Thuyết minh pdf

Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU .9 LỜI NÓI ĐẦU 11 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IN 3D 13 1.1 Lịch sử ứng dụng công nghệ in 3D 13 1.1.1 Lịch sử phát triển 13 1.1.2 Ứng dụng công nghệ in 3D .14 1.2 Cấu tạo chung nguyên lý làm việc máy in 3D 15 1.2.1 Cấu tạo chung 15 1.2.2 Nguyên lý làm việc 16 1.3 Lựa chọn kết cấu máy đề xuất ý tưởng 17 1.3.1 Một số công nghệ in 3D .17 1.3.1.1 PolyJet 17 1.3.1.2 SLS ( Selective Laser Sintering ) 18 1.3.1.3 SLA (Stereolithography) 19 1.3.1.4 FDM ( Fused Deposition Modeling ) 19 1.3.1.5 MJM (Multi-Jet Modeling) 20 1.3.2 Một số máy in có thị trường .21 1.3.3 Lựa chọn kết cấu, đề xuất ý tưởng 23 1.4 Mục đích nghiên cứu phương pháp nghiên cứu 24 1.4.1 Mục đích nghiên cứu .24 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 24 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 24 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu .24 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu 24 CHƯƠNG : CƠ SỞ LÝ THUYẾT .26 2.1 Phần cứng máy in 3D 26 2.1.1 Phần điện 26 2.1.1.1 Khối nguồn 26 2.1.1.2 Bo mạch điều khiển Adruino Mega 2560 27 2.1.1.3 Bo mạch mở rộng ( Bảng Ramps 1.5 ) 28 2.1.1.4 Driver điều khiển động ( Bộ điều khiển A4988 ) 29 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí 2.1.1.5 LCD hiển thị 32 2.1.1.6 Cơng tắc hành trình 32 2.1.1.7 Cảm biến nhiệt 33 2.1.1.8 Điện trở gia nhiệt .33 2.1.1.9 Động bước 34 2.1.2 Phần khí 36 2.1.2.1 Bộ phận đùn nhựa 36 2.1.2.2 Đầu phun bàn gia nhiệt 38 2.1.2.3 Dây đai kéo 41 2.1.2.4 Vitme - đai ốc 42 2.1.2.5 Hệ thống truyền động cụm trục XY 44 2.1.2.6 Nguyên lý hoạt động kết cấu HBOT 46 2.2 Phần mềm máy in 3D 48 2.3 Vật liệu gia công 50 2.3.1 Nhựa ABS 50 2.3.2 Nhựa PLA 51 2.3.3 Sự khác biệt ABS PLA: .51 CHƯƠNG : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY IN 3D 53 3.1 Cơ cấu máy 53 3.2 Quá trình thiết kế máy chi tiết máy 53 3.2.1 Cơ sở thiết kế 54 3.3 Tính tốn, thiết kế máy in 3D 54 3.3.1 Tính tốn thiết kế truyền động trục Z 54 3.3.1.1 Tính tốn hệ thống bàn in 54 3.3.1.2 Tính tốn hệ thống vít me 55 3.3.1.3 Tính toán động điều khiển trục Z 57 3.3.1.4 Tính tốn truyền đai 59 3.3.2 Tính tốn thiết kế truyền động trục X,Y 63 3.3.2.1 Tính tốn hệ thống đầu in 63 3.3.2.2 Tính tốn động điều khiển trục x,y .64 3.3.2.3 Tính tốn truyền đai 65 3.3.3 Khung máy 67 3.3.3.1 Chọn sơ vật liệu làm khung dựng khung máy 68 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí 3.3.3.2 Kiểm bền cho khung máy trình hoạt động 68 3.3.3.3 Tối ưu lại kích thước khung máy .71 3.4 Thiết lập phần mềm điều khiển phối màu .72 3.4.1 Thiết lập thông số phần điều khiển máy 72 3.4.1.1 General: Phần thiết lập 74 3.4.1.2 Thiết lập thơng số khí – Mechanics 76 3.4.1.3 Thiết lập nhiệt độ tời nhựa (Tools) 80 3.4.1.4 Phần thiết lập tính (Features) 84 3.4.2 Thiết lập thông số trước in xuất Gcode 86 3.4.2.1 Các thông số thiết lập chế độ 86 3.4.2.2 Các thông số đùn 87 3.4.2.3 Các thông số hình học máy in 3D 88 3.4.2.4 Thiết lập thông số màu: .89 3.4.2.5 Thiết lập tỉ lệ vào firmware 91 3.4.2.6 Các bước xuất G-code phần mềm 91 CHƯƠNG : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT CƠ KHÍ 101 4.1 Lựa chọn chi tiết 101 4.2 Thiết kế quy trình công nghệ gia công Đai ốc vit- me .101 4.2.1 Phân tích chi tiết gia cơng xác định lượng sản xuất 101 4.2.1.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu kỹ thuật chi tiết .101 4.2.1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết 102 4.2.1.3 Xác định dạng sản xuất 102 4.2.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 104 4.2.2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 104 4.2.2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 106 4.2.3 Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết 106 4.2.3.1 Xác định đường lối công nghệ .106 4.2.3.2 Chọn phương pháp gia công 106 4.2.3.3 Tiến trình cơng nghệ 107 4.2.3.4 Tính tốn, thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết 108 4.2.4 Thiết kế đồ gá 124 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí 4.2.4.1 Yêu cầu kỹ thuật 124 4.2.4.2 Cơ cấu định vị 124 4.2.4.3 Cơ cấu kẹp chặt 125 4.2.4.4 Cơ cấu dẫn hướng 125 4.2.4.5 Tính lực kẹp .125 4.2.4.6 Tính sai số đồ gá 128 4.3 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết khối đỡ ray trượt 130 4.3.1 Phân tích chi tiết gia cơng xác định lượng sản xuất 130 4.3.1.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu kỹ thuật chi tiết .130 4.3.1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết 130 4.3.1.3 Xác định dạng sản xuất 131 4.3.1.4 Tính giá thành phôi 133 4.3.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 134 4.3.2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi: .134 4.3.2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi : 137 4.3.3 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 138 4.3.3.1 Xác định đường lối công nghệ .138 4.3.3.2 Tiến trình cơng nghệ 139 4.3.3.3 Tính tốn,thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng .139 4.3.4 Thiết kế đồ gá 176 4.3.4.1 Tính lực 177 4.3.4.2 Chọn cấu đồ gá .179 4.3.4.3 Tính sai số đồ gá 180 CHƯƠNG : MÔ PHỎNG MÁY IN 3D 182 5.1 Mô máy phần mềm Inventor 182 5.2 Kết đạt 183 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 185 TÀI LIỆU THAM KHẢO 186 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Máy in 3D cơng nghệ SLA 13 Hình 1.2 Ứng dụng công nghệ in 3D 14 Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo chung máy in 3D 15 Hình 1.4 Ngun lí hoạt động FDM 16 Hình 1.5 Công nghệ in 3D Polyjet .17 Hình 1.6 Cơng nghệ in 3D SLS 18 Hình 1.7 Cơng nghệ in 3D SLA 19 Hình 1.8 Công nghệ in 3D FDM 19 Hình 1.9 Cơng nghệ in 3D MJM 20 Hình 1.10 Máy in 3D loại Cartesian 21 Hình 1.11 Máy in Delta D3 22 Hình 1.12 Máy in 3D Polar 23 Hình 2.1 Khối nguồn tổ ong khối nguồn LITEON 26 Hình 2.2 Sơ đồ linh kiện Adruino Mega 2560 27 Hình 2.3 Ramps 1.4 28 Hình 2.4 Bộ điều khiển A4988 30 Hình 2.5 Sơ đồ nối Adruinovới A4988 31 Hình 2.6 LCD 128X64 .32 Hình 2.7 Vị trí kết nối cơng tắc hành trình 33 Hình 2.8 Vị trí kết nối cảm biến nhiệt, điện trở nhiệt 33 Hình 2.9 Sơ đồ kết nối tổng quát .34 Hình 2.10 Động bước 34 Hình 2.11 Cấu tạo bên động bước .35 Hình 2.12 Bản vẽ động bước 35 Hình 2.13 Bộ tời nhựa 36 Hình 2.14 Kết cấu đầu phun nhựa 37 Hình 2.15 Đầu phun màu 38 Hình 2.16 Đầu phun Diamond hotend 39 Hình 2.17 Đầu phun đa màu 39 Hình 2.18 Cấu tạo đầu phun 40 Hình 2.19 Bàn gia nhiệt .41 Hình 2.20 Dây đai kéo pully dùng cho trục x y .41 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hình 2.21 Vít me đai ốc .42 Hình 2.22 Vít me đai ốc bi 43 Hình 2.23 Kết cấu truyền động máy in Prusa I3 .44 Hình 2.24 Kết cấu truyền động XY thông dụng 45 Hình 2.25 Kết cấu truyền động H-bot .45 Hình 2.26 Hai hệ thống đai Core XY khác 46 Hình 2.27 Kết cấu HBOT 46 Hình 2.28 Quan hệ chuyển động động cấu chấp hành 48 Hình 2.29 Giao diện phần mềm Repetier Host .49 Hình 3.1 Kết cấu bàn in .54 Hình 3.2 Động Nema 17 42x42x48 58 Hình 3.3 Cụm trục Z 59 Hình 3.4 Puli đai GT2, p=2mm 60 Hình 3.5: Kết cấu đầu in .63 Hình 3.6 Động Nema 17 42x42x48 65 Hình 3.7 Cụm trục XY .65 Hình 3.8 Puli đai GT2, p=2mm 67 Hình 3.9 Kích thước nhơm định hình 68 Hình 3.10 Khối lượng máy 69 Hình 3.11 Lực tác dụng lên khung máy .70 Hình 3.12 Biểu đồ ứng suất .70 Hình 3.13 Biểu đồ chuyển vị .70 Hình 3.14.Biểu đồ ứng suất 71 Hình 3.15 Biểu đồ chuyển vị .71 Hình 3.16 Khung máy .72 Hình 3.17 Giao diện công cụ tùy chỉnh trực tuyến Repetier .73 Hình 3.18 Phần thiết lập 74 Hình 3.19 Thiết lập thơng số kích thước tọa độ bàn máy 75 Hình 3.20 Thiết lập cơng tắc hành trình 79 Hình 3.21 Thiết lập nhiệt độ nhựa .80 Hình 3.22 Thêm đầu phun nhựa .81 Hình 3.23 Thiết lập động đùn nhựa 82 Hình 3.24 Kích hoạt tính hữu ích 85 Hình 3.25 Thiết lập ngôn ngữ hỗ trợ 85 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hình 3.26 Thiết lập hình LCD hiển thị 86 Hình 3.27 Thơng số in 87 Hình 3.28 Thông số đùn .88 Hinh 3.29 Thơng số hình học máy in 3D 88 Hình 3.30 Thiết lập số màu phối 89 Hình 3.31 Vịng trịn màu RGB 90 Hình 3.32 Thiết kế sản phẩm phần mềm Inventor 91 Hình 3.33 Tách khối chi tiết .91 Hình 3.34 Đưa file sản phẩm vào phần mềm Repetier host 92 Hình 3.35 Chọn màu cho chi tiết .92 Hình 3.36 Ghép lại chi tiết 93 Hình 3.37 Chế độ vị trí đối tượng .93 Hình 3.38 Thiết lập layers and perimeters 95 Hình 3.39 Thiết lập infill 96 Hình 3.40 Thiết lập speed .97 Hình 3.41 Thiết lập sợi nhựa 98 Hình 3.42 Thiết lập đầu phun nhựa 98 Hình 3.43 Xuất code cho đối tượng 99 Hình 3.44 Thông số thống kê trước in .100 Hình 3.45 Xem mơ đường chạy nhựa phần mềm 100 Hình 4.1 Chi tiết Đai ốc vit-me 101 Hình 4.2 Khối lượng chi tiết 103 Hình 4.3 Bản vẽ chi tiết lồng phơi 106 Hình 4.4 Nguyên công 108 Hình 4.5 Ngun cơng 109 Hình 4.6 Ngun cơng 115 Hình 4.7 Nguyên công 119 Hình 4.8 Ngun cơng 122 Hình 4.9 Nguyên công 124 Hình 4.10 Sơ đồ tính lực kẹp khoan 125 Hình 4.11 Khối đỡ ray trượt 130 Hình 4.12 Khối lượng chi tiết 132 Hình 4.13 Bản vẽ lồng phơi .138 Hình 4.14 Ngun cơng 139 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hình 4.15 Ngun công 140 Hình 4.16 Ngun cơng 146 Hình 4.17 Nguyên công 153 Hình 4.18 Ngun cơng .157 Hình 4.19 Ngun cơng 161 Hình 4.20 Nguyên công 165 Hình 4.21 Ngun cơng 171 Hình 4.22 Nguyên công 176 Hình 4.23 Bản vẽ đồ gá 176 Hình 4.24 Bản vẽ 3D đồ gá 177 Hình 4.25 Sơ đồ lực 177 Hình 5.1 Mơ chuyển động trục .182 Hình 5.2 Mơ q trình phối màu 182 Hình 5.3.Mơ trình in sản phẩm .183 Hình 5.4 Mơ hình thiết kế máy in 3D 184 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng tổng kết chương 25 Bảng 2.1 Một số linh kiện điện 26 Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật Adruino Mega 2560 27 Bảng 2.3 Chế độ hoạt động module: 31 Bảng 2.4 So sánh số lại nhựa in thị trường 52 Bảng 2.5 Tổng kết chương 52 Bảng 3.1 Hiệu số giảm ứng suất cho phép 57 Bảng 3.2 Thông số động trục Z 59 Bảng 3.3: Các thông số truyền đai 61 Bảng 3.4 Thông số động trục Z 65 Bảng 3.5 Tỉ lệ phối màu .90 Bảng 4.1 Xác định dạng sản xuất 104 Bảng 4.2 Chế độ cắt nguyên công 115 Bảng 4.3 Các hệ số vận tốc cắt 117 Bảng 4.4 : Chế độ cắt nguyên công .118 Bảng 4.5 Hệ số tốc độ cắt 121 Bảng 4.6 Thông số cắt nguyên công .122 Bảng 4.7: Tóm tắt ngun cơng .124 Bảng 4.8 Thành phần hóa học Thép C45 131 Bảng 4.9 Xác định dạng sản xuất 133 Bảng 4.10 Lượng dư gia công theo tra bảng 137 Bảng 4.11 Hệ số vận tốc cắt .142 Bảng 4.12 Hệ số vận tốc cắt .143 Bảng 4.13 Hệ số vận tốc cắt .145 Bảng 4.14 Tóm tắt nguyên công 146 Bảng 4.15 Hệ số vận tốc cắt .148 Bảng 4.16 Hệ số vận tốc cắt .149 Bảng 4.17 Hệ số vận tốc cắt .151 Bảng 4.18 Tóm tắt ngun cơng 152 Bảng 4.19 Hệ số vận tốc cắt 155 Bảng 4.20 Hệ số vận tốc cắt .156 Bảng 4.21 Chế độ cắt nguyên công 157 GVHD : Trần Thị Thu Thủy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Bảng 4.22 Hệ số vận tốc cắt .159 Bảng 4.23 Tóm tắt nguyên công 160 Bảng 4.24 Hệ số vận tốc cắt .163 Bảng 4.25 Hệ số vận tốc cắt .164 Bảng 4.26 Tóm tắt nguyên công 165 Bảng 4.27 Hệ số vận tốc cắt .167 Bảng 4.28 Tóm tắt ngun cơng 170 Bảng 4.29 Hệ số vận tốc cắt .172 Bảng 4.30 Tóm tắt ngun cơng 175 Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật máy 183 GVHD : Trần Thị Thu Thủy 10 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Sử dụng mũi khoan có đường kính D = mm, dao kht có đường kính D = 5, có số Z = 12 - Dụng cụ đo: Thước cặp, thước đo sâu - Bậc thợ 3/7  Tính tốn chế độ cắt: Bước : Khoan Ø2 - Chiều sâu cắt - Chọn chiều sâu gia công: t = D = (mm) - Lượng chạy dao - Tra bảng 5-25 [3] ta có với đường kính mũi khoan từ đến (mm)  S = 0,43  0,49 (mm/vòng) Theo lý thuyết máy chọn S = 0,45 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: Theo [3] ta có : V  C V D T m S q y k v (m/phút) (4.68) - Hệ số CV số mũ tra bảng 5-28, ta được: Bảng 4.29 Hệ số vận tốc cắt Cv 14,7 q y m 0,25 0,55 0,125 -Tra bảng 5-30 [3] với D = mm ta T= 45(phút) -Ta có : K(v) =Kmv.Knv.Klv GVHD : Trần Thị Thu Thủy (4.69) 172 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Kmv:hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu phôi Tra bảng 5-1 ( [3] - Trang ) ta có kMV = KMP = ( 𝛿𝑏 0,3 ) = 75 0,96 Knv:hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi Tra bảng 5-5 [3] ta có:Knv=0,8 Klv:hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Tra bảng 5-31 [3] ta có: Klv= Như vậy: Kv = 0,96 0,8 = 0,78 Như Vkhoan= 14,7.160,25 450,125 0,450,55 0,78 = 21,78 (m/phút) - Tốc độ vịng quay trục chính: 𝑛= 1000.𝑉 𝜋.𝐷 = 1000.21,78 3,14.16 ≈ 433,52 (vòng/phút) - Theo thuyết minh máy chọn n =420 (vòng/phút) - Vậy vận tốc thực là: 𝑉𝑡 = 𝑛𝑡 𝜋.𝐷 1000 = 420.3,14,16 1000 = 21,1 (m/phút) - Thời gian làm việc máy Từ công thức: T0  L  L1  L i SM (phút) (4.70) Với i: số lát cắt : i=1 L: chiều dài cần gia công L2: khoảng chạy quá: L2=(0,5 ÷ 2) L1: khoảng chạy dao tới 16 2 L1= ì + (0,5 ữ 2) = Như là: 𝑇0 = 61+3+7 189 × 𝑐𝑜𝑡𝑔60 + (0,5 ÷ 2)=7 = 0,37 (phút) GVHD : Trần Thị Thu Thủy 173 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Bước 2: Khoét lỗ ∅ Chiều sâu cắt + Chiều sâu cắt t = 1,5 (mm) Lượng chạy dao + Lượng chạy dao: S= mm/vòng theo [3] Tốc độ cắt: Tốc độ cắt: 𝑉= 𝐶𝑣 𝐷 𝑞 𝑚 𝑇 𝑡 𝑥 𝑆 𝑦 𝑘𝑣 (4.71) Thông số cơng thức (bảng 5.29 [3] ,ta có: 𝐶𝑉 = 18,8 q = 0,2 x =0,1 y = 0,4 m = 0,125 T : chu kỳ bền dao, T = 30 (phút) (bảng 5.30[3] ) 𝑘𝑣 : hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế 𝑘𝑣 = 𝑘𝑀𝑉 𝑘𝑢𝑣 𝑘𝑙𝑣 (4.72) 𝑘𝑀𝑉 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu gia công bảng 5.1 [3] 𝑘𝑀𝑉 = ( 750 𝑛𝑣 𝐻𝐵 ) (4.73) Vì vật liệu Thép C45: HB = 750 Vậy 𝑘𝑀𝑉 = 𝑘𝑢𝑣 : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5.6 [ 3] ), chọn 𝑘𝑢𝑣 = 𝑘𝑙𝑣 : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (bảng 5.31 [3] ), chọn 𝑘𝑙𝑣 = 𝑉ậ𝑦 𝑘𝑣 = 𝑘𝑀𝑉 𝑘𝑢𝑣 𝑘𝑙𝑣 = 1.1.1 = Vậy tốc độ cắt khoét: 𝐶𝑣 𝐷 𝑞 18,8 160,2 𝑉 = 𝑚 𝑥 𝑦 𝑘𝑣 = 0,1 = 17,65 𝑚/𝑝ℎú𝑡 𝑇 𝑡 𝑆 30 0,80,4 10,125 GVHD : Trần Thị Thu Thủy 174 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hay vận tốc tính tốn: 𝑛𝑡 = 1000 𝑉 1000 17,65 = = 351 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 𝜋 𝐷 3,14 16 Tra theo máy 𝑛𝑚 = 330 vịng/phút Từ tốc độ cắt thực tế là: 𝑉𝑡𝑡 = 𝑛𝑚 𝜋 𝐷 330 3,14 16 = = 16,57 𝑚/𝑝ℎú𝑡 1000 1000 Thời gian làm việc máy Từ công thức: T0  L  L1  L i SM (phút) (4.74) Với i: - Số lát cắt : i = L:chiều dài cần gia công L2: khoảng chạy quá: L2=(0,5 ÷ 2) L1: khoảng chạy dao tới : 17,6 2 L1 = ì (0,5 ữ 2) = Như là: 𝑇0 = 61+3+7 330 × 𝑐𝑜𝑡𝑔60 (0,5 ÷ 2) = = 0,22 (phút) Bảng 4.30 Tóm tắt ngun cơng Bước Máy Chế Độ Cắt Dao ĐK VL t(m) S(mm/ph) V(m/ph) n(v/ph) Khoan 6H12 T15K6 189 21,1 420 Khoét 6H12 T15K6 1,5 330 16,57 330 GVHD : Trần Thị Thu Thủy 175 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí  Ngun cơng : Kiểm tra độ không song song mặt lắp ghép ray mặt đáy Hình 4.22 : Ngun cơng 4.3.4 Thiết kế đồ gá Hình 4.23 Bản vẽ đồ gá GVHD : Trần Thị Thu Thủy 176 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hình 4.24 Bản vẽ 3D đồ gá 4.3.4.1 Tính lực Ta tính tốn thiết kế đồ gá cho nguyên công phay mặt đế từ đưa kết cấu đồ gá - Lực cắt Pz: Pz = 47,1 ( kG) ( Đã tính phần thiết kế ngun cơng ) Py=0,4 Pz = 47,1.0,4= 18,84 (kG) Px=0,5 Pz = 47,1.0,5= 23,55 (kG) - Công suất cắt phay: N= 0,42 (KW) ( Đã tính phần thiết kế ngun cơng ) - Xác định lực cắt lực kẹp Hình 4.25 Sơ đồ lực GVHD : Trần Thị Thu Thủy 177 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Trong q trình cắt chi tiết gia cơng ln có xu hướng bị dịch chuyển trục Y lực cắt Pz - Do lực cắt ta có : Pz = 47,1 (kG) Py = 18,84 (kG) Px= 23,55 (kG) Pct = 1,16 (kG) Phương trình cân momen là: ( chọn hệ số ma sát 𝜇 = 0,4) ∑ 𝐹𝑦 = = 𝑃𝑦 − 𝐹𝑚𝑠 = 18,84 − 𝜇 𝑁 ∑ 𝐹𝑥 = = 𝑊𝑐𝑡 + 𝑃𝑧 − 𝐹𝑚𝑠 = 𝑊𝑐𝑡 + 47,1 − 𝜇 𝑃𝑐𝑡 ∑ 𝐹𝑧 = = 𝑃𝑥 − 𝑃𝑐𝑡 − 𝐹𝑚𝑠(𝑧) = 23,55 + 1,16 − 𝜇 𝑁 Wct = N = 18,84 0,4 = 47,1 (𝑘𝐺) Wct = 0,4.1,16- 47,1= - 46,63 (kG) Wct = N= 23,55+1,16 0,4 = 61,78 (𝑘𝐺) Do lực cắt đủ lớn không làm chi tiết di chuyển theo phương x nên ta chọn Wct theo dịch chuyển theo phương y Vậy lực kẹp cần thiết là: W= Wct K (N) (4.75) Với K hệ số an toàn tính đến khả làm tăng lực cắt trình gia cơng: Ta có K= K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 (4.76) Trong : Ko - hệ số an toàn cho tất trường hợp: K0= 1.5 K1 - hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi.Với gia cơng thơ khoan K1=1.2 K2 - hệ số tăng lực cắt mòn dao, K2=1-1.8, chọn k2 =1.2 K3 - hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn , K3= 1.2 K4 - hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt Trường hợp kẹp tay K4= 1.3 K5 - hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay Trường hợp kẹp thuận lợi ta có K5=1 GVHD : Trần Thị Thu Thủy 178 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí K6 - hệ số tính đến mơ men làm quay chi tiết, với trường hợp ta định vị chi tiết phiến tỳ K6= 1.5 Vậy ta có : K = 1,5 1,2 1,2 1,2 1,3 1,5 = 5,05 Thay vào cơng thức tính lực kẹp ta có : W=61,78 5,05 = 312 (kG) Vậy W= 312 (KG) Tính đường kính vít kẹp Ta có: d  C ¦W (mm)  (4.77) Trong đó: C - hệ số phụ thuộc vào loại ren, với ren hệ mét ta có C =1.4  - ứng suất bền vật liệu làm vít, với vật liệu vít thép 45 ta có  = 80 – 100 (N/mm2) = – 10 (KG/mm2) Chọn  = (KG/mm2) Thay số vào ta có: d  1,4 √ 312 = 8,2 (mm) Chọn cấu Vít kẹp M10 4.3.4.2 Chọn cấu đồ gá Chọn cấu kẹp vít kẹp Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn yêu cầu : Khi kẹp phải vị trí cần kẹp chi tiết Lực kẹp tạo phải đủ lớn (nghĩa khơng q nhỏ- gây an tồn lớn gây biến dạng phôi) Kết cấu nhỏ gọn thao tác an toàn thuận lợi Với yêu cầu ta chọn cấu kẹp chặt ren vít Cơ cấu so dao cấu khác - Cơ cấu so dao : Với đồ gá phay thiết kế cho cữ so dao Nó có tác dụng xác định đúng, xác nhanh đén vị trí cần gia cơng chi tiết Cơ cấu dẫn hướng dùng cữ so dao có bề mặt GVHD : Trần Thị Thu Thủy 179 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí - Các cấu khác: Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy bu lông đai ốc Kẹp chặt chi tiết phận đồ gá vít chốt Thân đồ gá chọn kết cấu vẽ, chế tạo gang 4.3.4.3 Tính sai số đồ gá Xác định sai số chế tạo đồ gá Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu nguyên công để quy định điều kiện kĩ thuật chế tạo lắp ráp đồ gá Ta có sai số gá đặt cho phép đồ gá: gđ= Suy ta có ct =  c   k   m   dc   ct  [  [ 2 gc ] (  (4.78) ) ]  (  k   m   dc   c gd 2 2 Trong : - k sai số kẹp chặt phôi Trong trường hợp lực kẹp vng góc với phương kích thước thực nên k= - m sai số mịn đồ gá Ta có m =  N (4.79) Với :N số chi tiết gia cơng đồ gá Theo thuyết minh ta có N = 218 chi tiết ( tính phần trước)  hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị Với chốt định vị ta có : = 0.1 – 0.5 Ta chọn  = 0.3 Vậy m = 0,3 √218= 4,5 (m) - dc sai số sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá dc= - 10(m) nên Ta chọn dc = 10 (m) - c sai số chuẩn chuẩn định vị khơng trùng với gốc kích thước gây Với ta thấy chuẩn kích thước trùng với chuẩn định vị nên c = - gd sai số gá đặt - gd = (1/2 ÷ 1/5)  = (1/2÷1/5) 0,2 = 0,1 ÷ 0,04 (mm) ta chọn gd = 100 (m) Trong  dung sai nguyên công Thay số vào ta có : ct = √1002 − (4,52 + 102 + + 0) = 99 (m) = 0,099 (mm) GVHD : Trần Thị Thu Thủy 180 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Từ kết tính tốn sai số chế tạo cho phép   ct  = 0,099 mm, ta có yêu cầu kỹ thuật đồ gá: Độ không song song mặt phiến tỳ đáy đồ gá  0,099 mm 100 mm chiều dài Độ khơng vng góc đường tâm lỡ lắp bu lông với mặt đáy đồ gá  0,099 mm Kết luận chương 4: Trong chương này, nhóm lập quy trình cơng nghệ tính tốn chế độ cắt để gia cơng hai chi tiết điển hình Đai ốc Khối đỡ ray trượt GVHD : Trần Thị Thu Thủy 181 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí CHƯƠNG : MƠ PHỎNG MÁY IN 3D 5.1 Mơ máy phần mềm Inventor Hình 5.1 Mơ chuyển động trục Hình 5.2 Mơ q trình phối màu GVHD : Trần Thị Thu Thủy 182 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hình 5.3 Mơ q trình in sản phẩm 5.2 Kết đạt Sau trình nghiên cứu tính tốn nhóm thiết kế thành cơng mơ hình máy in 3D Vật liệu sử dụng trình in nhựa ABS nhựa PLA Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật máy Thông số Giá trị Kích thước máy (DxRxC) 565 x 640 x 565 (mm ) Không gian làm việc (DxRxC) 230 x 170 x 350 (mm ) Tốc độ in tối đa 120 (mm/s ) Tốc độ in tối ưu 60 – 100 (mm/s) Nguồn điện GVHD : Trần Thị Thu Thủy 220V 183 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí Hình 5.4 Mơ hình thiết kế máy in 3D Quy trình vận hành máy in 3D thông qua sơ đồ khối : File 3D STL Phần mềm CAM ` Xuất file Gcode LCD Phần mềm điều khiển Đưa trục Home Gia nhiệt đầu phun, bàn nhiệt Bắt đầu in Hoàn thành in Trục X,Y Home lấy sản phẩm GVHD : Trần Thị Thu Thủy 184 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ưu điểm : - Sử dụng hệ thống HBOT giúp tăng tốc độ in làm giảm khối lượng đặt trục X, từ đó, tăng tốc độ dịch chuyển cấu chấp hành - Máy in 3D phối màu tạo nhiều sản phẩm với nhiều màu sắc đa dạng Nhược điểm : - Độ ổn định hệ thống chưa tốt - Dung sai sản phẩm chưa ổn định, chiều dày lớp in nhỏ dung sai thấp Hướng phát triển kiến nghị : - Khắc phục lỗi máy - Xây dựng máy in in nhiều màu sắc - Cải thiện tốc độ in cao - Nghiên cứu vật liệu in khác có chất lượng cao GVHD : Trần Thị Thu Thủy 185 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1, Trịnh Chất - Lê VănUyển, Nhà xuất giáo dục, 2006 [2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [4] Hướng đẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang, NXB Khoa học Kỹ thuật [5] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Trần Văn Địch , NXB Khoa học Kỹ thuật, 2005 [6] Chế độ cắt gia cơng khí, Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Việt Bình, NXB Đà Nẵng [7] Alats đồ gá Trần Văn Địch, NXB Khoa học kỹ thuật, 2003 [8] Công nghệ chế tạo máy, Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2002 [9] Đồ gá khí hố tự động hoá, Trần Văn Địch, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003 [10] RepRap.org GVHD : Trần Thị Thu Thủy 186 Đồ án tốt nghiệp ... tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơ khí LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, máy in 3D xem phát minh lạ nhân loại người sử dụng toàn giới Máy in 3D ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: sản xuất... 1986, sáng chế cấp cho thiết bị tạo khối (SLA) Bằng sáng chế thuộc Charles(Chuck) Hull, người phát minh máy SLA vào năm 1983 Công nghệ SLA kỹ thuật dùng tia UV để làm cứng lớp vật liệu in 3D nhựa... (tốc độ in ) - Cải thiện chất lượng sản phẩm in 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết nguyên lý, ứng dụng phương pháp in 3D : + Nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý, sở trộn màu in +