CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Trong bối cảnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa toàn cầu và tại Việt Nam, khoa học kỹ thuật đang phát triển mạnh mẽ Là một quốc gia đang phát triển, Việt Nam cần áp dụng các sáng tạo trong khoa học kỹ thuật và cải thiện cơ sở hạ tầng để nâng cao năng suất lao động và dần thay thế sức lao động của con người Sự phát triển này đã dẫn đến sự ra đời của nhiều loại máy móc phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của con người.
Máy uốn ống hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và xây dựng nội thất, với nhiều loại ống khác nhau về đường kính và vật liệu Việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu là rất cần thiết, với nhiều loại máy từ thủ công đến tự động NC và CNC Tại Việt Nam, mặc dù đã có nhiều loại máy, nhưng phần lớn là sản phẩm nhập khẩu, dẫn đến giá thành cao Đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng bằng cách sản xuất máy uốn ống trong nước không chỉ giúp tăng cường sử dụng sản phẩm trong nước mà còn mở rộng ra thị trường quốc tế, đồng thời nâng cao vị thế cạnh tranh của ngành công nghiệp trong nước.
Trước nhu cầu thực tế trong xã hội, việc nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống trở nên cần thiết Dưới sự hướng dẫn của ThS Hồ Ngọc Bốn, nhóm sinh viên chúng tôi đã quyết định thực hiện đề tài: “Thiết kế, chế tạo module xoay trong tạo hình ống 3 trục”.
-Giúp chúng em biết tới và tìm hiểu những công nghệ hiện đại của nước ngoài Vận dụng những kiến thức đã học để nghiên cứu
-Đưa tự động hóa vào quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp thay thế cho thủ công để tăng năng suất, giảm thời gian sản xuất
-Tạo tiền đề cho các công cụ sản xuất khác được đưa vào hoạt động
PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1.3.1 Phương pháp thu thập dữ kiện - tham khảo tài liệu:
Phương pháp thu thập và tổng hợp tai liệu:
Thu thập và phân tích tài liệu về kỹ thuật uốn ống là bước quan trọng để đảm bảo tính chọn lọc và tối ưu hóa kết quả từ các nghiên cứu trước Việc này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo nội dung nghiên cứu phù hợp với đề tài đang thực hiện.
Phương pháp phân tích thực nghiệm:
Dựa vào kết quả và những thất bại trong quá trình thí nghiệm, chúng tôi đã lựa chọn kiểu dáng phù hợp và tối ưu hóa thiết kế máy uốn ống 3 trục Quy trình thí nghiệm được áp dụng cho các thiết kế khác nhau, bao gồm thiết kế 2D, 3D và Ansys, nhằm thu thập dữ liệu cần thiết để cải thiện hiệu suất.
Phương pháp phân tích so sánh:
Dựa trên kết quả từ quá trình mô phỏng và thực nghiệm, bài viết so sánh thiết kế máy uốn ống 3 trục dựa vào hai yếu tố chính: năng suất máy trong một đơn vị thời gian và độ sai số cho phép của sản phẩm.
Sau khi thu thập, các dữ kiện cần được chọn lọc, sắp xếp và phân tích một cách kỹ lưỡng Tài liệu sử dụng phải có chất lượng cao, chủ yếu là tài liệu gốc Việc tổng hợp các dữ kiện cần được thực hiện theo cách tương quan với phần điện.
Bài trình bày cần được cấu trúc hợp lý, phù hợp với nội dung, thời gian và mục tiêu của chương trình đào tạo trường Các phần nội dung phải được khái quát rõ ràng và các danh mục cần liên kết chặt chẽ với nhau, đặc biệt giữa các lĩnh vực cơ khí và điện.
TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
-Thay thế được quy trình công nghệ uốn ống thủ công sang tự động
Nghiên cứu máy uốn ống tự động mở ra cơ hội cho các ứng dụng đa dạng, đáp ứng các hình dạng khác nhau theo điều kiện và nhu cầu thực tế.
-Tạo nền móng cho sự phát triển của hệ thống uốn ống tâm biến thiên
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
-Tập tài liệu thiết kế, bản vẽ module xoay
Trong thực tế, các ống được sử dụng trong ngành cơ khí và xây dựng thường có đường kính từ 6 đến 10 Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian, điều kiện nghiên cứu, phương tiện và đặc biệt là kinh phí, nên đề tài chỉ được giới hạn ở mức độ này.
Để tính toán lực uốn của máy uốn kim loại tự động cho phôi inox có đường kính 10 mm, cần xem xét các yếu tố như độ dày của phôi và tính chất vật liệu Đồng thời, việc cải tiến cơ cấu và hệ thống điều khiển tự động trong quá trình uốn ống sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác của máy.
-Gia công lắp ráp mô hình máy uốn kim loại với vật liệu mềm và có kích thước nhỏ hơn thực tế như: inox, đồng,
TÍNH KHẢ THI CỦA PHƯƠNG PHÁP
Để thành công trong việc uốn ống 3 trục với tâm biến thiên, cần thực hiện đầy đủ các bước chuẩn bị như thiết bị máy móc, phương pháp nghiên cứu, thời gian và trình tự thực hiện một cách khoa học Điều này không chỉ cải tiến nhược điểm của các phương pháp thủ công và bán tự động mà còn đáp ứng nhu cầu thực tế một cách hiệu quả.
2.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY UỐN KIM LOẠI:
Máy uốn ống là thiết bị gia công kim loại bằng áp lực, được sử dụng để tạo ra các sản phẩm với hình dáng và kích thước cụ thể Thiết bị này bao gồm các bộ phận chính như nguồn động lực, bộ truyền động và cơ cấu uốn.
Sản phẩm uốn rất đa dạng, bao gồm các loại kim loại như thép, inox và đồng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Máy uốn hiện nay đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp, đặc biệt trong sản xuất ô tô và xe máy, cũng như trong chế tạo các sản phẩm trang trí nội thất như bàn, ghế, cầu thang và ban công Ngoài ra, máy uốn còn được sử dụng để sản xuất các loại ống khí, ống điều hòa không khí và ống thủy lực.
2.1.2 Lịch sử phát triển của máy uốn:
Máy uốn là thiết bị quan trọng trong ngành cơ khí chế tạo, được sử dụng để uốn các phôi liệu thành sản phẩm hữu ích cho cuộc sống Thiết bị này giúp giảm thiểu sức lao động của con người trong quá trình sản xuất, nâng cao hiệu quả công việc.
Máy uốn có rất nhiều loại và được dùng phổ biến ở rất nhiều nước trên thế giới trong đó có cả Việt Nam chúng ta
Máy uốn ống có nhiều loại như máy uốn ống bằng thủy lực, máy uốn ống bằng điện, máy uốn ống bằng điện thủy lực…
Máy uốn đã trải qua sự phát triển mạnh mẽ trong vài thập kỷ qua, từ việc sản xuất thủ công hoàn toàn đến việc sử dụng máy móc để giảm thiểu sức lao động Quá trình này đã tiến triển từ uốn bán tự động đến tự động hóa hoàn toàn, bao gồm cả khâu cấp phôi, mang lại hiệu quả cao hơn trong sản xuất.
2.2 CHỌN SƠ BỘ VỀ DẠNG ỐNG:
2.2.1 Chọn bán kính hợp lý:
Bán kính hợp lý thường được định nghĩa là bán kính của đường tâm uốn cong là bội số chẵn của đường kính ngoài của ống Các giá trị bán kính thường được lựa chọn là 3 × D, 2 × D hoặc 1 × D, trong đó D là đường kính ngoài của ống.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY UỐN KIM LOẠI
Máy uốn ống là thiết bị gia công kim loại bằng áp lực, giúp tạo ra các sản phẩm với hình dáng và kích thước nhất định Thiết bị này bao gồm các bộ phận chính như nguồn động lực, bộ truyền động và cơ cấu uốn.
Sản phẩm uốn rất đa dạng, bao gồm kim loại như thép, inox, và đồng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Máy uốn hiện đang được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp, đặc biệt trong sản xuất ô tô và xe máy, cũng như trong các sản phẩm trang trí nội thất như bàn, ghế, cầu thang và ban công Ngoài ra, máy uốn còn được áp dụng trong việc sản xuất các loại ống khí, ống máy điều hòa không khí, và ống thủy lực.
2.1.2 Lịch sử phát triển của máy uốn:
Máy uốn là thiết bị quan trọng trong ngành cơ khí chế tạo, giúp uốn các phôi liệu thành sản phẩm hữu ích cho cuộc sống Sản phẩm này không chỉ nâng cao hiệu suất làm việc mà còn giảm thiểu sức lao động của con người trong quá trình sản xuất.
Máy uốn có rất nhiều loại và được dùng phổ biến ở rất nhiều nước trên thế giới trong đó có cả Việt Nam chúng ta
Máy uốn ống có nhiều loại như máy uốn ống bằng thủy lực, máy uốn ống bằng điện, máy uốn ống bằng điện thủy lực…
Máy uốn đã trải qua sự phát triển mạnh mẽ trong vài thập kỷ qua, từ những sản phẩm uốn thủ công ban đầu đến việc sử dụng máy móc để giảm thiểu sức lao động Quá trình này đã tiến xa hơn với sự ra đời của máy uốn bán tự động và cuối cùng là máy uốn hoàn toàn tự động, bao gồm cả khâu cấp phôi.
CHỌN SƠ BỘ VỀ DẠNG ỐNG
2.2.1 Chọn bán kính hợp lý:
Bán kính hợp lý thường được xác định là bội số chẵn của đường kính ngoài của ống, với các lựa chọn là 3 × D, 2 × D hoặc 1 × D, trong đó D là đường kính ngoài của ống.
4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 2-1 Bán kính uốn cong lớn hơn sử dụng ít vật liệu hơn
Chọn bán kính là bội số chẵn của đường kính ống giúp giảm chi phí đầu tư vào công cụ bằng cách tránh việc sản xuất nhiều bộ phận cho cùng một ống với các bán kính ngẫu nhiên Điều này cũng làm giảm khả năng xảy ra sai sót trong quá trình sản xuất dụng cụ Bên cạnh đó, việc duy trì thiết kế nhất quán sẽ rút ngắn thời gian cần thiết để thực hiện hoặc mua dụng cụ phù hợp.
2.2.2 Bán kính đường tâm tối thiểu của uốn cong:
Bán kính tối thiểu mà ống có thể uốn cong phụ thuộc vào độ giãn dài của vật liệu Nếu bên ngoài khúc uốn vượt quá độ giãn dài cho phép, ống sẽ bị gãy hoặc gấp khúc Để xác định bán kính uốn cong tối thiểu, có một công thức cụ thể, tuy nhiên công thức này không tính đến ma sát giữa ống và bộ uốn.
Phương trình xác định bán kính nhỏ nhất của khúc cua là: 𝑅 = 0.50𝐷
R : bán kính đường tâm tối thiểu của khúc cua, (mm)
D : đường kính ngoài của ống, (mm)
2.2.3 Sự giảm độ dày của ống sau khi uốn(làm mỏng độ dày):
Khi ống uốn cong, lượng thành ngoài của ống sẽ bị giảm hoặc mỏng đi, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa bán kính uốn cong và đường kính ống Tỷ lệ này chịu ảnh hưởng trực tiếp từ ma sát cũng như lượng làm phẳng cho phép tại khu vực uốn cong.
Khi ống được kéo qua trục tâm, có 8 yếu tố ảnh hưởng đến ma sát Ma sát xuất hiện do lực tác động từ áp suất bộ uốn, và việc sử dụng chất bôi trơn trên dụng cụ hoặc ống cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ ma sát Mỗi quá trình uốn cong đều có sự xuất hiện của ma sát với các mức độ khác nhau.
Sự cán phẳng xuất hiện ở mức độ nhỏ trong tất cả các quá trình uốn cong và thường bù đắp cho yếu tố ma sát Mức độ cán phẳng phụ thuộc vào loại vật liệu, độ dày của ống, cũng như góc và bán kính uốn cong, do đó không thể xác định chính xác bằng công thức toán học trước.
Phương trình để sử dụng để tính toán hướng tới giảm thành dày ống:
R : bán kính đến đường tâm của khúc uốn, tính bằng (mm)
D : đường kính ngoài của ống trước khi uốn, (mm)
W : độ dày thành ống trước khi uốn, (mm)
2.2.4 Xác định độ dài của máy sau khi uốn ống:
Trong các kiểu uốn, trục trung hòa là yếu tố quan trọng, khi phần không kéo dài cũng không bị nén di chuyển từ đường tâm của chi tiết vào bên trong khúc uốn Để tính toán chiều dài phát triển của bộ phận một cách chính xác, cần sử dụng trục trung hòa Tuy nhiên, do không thể xác định chính xác trục trung hòa mà không có thử nghiệm, chiều dài phát triển thường được tính dọc theo đường tâm của mảnh.
Một phương pháp tính toán vật liệu để uốn cong là xác định độ dài của cung dựa trên đường tâm Phương trình tính độ dài của cung này được mô tả như sau:
LA: chiều dài cung, tính bằng (mm)
R: bán kính đường tâm của khúc cua, tính bằng (mm)
Tổng độ dài cung và độ dài thẳng được sử dụng để xác định chiều dài của phần dọc theo đường tâm, thường dài hơn một chút so với chiều dài thực tế Sau khi uốn cong một số vị trí, chiều dài thực tế có thể xác định dễ dàng, từ đó đủ vật liệu có thể được cắt theo chiều dài này để hoàn thành lô sản xuất.
PHƯƠNG PHÁP UỐN NÉN
Phương pháp uốn nén sử dụng một nhóm công cụ có hình dạng tương tự như phương pháp uốn kéo, với khối định hình cố định và khối uốn di chuyển giống khối kẹp Trong quá trình này, phôi ống được kẹp giữa khối định hình và chi tiết kẹp, trong khi khối uốn xoay quanh khối định hình, kéo theo phần chiều dài của phôi uốn theo biên dạng đã định Tuy nhiên, khi cần uốn phôi ống ở nhiều vị trí khác nhau, phương pháp này thường không sử dụng trục đỡ, điều này khác biệt so với các phương pháp khác.
Phương pháp uốn nén tạo ra sự biến đổi không đồng đều trong các thớ kim loại, khác với kỹ thuật uốn kéo Quy trình này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng động cơ hoặc điều khiển bằng tay.
HÌNH 4.1 Phương pháp uốn nén
Quy trình này sử dụng sức người để uốn ống ở những đoạn cong đơn giản, phù hợp với chu kỳ làm việc ngắn Phương pháp này giúp giảm thiểu chi phí máy móc và công nghệ, đặc biệt cho những đoạn ống chỉ cần một chỗ uốn.
Việc điều khiển bằng tay có nhược điểm khi quy trình sản xuất yêu cầu các nguyên công đặc biệt, chẳng hạn như uốn ống rỗng mỏng với tốc độ đẩy phôi nhanh Tuy nhiên, với thời gian thực hiện thấp và khả năng xử lý đa dạng các kiểu ống, từ ống rỗng đến ống đặc và cả thanh phẳng, điều khiển bằng tay vẫn là lựa chọn tối ưu cho các bước uốn.
Quá trình uốn dùng sức đẩy từ con người và định hình chỗ uốn bằng những công cụ uốn bao gồm:
Khối đình hình có phần lõm vào có biên dạng giống với biên dạng mong muốn
Khối kẹp hay khối giữ giữ chắc chắn phôi trong quá trình uốn
Khối di chuyển đẩy phôi theo khối định hình
Khối định hình và khối kẹp cần phải chắc chắn, với phần lõm được thiết kế chính xác theo đường tâm của vật liệu, nhằm đảm bảo quá trình uốn đạt yêu cầu đề ra.
Khi thực hiện uốn ống bằng tay, bán kính tối thiểu cần đạt là 1,5 lần đường kính ngoài của ống Nếu sử dụng trục đỡ, bán kính cong theo phần uốn phải ít nhất là 2,5 lần đường kính ngoài của ống Trong trường hợp không dùng trục đỡ, bề dày của ống rỗng tối thiểu phải từ 0,25 đến 0,35 đường kính của ống.
Khi thực hiện uốn ống, cần đảm bảo rằng đoạn uốn gần với cuối đường ống phải có một đoạn thẳng dài ít nhất bằng đường kính ống Nếu đoạn uốn cần thiết nằm ngay tại cuối ống, hãy để lại đoạn thẳng như đã nêu và sau đó tiến hành cắt bỏ.
Khi uốn ống, độ đàn hồi của vật liệu gây ra biến dạng, dẫn đến sai lệch về kích thước bán kính và chiều dài khúc uốn Do đó, khối định hình cần được thiết kế với bán kính nhỏ hơn yêu cầu Lượng đàn hồi liên quan chặt chẽ đến cơ tính vật liệu, kích thước, độ cứng và bán kính uốn Việc thực nghiệm là cần thiết để xác định chính xác kích thước cho khối định hình.
2.3.2 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay:
Phương pháp này được khuyến khích cho việc uốn các đoạn ống lớn với bán kính đường tâm tối thiểu gấp 4 lần đường kính bên ngoài của ống Nó cũng hoạt động hiệu quả với ống nhựa hoặc ống rỗng có bề dày lớn và góc uốn nhỏ, trở thành giải pháp tối ưu cho hầu hết các dạng ống trong uốn góc nhỏ Hình 2.13 minh họa khối định hình và khối uốn với kích thước chính xác cho ống Trong quá trình uốn, ống phôi cần được giữ cố định, vì bất kỳ sự trượt nào cũng có thể dẫn đến méo ống không đạt yêu cầu chế tạo.
HÌNH 4.2 Phương pháp uốn ống khối uốn xoay
Trong trường hợp uốn hơn 180 độ, việc thực hiện thường khả thi nhưng có thể gây ra hiện tượng bật mạnh của phôi do tính chất cơ học của vật liệu Do đó, quy trình nên được chia thành hai bước: uốn và định hình, với tấm định hình được đặt ngang với mặt đất.
Uốn dùng búa dập là một trong những phương pháp cũ nhất, đơn giản nhất để uốn ống
Dầm uốn sử dụng một chi tiết như một dầm để uốn ống, với hai khối đỡ giữ ống và lực chính được tạo ra từ xi lanh thủy lực đẩy vào trục tâm của phôi uốn Quy trình này cho phép uốn ống theo góc độ và bán kính mong muốn Dầm uốn là một khối định hình có khả năng di chuyển và gắn vào ống xi lanh thủy lực của máy, với mặt tác động vào phôi được gia công theo biên dạng và bán kính cong cần thiết cho quá trình uốn.
Hai khối đỡ cũng có biên dạng giống với biên dạng ống
HÌNH 4.3 Uốn bằng búa đập
Cả hai thiết bị được gắn vào trục xoay, giúp duy trì lực đỡ liên tục trong quá trình uốn Phương pháp này không yêu cầu lực kẹp duy trì, mang lại hiệu quả cao trong quá trình uốn.
Khối định hình quyết định bán kính uốn khi xi lanh hoàn thành hành trình Để uốn phôi ống với bán kính lớn, có thể điều chỉnh dầm uốn tiến thêm và thu hẹp đoạn cong của dầm Phương pháp này cho phép đạt được góc uốn lên đến hơn 120 độ.
Uốn dùng búa dập là phương pháp thích hợp cho ống đặc và ống rỗng có bề dày lớn, với cấu trúc máy đơn giản không cần trục đỡ hay các mặt phẳng Phương pháp này cũng có thể được sử dụng để sửa chữa các ống hư hỏng Tuy nhiên, cần lưu ý không nên sử dụng dầm này để uốn thép không gỉ mà không có các mặt đỡ khi bán kính uốn nhỏ hơn 6 lần đường kính ngoài của ống.
Uốn dập sử dụng thủy lực là phương pháp uốn tiên tiến, dựa trên nguyên lý của uốn bằng búa dập, nhưng mang lại tốc độ làm việc nhanh hơn và tính linh hoạt cao hơn Trong quá trình uốn, phôi ống được đặt trên hai khối đỡ dạng cánh có độ cao đồng nhất Hai khối này được thiết kế tách rời và có khả năng quay cùng với ống Khi hoạt động, hai khối sẽ lệch nhau ra, kết hợp với áp lực đẩy từ dưới ống, tạo ra sự tiếp xúc với búa dập phía trên, từ đó thực hiện quá trình uốn và tạo ra đoạn cong mong muốn.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ
LỰA CHỌN HỆ THỐNG CƠ KHÍ
HÌNH 5.1 Nguyên lý hoạt động
Phương án cải tiến này giữ nguyên nguyên lý hoạt động của bộ đẩy phôi theo phương Oz, trong khi bộ uốn phôi được điều chỉnh để chỉ chuyển động tịnh tiến theo phương Oy Đồng thời, bổ sung thêm bộ phận xoay phôi theo phương Oz Ba chuyển động này có sự tương quan với nhau về vận tốc di chuyển, tạo nên hiệu quả tối ưu trong quá trình sản xuất.
Máy vẫn duy trì các ưu điểm vượt trội của phương pháp trước đó, bao gồm khả năng uốn ống với đa dạng bán kính, góc uốn và đường kính phôi Bên cạnh đó, máy cũng tiếp tục hỗ trợ uốn ống 3 trục, mang lại sự linh hoạt và hiệu quả cao trong quá trình sản xuất.
5 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CƠ KHÍ
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
3.3.1 Chọn động cơ: Để đảm bảo tính chính xác từng góc uốn nên ta sử dụng động cơ bước:
3.3.2 Các dạng điều khiển động cơ bước:
Điều khiển cả bước là phương pháp điều khiển động cơ, trong đó mỗi xung cấp điện làm cho động cơ quay một góc nhỏ bằng bước góc ghi trên nhãn Có hai dạng sơ đồ cấp xung: dạng đầu tiên chỉ cấp điện cho từng cuộn pha, dẫn đến moment xoắn thu được nhỏ hơn thông số kỹ thuật Dạng thứ hai cấp điện cho hai cuộn dây cùng lúc, tạo ra moment xoắn lớn hơn và tận dụng tối đa khả năng của động cơ.
HÌNH 5.3 Điều khiển cả bước
Điều khiển kết hợp hai dạng cấp xung của điều khiển đủ bước cho phép cấp điện lần lượt cho một cuộn dây và hai cuộn dây xen kẽ nhau, dẫn đến bước góc bằng một nửa so với điều khiển cả bước Mặc dù moment xoắn giảm khi chỉ một cuộn dây được cấp điện, nhưng có thể tăng cường độ dòng điện đi qua cuộn dây để bù đắp cho sự giảm moment này.
HÌNH 5.4 Điều khiển nửa bước
Cho phép các bước quay của động cơ nhỏ hơn bằng việc dùng các dòng khác nhau qua hai đầu dây động cơ tại mỗi thời điểm
HÌNH 5.5 Điều khiển vi bước
Bơm có nhiều ưu điểm nổi bật như giá thành rẻ, khả năng điều khiển mạch hở hiệu quả, duy trì moment ổn định, chi phí bảo dưỡng thấp và không cần điều chỉnh các thông số điều khiển.
Động cơ có nhược điểm là chỉ phù hợp với các ứng dụng trong lĩnh vực công suất nhỏ và trung bình, kích thước hạn chế, gây ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động Ngoài ra, moment của động cơ giảm theo tốc độ và hiệu suất tổng thể thấp hơn so với các loại động cơ khác.
Chọn phôi inox có đường kính là d = 10mm
Mác inox Độ bền kéo đứt Giới hạn chảy Độ dãn dài tương đối
Bảng 3.1 Bảng cơ tính của inox
Moment uốn được xác định theo công thức: (711- sổ tay dập nguội-Nguyễn Giảng)
Mu: momen uốn tính toán cụm chi tiết dẫn động tịnh tiến đẩy phôi
W: momen chống uốn Đối với tiết diện hình tròn: W = 0,1d 3 Σ ch: giới hạn chảy của vật liệu σ b = 48 N/m n: hệ số đặc trưng ảnh hưởng của biến cứng (chọn n = 1,7)
Vậy: Mu = 1,5 0,1 5 3 48.1,7 = 1530 N.mm Để đảm bảo ta nhân thêm hệ số an toàn n = 1,5
Từ đây ta chọn động cơ bước có momen xoắn lớn hơn 11N.m
Sử dụng động cơ s86 có momen xoắn 12N.m
Tính toán thiết kế bộ truyền động bánh răng: a) Xác định modun:
Chọn m = 3 theo bảng 4.27 trang 68 [15] b) Xác định các thông số truyền:
Số răng z1 của bánh nhỏ (bảng 4.29 trang 70 [9]) nhằm đảm bảo tuổi thọ: z1 = 12
Khoảng cách trục a chọn theo điều kiện:
Từ số răng đai và modun m xác định chiều dài răng lđ = 471 mm theo bảng 4.30 [15] Chọn lại khoảng cách trục theo công thức 4.6 trang 56 [15]:
Chọn a = 117 mm Đường kính vòng chia các bánh răng
2 2 3.42 126 d mz mm Đường kính ngoài các bánh răng:
Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai nhỏ:
a c) Xác định lực ban đầu và lực tác dụng lên trục:
Thông số Kí hiệu Bánh nhỏ Bánh lớn
Số răng z 12 42 Đường kính đỉnh răng (mm) da 34.8 124,8 Đường kính đáy răng (mm) df 29,4 119,4
Chiều cao răng (mm) h 2,7 Đường kính vòng chia (mm) d 36 126
Kích thước của profin rãnh Kí hiệu modun
Chiều rộng nhỏ nhất của rãnh (mm) s 3,2
Bán kính góc lượn (mm) R1 0,7
Ta có F a / F r 3, 2 nên chọn cặp ổ đũa côn để chịu lực dọc trục lớn Ổ lăn lắp ghép theo dung sai lắp ghép H7/k6
Ta chọn ổ đũa côn 7202 cỡ nhẹ
Thông số: d (mm) D (mm) B (mm) r (mm) C (kN) Co (kN)
THIẾT KẾ CHẾ TẠO
Hình 5.6 trình bày kích thước thiết kế chế tạo chi tiết phụ Nguyên công 1 sử dụng máy tiện Weiler D8522 tại Herzogenaurach, với dải số vòng quay từ 71 đến 3550 vòng/phút và có 18 cấp tốc độ Chi tiết được kẹp chặt bằng mâm cặp, cho phép định vị với 4 bậc tự do.
Số vòng quay trục chính n = 800 vg/ph
Lượng chạy dao ngang b = 0,2 mm/vg
Số vòng quay trục chính n = 1000 vg/ph
Bước 3: Tiện trụ bậc để định vị
Số vòng quay trục chính n = 1000 vg/ph
Lượng chạy dao dọc a = 0,1 mm/vg
Chiều sâu cắt được thiết lập là 1 mm Nguyên công 2 sử dụng máy tiện Weiler D8522 tại Herzogenaurach, với dải vòng quay từ 71 đến 3550 vòng/phút và có 18 cấp tốc độ Máy được kẹp chặt bằng mâm cặp, cho phép định vị 4 bậc tự do.
Bước 1: Vạt mặt đúng kích thước chiều dài L = 96 mm
Số vòng quay trục chính n = 800 vg/ph
Lượng chạy dao ngang b = 0,2 mm/vg
Số vòng quay trục chính là n = 1000 vg/ph Nguyên công 3 sử dụng máy tiện Weiler D8522 tại Herzogenaurach, với số vòng quay từ n = 71 đến 3550 vg/ph, có 18 cấp tốc độ, định vị 4 bậc tự do và kẹp chặt bằng chống tâm.
Số vòng quay trục chính n = 1000 vg/ph
Lượng chạy dao dọc a = 0,14 mm/vg
Số vòng quay trục chính n = 1000 vg/ph
Lượng chạy dao dọc a = 0,12 mm/vg
Nguyên công 4 là quá trình tiện trụ có đường kính Φ25, sử dụng máy tiện Weiler D8522 tại Herzogenaurach Máy có khả năng điều chỉnh số vòng quay từ 71 đến 3550 vòng/phút với 18 cấp tốc độ khác nhau Quy trình này đảm bảo định vị chính xác với 4 bậc tự do và kẹp chặt bằng chống tâm ở cả hai đầu.
Số vòng quay trục chính n = 800 vg/ph
Lượng chạy dao dọc a = 0,12 mm/vg
Chiều sâu cắt t = 1 mm e) Nguyên công 5: Khoan lỗ Φ10.02 Sử dụng máy tiện Weiler D8522
Herzogenaurach có số vòng quay n = 71 – 3550 vg/ph; 18 cấp tốc độ; kẹp chặt bằng mâm cặp (định vị 4 bậc tự do)
Số vòng quay trục chính n = 500 vg/ph
Sản phẩm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và các kết quả của đề tài đã được thực hiện theo nội dung đã đăng ký, gồm:
Máy uốn kim loại 3 trục bán tự động có khả năng uốn ống 3D bằng cách điều chỉnh góc nghiêng của mặt phẳng chứa phôi so với mặt phẳng ban đầu Với tính năng này, module có thể thực hiện uốn với góc nghiêng nhỏ, đồng thời đảm bảo độ thẩm mỹ cao cho sản phẩm.
Máy chạy tương đối ổn định
Kích thước module nhỏ gọn, dễ dàng bảo trì, sữa chữa
Dựa trên máy thực tế sau gia công, điều chỉnh máy hợp lý và hoàn chỉnh hơn
5.2 Kết quả chưa đạt được
- Chưa bẻ được phôi có kích thước lớn từ 10 trở lên do thiết kế còn hạn chế
- Việc lập trình thủ công
- Phôi đưa vào phải là phôi đã được nắn thẳng
- Chưa có hệ thống cắt phôi tự động
5.3 Đề xuất phương án khắc phục của đề tài
- Thiết kế thêm bộ phận nắn thẳng và duy trì mức độ ổn định phôi trước khi đưa vào gia công
- Có thể thiết kế thêm bộ dẫn phôi tự động, bán tự động giúp tăng năng suất
- Cải tiến thêm nhiều chế độ uốn ở phần điều khiển.
CHƯƠNG 4: TỔNG KẾT
1 TS Văn Hữu Thịnh – TS Nguyễn Minh Kỳ - NXB ĐHQG TPHCM – Thiết kế đồ án chi tiết máy
2 Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn văn Lẫm - Nhà Xuất Bản Giáo Dục - Thiết Kế Chi
3 Nguyễn Trọng Hiệp - Nhà Xuất Bản Giáo Dục - Chi Tiết Máy tập 1, 2
4 ThS Nguyễn Văn Thành - ThS Nguyễn Trường Giang - Nhà Xuất Bản Lao Động
Xã Hội - Giáo Trình Công Nghệ Uốn NC
5 Nhà Xuất Bản Xây Dựng - Giáo Trình Kỹ Thuật Cốt Thép Biết Hàn Theo Phương Pháp Mô Đun
6 PGS Hà Văn Vui - TS Nguyễn Chí Sáng - ThS Phan Đăng Phong - Sổ Tay Thiết
7 Trần Doãn Đinh - Nguyễn Ngọc Lê - Phạm Xuân Mão - Nguyễn Thế Thưởng - Đỗ Văn Thi - Hà Văn Vui - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật - Truyền Dẫn Thủy
Lực Trong Chế Tạo Máy
8 V.L Martrenco, L.I Rudman - biên dịch Võ Trần Khúc Nhã - NXB Hải Phòng năm
2005 - Sổ Tay Thiết Kế Khuôn Dập Tấm
9 Nguyễn Ngọc Phương - Huỳnh Nguyễn Hoàng - Nhà Xuất Bản Giáo Dục - Hệ Thống Điều Khiển Bằng Thủy Lực
10 Đinh Bá Trụ - Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự - Cơ Sở Lý Thuyết Biến Dạng Dẻo
11 Đào Minh Ngừng - Nguyễn Trọng Giáng - Nhà Xuất Bản Giáo Dục - Lý Thuyết
12 Nguyễn Ngọc Đào - Phan Minh Thanh - Cơ Sở Công Nghệ Chế Tạo Máy
13 Đỗ Hữu Nhơn - Đỗ Thành Dũng - Phan Văn Hạ - Nhà Xuất Bản Khoa Học và Giáo Dục - Công Nghệ Cán Kim Loại
