Quy trình thiết kế:
Chọn sơ bộ vật liệu làm khung và dựng khung máy. Kiểm bền thông qua phần mềm
3. 4.1.Chọn sơ bộ vật liệu làm khung và dựng khung máy
Chọn sơ bộ Vật liệu làm khung
Thép ống 40x40 ( cơ tính: = 610 Kg/mm2, HB= 23, = 16%). Dựng kết cấu máy: Ta có: kích thước chi tiết tối đa: A x B x H= 400x500x200
Từ đó, chọn kích thước không gian làm việc: A x B x H= 400x550x450 Chọn kích thước ban may để gia công: A x B= 400x550
Chọn kích thước khung máy : A x B x H= 1657 x 1557 x 1587 Phương phap gia công va lắp ráp khung máy.
Khung máy là bộ phận quan trọng, chịu áp lực lớn nhất va đẩm bảo độ chính xác của máy nên yêu cầu độ chính xác khi gia công cao.
3. 4.2.Kiểm bền cho khung máy trong quá trình hoạt động
Các lực tác dụng vào khung gồm cóó́:
Trọng lực do khối lượng máy tác dụng P= 920 N
Hình 3.20: Khối lượng máy
Lực của mỏ hàn trong quá trình chuyển động (T)
Ta cóó́: Vmax= 1200 (v/p) = 20 (v/s)= 20. .D= 20. .8= 502,4 (mm/s)
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC a= 504,4 (mm/s2)
Xét trường hợp động cơ đi về 1 phía theo chiều Y, khi đó 2 động cơ điều khiển mỏ hàn, gia tốc và vận tốc tăng gấp 2 lần:
amax= 2.502,4= 1004,8 (mm/s2)
Nên ta tính được lực quá tính lớn nhất của động cơ sinh ra trong qua trình hàn là: F= m.a= 2.1,005= 2,01 N
Sử dụng phần mềm Inventor để tính toán ta cóó́ : Phân tích lực trên khúng máy:
Lực do mỏ hàn gây ra trong qua trình hàn: F= 2,01 (N) điểm đạt theo chiều trục Y Trọng lực của máy: P= 620N
Qua phần mềm cho ta kết quả
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC
Hình 3.22: Biểu đồ chuyển vị
3.5.
3.5.1.
Tính toán thiết kế hệ thốố́ng hàn
Máy hàn
Thông thường trên mỗi may han thường cóó́ những thông số về cấu tạo, điện ap, cũng như công suất hoạt động của máy. Nên ta cần biết hết những thông số đó. Cần hiểu các thông số kỹ thuật trên may han mig, để có được lựa chọn phù hợp và sử dụng máy bền, an toàn, hiệu quả.
Hình 3.23: các thông số cơ bản trên máy hàn
Nguồn điện sử dụng.
Trước tiên, bạn cần xac định loại nguồn điện mà bạn sử dụng để chọn được máy hàn phù hợp.
Cac may han điện tử cóó́ dòng hàn từ 160A đến 250A: Thường được thiết kế dùng với cấp điện áp 1 pha 220V.
Cac may han điện tử cóó́ dòng hàn từ 250A đến 500A: Thường được thiết kế dùng với điện áp 3 pha 380V.
Các thông sốố́ kỹ thuật máy hàn MIG.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC Điện áp không tải (Open load): 56V
Duty Cycle: Là chu kỳ làm việc của máy trong thời gian 10 phút
60% có nghĩa la may lam việc trong thời gian 6 phút liên tục và cóó́ 4 phút ngưng lại để giải nhiệt. Như vậy tại 60% chu kỳ làm việc thì máy cóó́ khả năng cấp dòng hàn 160A liên tục trong 6 phút (Que hàn 3.2mm nếu đốt liên tục hết 1 que thì mất thời gian khoảng hơn 1 phút, 60% chu kỳ làm việc tương đương với việc bạn đốt liên tục 5 que hàn 3.2mm).
Nếu tiếp tục đốt thì sau 8 phút (80% chu kỳ làm việc) dòng hàn tụt xuống còn 143 ampes.
Và tiếp tục đốt đến phút thứ 10 (100% chu kỳ làm việc) thì máy chỉ cóó́ thể cấp được dòng hàn là 124 ampes.
Điều này giải thích lý do tại sao cac may han điện tử cang đốt liên tục thì hồ quang càng yếu đi. Thông số 60% Duty cycle còn thể hiện khả năng cấp dòng hàn thực của máy chỉ 160A (tương đương may han 160 ampes). Để may han điện tử làm việc hiệu quả bạn nên cho máy làm việc ở 60% chu kỳ mà thôi.
Điện ap đầu ra của máy hàn (U0)
Dòng điện nguồn ra để hàn (I0): Dựa vào thông số nay để điều chỉnh phạm vi dòng hàn phù hợp.
Dòng điện nguồn cấp phù hợp cho máy hoạt động (Input): Dòng điện nguồn cấp cần thiết cho máy hoạt động. Ở bảng trên tối đa la 16.5 ampes. Bạn dựa vào thông số nay để chọn tiết diện dây cấp nguồn thích hợp cho máy.
Sinput: Thông số này cho biết chỉ số tiêu thụ điện lưới của máy.
Power Factory: Đây la hệ số cho biết mức độ tiết kiệm điện năng của máy hàn. Hệ số này càng lớn gần bằng 1 thì máy càng tiết kiệm điện.
Protection IP21: IP là viết tắt của (ingress protection). Đây la thông số thể hiện mã bảo vệ may dưới cac tac động từ phía môi trường bên ngoài. IP21 thì chỉ số thứ nhất (số 2) cho biết các vật có đường kính lớn hơn 12mm sẽ không thể bay vào trong máy. Còn chỉ số thứ 2 (số 1) thì cho biết các giọt nước không thể rơi vao trong máy. Dựa vào việc đọc thông số Protection thì bạn cóó́ thể tùy thuộc vao điều kiện làm việc mà lựa chọn cho mình sản phẩm phù hợp. Nếu điều kiện làm việc là trong nha xưởng thì bạn cóó́ thể hoàn toàn yên tâm sử dụng các máy cóó́ mã bảo vệ là IP21 còn nếu điều kiện làm việc là ngoài trời thì bạn cóó́ thể lựa chọn các máy cóó́ mã bảo vệ là IP23 hoặc IP24.
Xac định độ dày của hàn thép.
Việc chọn công suất của máy cho phù hợp với độ dày của vật hàn là rất cần thiết.Ta cóó́ thể tính toán công suất may như sau:
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC
Vậy để hàn thép dày 5mm, dựa vào công thức trên thì bạn cần chọn máy cóó́ khả năng cấp dòng hàn là 200 (ampe). Ví dụ như may han: Jasic ARC-200V, Jasic ARC- 200.
Để hàn thép dày 4 mm bạn phải chọn mua máy hàn cóó́ khả năng cấp dòng tối thiểu là 160 (ampe).
3. 5.2.Vận hành máy
Các thông số cần lưu ý khi vận hanh may han để đạt được sản phẩm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
Chiều dày vật liệu quyết định cường độ dòng điện:
Việc chọn công suất của máy cho phù hợp với độ dày của vật hàn là rất cần thiết.Ta cóó́ thể tính toán công suất may như sau:
Công suất máy hàn (ampe) = [Độ dày cần hàn (mm) : 0.025].
Ví dụ: hàn thép dày 5mm, dựa vào công thức trên thì bạn cần chọn máy cóó́ khả năng cấp dòng hàn là 200 (ampe).
Để hàn thép dày 4 mm bạn phải chọn mua chế độ hàn cóó́ khả năng cấp dòng tối thiểu là 160 (ampe).
Theo hướng dẫn, mỗi 0,001 inch độ dày vật liệu yêu cầu 1 amp đầu ra: 0.125 inch = 125 amps.
Chọn kích thước dây hàn phù hợp theo cường độ dòng điện:
Việc chọn kích thước dây hàn cho các chế độ hàn khác nhau sẽ đảm bảo cho việc tạo ra mối han đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật
30-130 amps: .023 inch 40-145 amps: .030 inch 50-180 amps: .035 inch 75-250 amps: .045 inch
Đặt điện áp:
Điện ap xac định chiều cao và chiều rộng của hạt. Giữa điện áp hồ quang và chiều dài hồ quang cóó́ mối quan hệ. Hồ quang ngắn làm giảm điện áp và tạo ra một mối hàn nhỏ, nhô cao. Hồ quang dài(nhiều điện ap hơn) tạo ra mối hàn phẳng và rộng hơn. Chiều dài hồ quang quá lớn sẽ tạo ra mối hàn rất phẳng và khả năng bị cháy chân.
Tốc độ cấp dây (cường độ dòng điện):
Tăng tốc độ cấp dây la tăng cường độ dòng điện va tăng độ ngấu mối hàn. Tốc độ cấp dây quá cao cóó́ thể dẫn đến kim loại mối hàn bị cháy hoạc thủng vật hàn. Nếu không có hướng dẫn sử dụng hoặc tờ thông số kỹ thuật mối hàn, hãy sử dụng hệ số nhân trong biểu đồ sau để tìm điểm bắt đầu tốt cho tốc độ cấp dây. Ví dụ: đối với
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC trên phút (ipm).
Bảng 3.5: bảng tra kích thước dây và tốc độ ra dây
Kích thước dây .023 inch .030 inch .035 inch .045 inch
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC
Chương 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐAI ỐC VIT-ME
4.1. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu sảả̉n phẩm
4.1.1. Chức năng làm việc
Trong qua trình chế tạo sản phẩm cơ khí người ta sử dụng nhiều loại công cụ lao động khac nhau với kết cấu va tính năng kỹ thuật ngay cang hoan thiện, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm , tăng năng xuất lao động va hạ gia thanh sản phẩm, cho sản phẩm có ưu thế về gia cả, chất lượng, thời gian để cạnh tranh trên thị trường. Đai ốc vít me T8 la sản phẩm đai ốc cho vitme T8 thường được sử dụng trong chế tạo may CNC, laser va cac loại may tự động khac. Được thiết kế bằng kim loại chắc chắn, chính xac, chống gỉ sét khi sử dụng lâu dai.
Đai ốc vít me la một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng bạc, được dùng nhiều trong chế tạo may. Mặt bích được trục được cố định với thân may bởi 4 bu lông.
4.1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Trên cơ sở nghiên cứu bản vẽ chi tiết va điều kiện lam việc của chi tiết ta nhận thấy: + Đai ốc vitme T16 lam nhiệm vụ đỡ ban may va thay đổi chuyển động quay của
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC
vitme thanh chuyển động tịnh tiến dọc trục vitme. + Cac bề mặt gia công cho phép thoat phoi đễ dang. + Chi tiết không có những bề mặt gia công qua phức tạp.
+ Trên chi tiết không có những bề mặt cần gia công nghiêng so với mặt đay.
4.1.3. Yêu cầu sản phẩm
Chi tiết có cac bề mặt quan trọng khi gia công đòi hỏi phải có độ chính xac cao để đảm bảo điều kiện lam việc của chi tiết.
Cac bề mặt lam việc quan trọng:
+ Bề mặt đầu A được gia công Ra=1,25 để đảm bảo điều kiện lam việc của chi tiết. + Bề mặt đay va 6 lỗ Ø5.5 không cần được gia công chính xac, vì nó không cần lam
chuẩn trong qua trình gia công cũng như không phải các bề mặt lam việc
+ Khi gia công cần đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ với mặt đầu ≤ 0.01. + Gia công đạt kích thước theo yêu cầu của bản vẽ.
+ Chi tiết được chế tạo bằng đồng, đủ độ cứng vững khi gia công va khi lam việc.
4.1.4. Vật liệu
Chi tiết không chịu lực qua lớn nên ta chọn vật liệu gia công la Thép C45. Vật liệu thép C45 để chế tạo cac chi tiết chịu tải trọng tĩnh va va đập cao, yêu cầu đồ bền va độ dai cao. Để tăng cơ tính có thể tôi va ram cao, từ cac tính chất của thép C45 ta thấy, mac thép C45 phù hợp với yêu cầu của chi tiết không cần thay đổi.
C% Si%
0,45 0,15– 0,35
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thép C45
4.2. Định dạng sảả̉n xuất
4.2.1. Xac định san lượng gia công hằng năm củủ̉a chi tiết
Muốn xac định dang sản xuất cần phải biết sản lượng hang năm vậy sản lượng được tính theo công thức [1] trang 12 [5] :
N = N0m(1+ 100 )
N - Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm.
N0 - Số sản phẩm được giao N0 = 5000 (chi tiết/năm) m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1).
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC
N = 5000.1 (1 + 1004+5) = 5450 ( chi tiết/năm )
4.2.2. Xac định khôi lượng củủ̉a chi tiết
Dựa trên thông số trên phần mềm Inventor: V= 1380 (mm3); Q=0.012 (kg)
Bảng 3.2 Khối lượng của chi tiết đai ốc Vít-me
Tra va xac định dạng sản xuất
Dạng sản xuất Đơn chiếc Hang Loạt nhỏ Hang Loạt vừa Hang Loạt lớn
Hang khối Sản lượng chi tiết trong một năm theo tính toan ở trên la 5450 chi tiết. Trọng lượng chi
tiết 0,012 (kg) tra bảng chọn dạng sản xuất hang loạt lớn.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 1: Hệ số phụ thuộc độ chính xac của phôi
2: Hệ sơ phụ thuộc mức độ phức tạp của 3: Hệ số phụ thuộc khối lượng phôi 4: Hệ số phụ thuộc vật liệu phôi 5: Hệ số phụ thuộc vao quy mô Q: Trọng lượng phôi Q= 0,04 kg
q: trọng lượng chi tiết q= 0,012kg
S: Gia thanh 1 kg phôi phế phẩm (phoi) S=3000 đồng => =10486,7 đồng, lấy = 10500 đồng
4.3. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi
4.3.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi
Lựa chọn dạng phôi:
+ Việc chọn phương phap chế tạo phôi được xac định dựa vao nhiều yếu tố: Kết cấu của chi tiết la chi tiết dạng bạc .
+ Vật liệu của chi tiết la thép C45.
+ Điều kiện lam việc chịu lực ổn định ,ít va đập. Dạng sản xuất:
+ Đối với chi tiết la chi tiết dạng bạc, va có kết cấu như trên đã phân tích, ta chọn chế tạo phôi bằng phương phap đúc.
4.3.2. Phương pháp chế tạo phôi
Việc chế tạo phôi bằng phương phap đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phương phap đúc có thể tạo ra cac phôi có hình dạng, kết cấu phức tạp va có thể đạt kích thước từ nhỏ tới lớn ma cac phương phap khac như : rèn, dập khó đạt được. Tuỳ thuộc vao phương phap đúc va cach lam khuôn ma người ta có thể tạo ra phôi có độ chính xac khac nhau. Đúc có rất nhiều phương phap khac nhau như: đúc trong khuôn cat, đúc trong khuôn kim loại, đúc ap lực, đúc liên tục. Tuy nhiên có hai phương phap la đúc trong khuôn cat va đúc trong khuôn kim loại la có khả năng ap dụng được.
Đúc trong khuôn kim loại có ưu điểm la có cơ tính tốt, độ bóng bề mặt va chính xac cao tuy nhiên nó có nhược điểm la dễ sinh khuyết tật như rỗ khí nứt, chế tạo khuôn phức tạp gia thanh cao, chỉ phù hợp với chi tiết nhỏ hình dang đơn giản.
Đúc trong khuôn cat có ưu điểm la dễ chế tạo vật từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp, vốn đầu tư ít công nghệ đơn giản. Nhược điểm la độ chính xac bề mặt va nhẵn bóng thấp lượng dư lớn tốn nhiều vật liệu.
Vì vậy chọn phương an đúc trong khuôn cat la phương an chế tạo phôi cho chi tiết nay.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com THIẾT KẾ MÔ PHỎNG MÁY HÀN CNC 5 TRỤC
Do sử dụng phương phap đúc nên ta sẽ tra lượng dư theo phương phap gia công. Mặt đay A (L = 28 ) Tra bảng 3-94 [2] ,ta có lượng dư gia công bằng 3 mm Mặt trên B (L = 16 ) Tra bảng 3-94 [2] ta có lượng dư gia công bằng 2.5 mm
4.3.4. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi
Hình 3.4 Bản vẽ chi tiết lồng phôi
4.4. Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết
4.4.1. Xác định đường lối công nghệ
- Để chuyên môn hoa cao, năng xuất thì phương an gia công rất quan trọng.
- Trong sản xuất hang khối thì nên chọn chọn phương an gia công nhiều vị trí nhiều dao va gia công song song, còn đối với sản xuất hang loạt nên chọn phương an gia công một vị trí một dao va gia công tuần tự.
- Tuy nhiên trong thực tế sản xuất có thể kết hợp nhiều phương an gia công khac nhau. Ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất la phân tan nguyên công dùng cac may vạn năng kết hợp với đồ ga chuyên dùng va may chuyên dụng.
- Chính vì vậy ma đối với chi tiết nay nên chọn phương an gia công phân tan nguyên công.
4.4.2. Phương pháp gia công
- Dạng sản xuất la hang loạt quy trình công nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tan nguyên công .Tức được chia ra thanh cac nguyên công đơn giản có thời gian như nhau