CHƯƠNG 4 : CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM
4.1. Các thành phần chính của máy
Dựa vào hình 4.1 ta thấy kết cấu máy gồm 3 phần chính: - Khung máy
- Khối bên phải mẫu kẹp - Khối bên trái mẫu kẹp
Dựa vào 3 phần chính trên chúng ta sẽ liệt kê và chi nhỏ thành các khối chi tiết hơn để rõ ràng và dễ dàng trong quá trình chế tạo:
- Khung máy: chịu toàn bộ rung động và lực sinh ra trong q trình làm việc. Nó kết nối tất cả các cụm chi tiết. Được chế tạo theo thiết kế của nhóm tại trường đại học.
- Khối bên phải mẫu gồm những cụm chi tiết giúp cho máy hoạt động gồm:
+ Ngàm giữ mẫu bên phải mẫu: địi hỏi sự chính xác để tránh mậu bi trượt trong q trình trượt, do đó nhóm đã đặt hàng chế tạo từ xưởng cơ khí CNC bên ngồi theo theo yêu cầu trên bản trên vẽ do nhóm thiết kế.
+ Cụm gắn ngàm kẹp với lò xo kết nối với hệ thống dẫn động: được chia nhỏ theo thiết kế và chế tạo tại trường đại học
+ Hệ thống dẫn hướng bằng ray trượt: do là những chi tiết tiêu chuẩn nó dễ dàng mua trên thị trường đáp ứng yêu cầu của thiết kế.
+ Hệ thống truyền động: cụm này bao gồm Động cơ và Truyền động đai.
+ Hệ thống điều khiển: khối này là điều khiển điện nên chúng tôi sẽ mua các thiết bị điện và lắp ráp nó cùng nhau dựa trên bản vẽ từ yêu cầu nhóm hệ thống điều khiển.
- Khối bên trái mẫu:
+ Hệ thống đo lực : được theo thơng số và thiết lập theo tính tốn và thiết kế của nhóm hệ thống điều khiển.
Mô tả hoạt động: nhờ sử dụng các cụm chi tiết trên, bên trái ngàm kẹp được kết nối với Load cell ở khung, bên phải ngàm kẹp, lò xo được dịch chuyển nhờ chuyển động tịnh tiến có tính chu kỳ của cơ cấu dẫn động qua dẫn hướng. Do tác động của lực kéo của lò xo lên ngàm làm giãn mẫu.
4.2. Chế tạo cụm ngàm kẹp 4.2.1. Tấm đỡ ngàm kẹp
Hình 4.2 Bản vẽ Tấm đỡ ngàm kẹp
Chức năng: làm giá đỡ cho Ngàm kẹp.
Yêu cầu chế tạo: rảnh trên tấm phải đạt dung sai đúng yêu cầu bản vẽ để tránh trường
hợp Loadcell lắp không vừa hoặc tạo độ hở lớn.
Vật liệu: nhôm
Phương pháp chế tạo: tạo biên dạng ngoài bằng cách cắt laser CNC, phay và khoan
theo yêu cầu bản vẽ.
*Địa chỉ nơi gia công: Xưởng Việt Đức- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM Bảng 4.1 Các tiến trình gia cơng Tấm đỡ ngàm
STT TIẾN TRÌNH DỤNG CỤ
1 - Phay mặt - Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim.
2 - Phay rảnh 20mm - Dao phay ngón Ø20mm.
3 - Khoan lỗ Ø12.5, Ø15.5 - Taro M3x0,5
Chế độ cắt: Dựa theo bảng tra chế độ cắt dành cho phay mặt đầu của sổ tay Chế Tạo
Máy tập 2.
Phay mặt
Máy phay và dao phạy sử dụng như đã gia công các chi tiết trên Lượng dư các bề mặt cần phay là 1,5mm
Bước 1: Phay thô: t = Z = 1 mm
Tra bảng 5-125 sổ tay CNCTM2 trang 113, lượng chạy dao thô: Sz = 0,14 mm/răng. Tốc độ cắt Vb =316 m/phút (Bảng 5-126 Sổ Tay CNCTM. Tập 2). Trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t = 1 mm
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của thép: K1 = 1,26 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: K2 = 0,87
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng: K3=0,66 (T5K10) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công: K4 = 1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay: K5 = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính: K6 = 1 Vậy tốc độ tính tốn: Vt = Vb . K1 . K2 . K3 . K4 . K5 . K6 = 316.1,26.0,87.0,66.1.1.1=228 m/phút Số vịng quay tính tốn: 𝑛𝑡 =1000. 𝑉𝑡. 𝜋𝐷 = 1000.228 3,14.110 = 660 ( 𝑣ò𝑛𝑔 𝑝ℎú𝑡 )
Vậy chọn số vòng quay theo máy là: nm = 700vòng/phút Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: 𝑉𝑡𝑡 = 𝜋𝐷𝑛 1000= 3,14.110.700 1000 = 242( 𝑚 𝑝ℎú𝑡)
Lượng chạy dao phút:
Sph = Sz.Z.n = 0,14.4.700 = 392 mm/phút
Theo tiêu chuẩn máy phay ta chọn lượng chạy dao là Sph = 420 mm/phút (bảng 5-129 trang 117 số tay Công nghệ chế tạo máy tập 2)
Theo bảng 5-130 sổ tay CNCTM, tập 2, ta có cơng suất cắt là: Nc = 1.9 kW So sánh: Nc = 1.9 kW < Nm = 5 kW
Tra bảng 5-125 ST CNCTM, lượng chạy vòng 𝑆0 = 0.2 mm/vòng.
Tốc độ cắt Vb = 398 m/phút (Bảng 5-127 STCNCTM. Tập 2). Trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t =0,5 mm
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của thép: K1 = 1,26 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: K2 = 0,87 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng: K3=0,66 (T5K10)
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công: K4 = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay: K5 = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính: K6 = 1 Vậy tốc độ tính tốn: Vt = Vb . K1 . K2 . K3 . K4 . K5 . K6 = 398.1,26.0,87.0,66.1.1.1=288 m/phút Số vịng quay tính tốn: 𝑛𝑡 =1000. 𝑉𝑡. 𝜋𝐷 = 1000.288 3,14.110 = 834 ( 𝑣ò𝑛𝑔 𝑝ℎú𝑡 )
Vậy chọn số vòng quay theo máy là: nm = 880 vòng/phút Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: 𝑉𝑡𝑡 = 𝜋𝐷𝑛 1000= 3,14.110.880 1000 = 304 ( 𝑚 𝑝ℎú𝑡)
Lượng chạy dao phút:
Sph = Sz.Z.n = 0,05.4.880 = 176 mm/phút
Theo tiêu chuẩn máy phay ta chọn lượng chạy dao là Sph = 175 mm/phút (bảng 5-129 trang 117 số tay Công nghệ chế tạo máy tập 2)
Theo bảng 5-130 sổ tay CNCTM, tập 2, ta có cơng suất cắt là: Nc nhỏ hơn 1.3 kW So sánh: Nc 1.3 kW < Nm = 5 kW
Phay rãnh
Chọn dao phay ngón thép gió. Các thông số của dao: (tra bảng 5-153 sổ tay cơng nghệ CTM, tập 2)
+ Đường kính dao: D = 20 mm + Số răng: Z = 5
+ Vật liệu: Thép gió
Dụng cụ đo: thước kẹp dài 150 mm, độ chính xác 0.05 Phay rãnh: t = Z = 1,5 mm, B=20mm
Tra bảng 5-153 sổ tay CNCTM2, lượng chạy dao thô: Sz = 0,07 mm/răng.
Tốc độ cắt Vb =26,5 m/phút (Bảng 5-126 Sổ Tay CNCTM. Tập 2). Trị số này tương ứng với chiều sâu cắt t = 1 mm
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của thép: K1 = 1,15 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: K2 = 0,69 Vậy tốc độ tính tốn: Vt = Vb . K1 . K2 = 26,5.1,15.0,69=21 m/phút Số vịng quay tính tốn: 𝑛𝑡 =1000. 𝑉𝑡. 𝜋𝐷 = 1000.21 3,14.20 = 334 ( 𝑣ò𝑛𝑔 𝑝ℎú𝑡 )
Vậy chọn số vòng quay theo máy là: nm = 350 vòng/phút Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: 𝑉𝑡𝑡 = 𝜋𝐷𝑛 1000 = 3,14.20.350 1000 = 22 ( 𝑚 𝑝ℎú𝑡)
Lượng chạy dao phút:
Sph = Sz.Z.n = 0,07.5.350 = 123 mm/phút
Theo tiêu chuẩn máy phay ta chọn lượng chạy dao là Sph = 132 mm/phút (bảng 5-157 số tay Công nghệ chế tạo máy tập 2)
Theo bảng 5-157 sổ tay CNCTM, tập 2, ta có cơng suất cắt là: Nc = 1.2 kW So sánh: Nc = 1.2 kW < Nm = 5 kW
Hình 4.3 Tấm đỡ ngàm sau khi chế tạo
4.2.2. Thân ngàm kẹp
Hình 4.4 Bản vẽ Thân ngàm kẹp
Chức năng: làm giá đỡ cho ngàm kẹp.
Vật liệu: sử dụng thép C45.
Phương pháp chế tạo: do yêu cầu độ nhám, độ song song của 2 mặt làm việc cao để
đảm bảo khơng bị lệch khi lắp Ngàm kẹp, nên nhóm đã gia công tại xưởng phay CNC bên ngồi theo u cầu kỹ thuật của nhóm.
Hình 4.5 Thân ngàm kẹp sau khi gia cơng
*Địa chỉ cơ sở thuê: 50 Đường số 185, Phước Long B, Quận 9, TP. Hồ Chí Minh
4.2.3. Ngàm kẹp
Chức năng: cố định mẫu thử.
Yêu cầu chế tạo: đảm bảo sực chắc chắn, độ hở của lịng khn với với mẫu thử theo
yêu càu bản vẽ.
Vật liệu: sử dụng thép C45.
Phương pháp chế tạo: do phải tạo biên dạng phù hợp với mẫu thử, nên nhóm đã gia
cơng tại xưởng phay CNC bên ngoài theo yêu cầu kỹ thuật của nhóm.
Hình 4.7 Ngàm kẹp sau khi gia cơng
- Gá đặt mẫu vào ngàm với định vị là việc lợi dụng hai góc bo của mẫu cùng với
mặt phẳng đặt mẫu, thành dọc mẫu sau đó kẹp chặt mẫu để đảm bảo mẫu khơng bị xê dịch và chắc chắn hơn trong quá trình vận hành máy.
4.2.4. Tấm kẹp mẫu
Hình 4.8 Bản vẽ Tấm kẹp mẫu
Chức năng: cố định mẫu thử.
Yêu cầu chế tạo: đảm bảo sực chắc chắn theo yêu càu bản vẽ. Vật liệu: sử dụng thép C45.
Phương pháp chế tạo: khoan và cắt laser CNC theo yêu cầu bản vẽ.
4.2.5 Lắp ráp
Hình 4.10 Cụm ngàm kẹp lắp ráp trên Inventor
Hình 4.11 Cụm ngàm kẹp lắp ráp thực tế