Đang tải... (xem toàn văn)
Máy taro bán tự động được thiết kế để gia công ren trong các lỗ có sẵn của chi tiết. Được ứng dụng trong các phân xưởng gia công, các doanh nghiệp vừa và nhỏ nhằm nâng cao năng suất, mang lại hiệu quả cao kinh tế cao so với các phương pháp taro truyền thống.
1 PHẦN I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài Khi việc gia công chi tiết máy ngày nhiều, đặc biệt nước ta, có cơng nghiệp phát triển Ngồi việc địi hỏi cơng nghệ đại, có độ xác cao việc tiết kiệm thời gian gia cơng, nhằm hồn thiện sản phẩm cách nhanh nhất, đảm bảo an toàn cho người vận hành góp phần quan trọng việc gia cơng chi tiết máy Trong taro nguyên công sử dụng thường xuyên rộng rải gia công chi tiết máy Hiện hai phương pháp taro thường sử dụng phổ biến taro tay dùng máy khoan có chức taro Nhưng phương pháp taro không giải hết vấn đề gặp phải Từ đề tài: “Máy Taro Ren Bán Tự Động” đời để đáp ứng nhu cầu sản xuất xã hội Như tên gọi mình, máy sử dụng phương pháp taro ren lỗ có sẵn chi tiết gia cơng Đặc điểm phương pháp có tốc độ nhanh, tiết kiệm thời gian gia công thao tác vị trí khó Hiện VIệt Nam, có nhà máy, xưởng gia công sử dụng phương pháp Tuy nhiên máy taro bán tự động hứa hẹn sử dụng phổ biến rộng rãi Việt Nam 3 1.2 Tổng quan lịch sử nghiên cứu đề tài Sự phát triển lồi người thơng qua thời đại gắn liền với công cụ Với cách mạng công nghệ vào kỷ XVIII, máy công cụ xuất liên tục cải tiến Sự phát triển máy công cụ công nghệ liên quan tiến nhanh tận ngày Cuộc sống đại sản phẩm tự nhiên, mà kết phát triển máy công cụ Thực phẩm chế biến, xe cộ, điện thoại sản phẩm sử dụng sản xuất máy móc Trước kỷ XX, phương pháp sản xuất thay đổi chậm Cho đến đầu năm 1930 phát minh bật bắt đầu tác động mạnh đến quy trình sản xuất Các máy cơng cụ nói chung máy cắt gọt kim loại máy gia công tạo hình để tạo hình sản phẩm kim loại Ngồi máy cơng cụ tiêu chuẩn như: máy khoan bàn, máy tiện, máy phay, máy cưa kim loại, máy mài Cịn có máy cơng cụ đặc biệt thiết kế để thực nguyên công cần thiết tạo sản phẩm Máy taro ren nằm nhóm máy công cụ đặc biệt Ban đầu việc taro thực cách thủ công sử dụng tay quay taro để taro ren lỗ có sẵn chi tiết Hình 1.1: Một số dụng cụ taro ren [9] 4 Ở kỷ XIX người ta dùng máy khoan bàn để taro, để thay cho phương pháp taro thủ cơng Hình 1.2: Taro ren máy khoan bàn [9] Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, máy tao ren tự động bán tự động đời nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất xã hội Hình 1.3: Một số máy taro ren bán tự động [15] 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Máy taro bán tự động thiết kế để gia cơng ren lỗ có sẵn chi tiết Được ứng dụng phân xưởng gia công, doanh nghiệp vừa nhỏ nhằm nâng cao suất, mang lại hiệu cao kinh tế cao so với phương pháp taro truyền thống 5 1.4 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu máy có khả taro ren với nhiều ưu điểm so với máy truyền thống để ứng dụng ngành gia cơng khí Phạm vi nghiên cứu: Trong trình nghiên cứu, dựa yêu cầu thực tế phân xưởng, doanh nghiệp Máy thiết kế để gia công vật liệu phổ biến như: Nhựa, Nhôm, Thép Đề tài dừng lại phạm vi máy bán tự động Mặt khác vấn đề kinh phí cịn hạn hẹp nên đề tài có quy mơ nhỏ Cần phát triển thêm 1.5 Phương pháp nghiên cứu đề tài Xây dựng sở lý thuyết đề tài thông qua tài liệu liên quan thiết kế khí, khí nén tác giả lớn: Trần Thế San, Nguyễn Thế Hùng Đọc chọn lọc tài liệu liên quan từ tiến hành phân tích, tổng hợp tổ chức lại nguồn tài liệu Dựa sở lý thuyết làm tảng cho việc nghiên cứu đề tài Tham quan, khảo sát, nghiên cứu loại máy taro sử dụng thực tế tại: DNTN Tiến Bảo, xưởng khí nhà máy đường Biên Hịa Tìm hiểu máy taro bán tự động nước ngồi: máy OP-08AK Thơng qua catalog nhà sản xuất cung cấp trang web hãng Phân tích ưu nhược điểm loại máy tìm hiểu để làm tảng, mục tiêu cho đề tài 1.6 Kết cấu đề tài Trong đề tài gồm nội dung sau: Cơ sở lý thuyết đề tài Các kiến thức ren taro Tìm hiểu loại máy taro Thiết kế chế tạo máy taro bán tự động Cơ sở thiết kế máy taro bán tự động Các phương án thiết kế khí, tổng quan hệ thống 6 PHẦN II THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TARO REN BÁN TỰ ĐỘNG 7 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Kiến thức ren taro [4] 1.1.1 Khái niêm đường ren xoắn ốc Nếu hình trụ trịn có đường kính d, ta lấy tam giác vuông ABC, cạnh AB = d, chiều cao BC=P, A cố định, ta cho BC quay quanh hình trụ cạnh huyền AC vẽ thành đường xoắn ốc mặt trụ tròn, bề mặt trụ trịn ta dựa theo đường xoắn ốc gia cơng thành rãnh hình trụ hình thành lên ren Hình 1.1: Sự hình thành đường ren Đường xoắn ốc quỹ đạo điểm chuyển động đường sinh, đường sinh quay quanh hình trụ có đường kính d, đường sinh đường thẳng song song với trục quay hình trụ,thì có đường xoắn ốc trụ Còn đường sinh đường thẳng cắt trục quay,thì có đường xoắn ốc nón Vậy: đường bao (hình tam giác, hình thang, cung trịn) chuyển động xoắn ốc mặt trụ mặt côn tạo thành bề mặt gọi ren 8 1.1.2 Ren phân loại sau Căn vào hình dạng profin ren chia làm loại: Ren tạo thành mặt chi tiết gọi ren Chi tiết có ren ngồi thường gọi trục ren bulong Hình 1.2: Bulong Ren tạo thành mặt chi tiết gọi ren Chi tiết có ren thường gọi đai ốc Hình 1.3: Đai ốc Căn theo hướng xoắn ren chia làm loại: Ren phải ren trái Đặt đứng bulong, ren từ trái qua phải lên cao dần, tức ren phải (đai ốc vặn theo chiều kim đồng hồ), ren từ phải qua trái lên cao dần, tức ren trái (đai ốc vặn ngược chiều kim đồng hồ) n o Hình 1.4: Ren trái(1) ren phải(2) 9 Ngoài ren thường dùng người ta phân loại theo bề mặt theo cơng dụng: Căn theo hình dạng bề mặt ren chia làm loại: ren trụ ren Căn theo cơng dụng ren chia làm loại: ren lắp siết, ren truyền động ren chuyên dùng Theo hệ thống ren ren chia làm loại: ren hệ Mét, ren hệ Inch n o Hình 1.5: Ren theo hệ Mét(1) hệ Inch(2) 1.1.3 Tác dụng loại ren Theo hình dáng mà ren có cơng dụng khác nhau: Ren tam giác loại ren thơng dụng nhất, có độ khít cao, thường sử dụng để kẹp chặt, dùng cấu truyền động có khả chịu lực cao Ren thang ren vuông thường dùng cấu truyền động vít me hành trình, vít dao bào máy cơng cụ, vít me máy tiện ren, máy ép, vít me ê tơ 1.2 Tên ký hiệu phận ren 1.2.1 Các phận ren Dạng răng: tức dạng mặt cắt ren có bổ cắt ren có dạng tam giác, dạng vng, dạng hình thang, dạng hình tròn dạng cưa Profin ren: đường bao mặt cắt ren nằm mặt phẳng trục qua ren Góc profin (α): góc hai cạnh kề profin 10 Đường kính ngồi (d): tức đường kính lớn ren hay cịn gọi đường kính danh nghĩa (là đường kính đỉnh ren ngồi, đường kính đáy ren trong) Đường kính ngồi (d1): tức đường kính nhỏ ren (là đường kính đáy ren ngồi, đường kính đỉnh ren trong) Đường kính ngồi (d2): tức đường kính hữu hiệu ren ( đường sinh đường kính trung bình độ rộng bước ren) Số đầu (hay gọi số đầu mối) (Z): tức số lượng đường xoắn ốc ren Bước ren (P): tức khoảng cách hướng trục hai điểm tương ứng lân cận Hành trình dẫn động (S): tức khoảng cách theo hướng trục điểm ren điểm quay vịng theo xoắn ốc, hành trình dẫn động ren đầu mối bước ren: S=P, hành trình dẫn động ren nhiều đầu mối bước ren nhân với số đầu mối: S=Z.P Góc mặt cắt ren (ß): tức góc kẹp hai mặt bên hình ren (ren tam giác hệ M 600, ren tam giác hệ anh 550) Chiều cao ren (h): khoảng cách từ đỉnh ren tới chân ren Bước xoắn đường ốc (Px): khoảng cách hai đỉnh ren liên tiếp mối nối ren theo đường xoắn ốc đo theo phương pháp song song với đường trục ren Px =P.Z (với ren đầu nối, ta có Px=P) Góc nâng ren ( γ ): góc tạo tiếp tuyến đường xoắn ốc (trên hình trục trung bình) với mặt phẳng vng góc với trục ren tg γ =Px / π d Chân ren: bề mặt đáy nối cạnh ren kế Chân ren ngồi đường kính phụ, chân ren đường kính 62 Hình 3.47: Catalog mũi taro nhà sản xuất cung cấp [13] 63 3.3.2 Động taro [19] Hình 3.48: Động taro Chức năng: Taro Có khả đảo chiều Có khả trượt tải Có khả điều chỉnh tốc độ Dựa yêu cầu đề ra, loại động chọn có thơng số kỹ thuật sau: Tên: Yunica YD-4.5F Xuất xứ: Tainwan Hãng sản xuất: Yunica Loại: Air tool Kiểu dáng: dạng súng Kích thước: 6.35 x 190 (mm) 64 Hình 3.49: Catalog động nhà sản xuất cung cấp [19] 65 3.3.3 Ben trợ lực Hình 3.50: Ben trợ lực Chức năng: Nâng cánh tay đòn lên góc cố định Đưa cánh tay địn trở trang thái ban đầu sau làm việc xong Bảng 8: Thơng số kỹ thuật ben trợ lực Đặc tính kỹ thuật Thơng số Kích thước 240 mm Hành trình 100 mm Lực nâng 100 N 3.3.4 Áp suất khí, đường kính dây dẫn khí Dựa vào thơng số động cơ, địi hỏi áp suất khí đủ để hoạt động bar Ta chọn máy nén khí sau: Hình 3.51: Máy nén khí [10] 66 Bảng 9: Thông số kỹ thuật máy nén khí [10] Đặc tính kỹ thuật Thơng số Cơng suất (HP-KW) – 3.75 Lưu lượng (l/phút) 751 Điện áp sử dụng (V) 380 Áp lực làm việc (kg/cm2) Áp lực tối đa (kg/cm2) 10 Kích thức DxRxC (mm) 1550 x 530 x 1060 Trọng lượng (kg) 199 Ứng với áp suất khí (8 bar) mà động yêu cầu, ta chọn dây dẫn khí có đường kính mm, van tiết lưu lọc khí tương ứng: c d e Hình 3.52: Dây dẫn khí (1), van tiết lưu (2), lọc khí (3) 67 3.3.5 Vật liệu chế tạo khớp Tất chi tiết chế tạo từ thép, thép phân loại sau: Thép có hàm lượng cacbon thấp: Lượng cacbon khoảng 0,02 ~ 0,29% Thép mềm có độ bền kéo vừa phải, lại rẻ tiền dễ cán, rèn Thép mềm sử dụng nhiều xây dựng, cán tấm, rèn phơi… Thép có hàm lượng cacbon trung bình: Lượng cacbon khoảng 0,30 ~ 0,50% Có cân độ mềm độ bền có khả chống bào mịn tốt, phạm vi ứng dụng rộng rãi gia công chi tiết máy, khí. Thép có hàm lượng cacbon cao: Lượng cacbon khoảng 0,6 ~ 0,99% Rất bền vững, sử dụng để sản xuất nhíp, lị xo, kéo thành sợi dây thép chịu cường độ lớn. Ta thấy loại thép có thép cacbon trung bình (thép C45) phù hợp vì: Thép C45 thuộc nhóm thép cacbon trung bình (0,30 ~ 0,50%C ) đảm bảo kết hợp tốt tiêu tính tổng hợp : độ bền, độ dẻo, độ dai Nếu dùng lượng cacbon khác khơng đạt tính tổng hợp tốt vậy: Tuy dùng lượng cacbon cao đạt độ cứng bề mặt tính chống mài mòn cao lại giảm độ dẻo, độ dai giảm tính hàn Lượng cacbon thép giảm độ dẻo thép cacbon cao Thép C45 nằm nhóm thép thơng dụng, dễ kiếm, giá thành tương đối rẻ so với loại thép khác (như thép hợp kim), sử dụng đảm bảo tiêu yêu cầu 68 3.4 Ưu – nhược điểm taro máy bán tự động Sau máy taro bán tự động hoàn thành hoạt động Máy đạt số yêu cầu ban đầu đặt ra: Ưu điểm: Giá thành rẻ, vật liệu chế tạo dễ kiếm Kết cấu đơn giản, động, lắp ghép máy nhiều vị trí khác nhau, dễ vận chuyển Dễ lắp đặt mà không cần máy móc hổ trợ, phù hợp điều kiện nhà xưởng Có khả đảo chiều dễ dàng Điều chỉnh tốc độ taro Phạm vi làm việc rộng: taro lỗ bán kính 1000 mm Taro vị trí khó Tiết kiệm thời gian gia công Động chạy khí Gắn nhiều mũi taro (M3 ~ M8) Không gãy mũi taro Tuy nhiên đề tài số hạn chế cần khắc phục Nhược điểm: Chưa có hệ thống tưới nguội Chưa gắn mũi taro lớn 69 3.5 So sánh suất – hiệu kinh tế Phương pháp truyền thống: Nếu sử dụng phương pháp taro tay dùng máy khoan thường thấy phân xưởng Cần chi phí khoảng 9.000.000 VNĐ cho máy khoan bàn có chức taro lương cho công nhân đứng máy từ 800.000 ~ 1.500.000 VNĐ/tháng (Khảo sát DNTN Tiến Bảo, địa chỉ: 28 Tổ 36KP.9 - Phường Tân Phong - Biên Hòa - Đồng Nai) 9Thời gian taro lỗ sâu 20 mm phút taro tay 30 giây taro máy khoan 9Không khắc phục tượng gãy mũi taro thao tác không tốt (đối với taro tay) vận hành máy không tốt (đối với taro máy khoan) 9Đối với chi tiết lớn taro tay Máy taro bán tự động: Với mức đầu tư 5.000.000 VNĐ cho máy taro bán tự động chi phí 800.000 ~ 1.500.000 VNĐ/tháng cho cơng nhân đứng máy Thì tổng chi phí (6.500.000 VNĐ) nhỏ cách sử dụng máy khoan doanh nghiệp (10.500.000) Nhưng mang lại hiệu cao hơn: Thời gian taro lỗ sâu 20 mm 20 giây (theo thực nghiệm) Không xảy tượng gãy mũi taro Khả nhiều người sử dụng máy nhiều vị trí khác phạm vi làm việc rộng: bán kính 1000 mm Gia cơng chi tiết lớn Từ kết ta thấy suất làm việc taro tay taro máy khoan thấp nhiều so với máy taro bán tự động có khả làm việc linh hoạt với nhiều ưu điểm hẳn phương pháp truyền thống Điều đáng nói mang lại hiệu cao chi phí đầu tư lại thấp so với việc đầu tư máy khoan để taro Các xưởng gia công, doanh nghiệp nên đầu tư máy taro bán tự động để: Năng cao suất làm việc 70 Giảm chi phí đầu tư Khả gia công nhiều lỗ chi tiết lớn với thời gian gia cơng mà máy truyền thống chưa làm ưu điểm mang lại hiệu kinh tế cao cho doanh nghiệp Cuối xin đưa bảng so sánh máy taro bán tự động không máy có nước mà cịn máy sử dụng nước (OP08AK): Bảng 10: Bảng so sánh máy taro bán tự động với máy taro khác Tiêu chí so sánh Vật liệu gia công Dễ thao tác Thời gian gia công Năng suất làm việc Khả thay hư hỏng Phương pháp taro tay Nhựa, Nhôm, Thép, Inox Khó thao tác Chậm Dùng máy khoan Máy OP-08AK Nhựa, Nhôm, Thép, Inox Dễ Nhanh Nhôm, Thép, Đồng Dễ Nhanh Máy taro ren bán tự động Nhựa, Nhôm, Thép Dễ Nhanh Thấp Cao Cao Cao Dễ Khó Linh kiện phải nhập, giá thành cao M3 ~ M8 Dễ tháo lắp, vật liệu chế tạo rẻ tiền Có thể taro theo chiều đứng, ngang, vi trí hẹp Rộng Khơng làm gãy mũi taro Có thể taro theo chiều đứng, ngang, vi trí hẹp Rộng Khơng làm gãy mũi taro Trong công nghiệp Trong phân xưởng, doanh nghiêp vừa nhỏ Thấp (5.000.000 VNĐ) Gắn nhiều mũi taro Taro vị trí khó Nhiều mũi taro Nhiều mũi taro Khơng taro vị trí hẹp Phải di chuyển lỗ tới vị trí mũi taro Phạm vi làm việc Khơng gãy mũi taro Rộng Địi hỏi thao tác tốt Khả ứng dụng Gia công đơn Hạn chế Gãy mũi cấu đảo chiều không tốt Trong phân xưởng, xí nghiệp Giá thành Thấp Cao (9.000.000 VNĐ) Cao (2.300USD) M3 ~ M8 71 3.6 Một số hình ảnh thực tế máy taro bán tự động Hình 3.53: Hình ảnh thực tế máy taro ren bán tự động Hình 3.54: Phần trụ hồn chỉnh 72 Hình 3.55: Khớp nối chữ U Hình 3.56: Phần liên kết cánh tay địn Hình 3.57: Cánh tay địn hồn chỉnh 73 Hình 3.58: Khớp xoay 900 Hình 3.59: Động đồ gá động Hình 3.60: Áo col, nắp kẹp 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đã chế tạo thành công máy taro bán tự động với nhiều ưu điểm so với loại máy có chức Ngồi máy cịn góp phần làm giảm thời gian gia công khả hoạt động phạm vi rộng, vị trí khó cách dễ dàng thơng qua cánh tay đòn khớp xoay Máy hoạt động tương đối ổn định taro lỗ từ M3 ~ M8 lỗ có chiều sâu tối đa 30 mm Và khơng có tượng gãy mũi taro Kiến nghị: Tiếp tục nghiên cứu, hồn thiện hệ thống để máy hoạt động cách ổn định Nâng cấp hệ thống với yêu cầu cao như: phát triển thành máy tự động hồn tồn, hệ thống lọc khí, thay vật liệu gia công khác Inox để tránh rỉ sét sau thời gian dài hoạt động Hoàn thiện ứng dụng máy xưởng, doanh nghiệp vừa nhỏ, công nghiệp 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm (2006), Thiết Kế Chi Tiết Máy, NXB Giáo Dục, Hà Nội [2] Nguyễn Ngọc Phương (1999), Hê Thống Điều Khiển Bằng Khí Nén, NXB Giáo Dục [3] Trần Hữu Quế (2006), Vẽ Kỹ Thuật Cơ Khí, NXB Giáo Dục, Hà Nội [4] Trần Kế San, Hồng Trí, Nguyễn Thế Hùng (2000), Thực Hành Cơ Khí, NXB Đà Nẵng [5] Hồng Vĩnh Sinh (2001), Máy Cơng Cụ, NXB Lao Động – Xã Hội, Hà Nội [6] Hồ Lê Viên (2003), Các Máy Gia Công Vật Liệu Rắn Và Dẻo, NXB Khoa Học Kỹ Thuật [7] http://www.gewinde-normen.de [8] http://www.hiendaihoa.com.vn [9] http://www.kanabco.com [10] http://www.maydien.com [11] http://www.meslab.org [12] http://www.micro-machine-shop.com [13] http://www.nachi.com [14] http://www.onpin.com.vn [15] http://www.tecnospiro.com [16] http://www.trangsanh.com.vn [17] http://www.unitechmachinetools.com 76 [18] http://www.yamawa.com [19] http://www.yunica.com ... Thiết kế chế tạo máy taro bán tự động Cơ sở thiết kế máy taro bán tự động Các phương án thiết kế khí, tổng quan hệ thống 6 PHẦN II THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TARO REN BÁN TỰ ĐỘNG 7 CHƯƠNG I: CƠ... kế máy taro bán tự động cần thiết 33 3.2 Phương án thiết kế khí – tổng quan hệ thống Trong phần nhóm xin đưa phương án thiết kế máy taro ren bán tự động chủ yếu mặt khí Gồm có phương án thiết. .. máy tìm hiểu để làm tảng, mục tiêu cho đề tài 1.6 Kết cấu đề tài Trong đề tài gồm nội dung sau: Cơ sở lý thuyết đề tài Các kiến thức ren taro Tìm hiểu loại máy taro Thiết kế chế tạo máy taro