THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG VÀ GIA CÔNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC

Hiện nay, dây chuyền cấp phôi tự động kết hợp với gia công tích hợp nhiều nguyên công để chế tạo chi tiết máy được sử dụng ngày càng nhiều, đặc biệt là ở các nước có nền công nghiệp phát triển tiên tiến và hiện đại. Với các máy tiện cổ điển ,chuyển động quay của chi tiết là chuyển động chính và được thực hiện bằng lực đạp chân của công nhân .Khi thực hiện cơ khí hóa ,người ta tiến hành thay lực đạp chân bằng động cơ điện .Các chuyển động còn lại của dao vẫn do công nhân thực hiện bằng tay . Như vậy, cơ khí hóa chính là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi thực hiện các quá trình công nghệ chính hoặc các chuyển động chính bằng máy. Sử dụng cơ khí hóa cho phép nâng cao năng suất lao động, nhưng không thay thế được con người trong các chức năng điều khiển, theo dõi diễn tiến của quá trình cũng như thực hiện một loạt các chuyển động phụ trợ khác. Với các thiết bị vạn năng và bán tự động,các chuyển động phụ (tác động điều khiển) do người thợ thực hiện, còn trên các thiết bị tự động hoá và máy tự động, toàn bộ quá trình làm việc(kể cả các tác động điều khiển) đều được thực hiện tự động nhờ các cơ cấu và hệ thống điều khiển tự động,không cần đến sự tham gia trực tiếp của con người. Như vậy, hệ thống dây truyền cấp phôi tự động và gia công tự động là tổng hợp các biện pháp được sử dụng khi thiết kế quá trình sản xuất và công nghệ mới, tiến hành các hệ thống có năng suất cao, tự động thực hiện các quá trình chính và phụ bằng các cơ cấu và thiết bị tự động, mà không cần đến sự tham gia của con người. Việc tự động hóa các quá trình sản xuất luôn gắn liền với việc ứng dụng các cơ cấu tự động vào các quá trình công nghệ cụ thể. Chỉ có trên cơ sở của quá trình công nghệ cụ thể mới có thể thiết lập và ứng các cơ cấu hệ thống điều khiển tự động. Trong giai đoạn đầu tiên của nền sản xuất tự động hóa ,do nhu cầu và điều kiện sản xuất, khả năng của thiết bị, thường được thực hiện theo phương pháp tự động hóa từng phần. Tự động hóa từng phần các quá trình sản xuất là tự động hóa chỉ một số nguyên công đặc biệt của quá trình, các nguyên công còn lại vẫn thực hiện trên các máy vạn năng và bán tự động thông thường. Đặc điểm chung của các thiết bị tự động hóa trong giai đoạn này là chúng có hệ thống điều khiển cứng (cam, mẫu, trục phân phối, v… v) với dung lượng thông tin chương trình bé và các hệ thống điều khiển mềm (như plc,các loại máy điều khiển tự động như NC, CNC, hay các MRP (Manufacturing Resourees Planning) Như vậy hệ thống cấp phôi tự động và gia công tự động là một hệ thống hiện đại, nó làm tăng độ chính xác cao cho chi tiết gia công và hoàn thiện sản phẩm một cách nhanh nhất, và đảm bảo an toàn cho người vận hành. Báo cáo của chúng em được đưa ra mô hình thiết kế hệ thốngcấp phôi và gia công tự động điều khiển bằng PLC S7 – 200.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ ********** Phê chuẩn Số: Ngày tháng năm 2011 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG VÀ GIA CÔNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC SVTH: Phạm Đình Công Phạm Thành Duy Đỗ Ngọc Dũng Đoàn Bá Dũng Lớp LTCĐ ĐH CK4-K3, Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Công Nghiệp HN GVHD: Nguyễn Tiến Sỹ Khoa Cơ Khí, Trường Đại học Công Nghiệp HN LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp I Nội dung thuyết minh: Tổng quan hệ thống cấp phôi tự động gia công tự động Thiết kế hệ thống - Yêu cầu thiết kế (sản phẩm gia công, yêu cầu sau gia công, suất ,cấp xác) - Tính toán, thiết kế hệ thống cấp phôi tự động - Tính toán, thiết kế hệ thống gia công tự động Lập trình, vận hành, đánh giá kết Kết luận II Số lượng, nội dung vẽ (ghi rõ loại, kích thước cách thực hiện vẽ) sản phẩm cụ thể (nếu có): - Bản vẽ thiết kế hệ thống cấp phôi gia công tự động(Bản vẽ 3D inA0) - Bản vẽ sơ đồ thuật toán điều khiển( Bản vẽ 2D in A0) - Bản vẽ số chi tiết thiết kế III Cán hướng dẫn (ghi rõ họ tên, cấp bậc, chức vụ, đơn vị, hướng dẫn toàn hay phần): - Thạc sỹ : Nguyễn Tiến Sỹ Giáo viên môn : Khoa Cơ Khí Hướng dẫn nội dung: Thiết kế hệ thống cấp phôi gia công tự động Ngày giao: 15/04/2011 Ngày hoàn thành: /5/2011 Hà Nội, ngày ….tháng năm 2011 Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Tiến Sỹ Sinh viên thực hiện: Phạm Đình Công Phạm Thành Duy Đỗ Ngọc Dũng, Đoàn Bá Dũng LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đã hoàn thành nộp đồ án ngày tháng năm 2011 BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI : Thiết kế hệ thống cấp phôi và gia công tự động điều khiển bằng PLC II NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, dây chuyền cấp phôi tự động kết hợp với gia công tích hợp nhiều nguyên công để chế tạo chi tiết máy sử dụng ngày nhiều, đặc biệt nước có công nghiệp phát triển tiên tiến hiện đại Với máy tiện cổ điển ,chuyển động quay chi tiết chuyển động thực hiện lực đạp chân công nhân Khi thực hiện khí hóa ,người ta tiến hành thay lực đạp chân động điện Các chuyển động lại dao công nhân thực hiện tay Như vậy, khí hóa trình thay tác động bắp người thực hiện trình công nghệ chuyển động máy Sử dụng khí hóa cho phép nâng cao suất lao động, không thay người chức điều khiển, theo dõi diễn tiến trình thực hiện loạt chuyển động phụ trợ khác Với thiết bị vạn bán tự động,các chuyển động phụ (tác động điều khiển) người thợ thực hiện, thiết bị tự động hoá máy tự động, toàn trình làm việc(kể tác động điều khiển) thực hiện tự động nhờ cấu hệ thống điều khiển tự động,không cần đến tham gia trực tiếp người Như vậy, hệ thống dây truyền cấp phôi tự động gia công tự động tổng hợp biện pháp sử dụng thiết kế trình sản xuất công nghệ mới, tiến hành hệ thống có suất cao, tự động thực hiện trình phụ cấu thiết bị tự động, mà không cần đến tham gia người Việc tự động hóa trình sản xuất gắn liền với việc ứng dụng cấu tự động vào trình công nghệ cụ thể Chỉ có sở trình công nghệ cụ thể thiết lập ứng cấu hệ thống điều khiển tự động Trong giai đoạn sản xuất tự động hóa ,do nhu cầu điều kiện sản xuất, khả thiết bị, thường thực hiện theo phương pháp tự động LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP hóa phần Tự động hóa phần trình sản xuất tự động hóa số nguyên công đặc biệt trình, nguyên công lại thực hiện máy vạn bán tự động thông thường Đặc điểm chung thiết bị tự động hóa giai đoạn chúng có hệ thống điều khiển cứng (cam, mẫu, trục phân phối, v… v) với dung lượng thông tin chương trình bé hệ thống điều khiển mềm (như plc,các loại máy điều khiển tự động NC, CNC, hay MRP (Manufacturing Resourees Planning) Như hệ thống cấp phôi tự động gia công tự động hệ thống hiện đại, làm tăng độ xác cao cho chi tiết gia công hoàn thiện sản phẩm cách nhanh nhất, đảm bảo an toàn cho người vận hành Báo cáo chúng em đưa mô hình thiết kế hệ thốngcấp phôi gia công tự động điều khiển PLC S7 – 200 Trong trình hoàn thành thiết kế, chúng em nhiều hạn chế mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Tiến Sỹ tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt đề tài Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Cơ Khí giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em hoàn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Nhóm sinh viên thực hiện : Phạm Đình Công Phạm Thành Duy Đỗ NgọcDũng, Đoàn Bá Dũng LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lịch sử hình thành phát triển : Tự động hoá lĩnh vực đặc trưng khoa học kỹ thuật hiện đại từ xa xưa người mơ ước loại máy có khả thay cho trình sản xuất công việc thường nhật khác Những thông tin cấu tự động làm việc không cần có trợ giúp người tồn từ trước công nguyên Các máy tự động học sử dụng Ai Cập cổ Hy Lạp , thời trung cổ người ta biết đến máy tự động khí thực hiện choc người gác cổng Albetr Một đặc điểm chung náy tự động kể chúng ảnh hưởng tới trình sản xuất xã hội thời Chiếc máy tự động sử dụng công nghiệp thợ khí người Nga ông Pônzunôp chế tạo năm 1765 Đầu kỷ 19, nhiều công trình có mục đích hoàn thiện cấu điều chỉnh tự động máy nước thực hiện Cuối kỷ 19 cấu điều chỉnh tự động cho tuabin hơI nước bắt đầu xuất hiện Năm 1712 ông Nartôp thợ khí người Nga chế tạo máy tiện chép hình để tiện chi tiết định hình Việc chép hình theo mẫu thực hiện tự động.Chuyển động dọc bàn dao bánh thực hiện Cho đến năm 1798 ông Henry Nanđsley người Anh thay chuyển động chuyển động vít me - đai ốc Năm 1873 Spender chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi trục phân phối mang cam đĩa cam thùng Năm 1880 nhiều hãng giới Pittler Ludnig lowe Đức , RSK (Anh) chế tạo máy tiện rơvônve ding phôi thép Năm 1887 ĐG Xtôleoôp chế tạo dược phần tử cảm quang ,một phần tử hiện đại nhất kỹ thuật tự động hoá Cũng giai đoạn này,các sở lý thuyết điều khiển điều chỉnh hệ thống bắt đầu nghiên cứu phát triển Một công trình lĩnh vực thuộc nhà toán học tiếng PM.Chebưsep.Có thể nói ông tổ phương pháp tính toán kỹ thuật lý thuyết điều chỉnh tự động I.A.Vưsnhegratxki, giáo LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP sư toán học tiếng trường đại học công nghệ thực nghiệm Xanh Pêtecbua Năm 1876 1877 ông cho đăng công trình Lý thuyết sở cấu điều chỉnh Các cấu điều chỉnh tác động trực tiếp Trong năm gần nước có công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi sản xuất loại nhỏ Điều phản ánh xu chung kinh tế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ hàng khối thay đổi.Nhờ thành tựu to lớn công nghệ thông tin lĩnh vực khoa học khác ngành công nghiệp gia công giới năm cuối kỷ XX có thay đổi sâu sắc Sự xuất hiện loạt công nghệ mũi nhọn kỹ thuật linh hoạt (Agile engineering) hệ thống điều hành sản xuất qua hình, kỹ thuật tạo mẫu nhanh (rapid Prototying) công nghệ Nanô cho phép thực hiện tự động hoá toàn phần không sản xuất hàng khối mà sản xuất loạt nhỏ đơn Chính thay đổi nhanh sản xuất liên kết chặt chẽ công nghệ thông tin với công nghệ chế tạo máy, làm xuất hiện loạt thiết bị hệ thống tự động hoá hoàn toàn máy điều khiển số ,các trung tâm gia công , hệ thống điều khiển theo chương trình lôgic PLC, hệ thống sản xuất tích hợp CIM cho phép chuyển đổi nhanh sản phẩm gia công với thời gian chuẩn bị sản xuất nhất, rút ngắn chu kỳ sản xuất sản phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh sản xuất hiện đại Những thành công ban đầu trình liên kiết số công nghệ hiện đại khoảng 10,15 năm vừa qua khẳng định xu phát triển sản xuất trí tuệ kỉ XXI sở thiết bị thông minh Để tiếp cận ứng dụng dạng sản xuất tiên tiến này,ngay từ hôm nay,chúng ta dã phải bắt đầu nghiên cứu ,học hỏi chuẩn bị sở vật chất củng đội ngũ cán kĩ thuật cho Việc bổ sung,cải tiến nội dung chương trình đào tạo trường đại học trung tâm nghiên cứu theo hướng phát triển sản xuất trí tuệ cần thiết LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tự động hoá trình sản xuất giai đoạn phát triển sản xuất khí hoá Nó thực hiện phần công việc mà khí hoá đảm đương điều khiển trình Với thiết bị vạn bán tự động chuyển động phụ người thợ thực hiện ,còn thiết bị tự động hoá máy tự động ,toàn trình làm việc kể tác động điều khiển thực hiện tự động nhờ cấu hệ thống điều khiển tự động ,không cần đến tham gia trực tiếp người Ví dụ máy tiện điều khiển số chuyển động phụ máy thực hiện tự động theo chương trình định sẵn Con người lúc nhiệm vụ chuẩn bị cấu theo dõi trình làm việc chúng Vì để thực hiện tự động hoá trình sản xuất cần có cấu thiết bị tự động phù hợp Nói tự động hoá trình sản xuất trình ứng dụng thành phần ,cơ cấu sơ đồ tự động riêng biệt vào quy trình ứng dụng thành phần ,cơ cấu sơ đồ tự động riêng biệt vào quy trình công nghệ có sẵn , máy có thiết kế.Tự động hoá trình sản xuất gắn liền với trình hoàn thiện đổi công nghệ Nó toán thiết kế công nghệ tổng hợp ,có nhiệm vụ tạo kỹ thuật hoàn toàn dựa sở trình công nghệ gia công kiểm tra lắp ráp tiên tiến (kể phương pháp thiết bị gia công ) Tự động hoá trình sản xuất tổng hợp biện pháp sủ dụng thiết kế sản xuất công nghệ tiên tiến Trên sở trình sản xuất công nghệ ,tiến hành thiết lập hệ thống thiết bị có suất cao không cần đến tham gia người 1.2 Vai trò ý nghĩa máy gia công tự động : Tự động hoá trình sản xuất cho phép giảm giá thành nâng cao suất lao động Trong thời đại trình sản xuất điều khiển theo quy luật kinh tế ,có thể nói giá thành yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hoá LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tự động hoá trình sản xuất cho phép cải thiện điều kiện sản xuất Các trình sản xuất sử dụng nhiều lao động rất dễ mất ổn định chất lượng gia công nâng cao suất lao động , gây khó khăn cho việc điều hành quản lý sản suất Các trình sản xuất tự động hoá cho phép loại bỏ nhược điểm ,đồng thời tự động hoá thay đổi hẳn tính chất lao động ,cải thiện điều kiện làm việc công nhân , nhất khâu độc hại ,nặng nhọc ,có tính lặp lặp lại nhàm chán, khắc phục dần khác lao động trí óc chân tay Tự động hoá trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ cao sản xuất hiện đại Với loại sản phẩm có số lượng rất lớn sử dụng trình sản xuất thủ công để đáp ứng sản lượng yêu cầu với giá thành nhỏ nhất Tự động hoá trình sản xuất cho phép thực hiện chuyên môn hoá hoán đổi sản xuất Chỉ có số sản phẩm phức tạp chế tạo hoàn toàn nhà sản xuất.Thông thường hãng sử dụng nhiều nhà thầu đề cung cấp phận riêng lẻ cho sau tiến hành liên kết lắp ráp thành sản phẩm tổng thể khả tiêu chuẩn hoá rất cao Điều cho phép áp dụng nguyên tắc hoán đổi điều kiện dẫn tới hình thành sản xuất hàng khối chế tạo sản phẩm phức tạp Có thể nói tự động hoá giữ vai trò quan trọng việc thực hiện tiêu chuẩn hoá có sản xuất tự động hoá cho phép chế tạo sản phẩm có kích cỡ đặc tính thay đổi với số lượng lớn cách hiệu Các vấn đề chung thiết kế hệ thống : Các giai đoạn trình thiết kế máy: Toàn trình thiết kế máy cú thể phân chia thành giai đoạn sau (H1) LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP H1: Các giai đoạn thiết kế máy - Đầu tiên cần xác định rõ công dụng hệ thống thiết kế tham số có liên quan đến tiêu kinh tế-kỹ thuật cách dựa vào số liệu ban đầu yêu cầu chi tiết gia công máy hay suất yêu cầu : + Kích thước, hình dáng, tập hợp bề mặt gia công, vật liệu chất lượng bề mặt gia công + Tính đa dạng chi tiết gia công máy Các yêu cầu chi tiết gia công sở lựa chọn phương pháp gia công dụng cụ cắt cần thiết Ngoài ra, số liệu đầy đủ chúng giúp ta xác định đặc tính kỹ thuật máy thiết kế, gồm phạm vi tốc độ công tác, tốc độ chuyển động phụ cấu chấp hành máy, công suất truyền dẫn phương pháp điều chỉnh mức độ cung cấp cho máy móc trang bị phụ cần thiết - Xác định đặc tính kỹ thuật máy thiết kế: Nhiệm vụ kỹ thuật giai đoạn lập luận có sở tính chất hợp lý việc chế tạo máy đồng thời cho số liệu ban đầu để thiết kế máy Máy phải có ưu điểm bật so với máy hiện có, LỚP LTCĐ-ĐH CK4-K3 10 TRƯỜNG ĐHCNHN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Bảng 9-38 Sổ tay công nghệ chế tạo máy III ) Lượng chạy dao phút : S p = S v × nm =300 × 3,84=1152(mm/ph) Tốc độ cắt thực tế : Vtt = π × D × n m 3.14 × 160 × 300 = =152(m/ph) 1000 1000 Công suất cắt : N O =4,6 (kW) (Bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) N O < N M × η =7 × 0,8 =5,6(kW) b)Chế độ cắt bước : (phay tinh với RZ =2,5 ) Chiều sâu cắt t=0,5 (mm) Lượng chạy dao S Z =0.24 (mm/răng) (Bảng 5-125 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Lượng chạy dao vòng : S o =0.24 × 16 =3.84 (mm/răng ) Tốc độ cắt : Vb =158 m/ph (Bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng BK6 : WS =1 ( Bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Tốc đọ căt tính toán : Vt = Vb × ¦ WS =158 × 1=158 (m/ph) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 158 =314,49 (vg /ph) 3.14 × 160 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =300 (vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3.14 × 160 × 300 = =152(m/ph) 1000 1000 Công suất cắt : N O =4,6 (kW) (Bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) N O < N M × η =7 × 0.8 =5,6(kW) TRƯỜNG ĐHCNHN 113 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lượng chạy dao phút : S p = S v × nm =300 × 3,84=1152(mm/ph) 2)Nguyên công : Phay mặt B Chi tiết định vị bậc tự Phiến tỳ hạn chế bậc tự , chốt hạn chế bậc tự Kẹp chặt : Chi tiết kẹp chặt nhờ cấu bu lông đai ốc Chọn máy : Chọn máy phay ngang 6H82 ( Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Công suất máy N m =7kW HÌNH7.2 PHAY MẶT TRÊN a)Chế độ cắt bước (phay thô) Chiều sâu cắt t=1,5 (mm) Lượng chạy dao : S Z =0.2(mm/răng) (Bảng 5-125 Sổ tay công nghệ chế tạomáy 2) Lượng chạy dao phút: S p = S v × nm =2 × 600=1200(mm/ph) Lượng chạy dao vòng : S o =0.2 × 10 =2 (mm/răng ) Tốc độ cắt : Vb =180 m/ph (Bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng TRƯỜNG ĐHCNHN 114 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP WS =1 ( Bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Tộc độ cắt tính toán : Vt = Vb × ¦ WS =180 × 1=18 0(m/ph) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 180 =573,24 (vg /ph) 3.14 × 100 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =600 (vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3.14 × 100 × 600 = =190,048(m/ph) 1000 1000 Công suất cắt : N O =5.5 (kW) (Bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) N O < N M × η =7 × 0,8 =5,6(kW) b)Chế độ cắt bước Chiều sâu cắt t=1(mm) Lượng chạy dao : S Z =0.24(mm/răng Lượng chạy dao vòng : S o =0.24 × 10 =2.4 (mm/vong ) Tốc độ cắt : Vb =158 m/ph (Bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng WS =1 ( Bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Tộc độ cắt tính toán : Vt = Vb × ¦ WS =158 × 1=158 (m/ph) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 158 =503,184 (vg /ph) 3.14 × 100 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =480(vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3.14 × 100 × 480 = =150,833(m/ph) 1000 1000 Công suất cắt : N O =4,6 (kW) TRƯỜNG ĐHCNHN 115 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Bảng 5-130 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) N O < N M × η =7 × 0,8 =5,6(kW) Lượng chạy dao phút: S p = S v × nm =2,4 × 480=1152(mm/ph) 3)Nguyên công :Khoan ,Khoét ,Doa Định vị :Chi tiết định vị mặt có vấu hạn chế bậc tự , Mặt bên hạn chế bậc tự , Mặt phảng bên trái hạn chế bậc lại Kẹp chặt : Cơ cấu kẹp chặt nhờ cấu bu lông đai ốc Chọn máy : Máy khoan K125 Công suất máy N m =2,8kW Chọn dao :Mũi khoan ruột gà thép gió loại ngắn ,mũi khoét ,mũi doa HÌNH 7.3 KHOAN LỖ 24 a)Chế độ cắt bước :Khoan lỗ F13 Chiều sâu cắt t= D 13 = = 6,5 (mm) 2 Lượng chạy dao vòng : S o =0,35 (mm/vong ) (Bảng 5-89 Sổ tay công nghệ chế tạomáy 2) TRƯỜNG ĐHCNHN 116 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tốc độ cắt : Vb =33,5 m/ph (Bảng 5-90 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt 1000 × 33,5 = 3,14 × 13 = 820,67 (vg /ph) π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =760(vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3.14 × 13 × 760 = =31,02(m/ph) 1000 1000 Bảng 5-92 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ⇒ N y / c =2,3 kW < N m =2,8 b) Chế độ cắt bước : Khoét lỗ φ15,4 Chiều sâu cắt t=(15,4-13)/2 =1,2 (mm) Lượng chạy dao vòng : S o =0,7 (mm/vong ) (Bảng 5-104 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) Tốc độ cắt : Vb =25 m/ph (Bảng 5-106 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 25 =516,99 (vg /ph) 3.14 × 15.4 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =540 (vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3,14 × 15,4 × 540 = =26,11 (m/ph) 1000 1000 Bảng 5-92 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ⇒ N y / c =2,1 kW < N m =2,8kW c)Chế độ cắt bước :Doa lỗ φ16 Chiều sâu cắt t=(16-15,4 )/2 =0,3 (mm) Lượng chạy dao vòng : S o =2 (mm/vong ) (Bảng 5-112 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) Tốc độ cắt : Vb =6,8m/ph (Bảng 5-114 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Số vòng quay trục theo tính toán : TRƯỜNG ĐHCNHN 117 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nt = 1000 × Vt = 1000 × 6,8 =135,35 (vg /ph) 3.14 × 16 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =136(vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3.14 × 16 × 136 = =6,83 (m/ph) 1000 1000 Bảng 5-92 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ⇒ N y / c =2,1 kW < N m =2,8kW Nguyên công :phay mặt bên C,D Định vị : Chi tiết định vị mặt đáy bậc tự ,chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự ,chốt trám hạn chế bậc tự Kẹp chặt :Chi tiết kẹp chặt nhờ cấu đòn kẹp liên động Chọn máy : Máy phay nằm ngang 6H83 Công suất N m =10 (kW) Số tốc độ máy là: nm =30; 37,8 ; 47,628 ; 60,01 ; 75,61 ; 95,27 ; 120,045 ; 151,256 ; 190,58 ; 240,135 ; 300 ; 381,23 ;480 ; 600 ;762,62 ; 960,9 ; 1210,7 ;1500 Chọn dao : Dao phay đĩa phía gắn mảnh hợp kim cứng Đường kính dao D = 315 ,B=32 ,d=60 , Z =20 TRƯỜNG ĐHCNHN 118 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 7.4 phay mặt bên a)Chế độ cắt : Chiều sâu cắt : t=1.5 (mm) Lượng chạy dao: S Z =0.2(mm/răng) (Bảng5-33Sổ tay công nghệ chế tạomáy 2) Lượng chạy dao vòng : S o =0.2 × 20=4 (mm/vong ) Tốc độ cắt : Vb =321 m/ph (Bảng 5-178 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 321 =324,53 (vg /ph) 3.14 × 315 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =300(vg /ph) CV × D q × kV Tộc độ cắt : V= m x y u T × t × SZ × B × Z p Trong : CV =85, q=0.2, x=0.5, y=0.4, u=0.1, p=0.1, m=0.15 (Bảng 5-39 Sổ tay công nghệ chế tạo máy T=240 (phút) chu kì bền dao (Bảng 5-40) Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt K V = K MV × K NV × K UV K MV =1 hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công K NV =0,8 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K UV =1 hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt K V =1 × 0,8 × 1=0,8 Vây tốc độ cắt : CV × D q × kV V= m x y u T × t × SZ × B × Z p 85 × 315 0.2 × 0.8 = 240 0.15 × 1.5 0.5 × 0.2 0.4 × 32 0.1 × 20 0.1 =59,8(m/ph) TRƯỜNG ĐHCNHN 119 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP *)Lực cắt : PZ = 10 × C p × t x × S Zy × B u × Z D q × n ¦W × K MV K MV =1, Z=20 răng, n=300 (vg/ph), C p =261, x=0.9, y=0.8, u=1.1, q=1.1, W=0.1 (Bảng 5-41 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) K Mp = =1.82 :hệ số điều chỉnh cho chất lượng vâtk liệu gia công 0.55 Vậy PZ = 10 × 261 × 1.5 0.9 × 0.2 0.8 × 321.1 × 20 × =1468,8(N) 3151.1 × 300 0.1 *)Mô men xoắn : Mx = PZ × D 1468.8 × 315 = =2313,36(kW) × 100 × 100 *)Công suất cắt : Ne = 1468.8 × 59.8 PZ ×V = =1,4352(kW) 1020 × 60 1020 × 60 b)Phay bán tinh: Chiều sâu cắt : t=1 (mm) Lượng chạy dao : S Z =0,22(mm/răng) (Bảng 5-33 Sổ tay công nghệ chế tạomáy 2) Lượng chạy dao vòng : S o =0,22 × 20=4,4 (mm/vong ) Tốc độ cắt : Vb =284 m/ph (Bảng 5-178 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 284 =287,13 (vg /ph) 3.14 × 315 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =300(vg /ph) Tộc độ cắt : CV × D q × kV V= m x y u T × t × SZ × B × Z p TRƯỜNG ĐHCNHN 120 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong : CV =85, q=0.2, x=0.5, y=0.4, u=0.1, p=0.1, m=0.15 (Bảng 5-39 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2, T=240 (phút) chu kì bền dao (Bảng 5-40) Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt K V = K MV × K NV × K UV K MV =1 hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công K NV =0.8 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K UV =1 hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt K V =1 × 0.8 × 1=0.8 Vây tốc độ cắt : CV × D q 85 × 315 0.2 × k × 0.8 V= m x y u = V T × t × SZ × B × Z p 240 0.15 × 10.5 × 0.22 0.4 × 32 0.1 × 20 0.1 =57.5(m/ph) *)Lực cắt : PZ = 10 × C p × t x × S Zy × B u × Z D ×n q ¦W × K MV K MV =1, Z=20 răng, n=300 (vg/ph), C p =261, x=0.9, y=0.8, u=1.1, q=1.1, W=0.1 (Bảng 5-41 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) K Mp = =1.82 :hệ số điều chỉnh cho chất lượng vâtk liệu gia công 0.55 10 × 261 × 1.0.9 × 0.22 0.8 × 321.1 × 20 × =708,63(N) Vậy PZ = 1.1 0.1 315 × 300 *)Mô men xoắn : Mx = PZ × D 708,63 × 315 = =1116,09(kW) × 100 × 100 *)Công suất cắt : TRƯỜNG ĐHCNHN 121 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ne = 708.63 × 57.5 PZ ×V = =0,665(kW) 1020 × 60 1020 × 60 5)Nguyên công : Khoan a)Định vị : Chi tiết định vị phiếm tỳ hạn chế bậc tự ,chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự ,chốt trám hạn chế bậc tự b)kẹp chặt :Chi tiết kẹp chặt đòn kẹp liên động c) Chọn máy : Chọn máy khoan đứng 2H150 có công suất N=7.5 (kW) Hiệu suất η =0.8 Số vòng quay trục : 22.4 ;31.58 ;44.53 ;62.8 ;88.5 ;124.8 ; 175.96 ;248.1 ;350 ;493.2 ;700 ;1000 Chọn dao : Chọn mũi khoan ruột gà duôI trụ thép gió có d=8.5(mm) Hình 7.5 khoan lỗ φ10 *)Khoan lỗ φ10 Chiều sâu cắt t= D 10 = =5(mm) 2 TRƯỜNG ĐHCNHN 122 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lượng chạy dao vòng : S o =0.2 (mm/vong ) (Bảng 5-89 Sổ tay công nghệ chế tạomáy 2) Tốc độ cắt : Vb =31m/ph (Bảng 5-90 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Số vòng quay trục theo tính toán : nt = 1000 × Vt = 1000 × 31 =987,26(vg /ph) 3.14 × 10 π ×D Ta chọn số vòng quay theo máy là: nm =1000(vg /ph) Tốc độ cắt thực tế là: Vtt = π × D × n m 3.14 × 10 × 1000 = =31,4(m/ph) 1000 1000 6) Nguyên công Nguyên công Kiểm tra Hình 7.6 nguyên công kiểm tra Kiểm tra độ vuông góc mặt bên mặt đáy TRƯỜNG ĐHCNHN 123 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Kết luận + Đã chế tạo thành công mô hình cấp phôi gia công tự động, ứng dụng khả lập trình PLC S7 – 200 , CPU 226 để điều khiển + Đề tài làm tài liệu phục vụ cho học tập nghiên cứu sinh viên khoa Cơ khí Đây mô hình tổng hợp toàn đồ án môn học chuyên ngành chế tạo máy + Nghiên cứu ứng dụng điều khiển tự động không cho mô hình cấp phôi gia công tự động mà phát triển với nhiều máy hệ thống điều khiển khác hệ thống đóng nắp chai, hệ thống sản xuất xi măng, hệ thống đóng gói, phân loại sản phẩm, hệ thống robot sơn, hàn tự động sản xuất, + Mô hình nghiên cứu, mô lại chu trình làm việc TRƯỜNG ĐHCNHN 124 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP dây chuyền sản xuất tự động, mô hình hoạt động cho ta thấy quy trình làm việc khép kín hệ thống sản xuất hiện đại + Hướng phát triển đề tài kết nối giao diện với máy tính để điều khiển, nghiên cứu động lực học hệ thống Đề tài ứng dụng chế tạo thực tế, phục vụ cho trình sản xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, tập 1-2-3, Nxb Khoa học Kỹ thuật [2] PGS TS Phạm Đắp, PGS TS Trần Xuân Tùy (1998), Điều khiển tự động lĩnh vực khí, tập 1, Nxb Giáo dục [3] Nguyễn Ngọc Phương (1999), Hệ thống điều khiển khí nén, Nxb Giáo dục [4] Châu Mạnh Lực, Giáo trình sản xuất tự động, ĐH Bách khoa Đà Nẵng [5] Richard C.Dorf, University of Calfornia, Robert H.Bishop, The University of Texas TRƯỜNG ĐHCNHN 125 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP at Austin, Morden Control System [6].Công nghệ chế tạo máy NXB KHKT -Hà Nội 1998 Chủ biên hiệu đính : PGS,PTS Nguyễn Đắc Lộc,PGS,PTS Lê Văn Tiến [7].Sổ tay Atlas đồ gá NXB KHKT - Hà Nội 2000 PGS,PTS Trần Văn Địch [8].Đồ gá NXB KHKT - Hà Nội 1999 PGS,PTS Lê Văn Tiến, PGS,PTS Trần Văn Địch,PTS Trần Xuân Việt [9].Chế tạo phôi- tập 1,2 NXB ĐHBK - 1993 Hoàng Tùng, Phạm Bá Nông, Nguyễn Văn Hảo, Đinh Công Mễ, Nguyễn Luyến [10].Thiết Kế Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy NXB KHKT- Hà Nội 2000 PGS,TS Trần Văn Địch [11].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 1,2 NXB KHKT - Hà Nội 2000 Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt [12].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy NXB KHKT - Hà Nội 1998 Chủ biên: Trần Văn Địch TRƯỜNG ĐHCNHN 126 LỚP LTCĐĐHCK4-K3 [...]... dõy chuyn gia cụng linh hot Năng suất 11 Gia công hàng khối 10 Hệ thống gia công mềm dẻo 9 Gia công bằng các máy đơn lẻ 9 7 8 Dây chuyền 7 Máy đặc biệt 6 Dây chuyền mềm dẻo 5 Cụm gia công 4 Tế bào gia công 8 10 6 5 4 11 3 Trung tâm gia công 2 Máy NC 1 Máy vạn năng 3 2 1 Số lƯ ợng chi tiết Hỡnh 3.3.5.Phõn chia cỏc hờ thng gia cụng Cỏc thnh phn chớnh ca mt FMS thụng thng l: - Mt hoc nhiu cm gia cụng -... NGHIP 2.5 H thng gia cụng linh hot FMS (Flexible Manufacturing System) Cỏc hờ thng gia cụng linh hot FMS cho kh nng gia cụng cỏc chi tit khỏc nhau trong cựng mt h chi tit vi s lng chi tit v th t gia cụng tựy ý Giỏ thnh ch to chi tit, mc dự trong iu kiờn gia cụng loi nh, vn t hiờu qu kinh t Tu theo tớnh linh hot v nng suõt m ngi ta phõn cỏc FMS thnh: - Cỏc t bo gia cụng linh hot - Cỏc cm gia cụng linh... dung ca chng ny l xuõt phỏt t i tng gia cụng, phng phỏp gia cụng, dng c gia cụng v tham kho mt s mỏy t ng xõy dng, nghiờn cu s ụ nguyờn lý lm viờc v s ụ cõu trỳc ng hc mỏy v hờ thng cõp phụi t ng cho quỏ trỡnh gia cụng Hờ thng cõp phụi v gia cụng t ng l mt hờ thng cú th giỳp con ngi cú th hn ch c rõt nhiu cỏc thao tỏc trong quỏ trỡnh cõp phụi hay gia cụng Chi tit gia cụng c l nh cỏc chuyn ng quay ca... NGHIP Hờ thng gia cụng linh hot FMS c ng dng gia cụng cỏc chi tit hỡnh dng khỏc nhau nhng trong cựng mt h sn phm theo mt trỡnh t khụng la chn vi giỏ thnh hp lý Ht nhõn ca mt t bo gia cụng chớnh l mỏy iu khin s NC Vớ d, mt trung tõm gia cụng cú trang b b sung thờm cha dng c ct, cỏc trang b thay i gỏ lp, mt hờ thng thay i dng c v chi tit to thnh mt t bo gia cụng linh hot mt hờ thng gia cụng linh hot... kim tra mỏy nh, giỏ thnh o kim gim + Thi gian hiờu chnh mỏy ngn + Khụng cn dựng cỏc ụ gỏ v dng (vớ d ụ gỏ khoan) + Gia cụng c cỏc b mt phc tp (cong, lụi, lừm 3D), cỏc chi tit rõt ln (cỏnh mỏy bay) trờn cỏc trung tõm gia cụng m khụng cn thit phi thay i ụ gỏ (cng gúp phn gim chi phớ gỏ t chi tit v nõng cao chớnh xỏc gia cụng) + Cú th lp li chng trỡnh gia cụng tựy ý Mỏy tiờn cng cn chc nng hiờu chnh dao... tin v chng trỡnh chi tit gia cụng v dng c - Truyn d liờu nhanh, tin cy v phỏt huy tt hiờu qu ca cỏc mỏy NC - iu khin v lp k hoch gia cụng Cú kh nng ghộp ni vo cỏc hờ thng gia cụng linh hot FMS 2.4 iu khin thớch nghi AC (Adaptive Control) iu khin thớch nghi l iu khin t ng quỏ trỡnh gia cụng khụng cú s tỏc ng ca ngi vn hnh mỏy Mc ớch chớnh ca nú l nhm t ng thay i cỏc thụng s gia cụng theo nh hng khụng... Control Optimation): dựng cho viờc ti u húa cỏc quỏ trỡnh gia cụng nhm gim thi gian gia cụng v gim chi phớ gia cụng nhng cú chỳ ý n nhiu yu t nh hng ngc nhau (nh cụng suõt ct cao s lm gim tui bn ca dng c ct) Hờ thng iu khin thớch nghi c ng dng rng rói cho cỏc chc nng b sung thờm ca hờ iu khin CNC nh t ng theo dừi dng c ct v o chi tit trong quỏ trỡnh gia cụng Chi tiết Py Dao cắt Đầu đo Cơ cấu chạy dao Bộ... truyn cho viờc gia cng chi tit khỏc + Trờn cỏc mỏy cụng c nhau cú th gia cụng cỏc chi tit cú hỡnh dng khỏc nhau vi s lng tu ý Trong iu kiờn sn xuõt bỡnh thng thỡ viờc iu chớnh cỏc mỏy gia cụng cỏc lot chi tit nh trờn cú th gim 30% nng suõt gia cụng ca cỏc mỏy + Cú th thay th cỏc mỏy b hng bng cỏc mỏy ca hờ thng linh hot m khụng lm dõy chuyn sn xuõt ngng trờ + Cú th di chuyn chi tit gia cụng theo nhng... linh hot ton phn tõt c cụng viờc t cõp phụi, gia cụng ,vn chuyn, thay dao v kim tra chi tit u c t ng hoỏ Núi cỏch khỏc, Hờ thng sn xuõt linh hot l mt hờ thng bao gụm cỏc thit b gia cụng nh mỏy iu khin sú, trung tõm gia cụng,thit b gỏ lp,thỏo d chi tit v dng c t ụng,hờ thng c cõu nh LP LTC-H CK4-K3 15 TRNG HCNHN N TT NGHIP hing chi tit t ng trong quỏ trỡnh gia cụng,c cõu kim tra t ng.v.v.c thit k theo... l tõt yu phi cú trong cỏc bi toỏn gia cụng vi phng phỏp tiờn Vỡ vy cng cn cú nhng cm bin o tc ng c phc v cho bi toỏn iu khin Nh ng dng k thut vi iờn t, mỏy gia cụng CNC cú cỏc c trng ni bt sau: + Mc t ng húa cao + Tc dch chuyn thng v gúc ln (tng ng 10 2 mm/phỳt v 103 vũng/phỳt), do vy nng suõt gia cụng trờn cỏc mỏy CNC cao v cú th gõp n 3 ln mỏy thng + chớnh xỏc gia cụng cao, sai lờch gii hn c 10