Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cắt plasma CNC chuyên dùng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA CNC CHUYÊN DÙNG GVHD: TH.S ĐOÀN TẤT LINH SVTH: ĐỖ MINH HẢI MSSV: 11243017 SVTH: TRƯƠNG VĂN THÁI MSSV: 11243046 SVTH: NGUYỄN MINH TUẤN MSSV: 11243057 SVTH: NGUYỄN THANH YÊN MSSV: 11243059 SKL004197 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI:NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA CNC CHUYÊN DÙNG GVHD SVTH MSSV SVTH MSSV SVTH MSSV SVTH MSSV Khoá TP Hồ Chí Minh, tháng /2016 i KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh Phúc ******* NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: Tên đề tài NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA CNC CHUYÊN DÙNG 2.Các số liệu, tài liệu ban đầu: -Kích thƣớc máy: 2.200x1.600x1.400 mm -Cơng suất máy: ( kw), 220 (v) Tốc độ cắt tối đa: 30 (m/ph) Nội dung đồ án: Nghiên cứu công nghệ plasma CNC dùng để cắt kim loại Nghiên cứu so sánh phƣơng án chế tạo máy cắt plasma CNC chuyên dùng Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động khí cho máy cắt plasma CNC chuyên dùng Nghiên cứu thiết kế hệ thống điện Nghiên cứu khai thác vận hành phần mềm chuyên dùng cho máy cắt plasma CNC chuyên dùng Nghiên cứu thiết kế hệ thống cấp phôi tự dộng cho máy cắt plasma CNC chuyên dùng 4.Các sản phẩm dự kiến Máy cắt plasma CNC chuyên dung Hệ thống cấp phôi tự động cho máy cắt plasma CNC chuyên dùng TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ii LỜI CAM KẾT Tên đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾCHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA CNC CHUYÊN DÙNG GVHD : Đoàn Tất Linh H tên sinh viên: Đỗ Minh Hải - MSSV:11243017 Lớp:112430B Địa sinh viên: Hà Nam Số điện thoại liên lạc:0901.836.356 Email:minhhaiprospkt@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20… Ký tên iii LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp cột mốc quan tr ng đồng thời thành đánh dấu trƣởng thành sinh viên chúng em sau bốn năm h c tập, rèn luyện trƣờng đại h c Là kết tinh lý thuyết thực nghiệm kết kiên trì, nỗ lực khơng ngừng Nhìn lại qng thời gian chúng em miệt mài làm đồ án tốt nghiệp thật đáng quý cổ vũ tinh thần, giúp đỡ tận tình từ phía gia đình, ngƣời thân, bạn bè thầy Nhờ có h mà chúng em có nhiều điều kiện thuận lợi để hồn thành tốt nhiệm vụ Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè thầy khoa khí chế tạo máy mơn công nghệ chế tạo máy trƣờng ĐH sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến: Thầy Đoàn Tất Linh – thầy giúp đỡ, hƣớng dẫn nhóm nhiều trình thiết kế máy cho đồ án tốt nghiệp Một lần chúng em xin gởi lời cảm ơn đến tất m i ngƣời giúp đỡ nhóm hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Đỗ Minh Hải Trƣơng Văn Thái Nguyễn Minh Tuấn Nguyễn Thanh Yên iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN Tên đề tài: NGHIÊN CỨU – THIẾT KẾ - CHẾ TẠO MÁY CẮT PLASMA CNC CHUYÊN DÙNG Ngày nay, khoa h c kỹ thuật ngày phát triển máy móc đại đời ngày nhiều Chỉ xét riêng lĩnh vực gia công khí, hàng loạt máy cắt Plasma đời nhƣ máy cắt Plasma CNC trục đầu cắt, máy cắt Plasma CNC đầu cắt nhờ mà suất sản xuất nhƣ chất lƣợng sản phẩm ngày đƣợc nâng cao Chính kì diệu máy cắt Plasma (nhƣ cắt đƣợc hình dạng phức tạp biên dạng 2D cách nhanh chóng, tự động hóa sản xuất với tập tin mã lệnh nhập cho máy), phận trí thức nghĩ đến việc chế tạo mơ hình mơ hoạt động máy Plasma đại, với kích thƣớc nhỏ g n giá thành thấp nhiều lần nhƣng đảm bảo hoạt động hiệu quả, đáp ứng đƣợc nhu cầu h c tập, giải trí nhƣ sản xuất nhà Đó lý mà đề tài đƣợc triển khai nghiên cứu Đề tài đƣợc triển khai cách khoa h c qua nhiều bƣớc tìm kiếm sở liệu, phát triển ý tƣởng, giải pháp, triển khai thiết kế, tối ƣu hóa mơ hình, tính tốn mơ tính bền vững hệ thống, thực gia công chi tiết cần thiết lắp ráp thành máy cắtPlasma hồn chỉnh Bên cạnh nhóm nghiên cứu cách chi tiết phần điện tử phần mềm điều khiển cho máy cắt Plasma Giai đoạn cuối dự án tiến hành chạy thử nghiệm, kiểm tra hiệu chỉnh mơ hình để đảm bảo yêu cầu đề tài Máy cắt Plasma CNC đầu cắt sau chế tạo có kích thƣớc 2.200x1.600x1.400 mm, có khả gia cơng hình dạng phức tạp chủ yếu vật liệu thép tấm, kim loại mỏng (0.3 -12mm) với độ xác cao hình dạng sai số kích thƣớc đạt mức 0.3 mm Tuy nhiên, mơ hình cịn số hạn chế nhƣ khơng khử nhiễu cắt, hao mịn đầu cắt Plasma.Nhóm hi v ng phát triển mơ hình cách khắc phục nhƣợc điểm phát triển máy ngày hoàn thiện v SUMMARY OF PROJECT Title : RESEARCH - DESIGN – MANUFACTURE PLASMA CNC CUTTING MACHINE THAT MANIPULATE Today, science and technology are increasingly developing and modern machines also launched more Just review for mechanical field, Plasma cutting machine series are launched as Plasma CNC- axis,1cutting head and Plasma CNC- cutting head, ect…by which the productivity and quality of products is increasingly high.Because the magic of it( like cutting complex shapes in 2D profiles quickly, automatically producing with a code file that is input for the machine), aintellectual part thought about making simulation model for operations of modern Plasma machine, with its compact size and lower price while ensuring effectively operation, meeting the needs of learning, entertainment as well as production at home With above reasons, this subject was conducted to research Subject is carried out scientifically through many steps such as looking for databases, developing ideas and solutions, deploying design, optimizing models, calculating and simulating sustainability of the system, implementing to out-source the necessary details,assemblinga complete Plasma cutting machine Beside that, the group also studydetails of electronic components and driversoftwares for this machine Final stage of the project is to conduct test runs, inspection and calibrate models to ensure proper requirements of the subject After making, PlasmaCNC – 1cutting head with size: 2.200x1.600x1.400 mm is able to machine complex shapes, primarily on steel sheet materials and thin metal(0.3 -12mm)with high precision on the shape anderrorof size reaching at ± 0.3 mm However, the model has some limitations such as not reducing noise when cut, cutting head of Plasma worn The group hopes to futher develop this model by overcoming the above disadvantages and developing machine more and more complete vi MỤC LỤC BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪNError! Bookmark not defined BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆNError! Bookmark not defined LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xi NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Error! Bookmark not defined CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.1.2 Ý nghĩa khoa h c ý nghĩa thực tiễn 1.1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.3.1 Cơ sở phƣơng pháp luận 1.3.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CNC PLASMA 2.1 Giới thiệu Plasma 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Sự tƣơng tác hạt plasma 2.1.3 Va chạm đàn hồi 2.1.4 Va chạm không đàn hồi 2.1.5 Sự tái hợp 10 2.2 Đặc điểm Plasma 11 2.2.1 Phân loại 11 2.2.2 Ƣu nhƣợc điểm 11 2.3 Plasma cắt kim loại 12 2.3.1 Tia Plasma Cắt Kim Loại 12 2.3.2 Hoạt Động Của Một Máy Cắt Plasma 13 2.4 Plasma lựa ch n phƣơng án tối ƣu để cắt kim loại thép cacbon Inox 14 vii 2.5 Các Biến Thể Của Quá Trình Cắt Plasma 20 2.5.1 Cắt Plasma thông thƣờng 20 2.5.2 Cắt Plasma hai đƣờng khí 21 2.5.3 Cắt Plasma phun nƣớc 21 2.5.4 Cắt Plasma độ xác cao 22 2.6 Khái quát máy CNC 22 2.6.1 Vài nét sơ lƣợc máy CNC 22 2.6.2 Cấu tạo chung quy ƣớc máy CNC 25 2.6.3 Các kiểu hệ thống điều khiển 28 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KẾT CẤU MÁY CẮT PLASMA CHUYÊN DÙNG 30 3.1 Lựa ch n phƣơng án cho máy cắt CNC Plasma 30 3.1.1 Lựa ch n vitme-đai ốc 31 3.1.2 Lựa ch n cấu dẫn hƣớng 33 3.1.3 Lựa ch n truyền khớp nối trục 34 3.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn 35 3.2.1 Thiết kế trục X 35 3.2.2 Thiết kế trục Y 40 3.2.3 Lựa ch n, tính tốn trƣợt bi 41 3.2.4 Tính tốn, lựa ch n vítme-đai ốc bi 47 3.2.5 Tính tốn, lựa ch n động bƣớc 51 3.3 Lựa ch n vật liệu cắt, đặc điểm kim loại cắt 55 3.3.1 Thép xây dựng (thép cán nóng thƣịng)(