TỔNG QUAN
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhu cầu làm đẹp từ xưa đến nay luôn tồn tại và ngày càng gia tăng, không chỉ ở phụ nữ mà cả nam giới cũng cần chăm sóc bản thân để trở nên gọn gàng và chỉnh chu hơn.
Ngành công nghệ make up đang phát triển mạnh mẽ với tiềm năng lớn và thị trường rộng lớn, điều này tạo ra nhu cầu cao về các dụng cụ làm đẹp Các ứng dụng từ sinh học, như phẫu thuật thẩm mỹ, và hóa học, như sản phẩm kem dưỡng, đóng vai trò quan trọng Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào những dụng cụ thiết thực như dao, kéo và kềm cắt da, trong đó kềm cắt da ngày càng trở nên phổ biến và dần thay thế dụng cụ bấm móng tay truyền thống nhờ vào tính thẩm mỹ và chuyên dụng của nó.
Kềm cắt da được các thị trường nước ngoài rất ưa chuộng, nhất là thị trường của Mỹ và Nhật.
Vấn đề gia công kềm hiện vẫn chưa hoàn thiện, với tỷ lệ phế phẩm đạt khoảng 40% – 50% Sai số chủ yếu xảy ra trong quá trình gia công phần mang, được thực hiện chủ yếu bằng tay và máy gia công cơ Do đó, việc nghiên cứu và phát triển một máy chuyên dụng tự động hoặc bán tự động để gia công phần mang kềm là vô cùng cần thiết.
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Thiết kế và gia công chi tiết máy phay mang kềm, sau đó tiến hành lắp đặt, vận hành và điều chỉnh máy theo đúng yêu cầu kỹ thuật Cần đảm bảo rãnh phay có kích thước 14mm và bề dày 3,5mm.
Thiết lập hồ sơ bảo trì máy.
GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Máy gia công bán tự động, điều khiển bẳng hệ thống thủy lực khí nén.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dựa trên những nghiên cứu kỹ lƣỡng về chi tiết gia công, nhóm làm đề tài đã:
Nghiên cứu các phương án gia công giúp xác định phương án tối ưu nhất, từ đó thiết kế tổng quan máy và tìm ra cách bố trí phù hợp để nâng cao hiệu quả sản xuất.
Thiết kế sơ bộ các chi tiết máy,từ đó tiến hành hình thành kết cấu 3D và mô phỏng chạy thử máy trên phần mềm.
Nhóm đã tiến hành tính toán lại vận tốc cần thiết của động cơ và lực gia công để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, từ đó điều chỉnh cho phù hợp.
Nhóm đã thực hiện tính toán và thiết kế lại, sau đó tiến hành chạy thử máy trên phần mềm 3D Dưới sự hướng dẫn của thầy, nhóm đã dần hoàn thiện các thiết kế.
Cuối cùng, sau khi tính toán và chạy thử mô hình, nhóm quyết định gia công và lắp đặt sản phẩm.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Yêu cầu máy đƣợc thiết kế và lắp đặt trong phạm vi 820mm x 720mm x 1200mm
Trong phạm vi đó bao gồm cả
- Phần dưới gồm thủy lực khí nén, thùng nước tưới nguội.
- Phần trên bao gồm 3 cụm:
+ Cụm bàn dao + Cụm mâm quay + Tủ điện
- Gia công mang kềm: rãnh 14 và mặt phẳng đối diện.
- Độ chính xác khi gia công rãnh 14 0,1 0 mm Độ nhám bề mặt 2,5
- Thời gian gia công một sản phẩm là 5 giây ( tính từ lúc dao bắt đầu gia công). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
THIẾT KẾ HỆ THỐNG
NGHIÊN CỨU KỀM CẮT DA, BẢN VẼ VÀ THEO MẪU
MÁ PHẢI KỀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
MÁ TRÁI KỀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG
Phương án 1: Dùng máy bào để bào 1 bào mặt rãnh, và dùng máy bào 2 bào bề mặt còn lại.
Thời gian gá đặt lâu độ bóng bề mặt không cao ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Phương án 2: Dùng dao phay dĩa phay rãnh và dao phay ngón để phay mặt đầu Ƣu điểm: Độ bóng bề mặt cao, dễ tự động hóa
Dùng dao phay ngón dài, dao phay dĩa lớn
Phương án 3: Dùng 2 dao phay ngón phay 2 mặt. Ƣu điểm: Độ chính xác cao, độ bóng bề mặt cao
Nhƣợc điểm: Cần dao phay ngón lớn
Phương án 4: Dùng 2 dao phay dĩa phay 2 mặt Ƣu điểm: Dễ tự động hóa, độ chính xác cao, độ bóng bề mặt cao.
Nhƣợc điểm: Cần dao phay dĩa lớn khi phay ở mặt ngoài.
Phương án 5 sử dụng dao phay ngón phay rãnh và dao phay mặt đầu để gia công mặt phẳng Ưu điểm của phương pháp này bao gồm khả năng gia công dễ dàng, dễ dàng tự động hóa, cùng với độ chính xác và độ bóng bề mặt cao.
CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG, HÌNH THÀNH SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC
SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐỘNG HỌC
1 Chọn phương án gia công
Với những ƣu điểm và khuyết điểm ta vừa nêu trên
Chọn phương án gia công 5
Dao phay ngón phay rãnh và dao phay mặt đầu phay mặt phẳng mang lại nhiều ưu điểm nổi bật như dễ gia công và dễ tự động hóa Những loại dao này cho phép đạt được độ chính xác cao và bề mặt bóng mịn, đáp ứng yêu cầu khắt khe trong các ứng dụng công nghiệp.
2 Sơ đồ bố trí sơ bộ
Hình chiếu đứng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Hình 1: Máy phay chuyên dung gia công mang kềm cắt da
Cụm A : Cụm mâm quay mang chi tiết gia công
Cụm B: Cụm bàn máy mang dao
Cụm C: Cụm bàn máy đỡ, thủy lực, khí nén, tưới nguội và ụ chứa sản phẩm
THIẾT KẾ CHI TIẾT
TÍNH TOÁN LỰC SƠ BỘ
1 Đối với dao phay mặt đầu:
Z : số rang dao phay Z=2. t : chiều sâu cắt : t = 1,75mm : lƣợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng
D : đường kính dao D = φ24mm n : số vòng quay cho v = 55 vòng/phút
Các thông số mũ ta tra bảng:
2 Đối với dao phay ngón:
Z : số rang dao phay Z=4. t : chiều sâu cắt : t = 1,75mm : lƣợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng
D : đường kính dao D = φ14mm n : số vòng quay cho v = 55 vòng/phút
= 4,752 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
II CHỌN PISTON – XILANH KHÍ NÉN
1 Tính P cần thiết, chọn piston đẩy 2 ụ dao
Gọi 1 là đường kính tiết diện xylanh đẩy cụm dao phay mặt đầu
Gọi 2 là đường kính tiết diện xylanh đẩy cụm dao phay ngón
Chọn sơ bộ A1= A2 = 40mm = 4cm có áp suất= 9KG/cm2
G là trọng lƣợng cả cụm mang dao
Đối chiếu= 9KG/cm2 ta chọn 2 xylanh
2 Tính Momen, chọn piston quay mâm
Ta có khối lƣợng mâm quay sơ bộ 40Kg
Bán kính cóc quay mâm R= 100mm
==>Mx= 400.0,1 = 40 KNm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
==> F = 1000KN chọn sơ bộ piston có tiết diện A3= 40mm => = 2 2
3 Piston định vị chọn sơ bộ A4= 40mm => = 2 2 ầ = 1 + 2 + = 34,5+7,92+40
Sau khi hoàn tất quá trình gia công, xylanh kẹp chặt sẽ không còn tham gia vào quá trình kẹp Thay vào đó, việc kẹp chặt chủ yếu được thực hiện thông qua cơ cấu cam, nhằm đảm bảo kẹp sơ bộ và định vị chính xác chi tiết.
Cho nên lực kẹp tương đối nhỏ
Ta có thể chọn ngay piston có tiết diện
Vị trí piston định vị và piston tháo phôi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Ta có công thức tính công suất máy bơm thuỷ lực
HP :công suất máy bơm
P: áp suất ( PSI) lấy 1500 PSI khoảng 30 Bar
0,000583 là hệ số chuyển đổi đơn vị đo
Ta có 1 GPM = 3,785 lit/ phút
Thay tất cả vào ta có:
Vậy chọn động cơ bơm thuỷ lực có công suất = 2HP
Gọi xylanh thuỷ lực kẹp chặt là xylanh 1
Xy lanh thuỷ lực di chuyển cụm máy là xylanh 2
Gọi 1 , 2 là tiết diện của 2 xylanh trên
Ta có thời gian gia công 1 chi tiết là 5s/ sản phẩm
P = p.F => F F = 2 => R = 1,65 => D = 3,3 cm chọn D = 40mm theo tiêu chuẩn Ta có áp suất xylanh cần kẹp chặt chống đƣợc lực cắt lớn nhất là Pz ầ
Áp suất xylanh đẩy nguyên cụm bàn dao vào
Trang 27 chọn sơ bộ khối lƣợng cả cụm = 100 kg ầ = 1+ 2 +100
Vậy chọn 2 xylanh cùng 1 loại có ký hiệu
6 Tính vận tốc xy lanh
Gọi 1 , 2 là tiết diện của xi lanh
Trong máy tổ hợp thường dùng 1 = 2 2
Nếu nhƣ tải trọng tác dụng lên pittông là P và lực ma sát giữa pittông và xilanh là P m thì phương trình cân bằng tĩnh của pittông là: p 1 F 1 p 2 F 2 P P m 0
Trang 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Trên đường ra của cơ cấu chấp hành ta dùng van cản để tạo nên áp suât p2
A x tiết diện chảy của van tiết lưu
Chọn tiết diện van tiết lưu D = 18mm
Q 9,9.0,2.2,54.29,46148,8cm 3 / phút 0,1488lít / phút v ch Q
58,125cm / phút ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Chọn động cơ sơ bộ cho vận tốc cắt V = 55 m/ phút
Số vòng quay của dao phay ngón
D : đường kính dao phay ngón mm
Số vòng quay của dao phay mặt đầu
D : đường kính dao phay mặt đầu mm
Chọn động cơ điện có công suất
Có số vòng quay động cơ n = 1400 vòng/ phút
Chọn đường kính sơ bộ cho 2 bánh đai gắn ở động cơ D1 = D2 = 60 mm
Tỷ số truyền: Đường kính bánh đai bị dẫn
Với 0,02 là hệ số trƣợt đai
Trang 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Với 0,02 là hệ số trƣợt đai
C Ta có 2 động cơ có công suất p = 0,37 KW
IV THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ BƠM
V.THÔNG SỐ KHÍ NÉN - THỦY LỰC
Bore (mm) Action way Áp suất cực đại (Mpa) Áp Suất cực tiểu (Mpa)
Bảng 4: ̉̉ Áp Suất Cực Đại (Mpa) Áp Suất Cực Tiểu (Mpa) ̉̀
VI THIẾT KẾ SƠ ĐỒ THỦY LỰC – KHÍ NÉN – PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
TC2010- 02M ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN PLC
MẠCH ĐIỀU KHIỂN PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
MẠCH ĐỘNG HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
MẠCH ĐIỂU KHIỂN CHU TRÌNH LÀM VIỆC
MẠCH ĐIỀU KHIỂN KHI BỊ LỖI
THÔNG SÔ ́ KỸTHUÂT
THÔNG SỐ ĐỘNG CƠ BƠM
THÔNG SỐ KHÍ NÉN - THỦY LỰC
Bore (mm) Action way Áp suất cực đại (Mpa) Áp Suất cực tiểu (Mpa)
Bảng 4: ̉̉ Áp Suất Cực Đại (Mpa) Áp Suất Cực Tiểu (Mpa) ̉̀
THIẾT KẾ SƠ ĐỒ THỦY LỰC – KHÍ NÉN – PLC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
TC2010- 02M ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN PLC
MẠCH ĐIỀU KHIỂN PLC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
MẠCH ĐỘNG HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
MẠCH ĐIỂU KHIỂN CHU TRÌNH LÀM VIỆC
MẠCH ĐIỀU KHIỂN KHI BỊ LỖI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
BẢO TRÌ, VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU CHỈNH MÁY
AN TOÀN SỬ DỤNG THIẾT BỊ
Phải sử dụng đầy đủ và nghiêm túc, gọn gàng các thiết bị bảo vệ cá nhân đƣợc cấp phát, công nhân nữ không để tóc dài.
Kiểm tra thiết bị dụng cụ, dao, gá lắp trước khi làm việc ( phần cơ, điện, các cơ cấu điều khiển, trang bị công nghệ, cơ cấu an toàn.)
1 Phải sử dụng đầy đủ các thiết bị, cơ cấu an toàn, cấm tháo bỏ chúng và thực hiện nghiêm túc nội quy, quy định về sử dụng máy.
2 Cần sử dụng đúng loại dao phay nhƣ quy trình công nghệ quy định.
3 Các chi tiết ga công cần phải đƣợc kẹp chặt và đặt đúng vị trí định vị, đảm bảo cứng vững, loại trừ khả năng văng bắn trong quá trình gia công.
4 Khí máy đang làm việc cấm:
- Tháo lắp chi tiết đang gia công, đồ gá, dao cụ, các bộ phận chi tiết máy,
- Đo kiểm chi tiết, tra dầu mỡ, làm vệ sinh máy
- Dùng tay trực tiêtp lấy phoi sờ mó vào chi tiết đang gia công,
- Dùng tay để kìm hãm các chi tiết, bộ phận của máy.
5 Cấm đeo găng tay khi đang làm việc.
6 Vị trí làm việc phải gọn gàng, sạch sẽ, chi tiết, dao, gá lắp xếp đúng quy định, phải có đường đi thuận tiện để đề phòng sự cố khi làm việc.
Kết thúc làm việc. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
2 Vệ sinh bôi trơn máy, sắp xếp dụng cụ, gá lắp phôi, sản phẩm theo quy định.
3 Bàn dao tình trạng máy cho ca sau theo quy định.
GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG
Máy phay gia công mang kềm cắt da là thiết bị chuyên dụng để gia công phần mang của kềm, hoạt động bán tự động với việc cấp phôi bằng tay Các bộ phận chính của máy bao gồm cụm mang dao, mâm quay chứa phôi, ụ đỡ mâm, hệ thống thủy lực khí nén, và hệ thống điện điều khiển, được thể hiện trong hình 1.
Chu trình vận hành có thể đƣợc mô tả nhƣ sau:
1 Phôi đƣợc gá đặt đúng vị trí và mâm quay sẽ quay phôi vào vị trí gia công bằng pittong khí nén thông qua chuyển động của con cóc.
2 Sau khi mâm vào đúng vị trí định vị, cụm mang dao bắt đầu chuỗi hành trình cắt. a Bàn đẩy dao tiến vào chuyển động chạy nhanh trong quá trình chạy không. b Bàn đẩy dao tiến vào chuyển động chạy chậm, dao bắt đầu quá trình cắt phôi c Kết thúc chuyển động cắt 2 ụ mang dao dồng thời lùi ra xa phôi, đồng thời bàn mang dao lùi về. d 2 ụ dao đẩy vào chuẩn bị hành trình chạy dao tiếp theo Ƣu điểm:
Gia công nhanh, thao tác dễ dàng.
Khuyết điểm: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
QUY ĐỊNH VẬN HÀNH THIẾT BỊ - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ
1 QUY ĐỊNH VẬN HÀNH THIẾT BỊ
- Tuân thủ theo quy tắc an toàn sử dụng thiết bị.
- Vận hành đúng quy trình.
- Dừng máy khi gặp sự cố đột ngột.
2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT
BỊ A Chế độ điều chỉnh bằng tay
Hình ảnh minh họa Hướng dẫn thực hiện
Bước 1 Bật công tắc nguồn
Bật công tắc nguồn bằng cách xoay nút Estop theo chiều kim đồng hồ
Bước 3 Để ở chế độ Man
Bước 4 Bật on bơm dầu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Bước 5 Bật đóng xả áp
Bước 7 Pittong định vị vào
Bước13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
17 nhấn C1 để đẩy 2 cụm dao vào bề mặt gia công
Pittong kẹp chặt nhả kẹp
Nhả pittong định vị ra ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
Bật công tắc nguồn bằng cách xoay nút Estop theo chiều kim đồng hồ
Trang 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Khởi động hai động cơ
Chuyển sang chế độ Auto
Quay mâm ngƣợc chiều kim đồng hồ đến khi nghe tiếng
“cạch” => mâm đã vào vị trí định vị ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Bước 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
ĐIỀU CHỈNH LẮP ĐẶT DAO VÀ ĐIỀU CHỈNH KÍCH THƯỚC
Dùng lục giác 4 để mở vít chìm
Dùng tay lấy dao phay ra ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
2 Lắp và điều chỉnh dao
Trình tự Hình ảnh minh họa thực hiện
Sau khi nới ra ta sẽ thấy nhƣ hình minh họa
Sử dụng lục giác 6 để vặn vít lục giác chìm, bạn nên vặn theo chiều kim đồng hồ để đẩy dao dài ra và ngược chiều kim đồng hồ để lùi dao vào Mỗi vòng quay sẽ tương ứng với một bước tiến của dao.
Sau khi diều chỉnh dao cho hợp lý Ta dung khóa lục giác 4 để vặn lục giác chìm 6 Cố định dao
Sau khi điều chỉnh chiều dài của dao, bước tiếp theo là điều chỉnh kích thước chiều sâu của dao để ăn vào phôi.
Dùng chìa khóa 13 nới bolong 13 ra
Sau khi nới ra ta sẽ đƣợc nhƣ hình bên
Sử dụng lục giác 4 để vặn ốc vít lục giác chìm, vặn theo chiều kim đồng hồ để đẩy dao ra xa bề mặt gia công và ngược chiều kim đồng hồ để đẩy dao vào bề mặt gia công Một vòng quay tương ứng với bước tiến dao là 1,25 mm.
Dùng chìa khóa 13 vặn chặt lại bolong 13
KẾT QUẢ
Nhờ vào sự nỗ lực không ngừng của nhóm thực hiện và sự hỗ trợ nhiệt tình từ thầy, chúng tôi đã hoàn thành đề tài Dưới đây là một số hình ảnh của máy "Phay chuyên dùng gia công mang kềm cắt da bán tự động".
A Một số hình ảnh của máy ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
B Một số hình ảnh của sản phẩm sau khi gia công ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: GV-KS DƯƠNG BÌNH NAM
