Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay CNC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VÕ VĂN THANH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁY PHAY CNC Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 8.52.01.03 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS TS PHẠM ĐĂNG PHƯỚC Phản biện 1: TS TÀO QUANG BẢNG Phản biện 2:TS BÙI HỆ THỐNG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ (ghi ngành học vị công nhận) họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 28 tháng 12 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa , Trường Đại học Bách khoa – MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI I Công ty Sản xuất khuôn Chu Lai - Trường Hải thành lập năm Lĩnh vực chủ - yếu nhà máy gia công khn mẫu gia cơng khí xác Hiện nhà máy chủ yếu sử dụng máy CNC để gia công đa số máy phay Nhưng việc thực gá đặt cấp phôi cho q trình gia cơng chủ yếu tay, tốn nhiều thời gian sức lao động Phát sinh nhiều chi phí q trình gia cơng Xuất phát từ lý trên, chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh - máy phay CNC” cho Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai – Trường Hải làm luận văn tốt nghiệp II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Đáp ứng lực sản xuất chất lượng sản phẩm - Tiết kiệm thời gian gá đặt chi tiết - Giảm chi phí gia cơng - Giảm cường độ lao động công nhân Linh hoạt trình sản xuất tiến đến khả tự động hóa q trình sản - xuất III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: - Hệ thống cấp phôi gá đặt chi tiết gia công máy phay CNC Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu công đoạn để gá đặt, cấp phôi máy phay CNC thiết kế, chế tạo đồ gá IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu thực theo phương pháp kết hợp lý thuyết thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu sở lý thuyết gá đặt máy phay CNC (các trang bị công nghệ, phương pháp gá đặt,…) 2 Phương pháp thực nghiệm: - Khảo sát trình vận chuyển phơi gá đặt thực tế - Mơ q trình hoạt động hệ thống gá đặt nhanh  Từ kết theo dõi trình gá đặt theo phương pháp cũ mô trình hoạt động hệ thống gá đặt theo thực tế, dựa sở lý thuyết tính tốn đánh giá sơ q trình hoạt động hệ thống V Ý NGHĨA THỰC TIỄN Ứng dụng cho việc gá đặt q trình gia cơng máy phay CNC Giảm thiểu thời gian gá đặt, tiết kiệm chi phí sức lao động cơng nhân vận hành máy VI DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Một hệ thống cấp phôi cho máy phay CNC gồm nội dung thiết kế, vẽ hình ảnh sản phẩm sau chế tạo VII CẤU TRÚC LUẬN VĂN Gồm: Phần mở đầu Chương I: Tổng quan đồ gá máy phay CNC Chương II: Khảo sát thực trạng đề xuất gá đặt theo phương án Chương III: Tính tốn thiết kế hệ thống gá phôi nhanh máy phay CNC Chương IV: Chế tạo, thử nghiệm đánh giá hiệu Kết luận kiến nghị CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC 1.1 Tổng quan máy phay CNC 1.1.1 Khái niệm máy CNC Máy CNC – viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) (điều khiển máy tính) – đề cập đến việc điều khiển máy móc với hỗ trợ máy tính với mục đích sản xuất phận kim khí phức tạp với độ xác cao, Máy tính – Bộ não máy CNC Hình 1.1: Máy tính kết nối với máy CNC 1.1.2 Ưu nhược điểm máy CNC Ưu điểm:  Máy CNC gia công không phụ thuộc vào tay nghề người điều khiển  Máy công cụ CNC có tính linh hoạt cao cơng việc lập tŕnh, tiết kiệm thời gian hiệu chỉnh máy đạt hiệu kinh tế cao với trợ giúp máy tính  Máy CNC phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông tin “điện tử – số hóa”, cho phép nối ghép hệ thống xử lý phạm vi quản lý tồn xí nghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hóa tồn tŕnh sản xuất, ứng dụng kỹ thuật đại thông qua mạng liên thông cục (LAN) hay mạng liên thơng tồn cầu (WAN)  Trong lĩnh vực gia cơng cắt gọt, máy CNC có suất cắt gọt cao giảm tối đa thời gian gia cơng, mức tự động hố nâng cao vượt bậc  Máy cơng cụ CNC dễ dàng thay đổi chương tŕnh gia công  Máy điều khiển kỹ thuật số thực lúc nhiều chuyển động khác nhau, tự động điều chỉnh sai sót dao cụ, tự động khiểm tra kích thước chi tiết qua tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối dao chi tiết  Máy công cụ CNC gia công loạt chi tiết nhỏ, phản ứng cách linh hoạt nhiệm vụ công nghệ thay đổi  Đa số máy CNC thực số lượng lớn nguyên công khác mà khơng cần thay đổi vị trí gá đặt chi tiết  Độ xác lặp lại đặc trưng cho mức độ ổn định suốt q trình đảm bảo chất lượng gia cơng cao, ưu việt tuyệt đối máy điều khiển kỹ thuật số Nhược điểm:  Giá thành chế tạo máy cao  Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cao  Vận hành máy phức tạp  Thay đổi người đứng máy khó khăn 1.1.3 Cấu tạo Máy phay CNC chia thành loại: Máy phay đứng máy phay ngang Máy phay CNC cấu tạo với phần sau: - ATC - Bộ thay dao tự động - Động – Bộ điều kiển – Encoder - Vỏ máy - Hệ điều khiển - Bàn xe dao - Trục - Nguồn (Năng lượng) 1.1.4 Chức năng: Chức máy phay CNC dung để cắt gọt kim loại, khoan, cách xác, máy gia cơng để tạo hình sản phẩm Máy phay CNC có khả cắt gọt nhiều chi tiết máy khác cắt gọt nhiều chi tiết lúc đảm bảo chất lượng sản phẩm Máy phay CNC có cơng dụng để đo khoảng cách với độ xác cao Máy CNC cắt phơi lưỡi dao Các lưỡi dao có phận giữ q Những phần gọi holder (cán dao) Holder gắn ụ dao hay đầu BT, HSK,… Holder (cán dao) Mũi dao Đầu BT, HSK Ụ dao Hình 1.4 Dao cụ gia cơng CNC 1.2 Tổng quan đồ gá Đồ gá trang bị công nghệ để thực bước, nguyên công công nghệ máy Vai trò đồ gá: - Dùng để xác định nhanh chóng xác vị trí chi tiết gia cơng máy - Dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt máy Khoan , Khoét , Doa - Có thể tạo chuyển động mà máy công cụ khơng có làm việc khơng hiệu - Đảm bảo yêu cầu suất giảm nhẹ sức lao động - Nâng cao tốc độ khí hố , tự động hoá sản xuất - Mở rộng suất công nghệ máy công cụ Phân loại: - Phân loại theo nhóm: + Đồ gá máy tiện, máy tiện rơvonve + Đồ gá máy phay + Đồ gá máy bào + Đồ gá máy mài + Đồ gá máy khoan + Đồ gá máy doa + Đồ gá máy chuốt - Đồ gá sử dụng máy phay Đồ gá sử dụng máy mài Đồ gá sử dụng máy tiện Đồ gá sử dụng máy khoan Phân loại theo mức độ chun mơn hóa: + Đồ gá văn thông dụng + Đồ gá vạn điều chỉnh + Đồ gá chun mơn hóa điều chỉnh + Đồ gá chuyên dùng + Đồ gá tổ hợp 1.2.1 Đồ gá kẹp khí Đồ gá khí gồm loại sau: Đầu phân độ Bàn kẹp Ê tô 1.2.2 Đồ gá kẹp thủy lực khí nén Các ê tơ kẹp sử dụng khí nén, chân khơng thủy lực: Hình 1.11: Một số loại Ê tơ máy 1.2.3 Đồ gá kẹp từ tính Chi tiết gia cơng thép kẹp bàn từ tính Chi tiết hút vào bàn kẹp sau dòng điện mở lấy chi tiết cách dễ dàng sau tắt dòng điện Hình 1.22: Bàn từ thực tế CHƯƠNG II: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GÁ ĐẶT THEO PHƯƠNG ÁN MỚI 2.1 Phương pháp gia công tại: Việc triển khai gia công Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai Trường Hải thực theo bước sau: Sau gia công công nhân thực chuẩn bị phôi gá đặt phôi sau: Bước 1: Công nhân sử dụng cẩu trục, xe nâng vận chuyển phôi từ nơi tập kết đến máy sử dụng để gia công Vận chuyển phơi đến vị trí máy gia cơng Bước 3: Canh chỉnh kích thước phơi Bước 2: Cố định phơi bàn máy Khu vực tập trung phôi gia công Gá chi tiết lên bàn máy kẹp chặt sơ Dùng đồng hồ so rà kích thước phơi 10 Hình 2.5 Giới thiệu phương án gá đặt o Nguyên lý: Bước 1: Phôi gá đặt vị trí Bước 2: Bàn gá đặt chuyển từ vị trí đến vị trí nhờ xe đẩy phơi hay cầu trục Phôi bàn gá đặt lưu giữ vị trí Bước 3: Khi gia cơng xong phôi bàn gá vận chuyển di chuyển đến vị trí Sau vận chuyển phơi bàn gá từ vị trí lắp gá đặt sẵn vào máy Bước 4: Cài đặt thông số tiếp tục gia cơng chi tiết Còn bàn gá gia cơng chuyển ngồi chi tiết chuyển đến vị trí thành phẩm sau tiếp tục gá đặt chi tiết gia công trung tâm gá đặt 11 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁY CNC 3.1 Tính tốn thiết kế bàn gá đặt bên máy 3.1.1 Thống kê chi tiết sử dụng sử dụng hệ thống Để thiết kế kết cấu hệ thống cần thống kê sản phẩm thông dụng thường sử dụng gia công máy CNC Dựa vào thơng số thống kê kích thước gia cơng chi tiết u cầu kích thước bàn gá đặt trung tâm đảm bảo thông số sau: - Kích thước phơi gia cơng thơng dụng - Chiều cao bàn máy đảm bảo phù hợp với người sử dụng chiều cao máy sử dụng - Các chi tiết gia công công ty chi tiết gia công tinh mặt (dung sai ±0.02 mm) Theo sản lượng kích thước sản phẩm gia cơng thơng dụng cơng ty lựa chọn bàn gá đặt gá đặt chi tiết với kích thước 500x250x50 mm Mơ hình bàn gá đặt: Hình 3.1 Tổng thể mơ hình bàn gá đặt trung tâm 12 Nguyên lý hoạt động: - Bước 1: Gá pallet lên bàn gá đặt nhờ ray trượt hệ thống xi lanh nâng - Bước 2: Hạ xi lanh để định vị pallet với bàn gá đặt - Bước 3: Gá chi tiết lên pallet gá đặt - Bước 4: Kẹp chặt sơ chi tiết pallet gá đặt sau dùng đồng hồ so kiểm tra lại độ xác chi tiết theo phương X, Y - Bước 5: Siết chặt chi tiết pallet bàn gá đặt 3.1.2 Tính tốn kích thước tổng thể bàn gá đặt Để xác định kích thước thiết kế cần xác định theo yêu cầu sau: - Kích thước sản phẩm đa phần gia cơng máy CNC - Kích thước bàn gá đặt đảm bảo vị trí lắp đặt: Vị trí so với vật tư xung quanh, vị trí so với khu vực an tồn - Kích thước bàn máy thuận tiện việc gá đặt chi tiết - Khối lượng pallet phải đảm bảo không nặng để thuận tiện cho việc gá đặt vận chuyển phôi vào máy gia công - Chiều cao bàn gá đặt phù chiều cao thao tác công nhân chiều cao xe vận chuyển Dựa vào kích thước sản phẩm gia cơng qua q trình khảo sát vị trí, thao tác mơ q trình thực nên lựa chọn bàn với kích thước sau: Kích thước tổng thể bàn: 1310x860x845 mm 3.1.3 Tính toán pallet gá bàn gá đặt a Gá đặt pallet với bàn gá đặt: Palet gá bàn máy thành phần gá với bàn gá đặt trung tâm Pallet có nhiệm vụ gá đặt chi tiết gia cơng (kích thước