Thiết Kế, Chế Tạo Hệ Thống Gá Phôi Nhanh Trên Máy Phay CNC - 123doc

Tải bản đầy đủ (.pdf) (26 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Thạc sĩ - Cao học
>>
3. Kỹ thuật

Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay CNC

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.95 MB, 26 trang )

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAVÕ VĂN THANHTHIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊNMÁY PHAY CNCChuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍMã số: 8.52.01.03TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬTĐà Nẵng - Năm 2019Công trình được hoàn thành tạiTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOANgười hướng dẫn khoa học: PGS. TS. PHẠM ĐĂNG PHƯỚCPhản biện 1: TS. TÀO QUANG BẢNGPhản biện 2:TS. BÙI HỆ THỐNGLuận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấmLuận văn tốt nghiệp thạc sĩ (ghi ngành của học vị được công nhận) họp tại TrườngĐại học Bách khoa vào ngày 28 tháng 12 năm 2019Có thể tìm hiểu luận văn tại:- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa- Thư viện Khoa .........., Trường Đại học Bách khoa –1MỞ ĐẦUTÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀII.Công ty Sản xuất khuôn Chu Lai - Trường Hải đã thành lập được 2 năm. Lĩnh vực chủ-yếu của nhà máy là gia công khuôn mẫu và gia công cơ khí chính xác. Hiện tại nhà máychủ yếu sử dụng các máy CNC để gia công và đa số là các máy phay. Nhưng việc thựchiện gá đặt và cấp phôi cho quá trình gia công chủ yếu là bằng tay, tốn nhiều thời gianvà sức lao động. Phát sinh nhiều chi phí trong quá trình gia công.Xuất phát từ lý do trên, tôi đã chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh-trên máy phay CNC” cho Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai – Trường Hải làm luậnvăn tốt nghiệp.II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU-Đáp ứng năng lực sản xuất và chất lượng sản phẩm.-Tiết kiệm thời gian gá đặt chi tiết.-Giảm chi phí gia công.-Giảm cường độ lao động của công nhân.Linh hoạt trong quá trình sản xuất tiến đến khả năng tự động hóa trong quá trình sản-xuất.III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU1. Đối tượng nghiên cứu:-Hệ thống cấp phôi và gá đặt chi tiết gia công trên máy phay CNC.2. Phạm vi nghiên cứu- Nghiên cứu các công đoạn để gá đặt, cấp phôi trên máy phay CNC và thiết kế, chế tạođồ gá.IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUĐề tài nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thựcnghiệm.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về gá đặt trên máy phay CNC (các trang bị công nghệ, cácphương pháp gá đặt,…).22. Phương pháp thực nghiệm:- Khảo sát quá trình vận chuyển phôi và gá đặt thực tế.- Mô phỏng quá trình hoạt động của hệ thống gá đặt nhanh. Từ kết quả theo dõi quá trình gá đặt theo phương pháp cũ và mô phỏng quá trình hoạtđộng của hệ thống gá đặt mới theo thực tế, dựa trên cơ sở lý thuyết và tính toán đánhgiá sơ bộ quá trình hoạt động của hệ thống.V. Ý NGHĨA THỰC TIỄNỨng dụng cho việc gá đặt trong quá trình gia công trên máy phay CNC. Giảm thiểu thờigian gá đặt, tiết kiệm chi phí và sức lao động của công nhân vận hành máy.VI. DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢCMột hệ thống cấp phôi cho máy phay CNC gồm các nội dung thiết kế, bộ bản vẽ và hìnhảnh sản phẩm sau khi chế tạo.VII. CẤU TRÚC LUẬN VĂNGồm:Phần mở đầu.Chương I: Tổng quan đồ gá trên máy phay CNCChương II: Khảo sát thực trạng và đề xuất gá đặt theo phương án mớiChương III: Tính toán và thiết kế hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay CNC.Chương IV: Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá hiệu quả.Kết luận và kiến nghị.CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC1.1. Tổng quan về máy phay CNC1.1.1. Khái niệm máy CNCMáy CNC – viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) (điều khiển bằngmáy tính) – đề cập đến việc điều khiển các máy móc với sự hỗ trợ của máy tính với mụcđích sản xuất các bộ phận kim khí phức tạp với độ chính xác cao,3Máy tính – Bộ nãocủa máy CNCHình 1.1: Máy tính được kết nối với máy CNC1.1.2. Ưu nhược điểm máy CNCƯu điểm: Máy CNC khi gia công không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển. Máy công cụ CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập tŕnh, tiết kiệm thời gianhiệu chỉnh máy và đạt được hiệu quả kinh tế cao với sự trợ giúp của máy tính. Máy CNC là phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông tin “điện tử – số hóa”, chophép nối ghép các hệ thống xử lý trong phạm vi quản lý của toàn xí nghiệp, tạo điều kiệnmở rộng tự động hóa toàn bộ quá tŕnh sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật hiện đại thông quamạng liên thông cục bộ (LAN) hay mạng liên thông toàn cầu (WAN). Trong lĩnh vực gia công cắt gọt, máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đathời gian gia công, do mức tự động hoá nâng cao vượt bậc. Máy công cụ CNC có thể dễ dàng thay đổi chương tŕnh gia công. Máy điều khiển kỹ thuật số có thể thực hiện một lúc nhiều chuyển động khác nhau, tựđộng điều chỉnh sai sót dao cụ, tự động khiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự độnghiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết. Máy công cụ CNC gia công được loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh hoạt khinhiệm vụ công nghệ thay đổi. Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên công khác nhaumà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết.4 Độ chính xác lặp lại đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình đảm bảo chấtlượng gia công cao, là ưu việt tuyệt đối của các máy điều khiển kỹ thuật số.Nhược điểm: Giá thành chế tạo máy cao hơn. Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn. Vận hành máy phức tạp hơn. Thay đổi người đứng máy khó khăn hơn.1.1.3. Cấu tạoMáy phay CNC được chia thành 2 loại: Máy phay đứng và máy phay ngang. Máy phayCNC được cấu tạo với các phần chính sau:- ATC - Bộ thay dao tự động.- Động cơ – Bộ điều kiển – Encoder.- Vỏ máy.- Hệ điều khiển.- Bàn xe dao.- Trục chính.- Nguồn (Năng lượng).1.1.4. Chức năng:Chức năng của máy phay CNC dung để cắt gọt kim loại, khoan,... một cách chính xác,máy sẽ gia công để tạo hình sản phẩm.Máy phay CNC có khả năng cắt gọt nhiều chi tiết máy khác nhau và cắt gọt được nhiềuchi tiết cùng một lúc nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm.Máy phay CNC còn có công dụng để đo khoảng cách với độ chính xác cao.Máy CNC cắt phôi bằng các lưỡi dao. Các lưỡi dao này có bộ phận giữ nó trong q. Nhữngbộ phần này gọi là holder (cán dao). Holder được gắn trên các ụ dao hay đầu BT, HSK,….5Holder(cán dao)Mũi daoĐầu BT, HSKỤ daoHình 1.4. Dao cụ gia công CNC1.2. Tổng quan về đồ gá.Đồ gá là một trong những trang bị công nghệ để thực hiện các bước, các nguyên công côngnghệ trên máy.Vai trò đồ gá:- Dùng để xác định nhanh chóng và chính xác vị trí của chi tiết gia công trên máy.- Dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt trong máy Khoan , Khoét , Doa.- Có thể tạo ra những chuyển động mà trên máy công cụ không có hoặc làm việc khônghiệu quả.- Đảm bảo yêu cầu năng suất và giảm nhẹ sức lao động.- Nâng cao tốc độ cơ khí hoá , tự động hoá của sản xuất.- Mở rộng năng suất công nghệ của máy công cụ.Phân loại:- Phân loại theo nhóm:+ Đồ gá trên máy tiện, máy tiện rơvonve.+ Đồ gá trên máy phay.+ Đồ gá trên máy bào.6+ Đồ gá trên máy mài.+ Đồ gá trên máy khoan.+ Đồ gá trên máy doa.+ Đồ gá trên máy chuốt.-Đồ gá sử dụng trên máy phayĐồ gá sử dụng trên máy màiĐồ gá sử dụng trên máy tiệnĐồ gá sử dụng trên máy khoanPhân loại theo mức độ chuyên môn hóa:+ Đồ gá văn năng thông dụng.+ Đồ gá vạn năng điều chỉnh.+ Đồ gá chuyên môn hóa điều chỉnh.+ Đồ gá chuyên dùng.+ Đồ gá tổ hợp.71.2.1. Đồ gá kẹp cơ khíĐồ gá cơ khí gồm các loại sau:Đầu phân độBàn kẹpÊ tô1.2.2. Đồ gá kẹp thủy lực và khí nén.Các ê tô kẹp sử dụng khí nén, chân không và thủy lực:Hình 1.11: Một số loại Ê tô máy1.2.3. Đồ gá kẹp bằng từ tính.Chi tiết gia công bằng thép có thể được kẹp bằng bàn từ tính. Chi tiết được hút vào bànkẹp sau khi dòng điện được mở và có thể lấy chi tiết một cách dễ dàng sau khi tắt dòng điện.Hình 1.22: Bàn từ thực tế8CHƯƠNG II: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GÁ ĐẶT THEO PHƯƠNGÁN MỚI2.1. Phương pháp gia công hiện tại:Việc triển khai gia công hiện tại của Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai Trường Hảiđược thực hiện theo các bước sau:Sau khi gia công công nhân thực hiện chuẩn bị phôi và gá đặt phôi tiếp theo như sau:Bước 1: Công nhân sử dụng cẩu trục, xe nâng vận chuyển phôi từ nơi tập kết đến máyđược sử dụng để gia công.Vận chuyển phôi đến vị trí máy gia côngBước 3: Canh chỉnh kích thước phôiBước 2: Cố định phôi trên bàn máy.Khu vực tập trung phôi gia côngGá chi tiết lên bàn máy và kẹp chặt sơ bộDùng đồng hồ so rà cáckích thước phôi9Bước 4: Kẹp chặt chi tiết và lựa chọn gốc gia công theo yêu cầu bản vẽ.Đưa chi tiết đã lập trình vào máy, gắn đầu so tâm và chọn gốc gia công cho theo bảnvẽ yêu cầu.Bước 5: Cài đặt thông số và nhập chương trình gia công đã lập trình sẳn để gia côngchi tiết.Bước 6: Tháo chi tiết và vận chuyển sản phẩm sau khi gia công đến khu vực bánthành phẩm để chờ gia công cho công đoạn tiếp theo.Bước 7: Công nhân tiếp tục vận chuyển phôi để gia công cho sản phẩm tiếp theo vàquy trình được lặp lại.2.2. Đề xuất phương pháp gá đặt mớiVới quá trình gá đặt phôi theo phương pháp cũ thì thời gian dừng máy để phục vụ gá đặtquá nhiều dẫn đến năng suất gia công chưa cao.10Hình 2.5. Giới thiệu phương án gá đặt mớio Nguyên lý:Bước 1: Phôi được gá đặt ở vị trí.Bước 2: Bàn gá đặt được chuyển từ vị tríđến vị trínhờ xe đẩy phôi hay cầutrục. Phôi và bàn gá đặt được lưu giữ tại vị trí này.Bước 3: Khi gia công xong phôi và bàn gá được vận chuyển ra rồi di chuyển đến vị trí. Sau đó vận chuyển phôi và bàn gá từ vị tríđã lắp gá đặt sẵn vào máy.Bước 4: Cài đặt thông số và tiếp tục gia công chi tiết mới. Còn bàn gá đã gia côngchuyển ra ngoài thì chi tiết sẽ được chuyển đến vị trí thành phẩm sau đó tiếp tục gá đặtchi tiết gia công mới tại trung tâm gá đặt.11CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁYCNC3.1. Tính toán thiết kế bàn gá đặt bên ngoài máy.3.1.1. Thống kê các chi tiết sử dụng được sử dụng trên hệ thống.Để thiết kế kết cấu hệ thống cần thống kê các sản phẩm thông dụng thường sử dụnggia công trên máy CNC.Dựa vào các thông số thống kê các kích thước gia công chi tiết yêu cầu kích thướccủa bàn gá đặt trung tâm đảm bảo các thông số sau:- Kích thước phôi gia công thông dụng nhất.- Chiều cao bàn máy đảm bảo phù hợp với người sử dụng và chiều cao của cácmáy sử dụng.- Các chi tiết gia công tại công ty là những chi tiết đã được gia công tinh 6 mặt(dung sai ±0.02 mm). Theo sản lượng và kích thước sản phẩm được gia côngthông dụng nhất thì công ty đã lựa chọn bàn gá đặt có thể gá đặt chi tiết với kíchthước 500x250x50 mm.Mô hình cơ bản bàn gá đặt:Hình 3.1. Tổng thể mô hình bàn gá đặt trung tâm12Nguyên lý hoạt động:- Bước 1: Gá pallet lên bàn gá đặt nhờ ray trượt và hệ thống xi lanh nâng.- Bước 2: Hạ xi lanh để định vị pallet với bàn gá đặt.- Bước 3: Gá chi tiết lên pallet gá đặt.- Bước 4: Kẹp chặt sơ bộ chi tiết trên pallet gá đặt sau đó dùng các đồng hồ so kiểmtra lại độ chính xác của chi tiết theo các phương X, Y.- Bước 5: Siết chặt chi tiết trên pallet bàn gá đặt.3.1.2. Tính toán kích thước tổng thể bàn gá đặtĐể xác định kích thước thiết kế cần xác định theo các yêu cầu sau:- Kích thước các sản phẩm đa phần gia công trên máy CNC.- Kích thước bàn gá đặt đảm bảo vị trí lắp đặt: Vị trí so với các vật tư xung quanh, vịtrí so với khu vực an toàn.- Kích thước bàn máy thuận tiện trong việc gá đặt chi tiết.- Khối lượng pallet phải đảm bảo không quá nặng để thuận tiện cho việc gá đặt và vậnchuyển phôi vào trong máy gia công.- Chiều cao của bàn gá đặt phù chiều cao thao tác của công nhân và chiều cao của xevận chuyển.Dựa vào các kích thước của sản phẩm gia công và qua quá trình khảo sát vị trí, thao tácmô phỏng quá trình thực hiện nên đã lựa chọn bàn với kích thước sau:Kích thước tổng thể bàn: 1310x860x845 mm3.1.3. Tính toán pallet gá trên bàn gá đặt.a. Gá đặt pallet với bàn gá đặt:Palet gá trên bàn máy là thành phần được gá với bàn gá đặt trung tâm. Pallet có nhiệmvụ gá đặt chi tiết gia công (kích thước