công lại số chi tiết - Thời gian có hạn nên nhóm chưa nghiên cứu thiết kế đồ gá có tính đa dụng tham khảo qua nhiều catalog đồ gá hãng Trong tương lai, có nhiều thời gian nhóm cố gắng nghiên cứu thiết kế nhiều chi tiết đồ gá chuyên phục vụ cho máy đo CMM 3D Nghiên cứu tối ưu nhiều loại vật liệu việc chế tạo chi tiết đồ gá đo, loại vật liệu mà nhóm tìm hiểu đến thép C45, inox 304, mica,… để vừa tối ưu giá thành đem lại tiện lợi nhỏ gọn giúp tiết kiệm nhiều thời gian công sức 5.2 Hướng phát triển đồ án Vì số lí khách quan nên nội dung đề tài đồ án tốt nghiệp dừng lại mức phục vụ nghiên cứu học tập cho sinh viên trường Để hoàn thiện phát triển 93 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy nội dung đề tài, nhóm đề xuất, kiến nghị số hướng phát triển nghiên cứu như: • Thiết kế, chế tạo nhiều loại đồ gá sử dụng cấu kẹp đa dạng giúp gá đặt kẹp chi tiết đo dễ dàng, thuận lợi, tiết kiệm thời gian trình kiểm tra, đo lường • Thiết kế, chế tạo nắp kẹp cho đồ gá đa với nhiều bậc, nhiều góc độ khác từ 90o đến 180o Để việc gá đặt phù hợp với nhiều kích thước khác • Thiết kế, chế tạo nắp kẹp cho đồ gá đa có dạng đầu chống tâm để gá đặt chi tiết dạng trụ có khoan chống tâm đầu • Nghiên cứu tìm hiểu loại vật liệu tối ưu cho đồ gá đo CMM 94 Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơ khí Chế tạo máy TÀI LIỆU THAM KHẢO Trong nước [1] Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh “Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy” - Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh [2] ThS Trần Quốc Hùng, “Dung sai kỹ thuật đo”, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, 2012 [3] Ninh Đức Tốn, “Sổ tay dung sai lắp ghép”, Nhà xuất Giáo Dục, 2005 Nguồn khác [1] https://www.en.zsm-group.com/cmm-fixtures [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Coordinate-measuring_machine [3] https://www.mitutoyo.com.sg/pdf/productinfo/cmm/MAP13421_Mitutoyo_Fixt ures_Web.pdf [4] https://grabcad.com/library [5] https://www.ijeat.org/wp-content/uploads/papers/v2i1/A0726092112.pdf [6] https://3d-smartsolutions.com/tin-tuc/thong-tin-san-pham/lich-su-cong-nghemay-do-cmm/ [7] https://phuthaitech.com/may-hexagon-cmm?fbclid=IwAR0EMLucnXy5KEA5G86oxRMtjPqhetm80rJE_-I33uR2LXxi7zQKS_ZklQ [8] http://bami.com.vn/tin-tuc/huong-dan-su-dung-thuoc-cap-dien-tu-mitutoyo21.html [9] https://tinhha.com.vn/may-do-toa-do-cmm-la-gi/ 95 S K L 0 S K L 0