5.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SẢN PHẨM CƠ KHÍ
Trong một nhà máy cơ khí, để sản xuất ra một sản phẩm cơ khí (chi tiết, cụm cơ cấu, thiết bị…) địi hỏi phải trải qua một quy trình sản xuất phức tạp để tạo nên chi tiết thành phẩm với hình dáng, kích thước và chất lượng theo u cầu.
Quy trình sản xuất có thể chia ra nhiều quá trình khác nhau như: quá trình chế tạo phôi, gia công cắt gọt, gia cơng nhiệt, hố, lắp ráp, sửa chữa, chế tạo, phục hồi dụng cụ và vận chuyển…
5.2.1 Thiết kế bản vẽ
Việc đầu tiên để tạo ra các chi tiết máy hoàn hảo, bạn cần phải nghiên cứu chi tiết bản vẽ, tìm hiểu kỹ các chức năng của từng bộ phận và phân loại chúng. Đặc
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
57 Viện Kỹ Thuật
biệt, khi thiết kế bản vẽ cần phải đạt được yêu cầu kỹ thuật cần thiết cũng như đáp ứng các công nghệ hiện đại tại mỗi thời điểm.
5.2.2 Xác định dạng sản xuất
Gồm 3 dạng sản xuất chính là:
• Sản xuất đơn chiếc
• Sản xuất hàng loạt
• Sản xuất hàng khối.
Ở đây chúng ta chọn dạng sản xuất đơn chiếc mỗi loại được sản xuất số lượng rất nhỏ. Q trình sản xuất khơng lặp lại, thường được tiến hành một lần. Thường mỗi loại sản phẩm người ta chỉ sản xuất một chiếc hoặc vài chiếc.
5.2.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
Muốn chế tạo được một chi tiết máy đạt yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế, người thiết kế quy trình cơng nghệ phải chọn ra phương pháp chế tạo phơi và xác định kích thước phơi phù hợp.
5.2.3.1 Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi:
Việc chọn phương pháp chế tạo phôi trước hết phải dựa vào u cầu kỹ thuật, hình dạng, kích thước u cầu của chi tiết gia công, dạng sản xuất và cơ sở vật chất – kỹ thuật của cơ sở sản xuất.
- Nếu chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải phức tạp như tải trọng thay đổi, kéo – nén,uốn, xoắn đồng thời cần chọn phôi đã qua gia công áp lực.
- Nếu chi tiết có dạng trục và tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn phôi là thép cán.
- Nếu chi tiết có yêu cầu chịu tải không phức tạp nên chọn phôi bằng phương pháp đúc.
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
58 Viện Kỹ Thuật
- Nếu sản xuất đơn chiếc nên chọn phương pháp tạo phôi đơn giản như rèn tự do hay đúc trong khuôn cát để chi phí cho khâu tạo phơi thấp.
- Nếu sản xuất hàng loạt nên chọn các phương pháp tạo phơi có độ chính xác cao như dập thể tích (cịn gọi là rèn khn) hay đúc trong khuôn kim loại, hoặc đúc mẫu chảy để dạt được độ chính xác cao, lượng dư gia công cơ nhỏ đồng đều giảm được chi phí gia cơng mặc dù chi phí cho cơng nghệ tạo phôi tăng.
Để đánh giá hiệu quả sử dụng vật liệu gia công người ta dùng hệ số sử dụng vật liệu K:
K =Gct Gph
Trong đó: Gct - khối lượng của chi tiết (kg) Gph - khối lượng của phôi (kg)
Xu hướng hiện nay đẩy mạnh nguyên cứu thực hiện tối ưu hóa q trình tạo phơi nhằm nâng cao độ chính xác về hình dạng, kích thước chất lượng bề mặt của phôi dẫn tới nâng cao năng suất sử dụng vật liệu K, giảm chi phí gia cơng.Vì thế hệ số K cịn thể hiện trình độ kỹ thuật của nền sản suất của một quốc gia.
5.2.4 Xác định thứ tự các bước thực hiện
Trước khi bắt tay vào thực hiện tạo ra các chi tiết máy, bạn cần xem xét kỹ lưỡng quy trình từng bước thực hiện để đảm bảo sản phẩm hoàn thành đạt chất lượng trong thời gian ngắn nhất có thể.
5.2.5 Chọn thiết bị nguyên công
Cơng việc chọn thiết bị, dụng cụ có ảnh hưởng tới chất lượng, năng suất cũng như giá thành gia cơng. Chính vì thế, khi thiết kế quy trình sản xuất cơ khí cần phân tích kĩ lưỡng khi lựa chọn thiết bị, dụng cụ phù hợp.
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
59 Viện Kỹ Thuật
Hình 5.5: Ảnh minh họa thiết bị nguyên công
Công việc chọn hợp lý thiết bị, dụng cụ, gá lắp có ảnh hưởng lớn tới chất lượng, năng suất và giá thành gia cơng chi tiết. Vì thế, khi thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết cần phân tích, cân nhắc kỹ lưỡng khi xác định, lựa chọn thiết bị, dụng cụ, gá lắp…
5.2.6 Kiểm tra chất lượng
Sau khi thực hiện các quy trình sản xuất cơ khí chi tiết máy và lựa chọn quy trình phù hợp thì chúng ta sẽ bắt tay vào thực hiện và có ra đời các sản phẩm gắn với mỗi quá trình.
Sản phẩm hoàn thành cần phải được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi bán ra thị trường và đưa vào hoạt động để đảm bảo các sự cố phát sinh sau đó là không xảy ra bởi lỗi của doanh nghiệp cung cấp.
5.3 THI CÔNG CHẾ TẠO MÁY 5.3.1 Tấm nền 5.3.1 Tấm nền
Để làm tấm nền ta sử dụng loại thép C45 với độ dày là 14 mm . Để có hình dạng , kích thướt và lỗ để gắn linh kiện ta dùng máy cắt lazer với những số liệu như trên bản vẽ và lỗ gắn linh kiện mà ta đã thiết kế trước đó.
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
60 Viện Kỹ Thuật
Hình 5.6 Hình dạng cắt của tấm nền
Hình 5.7 Minh họa gia công tấm nền
5.3.2 Bộ gá phôi
➢ Vít me: Để tiếc kiệm thời gian chế tạo và có độ chính xác cao, ta sử
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
61 Viện Kỹ Thuật
Hình 5.8 Ảnh thực tế bộ vít me
Hình 5.9 Vị trí lắp đặt của bộ vít me
➢ Đồ gá: Để không bị lệch phơi trong q trình gia cơng ta sử dụng đồ gá
có thiết kế gồm :
+ Xi lanh đơi: có thể đưa ra , đưa vào giúp kẹp chặt phôi. Loại linh kiện này có rộng rãi trên thị trường nên chúng ta có khá nhiều sự lựa chọn. Và chúng ta chọn loại xi lanh đơi SMC MXS.
Hình 5.12 Ảnh thực tế xi lanh và vị trí lắp trên vít me
+ Tấm kẹp và Tấm cố định phơi : loại này thì thường khơng có mặt trên thị trường nên ta sử dụng công nghệ phay CNC để tạo sản phẩm.
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh 62 Viện Kỹ Thuật Hình 5.13 Tấm cố định phơi Hình 5.14 Vị trí lắp đặt tấm kẹp trên bàn vít-me 5.3.3 Bộ phận gia công
Là kết hợp giữa một bộ dao tiện ba chấu được nâng đỡ bởi một trụ đỡ và được dẫn động bằng hệ thống dây đai ( dây curoa ) bởi động cơ Servo.
➢ Dao vát mép : Thường những loại dao và chíp dao thì có rất nhiều ở ngồi thị trường cho chúng ta rất nhiều sự lựa chọn. Nhưng ở đây ta chọn loại dao sau .
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
63 Viện Kỹ Thuật
Hình 5.16 Ảnh mơ phỏng và thực tế của dao vát mép
Hình 5.17 Vị trí lắp đặt của dao vát mép
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
64 Viện Kỹ Thuật
Hình 5.18 Hệ thống dẫn động
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
65 Viện Kỹ Thuật
5.4 MÔ PHỎNG
5.4.1 Giới thiệu phần mềm mô phỏng
SOLIDWORKS là phần mềm thiết kế 3D tham số chạy trên hệ điều hành Windows và có mặt từ năm 1995, được tạo bởi công ty SOLIDWORKS Dassault Systèmes, là một công ty thành viên của tập đồn cơng nghệ hàng đầu thế giới Dassault Systèmes, S. A. (Vélizy, Pháp). Cộng đồng người dùng SOLIDWORKS bản quyền trên thế giới hiện là gần 6 triệu người với khoảng 200.000 doanh nghiệp và tập đoàn.
5.4.2 Giới thiệu tính năng cơ bản của phần mềm:
➢ Thiết kế mơ hình 3D chi tiết:
SOLIDWORKS nổi bật trong số các giải pháp phần mềm thiết kế 3D CAD bởi tính trực quan, phương pháp xây dựng mơ hình 3D tham số, nhanh chóng, dễ dàng và tiện lợi cho người sử dụng. Khả năng tái sử dụng dữ liệu 2D cho phép dễ dàng chuyển đổi từ các bản vẽ, phác thảo 2D thành mơ hình hình học 3D. SOLIDWORKS có khả năng dựng mơ hình 3D từ ảnh chụp, điều này vơ cùng tiện lợi cho các hoạt động sáng tạo, đổi mới, phát triển sản phẩm.
➢ Thiết kế, lắp ghép và cụm lắp ghép:
Các chi tiết 3D sau khi được thiết kế xong bởi tính năng thiết kế có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hồn chỉnh. Tính năng này giúp bạn dễ dàng chỉnh sửa, thỏa sức sáng tạo và nghiên cứu dễ dàng cho những sản phẩm mới. Từ phiên bản 2019 trở lên, SOLIDWORKS được bổ sung thêm nhiều tính năng hỗ trợ cho các lắp ghép lớn, tốc độ load nhanh và các tác vụ cho phép xem bản vẽ nhanh. ➢ Xuất bản vẽ dễ dàng
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
66 Viện Kỹ Thuật
Phần mềm SOLIDWORKS cho phép ta tạo các hình chiếu vng góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà khơng ảnh hưởng đến kích thước.
Cơng cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng. Sau đó nhanh chóng tạo ra các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng. Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng.
➢ Tính nang Tab và Slot
Phần mềm SOLIDWORKS 2018 cho phép người dùng tự động tạo ra các tính năng tab và slot được sử dụng để tự lắp ghép các bộ phận hàn. Các tính năng cải tiến kim loại khác bao gồm tính năng Normal Cut mới đảm bảo duy trì khoảng cách thích hợp cho sản xuất, và khả năng uốn mới cho phép người dùng tạo mới và trải phẳng góc uốn.
5.4.3 Mơ phỏng máy vát mép
Các lệnh thực hiện trong q trình mơ phỏng
o Animation: có nghĩa là chạy mơ phỏng với các điểm hoặc chuyển động quay của động cơ và hạn chế các ràng buộc trong lắp ráp.
o Basic Motion: Môt phỏng thực tế hơn trong lắp ráp, lò xo, va chạm, động cơ quay
o Motion Analysic: Mô phỏng thực tế nhất
o Motion Study Tab: Bảng này cho phép phân tích nghiên cứu chuyển động của các tập tin lắp ráp.
o Motion manager Tree: Trong bảng bao gồm các bộ phận, các cụm chi tiết, ràng buộc, và các yếu tố mô phỏng liên quan đến màu sắc và góc nhìn.
o Các nút tính tốn Play, stop
o Play: Nút ấn cho phép xem các hình ảnh động từ đó hình dung và có cái nhìn tổng qt về chuyển động dựa trên tính tốn đó.
o Save Animation: Nút ấn có tác dụng lưu các hình ảnh động dưới dạng video o Results & Plots: Nút lệnh cho phép nhận được kết quả vận tốc, gia tốc, góc
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
67 Viện Kỹ Thuật
o Zoom time Scale: Nút lệnh phóng to thu nhỏ thanh thời gian
o Playback Speed: Nút lệnh làm giảm hoặc tăng tốc độ của hình ảnh động o Calculate: Nút lệnh cho phép tính tốn chuyển động của nhiều câu lệnh và
giúp cập nhật sau khi thay đổi.
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
68 Viện Kỹ Thuật
5.4.4 Mô phỏng ứng suất các chi tiết chịu lực
- Mô phỏng lực kẹp phôi Kết quả mô phỏng
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
69 Viện Kỹ Thuật
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
70 Viện Kỹ Thuật
- Mô phỏng chịu lực của motor tịnh tiến bàn máy
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
71 Viện Kỹ Thuật
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
72 Viện Kỹ Thuật
5.4.5 Kết quả thu được
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
73 Viện Kỹ Thuật
Chương 6
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 6.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
6.1.1 Mức độ hoàn thành
Do việc tình hình dịch Covid-19 đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc hoàn thành sản phẩm thực tế. Nhưng nhóm đã cố gắng hồn thành bản thiết kế sản phẩm Vì vậy khơng thể đưa ra sản phẩm thực tế chạy đánh giá kết quả thực nghiểm để kiểm tra độ an tồn, tính ổn định thực tế khi sử dụng.
6.1.2 Đánh giá
- Trong q trình thực hiện đồ án , nhóm cũng gặp những khó khăn như thời gian và kinh nghiệm thiết kế cịn hạn chế khơng thể nào tránh khỏi những thiếu sót
- Tình hình dịch phức tạp dẫn đến khơng hồn thiện được phần mơ hình nên chưa có những đánh giá chính xác về khả năng hoạt động của sản phẩm
6.2 KẾT LUẬN
Sau một thời gian dài nỗ lực phát triển và nghiên cứu đề tài thì nhóm cũng đã hồn thiện những mục tiêu như đã đề ra dưới sự dẫn dắt và chỉ dạy nhiệt tình của thầy Th.S Vũ Thế Mạnh đã giúp nhóm em hồn thành đề án đưa ra. Qua đề tài này nhóm em mong có thể nhận được những ý kiến đánh giá quý báu từ quý thầy cô và bạn bè.
6.2.1 Hướng phát triển
- Với đề tài “ Nghiên cứu , thiết kế, chế tạo máy vát mép trục” chúng em tin rằng đề tài có thể phát triển hơn và dưa vào sử dụng rộng rãi trong gia công. - Với thời gian có hạn và do tình hình dịch bệnh nên chúng em chưa tạo ra
được sản phẩm thực tế. Nên chúng em hy vọng khóa sau nếu có ai theo đề tài chúng em sẽ bổ sung và hoàn thiện thêm , khắc phục những hạn chế đó.
GVHD: Th.S Vũ Thế Mạnh
74 Viện Kỹ Thuật
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] T.S Nguyễn Văn Chí, 2013. Kỹ thuật đo lường và truyền thơng cơng nghiệp. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2] Nguyễn Quang Hùng, Trần Ngọc Bình. Động cơ bước Kỹ Thuật điều khiển và ứng dụng. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[3] PGS, TS Trương Hữu Chí, TS Võ Thị Ry,2007. Cơ Điện Tử trong
chế tạo máy. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[4] PGS, TS Trần Văn Địch, 2000. Công nghệ trên máy CNC. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội
F H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 18 15 16 B G 17 15 16 D N 11 2 4 5 6 7 9 8 10 14 DETAIL B SCALE 1 : 2 DETAIL D SCALE 2 : 3 11 10 DETAIL F SCALE 2 : 3 1 2 DETAIL G SCALE 2 : 3 9 8 5 DETAIL H SCALE 2 : 3 13 12 DETAIL N SCALE 2 : 3 8 9 Băng trượt 540mm 2 Băng trượt trên 2 Tấm nền kẹp phôi 1
Pass nối motorPass nối tấm nền motor 11 Mortor servor 2 Hàm kẹp phôi 1 Gối đỡ xilanh bàn 1 Xi lanh bàn 1
Băng trượt dao 1 Nhôm 7005 Nhôm 6061 Thép C45 Nhôm 6061 Thép C45 Thép C45 Trục gắn dao 1 Nhơm 6061 Cán dao tiện Chip tiện Gối đỡ trục quay chính 1 Thép C45 Puly
Pass nối Motor servo 2
Bộ tăng đai 1 Nhôm 6061 Motor servo 1
Người vẽ Kiểm tra
Lê Cảnh Phi
Th.s Vũ Thế Mạnh Trường Đại học Công Nghệ
Tp.HCM-HUTECH Vật liệu:
Bản lắp máy tiện vát mép trục tự động
Tỉ lệ: SL:
STT Ký hiệu1 Tên gọi SL Vật liệu Ghi chú 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 17 18
11 77 110 103 12 68 88 ±0,15 88 ±0,15 44 ±0,10 44 ±0,10 50 6 M12*2 C C 12 SECTION C-C SCALE 1 : 1
(1)Pass nối Motor
Thép C45 1:11
Kiểm tra Người vẽ
SL: Tỉ lệ: Trường Đại học Công nghệ
TP.HCM-HUTECH Vật liệu:
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành cơ khí K17 HK2 2020-2021 Bản vẽ thiết kế máy tiện vát mép trục tự động
Lê Cảnh Phi
Nguyễn Viết Hoàng Hồ Huỳnh Nhân Gv: Vũ Thế Mạnh
80 54 12 68 20 80 12 12 20 68 60
(2)Pass nối tấm nền và motor
1:1 1 Kiểm tra Người vẽ SL: Tỉ lệ: Trường Đại học Công nghệ