Nghiên cứu ứng dụng thiết kế ngược trong thiết kế chế tạo các chi tiết ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT Ô TÔ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT KẾ NGƯỢC TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT Ô TÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG GIANG SVTH: TRẦN NGỌC HUẤN PHAN VĂN KHẢI PHAN THÀNH TÀI SKL009387 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐỘNG CƠ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT KẾ NGƯỢC TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT Ô TÔ GVHD: TS NGUYỄN VĂN LONG GIANG SVTH: MSSV TRẦN NGỌC HUẤN 18145356 PHAN VĂN KHẢI 18145371 PHAN THÀNH TÀI 18145442 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Ngọc Huấn (E-mail: 18145356@student.hcmute.edu.vn Phan Văn Khải (E-mail: 18145371@student.hcmute.edu.vn Phan Thành Tài (E-mail: 18145442@student.hcmute.edu.vn MSSV: 18145356 Điện thoại: 0336890727) MSSV:18145371 Điện thoại: 0376184749) MSSV:18145442 Điện thoại: 0786244801) Ngành : Công nghệ kỹ thuật tơ Khóa : 2018 Lớp : 181452 1.Tên đề tài : NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT KẾ NGƯỢC TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT Ô TƠ 2.Nhiệm vụ đề tài : • Dựa vào phương pháp thiết kế ngược thiết kế chế tạo lại chi tiết tơ • Trình bày quy trình tạo mẫu nhanh 3.Sản phẩm đề tài : • Sản phẩm in dạng 3D • Bảng vẽ sản phẩm thiết kế ngược phần mềm Geomagic Design X • Tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Geomagic Design X • Tài liệu hướng dẫn quy trình vận hành máy Scan • Trình bày cơng nghệ quy trình tạo mẫu nhanh 4.Ngày giao nhiệm vụ đề tài : 14/3/2022 5.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 16/7/2022 TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i ii iii iv LỜI CẢM ƠN Đồ án thực nghiên cứu khoảng thời gian dịch bệnh COVID-19 Việt Nam kiểm sốt sống “ bình thường mới” thiết lập Để hoàn thành đồ án này, em nhận nhiều hướng dẫn tận tình q báu thầy cơ, anh chị bạn Với lòng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh khoa Cơ Khí Động Lực, Bộ mơn Động tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án Em xin cảm ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Văn Long Giang hướng dẫn, hỗ trợ tận tình tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Đồng thời, TS Nguyễn Văn Long Giang người định hường truyền cảm hứng nhiều từ trước lúc chọn đề tài hoàn thành đồ án tốt nghiệp Bốn năm trưởng thành từ Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, thân luôn nhớ biết ơn cha, mẹ, anh chị em gia đình,…vì tạo điều kiện động lực giúp thân em tự tin vững bước đường chọn Cùng với đó, em ln biết ơn Thầy Cơ tạo môi trường tốt để em cố gắng học tập, tích lũy kiến thức trao dồi kinh nghiệm cho thân Mặc dù nỗ lực cố gắng việc tìm hiểu, nghiên cứu thực để tài kinh nghiệm, kiến thức trải nghiện thực tế thân hạn chế chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em mong nhận đóng góp ý kiến từ phía Thầy Từ rút kinh nghiệm hồn thiện thân v TĨM TẮT Ngành cơng nghiệp tơ ngày có nhu cầu tái sản xuất chi tiết phụ tùng thay thông qua kỹ thuật đảo ngược Đồ án ứng dụng kỹ thuật đảo ngược vào lĩnh vực ô tô Với mục đích nghiên cứu Kỹ thuật đảo ngược giúp lấy hình dạng phận sản phẩm khơng có sẵn đưa cải tiến phận khơng có sẵn thị trường q cũ số liệu thiết kế phận không tồn Vì lý đó, cơng nghệ tạo mẫu nhanh thiết kế ngược bước ngoặc cho lĩnh vực ô tơ nói riêng lĩnh vực kỹ thuật khí nói chung − Phần hình học thu với trợ giúp công nghệ quét − Sau đó, với việc sử hình ảnh ba chiều chi tiết bị hỏng thu − Sau thu hình ảnh, phần tối ưu hóa cách sử dụng phần mềm Geomagic Design X − Sau thu hình dạng hình học tối ưu hóa, mẫu phận thu cách sử dụng máy tạo mẫu nhanh Điều sử dụng để tái tạo gốc Đồ án thực kỹ thuật quét laser ánh sáng có cấu trúc để thiết kế ngược phận ô tô Quét dải Laser việc sử dụng máy ảnh để ghi lại cấu hình chi tiết mà tia laser qua Ánh sáng có cấu trúc chiếu dạng ánh sáng lên vật thể với việc sử dụng số máy ảnh để thu hình dạng vật thể Mục tiêu dự án xây dựng lên quy trình thiết kế ngược lấy lại thông số thiết kế chi tiết vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN v TÓM TẮT vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU x DANH MỤC CÁC HÌNH xi DANH MỤC CÁC BẢNG xvi MỞ ĐẦU xvii Lý chọn đề tài xvii Mục đích nghiên cứu đề tài xvii Đối tượng nghiên cứu xviii Phạm vi nghiên cứu xviii Phương pháp nghiên cứu xviii Kết cấu đề tài xix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Các nghiên cứu khoa học nước phương pháp thiết kế ngược 1.1.1 Reverse Engineering In Modeling of Aircraft Propeller Blade - First Step to Product Optimization 1.1.2 Reverse Engineering and Topology Optimization for Weight Reduction of a Bell-Crank 1.1.3 Reverse Engineering of Automotive Parts Applying Laser Scanning and Structured Light Techniques 1.1.4 Reverse Engineering in Mechanical Component 1.2 Các báo nghiên cứu khoa học nước phương pháp thiết kế ngược 1.2.1 Công nghệ thiết kế ngược công nghệ in 3D hỗ trợ phẫu thuật sọ mặt vii 1.9 Gối đỡ đầu trục cam xả - Outlet camshaft cover NO1 ❖ Bản qt 3D hồn thiện Hình 3.97: Bản qt 3D gối đỡ No1 trục cam xả ❖ Tối ưu thiết kế vẽ Hình 3.98: Bản quét 3D gối đỡ No1 trục cam xả 121 ❖ Kiểm nghiệm sai số đánh giá − So sánh bề mặt Mesh CAD CAD (Surface Comparison On CAD) Hình 3.99: Kiểm tra sai số bề mặt gói đỡ No1 trục cam xả 122 − Kiểm nghiệm sai số phần chi tiết ( Inspection Section in CAD) Hình 3.100: Kiểm tra sai số phần gối đỡ No1 trục cam xả Cylinder 1: bán kính song song trục X nắp ổ trục cam No1 Cylinder 3, 4: bán kính Bu-long sơ tâm song song với trục Y 123 1.10 Gối đỡ cuối trục cam xả - Outlet camshaft cover ❖ Bản quét 3D hồn thiện Hình 3.101: Bản qt 3D gối đỡ cuối cam xả ❖ Tối ưu thiết kế vẽ Hình 3.102: Bản CAD gối đỡ cuối cam xả 124 ❖ Kiểm nghiệm sai số đánh giá − So sánh bề mặt Mesh CAD CAD (Surface Comparison On CAD) Hình 3.103: Kiểm tra sai số bề mặt gói đỡ cuối cam xả 125 − Kiểm nghiệm sai số phần chi tiết ( Inspection Section in CAD) Hình 3.104: Kiểm tra sai số phần gói đỡ cuối cam xả 1.11 Gối đỡ cổ trục cam – Camshaft cover ❖ Bản quét 3D hoàn thiện Hình 3.105: Bản quét 3D gối đỡ cổ trục cam 126 ❖ Tối ưu thiết kế vẽ Hình 3.106: Bản CAD gối đỡ cổ trục cam theo quét 3D ❖ Kiểm nghiệm sai số đánh giá − So sánh bề mặt Mesh CAD CAD (Surface Comparison On CAD) Hình 3.107: Kiểm tra sai số gối đỡ cổ trục cam − Kiểm nghiệm sai số phần chi tiết ( Inspection Section in CAD) 127 Hình 3.108: Kiểm tra sai số phần gối đỡ cổ trục cam Cylinder 1, 2: bán kính song song tâm trục Y trục bao Bu-long Cylinder 3: bán kính song song tâm trục X trục bao cổ trục khuỷu 128 1.12 Gối đỡ cổ trục khuỷu – Crankshaft cover ❖ Bản qt 3D hồn thiện Hình 3.109: Bản qt 3D gối đỡ cổ trục khuỷu ❖ Tối ưu thiết kế vẽ Hình 3.110: Bản CAD gối đỡ cổ trục khuỷu ❖ Kiểm nghiệm sai số đánh giá − So sánh bề mặt Mesh CAD CAD (Surface Comparison On CAD) 129 Hình 111: kiểm tra sai số bề mặt gói đỡ cổ trục khuỷu 130 − Kiểm nghiệm sai số phần chi tiết ( Inspection Section in CAD) Hình 3.112: Kiểm tra sai số phần gối đỡ cổ trục khuỷu 1.13 Gối đỡ chốt trục khuỷu ❖ Bản qt 3D hồn thiện Hình 113: Bản quét 3D gối đỡ chốt trục khuỷu ❖ Tối ưu thiết kế vẽ 131 Hình 3.114: Bản CAD gối đỡ cổ chốt trục khuỷu ❖ Kiểm nghiệm sai số đánh giá − So sánh bề mặt Mesh CAD CAD (Surface Comparison On CAD) Hình 3.115: Kiểm tra sai số bề mặt gối đỡ cổ trục khuỷu 132 − Kiểm nghiệm sai số phần chi tiết ( Inspection Section in CAD) Hình 3.116: Kiểm tra sai số phần gối đỡ chốt trục khuỷu 133 PHỤ LỤC Focal length camera lenses Focal length projector lens mm mm 1200 1200 x 900 x 900 0.481 1170 24 800 800 x 600 x 600 0.325 1170 24 12 600 600 x 450 x 450 0.243 1170 24 17 12 300 300 x 230 x 230 0.124 1.5 1170 24 35 23 600 600 x 450 x 450 0.250 590 25 300 300 x 230 x 230 0.124 1.5 590 25 17 12 150 150 x 110 x 110 0.062 0.8 590 25 35 23 150 150 x 110 x 110 0.063 0.8 420 23 17 16 70 70 x 50 x 50 0.029 0.4 420 23 35 28 40 40 x 30 x 20 0.017 0.4 420 23 50 50 Camera angle Measuring distance Recommended reference mm points mm Measuring point dis-tance mm (LxWxH) in mm mm (MV) mm Measuring volume mm Name Camera position 300 SO ATOS CAMPACT SCAN 5M 500 Sensor 2.1 Bảng thông số len cảm biến thiết bị quét Atos Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật len cảm biến 134 2.2 Thông số kỹ thuật động 4A – FE Bảng 3.9: Thông số kỹ thộng động 4A-FE 135