Đồ gỏ thiết kế phải đảm bảo được cỏc yờu cầu kỹ thuật sau:
• Chất lượng sản phẩm khi sử dụng đồ gỏ phải được đảm bảo, lượng phế phẩm là ớt nhất cú thể chấp nhận được.
• Giỏ thành chế tạo là thấp nhất
• Đồ gỏ phải đảm bảo chắc chắn, và được sử dụng lõu dài.
• Đồ gỏ phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người cụng nhõn.
• Việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế cỏc chi tiết đồ gỏ dễ dàng. 3.2.2- Nguyờn lý động học của đồ gỏ
Dựa trờn quy trỡnh cụng nghệ hàn bỏn tự động xỏc định ở trờn, chỳng ta thấy cỏc bước hàn tự động cần cú 03 chuyển động sau:
- Chuyển động quay phõn độ giỏn đoạn của phụi. - Chuyển động kẹp/nhả kẹp của mỏ kẹp.
- Chuyển động tịnh tiến lờn/xuống của mỏ hàn.
Xuất phỏt từ cỏc chuyển động phõn tớch ở trờn, chỳng tụi chọn cỏc cơ cấu truyền động tương ứng dưới đõy:
- Sử dụng truyền động bỏnh răng để thực hiện chuyển động quay phõn độ giỏn đoạn của phụi cho hàn tuần tự 13 điểm.
- Sử dụng cơ cấu xi lanh khớ nộn để thực hiện chuyển động kẹp/nhả kẹp. - Chuyển động tịnh tiến lờn/xuống của mỏ hàn đó cú của mỏy hàn.
3.2.3- Kết cấu đồ gỏ
Trờn cơ sở nguyờn lý động học phõn tớch ở trờn, cỏc bản thiết kế kết cấu được thể hiện dưới đõy.
3.3- Thiết kế mụ phỏng kết cấu đồ gỏ hàn 3.3.1- Thiết kế mụ phỏng cỏc chi tiết của đồ gỏ 3.3.1- Thiết kế mụ phỏng cỏc chi tiết của đồ gỏ
Từ bản vẽ lắp kết cấu đồ gỏ hàn, sử dụng phần mềm Solidworks, từng chi tiết của đồ gỏ hàn mụ phỏng như sau:
a- Cụm giỏ gỏ
Hỡnh 3.7a- Giỏ gỏ cố định. Hỡnh 3.7b- Giỏ gỏ quay.
Hỡnh 3.7c- Tấm dưới. b- Tấm nối giữa giỏ gó cố định với ỏo trục
c- Trục quay và vũng bi
Hỡnh 3.9a-Trục quay. Hỡnh 3.9b-Vũng bi. d- Cụm truyền động
Để hàn cụm chi tiết băng đạn tuần tự giỏn đoạn, tụi chọn cụm chuyển động thanh răng và bỏnh răng. Bỏnh răng cú m=2, và số răng 120 răng, hỡnh dỏng của bỏnh răng và thanh răng được thể hiện như hỡnh 3.6, 3.7 dưới đõy. Bản vẽ chế tạo bỏnh răng được gim kốm theo phụ lục.
Hỡnh 3.10a- Bỏnh răng. Hỡnh 3.10b- Thanh răng.
Hỡnh 3.11- Thanh đẩy. e. Tấm gỏ phụi TĐ
Ngoài ra bộ đồ gỏ hàn cũn được tạo bởi cỏc chi tiết sau:
Hỡnh 3.14- Phụi hàn.
3.3.2- Thiết kế mụ phỏng thỏo, lắp cỏc chi tiết của đồ gỏ
3.3.3- Thiết kế mụ phỏng hoạt động của đồ gỏ
Cỏc chi tiết, cụm chi tiết cũn lại của sản phẩm TĐ, của đồ gỏ cú thể lấy ra trong thư viện của luận văn này.
Bảng kờ trỡnh tự thao tỏc lắp rỏp đồ gỏ
TT
lắp Tờn động tỏc lắp Cỏc chi tiết tham gia Số lượng
1 Đúng then định vị đế đỡ với thõn mỏy
2 Lắp bu lụng bắt đế đỡ và bàn gỏ cố định Bu lụng M16 4 3 Lắp đế vũng bi với bàn gỏ cố định Bu lụng M6 3
4 Lắp ổ bi đỡ chặn vào trục chớnh Ổ bi đỡ chặn 1
5 Lắp bạc chặn vào trục chớnh Bạc chặn 1
6 Lắp ổ bi đũa cụn vào trục chớnh Ổ bi đũa cụn 1
7 Lắp vũng đàn hồi vào trục chớnh Vũng đàn hồi 1
8 Lắp cụm trục chớnh vào ống trụ Ổ bi đỡ chặn Bạc chặn Ổ bi đũa cụn Vũng đàn hồi trục chớnh ống trụ 1
9 Lắp bỏnh răng chủ động lờn động cơ Bỏnh răng chủ động 1 10 Lắp then bắt trục với bỏnh răng Bỏnh răng Trục 1 11 Lắp bỏnh răng bị động lờn trục chớnh Bỏnh răng bị động Trục chớnh 1
12 Thỏo bu lụng Bu lụng kẹp bổ 4
13 Lăp bàn quay lờn bỏnh răng bị động Bỏnh răng bị động bàn quay 1
14 Lắp then bắt bàn quay vúi bỏnh răng then 1
15 Lắp bu lụng bắt bàn quay với bỏnh răng Bu lụng 4
16 Lắp đai ốc bắt bàn quay với bỏnh răng Đai ốc 4
17 Lắp nắp đổ dầu lờn bàn quay Nắp đổ dầu 1
18 Lắp lũ xo vào ống định vị trong Lũ xo 6
Tấm gỏ 2
19 Lắp tấm gỏ phụi với bàn gỏ quay
Bàn gỏ quay 1
20 Lắp thanh răng với thanh đẩy Bu lụng M10 3
21 Lắp đĩa nối với bàn gỏ cố định Bu lụng M8 4 22 Lắp càng đỡ với bàn gỏ cố định Bu lụng M6 4 23 Lắp càng đỡ, trục gỏ vào tấm gỏ Bu lụng M8 4 24 Lắp giỏ trục bi đỡ với dầm chữ I Bu lụng M10 9
3.4- Kết luận
3.4.1- Kết quả đạt được
• Thiết kế được quy trỡnh hàn bỏn tự động cho nguyờn cụng hàn tuần tự 13 điểm đồng thời.
• Thiết kế kết cấu và mụ phỏng đồ gỏ hàn bỏn tự động làm việc phối hợp với mỏy hàn điểm tiếp xỳc.
• Xõy dựng được quy trỡnh cụng nghệ lắp rỏp đồ gỏ hàn hợp lý.
3.4.2- Hướng nghiờn cứu, phỏt triến
• Hoàn thiện bản thiết kế hiện tại.
• Thiết kế hệ thống điều khiển ghộp nối: Mỏy hàn – Đồ gỏ hàn.
• Kết quả của đề tài làm cơ sở để thiết kế tự động húa toàn bộ dõy chuyền
CHƯƠNG 4- THIẾT KẾ ĐỒ GÁ HÀN ĐỒNG THỜI 4.1- Đặt vấn đề.
Chỳng ta nhận thấy đồ gỏ cú một tỏc dụng vụ cựng quan trọng. Nú sẽ giỳp chỳng ta nõng cao năng suất và độ chớnh xỏc khi gia cụng, vỡ vị trớ của chi tiết so với mỏy đều được xỏc định bằng gỏ lắp trờn đồ gỏ. Mở rộng khả năng cụng nghệ của thiết bị, giảm nhẹ sự căng thẳng và cải thiện điều kiện làm việc của cụng nhõn và đặc biệt đồ gỏ giỳp cho việc gia cụng nguyờn cụng khú, nếu khụng cú đồ gỏ thỡ khụng thể gia cụng được.
Trong đề tài này việc thiết kế đồ gỏ sẽ cú được tỏc dụng vụ cựng quan trọng, vỡ nú sẽ điều chỉnh sản phẩm chớnh xỏc nhịp nhàng đồng thời.
Qua quỏ trỡnh khảo sỏt tại cụng ty thực tế tại nhà mỏy, em nhận thấy việc thiết kế đồ gà hàn là vụ cựng quan trọng cú đồ gỏ sẽ làm tăng năng xuất lao động và độ chớnh xỏc, ổn định chất lượng sản phẩm. Trong cỏc nguyờn cụng em lựa chọn nguyờn cụng
4.1.1-Khảo sỏt nguyờn cụng hàn 06 điểm giữa mỏ tỏp trỏi với thành hộp trỏi
Hỡnh 4.1a- Cỏc bước, động tỏc của nguyờn cụng hàn 06 điểm đồng thời.
Vị trớ 06 điểm cần hàn trong nguyờn cụng này được mụ tả trong hỡnh 4.1b. Cỏc bước và động tỏc của nguyờn cụng được thể hiện trong hỡnh 4.1a.
Hỡnh 4.1b- Vị trớ và thứ tự cỏc điểm hàn trờn mỏ tỏp. 4.1.2-Phương ỏn dự kiến
Sau khi khảo sỏt thực tế tỡm ra những tồn tại của dõy chuyền và nguyờn cụng này; chỳng tụi đề ra một số phương ỏn giải quyết dưới đõy được thực hiện bỏn tự động trong quỏ trỡnh hàn.
Phương ỏn 1- Hàn tự động tuần tự 06 điểm trờn mỏ tỏp. Sử dụng phương phỏp hàn điểm với một điện cực. Gỏ lắp bỏn tự động (định vị bằng tay, kẹp chặt tự động bằng khớ nộn).
Vẫn giữ nguyờn chế độ hàn, chỉ thay đổi về phương thức thực hiện, bằng việc thay hàn thủ cụng bằng hàn cú sự điều khiển tự động của mỏy.
Phương ỏn 2- Hàn tự động đồng thời 06 điểm trờn mỏ tỏp. Sử dụng phương phỏp hàn điểm với nhiều điện cực hàn. Gỏ lắp bỏn tự động (định vị bằng tay, kẹp chặt tự động bằng khớ nộn).
Phương ỏn 3- Hàn tự động đồng thời 06 điểm trờn mỏ tỏp. Sử dụng phương phỏp hàn điện cực giả. Gỏ lắp bỏn tự động (định vị bằng tay, kẹp chặt tự động khớ nộn).
Nhận xột
Phương ỏn 1, số lần gỏ lắp là 06 lần. Kộo theo nhiều nhược điểm, Vớ dụ: cường độ làm việc của cỏc phần tử trong hệ thống là tăng lờn, làm giảm tuổi thọ và độ tin
cậy của hệ thống Mỏy - Đồ gỏ - Phụi, năng suất thấp. Đồ gà hàn sẽ phức tạp hơn rất nhiều (do khi hàn phải điều khiển đồ gỏ chuyển động). Ưu điểm - khụng phải thờm nguyờn cụng tạo phụi.
Phương ỏn 2, số lần gỏ lắp là 01 lần. Kộo theo nhiều ưu điểm. Vớ dụ: cường độ làm việc của cỏc phần tử trong hệ thống giảm đi, làm tăng tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống Mỏy - Đồ gỏ - Phụi, năng suất cao gấp nhiều lần. Đồ gà hàn sẽ đơn giản hơn rất nhiều (do khi hàn khụng phải điều khiển đồ gỏ chuyển động). Khụng phải thờm nguyờn cụng chế tạo phụi. Nhược điểm là khụng gian bố trớ 06 mỏ hàn đồng thời khú thực hiện.
Phương ỏn 3, số lần gỏ lắp là 01 lần. Kộo theo nhiều ưu điểm, Vớ dụ: cường độ làm việc của cỏc phần tử trong hệ thống là giảm đi, làm tăng tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống Mỏy - Đồ gỏ - Phụi, năng suất cao gấp nhiều lần. Đồ gà hàn sẽ đơn giản hơn rất nhiều (do khi hàn khụng phải điều khiển đồ gỏ chuyển động). Nhược điểm là kết cấu của điện cực phức tạp hơn và phải tạo phụi từ trước.
Với những so sỏnh trờn, chỳng tụi lựa chọn phương ỏn 3 để thực hiện bỏn tự động.
4.1.3- Chế độ hàn
Để hàn 06 điểm này đồng thời, theo [5] ta cú cỏc thụng số cụng nghệ cho hàn 06 điểm đồng thời với phương phỏp hàn điện cực giả như sau:
Bảng 4.1- Chế độ hàn 06 điểm đồng thời. Thời gian hàn [s] 0,13 Lực ộp điện cực [KG] 275 Cường độ dũng điện hàn [A] 19800 Đồ bền mối hàn [MPA] 2,3 Thời gian giữ [s] 0,13
Hỡnh 4.2- Biểu đồ chu trỡnh hàn.
Với chế độ hàn trờn, mối hàn sẽ đạt yờu cầu về độ bền, kớch thước và hỡnh dạng.
4.1.4- Lựa chọn thiết bị
Với cường độ dũng điện hàn cho 06 điểm là 19800A, ta chọn mỏy cú cường độ dũng điện lớn hơn 20% cường độ dũng điện danh định. Bảng 4.4 giới thiệu cỏc thụng số kỹ thuật của mỏy hàn điện tiếp xỳc.
Bảng 4.4- Tớnh năng kỹ thuật của một số mỏy hàn điện tiếp xỳc bỏn tự động.
Từ bảng 4.4, ta chọn mỏy hàn YR500-JM2 với cỏc thụng số cơ bản được túm tắt trong bảng 4.5.
Bảng 4.5- Thụng số mỏy hàn YR-JM2
Mỏy hàn Panasonic YR500-JM2
Cường độ dũng điện tối đa [A] 29000
Cụng suất định mức [KVA] 50
Chu kỳ tải [%] 3,9
Lực ộp điện cực [KG] 1000
Lưu lượng nước làm mỏt [Q/phỳt] 3
Khối lượng mỏy [kg] 500
4.1.5-Thiết kế mụ đun hàn bỏn tự động
Sau khi khảo sỏt, phõn tớch, quy trỡnh cụng nghệ hàn bỏn tự động được thiết kế như sau (hỡnh 4.3):
Từ quy trỡnh cụng nghệ hàn bỏn tự động, xõy dựng cỏc biểu đồ Grafcet để làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống điều khiển sau này.
Dưới đõy là cỏc dạng biểu đồ Grafcet phục vụ cho quy trỡnh cụng nghệ hàn bỏn tự động nờu trờn.
Biểu đồ Grafcet hàn bỏn tự động 06 điểm đồng thời
4.2- Thiết kế Đồ gỏ hàn đồng thời 4.2.1- Yờu cầu kỹ thuật của đồ gỏ 4.2.1- Yờu cầu kỹ thuật của đồ gỏ
Đồ gỏ thiết kế phải đảm bảo được cỏc yờu cầu kỹ thuật sau:
• Năng suất phải cao hơn hẳn so với khi khụng sử dụng.
• Chất lượng sản phẩm khi sử dụng đồ gỏ phải được đảm bảo, lượng phế phẩm là ớt nhất cú thể chấp nhận được.
• Giỏ thành chế tạo là thấp nhất
• Đồ gỏ phải đảm bảo chắc chắn, và được sử dụng lõu dài.
• Đồ gỏ phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người cụng nhõn.
• Việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế cỏc chi tiết đồ gỏ dễ dàng.
4.2.2- Nguyờn lý động học đồ gỏ
Dựa trờn quy trỡnh cụng nghệ hàn bỏn tự động xỏc định ở trờn, cỏc bước hàn tự động cần cú 02 chuyển động sau:
- Chuyển động kẹp/nhả kẹp của mỏ kẹp.
- Chuyển động tịnh tiến lờn/xuống của mỏ hàn.
Xuất phỏt từ cỏc chuyển động phõn tớch ở trờn, chỳng tụi chọn cỏc cơ cấu truyền động tương ứng dưới đõy:
- Sử dụng cơ cấu xi lanh khớ nộn để thực hiện chuyển động kẹp/nhả kẹp. - Chuyển động tịnh tiến lờn/xuống của mỏ hàn được thực hiện bởi mỏy hàn. Trờn cơ sở đú cỏc bản thiết kế kết cấu được thể hiện trong phần phụ lục.
4.2.3- Thiết kế điện cực a- Hỡnh dạng, kết cấu a- Hỡnh dạng, kết cấu
Cỏc dạng điện cực cho hàn 06 điểm đồng thời đều là loại điện cực cú mặt tiếp xỳc đều là mặt phẳng. Cấu tạo điện cực được ghộp từ 4 chi tiết với nhau: đế điện cực, vũng giữ cú ren, nắp điện cực, lừi.
• Đế điện cực- phần chi tiết của điện cực là phần chuyển tiếp giữa điện cực với bản điện cực của mỏy hàn. Trờn hai thành của phần đế điện cực cú hai lỗ dựng để tra bulụng; liờn kết giữa điện cực dưới của mỏy hàn và đế điện cực. Hỡnh dạng đế điện cực được thể hiện trờn hỡnh 4.5. Bản vẽ chi tiết về đế điện cực được thể hiện ở bản vẽ (xem phụ lục).
Hỡnh4.5- Đế điện cực.
• Vũng giữ cú ren- chi tiết cú dạng vành khăn, thành trong cú tạo cỏc rónh ren, cũn thành ngoài thỡ được sẽ rónh tạo, giỳp cho việc thỏo lắp được dễ dàng. Hỡnh dạng vũng giữ cú ren được thể hiện trong hỡnh 4.6. Bản vẽ chi tiết về đế điện cực được thể hiện ở bản vẽ (xem phụ lục).
Hỡnh 4.6- Vũng giữ cú ren.
• Nắp điện cực- chi tiết mặt đỏy cú biờn dạng hỡnh trũn, mặt trờn được cú biờn dạng tương tự với biờn dạn của TĐ. Hỡnh dạng của nắp điện cực được thể hỡnh trong hỡnh 4.7a, b. Trong đú hỡnh 4.7a là chi tiết nắp của điện cực dưới, hỡnh 4.7b là chi tiết nắp của điện cực trờn. Bản vẽ chi tiết về đế điện cực được thể hiện ở bản vẽ (xem phụ lục).
a b
Hỡnh 4.7- Nắp điện cực.
• Lừi- chi tiết dạng hỡnh trụ, một đầu cú ren để lắp với chi tiết đế của điện cực. Cú tỏc dụng dẫn nước làm mỏt. Hỡnh dạng của lừi được thể hiện trờn hỡnh 4.8. Bản vẽ chi tiết về đế điện cực được thể hiện ở bản vẽ.
Hỡnh 4.8- Đế điện cực.
Điện cực trờn và điện cực dưới về cấu tạo chỉ khỏc nhau mỗi phần nắp cũn lại cỏc phần khỏc đều giống nhau.
Hỡnh dạng, cấu tạo điện cực được thể hiện trong hỡnh 4.9.
Bản vẽ lắp điện cực dưới được thể hiện ở phụ lục.
b- Vật liệu
Phần đế điện cực được làm từ hợp kim đồng crom. Thành phần húa học được thể hiện trong bảng 4.6.
Bảng 4.6- Thành phần của vật liệu điện cực.
%Cu %Fe %Cr %Si %Pb
99,1 0,1 max 0,6 min 0,1 max 0,05 max
Bảng 4.7- Cơ tớnh của vật liệu.
Độ cứng [HB] 70
Giới hàn bền [MPa] 482
Giới hàn chảy [MPa] 380
Trạng thỏi dẻo [0C] 500
Bảng 4.8- Tớnh chất của vật liệu ở nhiệt độ 200C.
Khối lượng riờng [g/cm3] 8,89
Nhiệt độ núng chảy [0C] 1075
Độ dẫn nhiệt [W/m.K] 171
Nhiệt dung riờng [J/kg.K] 385
Hệ số dẫn nhiệt [Cm2/s] 1,05
c- Nguyờn lý làm việc
• Nguyờn lý làm việc của điện cực: Phần đế điện cực dưới được gắn chặt với mỏ tĩnh của mỏy hàn thụng qua liờn kết bulụng-đai ốc. Do đú điện cực dưới đứng yờn trong suốt quỏ trỡnh hàn. Điện cực trờn được gắn với mỏ động của mỏy hàn,