Đồ án kiểm tra biến dạng của cán dao phay với các dạng cán dao khác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC GVHD: TS TRẦN MINH THẾ UYÊN SVTH: NGUYỄN HỮU TÂN LÊ MINH TÂM VƯƠNG MINH QUANG SKL011134 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC” Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN MINH THẾ UYÊN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU TÂN LÊ MINH TÂM VƯƠNG MINH QUANG MSSV: 19144191 19144190 19144181 Lớp: 19144CL3B Khóa: 2019 - 2023 TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 LỜI CAM KẾT Tên đề tài: KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Minh Thế Uyên Nhóm sinh viên thực hiện: MSSV: SDT: Nguyễn Hữu Tân 19144191 0778506223 Lê Minh Tâm 19144190 0354578896 Vương Minh Quang 19144181 0762909801 Lớp: 19144CL3B Email: 19144191@student.hcmute.edu.vn 19144190@student.hcmute.edu.vn 19144181@student.hcmute.edu.vn Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 25/07/2023 Lời cam kết: “Nhóm chúng tơi xin chân thành cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình chúng tơi nghiên cứu thực Chúng không chép từ viết công bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, nhóm chúng tơi xin chịu trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2023 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Hữu Tân Lê Minh Tâm Vương Minh Quang i LỜI CẢM ƠN Để báo cáo đạt kết tốt đẹp, em nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiều đơn vị Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép nhóm tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tất thầy tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ q trình học tập hồn thiện báo cáo Với biết ơn này, nhóm xin lời cảm ơn chân thành đến Thầy Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên tận tình hướng dẫn, giúp đỡ bảo ban lúc nhóm chúng tơi gặp khó khăn q trình nghiên cứu, không ngại bỏ thời gian để chỉnh sửa góp ý để tơi hồn thiện tốt đồ án Không thể không kể đến quý Thầy Cơ văn phịng khoa tạo điều kiện tốt để chúng tơi thực đồ án Sau cùng, nhóm chúng tơi xin chúc q Thầy Cô sức khỏe, hạnh phúc tươi trẻ tràn đầy lượng để tiếp giảng dạy truyền đạt kiến thức đến hệ sau nên người cơng dân có ích cho gia đình xã hội đất nước Nhóm sinh viên thực Lê Minh Tâm Nguyễn Hữu Tân Vương Minh Quang ii TÓM TẮT Trong nghiên cứu cần nhóm tập trung đo độ rung cán dao phay cán dao khác thiết bị đo rung Nhóm đưa thơng số chế tạo mơ hình đo rung cán dao phay Dựa vào kết đo thực nghiệm mơ hình nhóm chế tạo hồn thành nhóm đưa số liệu so sánh với cán dao với đưa hướng kết tốt Mục tiêu nhóm: Đo thu thập liệu thông số đo độ rung để đưa số liệu rung thấp để tối ưu chi phí gia cơng cán dao đảm bảo đủ số liệu thiết kế đáp ứng nhu cầu sản phẩm phay cán dao có độ rung thấp Đồ án tốt nghiệp nhóm là: “KIỂM TRA BIẾN DẠNG CỦA CÁN DAO PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC NHAU” sử dụng thiết bị cảm biến đo rung với cán dao để so sánh kết với trường hợp cán dao khác nhau, hướng dẫn thầy TS Trần Minh Thế Uyên Công việc đồ án: - Tìm hiểu loại cảm biến đo độ rung lựa chọn cảm biến phù hợp với mục đích đồ án tốt nghiệp - Đưa thông số cảm biến đo độ rung - Thực nghiệm dựa mơ hình có nhóm chế tạo - Đo phân tích kết - Kiểm nghiệm biểu đồ với bảng phân tích số liệu Những đạt sau thực đồ án này, nhóm tích lũy củng cố kiến thức dung sai bề mặt, lý thuyết vật liệu, biết cách áp dụng toán học vào mơ hình kỹ thuật, nâng cao kiến thức môn sở công nghệ chế tạo máy, biết thêm kiến thức học kỹ thuật, rèn luyện khả làm việc nhóm hiệu Những kiến thức góp phần làm tăng tự tin bước chân mơi trường làm việc giúp ích nhiều cho công việc sau thành viên nhóm Từ khóa: Đo độ rung cán dao phay, cảm biến đo rung biểu đồ rung iii ABSTRACT In this research, the team focuses on measuring the vibration of milling cutters and other cutting tools using vibration measurement devices The team provides specifications and constructs a vibration measurement model for milling cutters Based on the measurement results and experiments on the team's model, the team presents comparative data on different cutting tools and suggests the best possible outcome Objective of the team: To measure and collect data on vibration parameters in order to provide the lowest vibration values for optimizing machining costs and cutting tools while ensuring that the design requirements meet the product's needs when milling with the least amount of vibration in the cutting tool The team's graduation project is titled "EXAMINING THE DEFORMATION OF MILLING CUTTERS WITH DIFFERENT TYPES OF CUTTING TOOLS" using a vibration sensor device with various cutting tools to compare the results with different cutting tool scenarios, under the guidance of Dr Tran Minh The Uyen Tasks of the project: • Research different types of vibration sensors and select an appropriate sensor for the purpose of the graduation project • Provide specifications of the vibration sensor • Conduct experiments based on the team's existing model • Measure and analyze the results • Validate using charts and data analysis tables The outcomes of this project include the team's accumulation and consolidation of knowledge on surface tolerances, material theory, application of mathematics to engineering models, enhancement of knowledge in basic mechanical engineering and machine manufacturing technology, additional knowledge in mechanical engineering, and improvement of effective iv teamwork skills These acquired knowledge and skills will increase the team members' confidence when entering the workplace and greatly contribute to their future work in their respective fields Keywords: Vibration measurement of milling cutter, vibration v MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC vi DANH SÁCH HÌNH ẢNH viii DANH SÁCH BẢNG BIỂU xiii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 1.2.1 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 1.6 Kết cấu đồ án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Tổng quan đề tài 2.2 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.2.1 Các nghiên cứu nước 2.2.2 Các nghiên cứu nước CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 3.1 Lý thuyết rung động trình cắt gọt 10 vi 3.1.1 Tổng quan rung động trình cắt gọt 10 3.1.2 Các dạng rung động nguyên nhân rung động 10 3.2 Các đại lượng sử dụng phân tích rung động 12 3.3 Biểu đồ dạng sóng (waweform) 14 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ĐỘ BIẾN DẠNG CÁN DAO PHAY 18 4.1 Mơ hình thực nghiệm 18 4.2 Cảm biến đo độ rung 19 4.2.1 Giới thiệu chung công ty sản xuất cảm biến đo rung 19 4.2.2 So sáng dạng cảm biến đo rung 23 4.3 Các bước thực đo rung 30 4.3.1 Các bước thực đo rung 30 4.3.2 Các số liệu 36 4.4 Các phương án đo rung 41 4.4.1 Trường hợp 41 4.4.2 Trường hợp 43 CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM VÀ KIỂM TRA BIẾN DẠNG CÁN DAO PHAY VỚI CÁC DẠNG CÁN DAO KHÁC 47 5.1 Kết đo 47 5.2 Các trường hợp đo phân tích số liệu đo 47 5.2.1 Trường hợp 47 5.2.2 Trường hợp 62 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 6.1 Kết đạt 70 6.2 Hạn chế đề tài 71 6.3 Đề xuất kiến nghị 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 vii DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 3.1: Biểu đồ sóng hình sin 13 Hình 3.2: Biểu đồ dạng sóng (waveform) 14 Hình 3.3: Các đại lượng bổ trợ cho biểu đồ dạng sóng 14 Hình 3.4: Biểu đồ thể giá trị Peak, Peak-to-peak RMS 15 Hình 3.5: Giá trị cực đại biểu đồ sóng 15 Hình 3.6: Giá trị cực tiểu biểu đồ sóng 16 Hình 4.1: Hình ảnh mơ hình thực tế 18 Hình 4.2: Bản vẽ lắp mơ hình 19 Hình 4.3: Logo công ty Dynamox 19 Hình 4.4: Hình ảnh văn phịng công ty Dynamox 20 Hình 4.5: Sản phẩm cơng ty Dynamox 21 Hình 4.6: Hình ảnh trụ sở công ty 22 Hình 4.7: Cảm biến đo rung TcAg 24 Hình 4.8: Cảm biến đo rung TcAs 24 Hình 4.9: Cảm biến đo rung HF 24 Hình 4.10.11.12: Hình ảnh thông số TcAg 25 Hình 4.13: Hình ảnh dạng quang phổ dạng sóng 26 Hình 4.14: Hình ảnh cảm biến đo rung TcAs 28 Hình 4.15: Ảnh thực tế cảm biến rung 30 Hình 4.16: Hình ảnh mơ hình lắp đặt cán dao 31 Hình 4.17: Cảm biến đo rung cố định mơ hình 32 Hình 4.18: Cài đặt thời gian để thu liệu 33 Hình 4.19: Phần mềm GX Developer kết nối với PLC 33 Hình 4.20: PLC kết nối với motor 34 Hình 4.21: Chờ thời gian xử lí liệu 34 viii Hình 5.28: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có lỗ theo trục X Hình 5.29: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có giảm chấn số 24 theo trục X Hình 5.30: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao thường theo trục Y 67 Hình 5.31: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có lỗ theo trục Y Hình 5.32: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có giảm chấn số 24 theo trục Y Hình 5.33: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao thường theo trục Z 68 Hình 5.34: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có lỗ theo trục Z Hình 5.35: Biểu đồ rung động gia tốc sau que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có giảm chấn số 24 theo trục Z Trong trường hợp đo cán dao giảm chấn biểu rõ ràng ta so sánh trực tiếp với nhau: - Việc chế tạo cấu giảm chấn giúp cán dao đỡ rung so với cán dao bình thường - Như biểu đồ so sánh rung động cho ta thấy cán dao giảm so với cán dao thường - Trường hợp đo cán dao có giảm chấn trường hợp 19 24 cho thấy giảm rung trục Và đặc biệt lõi 24 giảm rung so với cán dao lại 69 - Các hình ảnh tắt rung động cho thấy điều hình đưa biểu đồ tắt rung động có giảm chấn lõi 24 giảm so với cán dao bình thường cán dao khơng lõi CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.2.2 Kết đạt Sau trải qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Kiểm tra biến dạng cán dao phay với dạng cán dao khác” Nhóm hồn thành yêu cầu đề tổng hợp báo cáo theo format với đầy đủ hình thức nội dung Nhìn chung, nội dung ĐATN hồn thành vấn đề sau: • Hiểu tầm quan trọng việc rung động cán dao phay rung động cán dao phay gia cơng cắt gọt • Ứng dụng kiến thức tốn học, khoa học kỹ thuật, khoa học xã hội thể việc đo đạc kiểm tra thực nghiệm q trình mơ hình • Thực nghiệm đánh giá thể việc phân tích biểu đồ so sánh số liệu với qua trường hợp đo • Vấn đề thiết kế đưa ý tưởng chung nhóm chế tạo mơ hình đo biến dạng cán dao phay • Khả sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành thể việc vẽ chi tiết, bảng thông số kỹ thuật số liệu phần mềm cảm biến đo độ rung Với sau trình thực đề tài này, kết đạt được ứng dụng việc đo rung động cán dao nhà máy xưởng gia cơng khí Cuối cùng, q trình thực đề tài đạt sản phẩm cụ thể sau: • Kiểm tra độ rung động cán dao phay khác • Kết đo thực nghiệm cho thấy tác động dẫn tới thay đổi rung động • So sánh kết thực nghiệm cán dao giảm chấn 70 6.2 Hạn chế đề tài Do thiếu kinh nghiệm hạn chế kiến thức mơ hình chế tạo kinh phí gia cơng mơ hình nhóm chế tạo thời gian thực đồ án tốt nghiệp, nên nhóm cịn số hạn chế cần khắc phục: • Sai số việc lắp đặt mơ hình việc tháo cán dao chuẩn kích thước • Chưa đo nhiều cán dao phay khác • Chưa có chuẩn cho việc gá đặt cảm biến đo rung 6.3 Đề xuất kiến nghị Từ hạn chế đề tài, lượng thời gian kiến thức cịn hạn chế Trong q trình thực nhóm đúc kết vài đề xuất để hồn thiện đồ án tốt • Cải thiện hồn thiện thêm mơ hình chế tạo • Cảm biến đo rung cải thiện thêm chất lượng 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] KS Nguyễn Thanh Sơn – Chẩn đoán rung động máy – Năm 2012 [2] Nguyễn Văn Khang, Cơ sở học kỹ thuật (tập I, II), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2003 [3] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật khí (tập 1, tập 2), Nhà xuất giáo dục, 2007 [4] Trịnh Chất Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí”, NXB Giáo dục, Tp.HCM [5] Nguyễn Hoàng Thiện, Nghiên cứu ảnh hưởng cấu giảm chấn cán dao tiện đến độ bóng bề mặt q trình tiện, luận văn thạc sĩ, ĐHSPKT TP Hồ Chí Minh, năm 2017 Tiếng anh [6] Dynamox, Infromation: “ https://dynamox.net/en/blog/the-peak-peak-topeak-and-rms-values-in-vibration-analysis” Nguồn khác [7] Lidico.com Các loại cảm biến đo rung Link truy cập: https://lidinco.com/product?q=C%E1%BA%A3m+bi%E1%BA%BFn+%C4% 91o+rung [8] Akia.vn “Cảm biến rung” Link truy cập: https://akia.vn/tu-van/cam-bienrung.html#:~:text=C%E1%BA%A3m%20bi%E1%BA%BFn%20rung%20(Vi bration%20Sensor,ph%C3%A1p%20b%E1%BA%A3o%20v%E1%BB%87% 20an%20ninh” [9] Lindico.com “Cảm biến rung” Link truy cập: https://lidinco.com/cam-bienrung” 72 PHỤ LỤC I Thông tin cảm biến đo rung DynaPredict TcAs Link truy cập: https://content.dynamox.net/wpcontent/uploads/2023/04/en-dynalogger-tcas.pdf 73 74 PHỤ LỤC II Các số liệu giá trị gia tốc thu từ phần mềm cảm biến đo rung động Rung động gia tốc trường hợp tốc độ bàn quay 68.75 vòng/phút Rung động gia tốc trường hợp tốc độ bàn quay 62.5 vòng/phút 75 Rung động gia tốc trường hợp tốc độ bàn quay 56.25 vòng/phút Rung động gia tốc trường hợp tốc độ bàn quay 50 vòng/phút 76 Rung động gia tốc trường hợp chiều dài dao 92 mm Rung động gia tốc trường hợp chiều dài dao 94 mm 77 Rung động gia tốc trường hợp chiều dài dao 96 mm Rung động gia tốc trường hợp chiều dài dao 98 mm 78 Rung động gia tốc trường hợp chiều dài que đánh 46.3 mm Rung động gia tốc trường hợp chiều dài que đánh 46 mm 79 Rung động gia tốc trường hợp chiều dài que đánh 45.8 mm 80 S K L 0