(Đồ án tốt nghiệp) chế tạo các chi tiết cơ khí cho tay máy gia nhiệt khuôn ép phun

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ CHO TAY MÁY GIA NHIỆT KHUÔN ÉP PHUN GVHD: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG SVTH: NGUYỄN TRUNG KIÊN MSSV: 11144214 SVTH: LÊ TIẾN SĨ MSSV: 11144190 SKL004199 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* Tp Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 01 năm 2016 Họ tên sinh viên: Nguyễn Trung Kiên Lê Tiến Sĩ MSSV: 11144214 MSSV: 11144190 Chun ngành: Cơng Nghệ KT Cơ Khí Lớp: 11144CL2 Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Đỗ Thành Trung Ngày giao đề tài: 01/08/2015 Ngày nộp đề tài: 13/01/2016 Tên đề tài: Chế tạo chi tiết khí cho tay máy gia nhiêt khn ép phun Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tham khảo tài liệu, báo về: tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí - Phần mềm ANSYS – Module CFX, SOLIDWORS Nội dung thuyết minh tính tốn:  Lê Tiến Sĩ: - Đánh giá lựa chọn phương án - Đo đạt thông số thực tế máy ép phun - Tính tốn động vitme  Nguyễn Trung Kiên: - Tìm hiểu robot đưa phương án chế tạo - Tìm hiểu cơng thức bảng tra - Tính tốn ổ bi đai  Phần chung (cả sinh viên): - Gia công lắp ráp chi tiết Kiểm tra sửa chữa phần tính toán Sản phẩm: Tay máy gia nhiệt với ba bậc tự (tịnh tiến theo ba trục X, Y, Z) Cấu tạo gồm vitme_đai ốc_ray trượt gắn lên chịu lực sử dụng động servo - Trƣởng ngành Giáo viên hƣớng dẫn CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Lê Tiến Sĩ MSSV: 11144190 Nguyễn Trung Kiên MSSV: 11144214 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật khí Tên đề tài: Chế tạo chi tiết khí cho tay máy gia nhiêt khuôn ép phun Họ tên Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Đỗ Thành Trung NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên:Lê Tiến Sĩ Nguyễn Trung Kiên Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật khí Tên đề tài: Chế tạo chi tiết khí cho tay máy gia nhiêt khuôn ép phun Họ tên Giáo viên phản biện: ThS Nguyễn Văn Sơn NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: 10 Đề nghị cho bảo vệ hay không? 11 Đánh giá loại: 12 Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đại học báo cáo đồ án tốt nghiệp này, nhóm nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình q thầy trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh Trước hết, nhóm xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô môn Công nghệ tự động, khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao,trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM thầy tận tình dạy bảo cho nhóm suốt thời gian học tập rèn luyện trường Nhóm xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Đỗ Thành Trung, thầy TS Phạm Sơn Minh, thầy ThS Trần Minh Thế Uyên, thầy ThS Nguyễn Văn Sơn hướng dẫn, ch bảo tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm q trình làm đồ án tốt nghiệp Mặc dù nhóm có nhiều cố gắng hồn thiện đồ án, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp q báu q thầy cơ, anh chị bạn Nhóm sinh viên thực Nguyễn Trung Kiên Lê Tiến Sĩ ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang i TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG TĨM TẮT Cơng việc nhóm trình bày lý chọn đề tài phân tích tầm quang trọng tính tốn việc lựa chọn thơng số kỹ thuật đầu vào Sau đó, nhóm tìm hiểu loại tay máy có, lựa chọn cấu phù hợp với máy ép nhựa để triển khai thiết kế chế tạo Có phương án nhóm: tay máy đặt bàn để máy ép nhựa, hoạt động tay máy di chuyển từ vào tay máy gắn trực tiếp lên máy ép nhựa, phận gia nhiệt dịch chuyển lên xuống làm việc Dựa vào ưu nhược điểm, đặc biệt yêu cầu kỹ thuật, nhóm chọn phương án hai để tính tốn chế tạo Từ sản phẩm tay máy gia nhiệt nhóm sinh viên chế tạo trước, nhóm phân tích tìm hạn chế độ xác, tốc độ suất Qua tìm phương án chế tạo tay máy gia nhiệt hoàn toàn mới: chiều dài trục X tăng thêm từ 820mm lên 1100mm, lựa chọn động cơ, trục vitme thích hợp ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP Trang ii TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG SUMMARY The first we showed a reason to select topic and analyzed the importance of calculation in selecting the input specifications Then, we researched the types of robot, chose the most suitable structure for plastic injection molding machines to develop, design and create We had two plans: hand machine is placed on a table outside the injection machine, when machine turns on, the hand machine will moves from outside to inside and it’s mounted directly onto plastic machine, heating part will moves up and down when working Based on the pros and cons, especially the technical requirements, we chose the two to calculate and manufacture From the old hand machine heating, we analyzed and found out the limit of accuracy, speed and productivity From that we discovered a new method to make hand machine heating, X-axis length increased from 820mm to 1100mm, selected appropriate engine, vitme axis ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang iii TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii SUMARY iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ROBOT .3 2.1 Sơ lược trình phát triển 2.2 Phân loại robot tay máy 2.3 Ứng dụng robot tay máy CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 11 3.1 Trục vitme 11 3.2 Chọn động 19 3.2.1 Xác định moment phát động 19 3.3 Bộ truyền đai [1] 22 3.4 Ray dẫn hướng [6] 25 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ CHẾ TẠO TAY MÁY GIA NHIỆT 38 4.1 Yêu cầu đề tài 38 4.2 Các phương án thiết kế tay máy gia nhiệt 38 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang iv TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT KẾ TAY MÁY GIA NHIỆT 41 5.1 Tính tốn cụm trục Z 41 5.2 Tính tốn cụm trục X 55 5.3 Tính tốn cụm trục Y 69 5.4 Hình ảnh thiết kế tay máy gia nhiệt: 85 5.5 Kiểm nghiệm bền mốt số cấu 86 CHƢƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM 90 6.1 Chế tạo lắp ráp cụm trục Y 90 6.2 Chế tạo lắp ráp cụm trục X 99 6.3 Chế tạo lắp ráp cụm trục Z 108 6.4 Hình ảnh sản phẩm lắp ráp tay máy gia nhiệt: 112 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 113 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang v TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Lực dọc trục biến thiên theo cấp 14 Sơ đồ 3.1: Lực dọc trục biến thiên theo cấp 15 Sơ đồ 3.2: Dọc trục biến thiên tương tự giống đường thẳng 15 Sơ đồ 3.3: Lực dọc trục biến thiên theo đường sin1 16 Sơ đồ 3.4: Lực dọc trục biến thiên theo đường sin2 16 Bảng 3.3: Các thông số đai 23 Bảng 3.4: Hệ số an toàn tĩnh 27 Sơ đồ 3.5: Hệ số cứng vững 28 Sơ đồ 3.6: Hệ số lực ma sát trượt 29 Bảng 5.1: Lực dọc trục trục Z 41 Bảng 5.2: Thông số động trục Z 45 Bảng 5.4: Thông số ray dẫn hướng trục Z 50 Bảng 5.5: Lực dọc trục trục X 56 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG Nguyên công 4: Mài mặt Nguyên công 5: Phay mặt Nguyên công 6: Phay mặt ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 101 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG Nguyên công 7: Khoan lỗ taro M5, M6, khoan lỗ φ17,5 Nguyên công 8: Khoan lỗ φ11 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 102 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG Hình ảnh sản phẩm: Hình 6.6: Tay máy ngang trục X 6.2.2 Quy trình gia cơng nối trƣợt trục X Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi Nguyên công 2: Phay cạnh đạt kích thước yêu cầu ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP TAY MÁY GIA NHIỆT Trang 103 Ngun cơng 3: Mài hai mặt đáy Nguyên công 4: Khoan lỗ φ6.6 φ5.5 φ10 φ11 , , khoan taro M8, phay bậc , Hình ảnh sản phẩm: Hình 6.7 Tấm nối băng trượt trục X ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 104 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG 6.2.3 Quy trình gia cơng chi tiết nối đai ốc trục X Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi Nguyên công 2: Phay mặt Nguyên công 3: Phay mặt Ngun cơng 4: Phay mặt ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP TAY MÁY GIA NHIỆT Trang 105 Nguyên công 5: Cắt lỗ trịn Ngun cơng 6: Khoan taro hệ thống lỗ Hình ảnh sản phẩm: Hình 6.8: Tấm nối đai ốc trục X ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 106 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG 6.2.4 Quy trình gia cơng trục định vị trục X Ngun cơng 1: Tiện hai đầu đạt kích thước hình vẽ Ngun cơng 2: Khoan lỗ taro lỗ M16 Hình ảnh sản phẩm Hình 6.9: Trục định vị trục X ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 107 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG Hình ảnh trục X sau lắp ráp: Hình 6.10: Lắp ráp cụm trục X 6.3 Chế tạo lắp ráp cụm trục Z Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi, hàn chúng lại với theo kích thước vẽ ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP TAY MÁY GIA NHIỆT Trang 108 Ngun cơng 2: Phay mặt Nguyên công 3: Phay mặt 2, Nguyên công 4: Phay mặt 4, ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 109 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG Nguyên công 5: Phay mặt Nguyên công 6: Khoan taro hàng lỗ M5, khoan taro lỗ M6, khoan lỗ φ6.6 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 110 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG Nguyên công 7: Khoan lỗ φ9 bên Nguyên công 8: Khoan taro lỗ M6 Hình ảnh sản phẩm ĐỒ ÁN TƠT NGHIỆP Trang 111 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG 6.4 Hình ảnh sản phẩm lắp ráp tay máy gia nhiệt: Hình 6.11: Lắp ráp tay máy gia nhiệt ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 112 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận Sau hoàn thành đồ án này, chúng em bước đầu hiểu biết cấu chuyển động dùng hệ thống vitme-đai ốc, cấu tạo nguyên lý hoạt động Trong trình làm đồ án giúp chúng em biết cách vận dụng kiến thức từ nhiều môn học khác nhau, từ giải yêu cầu đề tài Với yêu cầu đề tài, chúng em hoàn thành nội dung đề Do lần đầu tiếp cận với lĩnh vực khó khan phải gặp q trình làm nên khơng thể tránh khỏi sai sót Từ chúng em rút nhiều kinh nghiệm trình định vị, kẹp chặt, gia công chi tiết phức tạp giúp ích nhiều cho cơng việc sau chúng em Kiến nghị Bên cạnh đó, khối lượng máy chúng em thiết kế lớn hạn chế thời gian kiến thức vật liệu, hợp kim nên việc giảm khối lượng máy thiết kế chúng em xin phép nghiên cứu sau ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 113 TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí tập 1, tập 2; nhà xuất giáo dục năm 2006 [2] GS TSKH Nguyễn Thiện Phúc, Robot công nghiệp, nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2006 Tiếng Anh [3] TBI MOTION, BALL SCREW CATALOG [4] PMI, BALLSCREW CATALOG, ISO 9001CERTIFIED [5] TBI MOTION, LINEAR GUIDE CATALOG [6] PMI, LINEAR GUIDEWAY [7] AC Servo Drive ∑ −V Series Product catalog YASKAWA ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang 114 ... VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ CHẾ TẠO TAY MÁY GIA NHIỆT 38 4.1 Yêu cầu đề tài 38 4.2 Các phương án thiết kế tay máy gia nhiệt 38 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang iv TAY MÁY GIA NHIỆT... pháp thiết ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ THÀNH TRUNG kế, chế tạo phù hợp với khả mơ hình tay máy phù hợp với máy ép nhựa ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang TAY MÁY GIA NHIỆT PGS TS ĐỖ... hiểu loại tay máy có, lựa chọn cấu phù hợp với máy ép nhựa để triển khai thiết kế chế tạo Có phương án nhóm: tay máy đặt bàn để máy ép nhựa, hoạt động tay máy di chuyển từ vào tay máy gắn trực