§å ¸n tèt nghiƯp CTM1-K2 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THUYẾT MINH ThiÕt kÕ hÖ thống cấp phôI gia công tự động GIO VIấN HƯỚNG DẪN : SINH VIÊN THỰC HIỆN : LỚP : NGUYN TIN S H NI 3/2012 ~1~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Bộ công thơng cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt nam Trờng đại học công nghiệp hà néi Độc lập-Tự do-hạnh phúc Nhận xét đồ án tốt nghiệp Hà Nội , Ngày… Tháng ….năm 2012 Giáo Viên Hướng Dẫn ~2~ §å án tốt nghiệp Bộ công thơng CTM1-K2 cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt nam Trờng đại học công nghiệp hµ néi Độc lập-Tự do-hạnh phúc Nhận xét đồ án tốt nghiệp …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… ………… ……… … ………… ………… …………… …………… …………… …………… Hà Nội , Ngày… Tháng ….năm 2012 Giáo Viờn Chm Phn Bin ~3~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Bộ công thơng cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt nam Trờng đại học công nghiệp hà nội c lp-T do-hạnh phúc Nhận xét đồ án tốt nghiệp …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… ………… ……… … ………… ………… …………… …………… …………… …………… Hà Ni , Ngy Thỏng .nm 2012 ~4~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Hi ng Bo V Lời nói đầu Từ vài chục năm gần KHKT giới đà phát triển mạnh mẽ tạo bớc đột phá lớn tất ngành nh khí, điện tử, công nghệ thông tin nhng đặc biệt ngành khí tiền đề để phát triển ngành khác Tuy nhiên Việt Nam từ năm 90 trở lại đay phát triển mạnh ngành này, nói phát triển mạnh nhng có hạn chế Để thực mục tiêu CNH _ HĐH đất nớc cần phải đẩy mạnh việc phát triển ngành then chốt để làm tiền đề phát triển ngành khác Trong ngành khí đợc chia làm nhiều thành phần nhỏ, có ngành CNCTM, thành phần quan trọng ngành khí, bớc để chế tạo sản phẩm khí Bởi việc phát triển, đổi đại hoá ngành việc quan trọng trình phát triển ngành khí Muốn thực CNH_HĐH đất nớc việc đào tạo ngành nghề trờng Đại học, Cao đẳng, Trung học chuyên nghiệp nớc phải ngày phát triển mạnh mẽ Nghành khí đóng vai trò quan trọng việc sản xuất thiết bị, dụng cụ cho nghành kinh tế quốc dân khác tiền đề cần thiết để phát triển mạnh Để phục vụ cho việc phát triển cho nghành khí cần đảy mạnh việc đào tạo đội ngũ cán kĩ thuật có trình độ chuyên môn cao lĩnh vực công nghệ kinh điển đồng thời phải đáp ứng đợc dây chuyền công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá khí Đồ án tốt nghiệp môn bắt buộc sinh viên nói chung cá nhân em nói riêng trờng Với việc làm đồ án đà giúp em giải số vấn đề tổng hợp nghành mà đà häc Lµm quen víi viƯc sư dơng tµi liƯu, sỉ tay, tiêu chuẩn, khả kết hợp so sánh kiến thức thực tế sản xuất Trong qúa trình làm đồ án với đề tài : Thiết kế hệ thống cấp phôI gia công tự động đợc hớng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Tiến Sỹ Và thầy cô khoa, với giúp đỡ động viên bạn bè lỗ lực thân đến em đà hoàn thành đồ án ~5~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Trong trình thực đề tài trình độ tính thực tế cha nhiều nên chúng em có sai sót, kính mong thầy,cô góp ý, bảo thêm cho chúng em để chúng em có thêm kinh nghiệm cho sau nh sau đà rời khỏi nhà trờng Mt lần em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Nguyễn Tiến Sỹ, thầy, cô giáo khác đà tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà nội, Ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện: ~6~ §å ¸n tèt nghiƯp CTM1-K2 I.TỔNG QUAN VỀ MÁY TỰ ĐỘNG 1.1.TÓM TẮT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Đã từ xa xưa, người mơ ước loại máy có khả thay cho trình sản xuất công việc thường nhật khác.Vì thế, tự động hóa trình sản xuất lónh vực đặc trưng khoa học kỹ thuật đại kỷ 20, thông tin cấu tự động, làm việc không cần có trợ giúp người tồn từ trước công nguyên Các máy tự động học sử dụng Ai Cập cổ Hy Lạp thực múa rối để lôi kéo người theo đạo Trong thời trung cổ người ta biết đến máy tự động khí thực chức người gác cổng Albert Một đặc điểm chung máy tự động kể chúng ảnh hưởng tới trình sản xuất xã hội thời Chiếc máy tự động sử dụng công nghiệp thợ khí người Nga, ông Pônzunôp chế tạo vào năm 1765 Nhờ mà mức nước nồi giữ cố định không phụ thuộc vào lượng tiêu hao nước Để đo mức nước nồi, Pônzunôp dùng phao Khi mức nước thay đổi phao tác động lên cửa van, thực điều chỉnh lượng nước vào nồi Nguyên tắc điều chỉnh cấu sử dụng rộng rãi nhiều lónh vực khoa học kỹ thuật khác nhau, gọi nguyên tắc điều chỉnh theo sai lệch hay nguyên tắc Pôdunôp – Giôn Oat Năm 1873 Spender chế tạo máy tiện tự động có ổ cấp phôi trục phân phối mang cam đóa vaứ cam thuứng ~7~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Naờm 1880 nhiều hãng giới Pittler Ludnig Lowe( Đức), RSK(Anh) chế tạo máy tiện rơvônve dùng phôi thép Năm 1887 Đ.G Xtôleoôp chế tạo phần tử cảm quang đầu tiên, phần tử đại quang trọng kỷ thuật tự động hóa Cũng giai đoạn này, sở lý thuyết điều chỉnh điều khiển hệ thống tự động bắt đầu nghiên cứu, phát triển Một công trình thuộc lónh vực thuộc nhà toán học tiếng P.M Chebưsep Có thể nói, ông tổ phương pháp tính toán kỹ thuật lý thuyết điều chỉnh hệ thống tự động I.A Vưsnhegratxki, giáo sư toán học tiếng trường đại học công nghệ thực nghiệm Xanh Pêtêcbua Năm 1876 và1877 ông cho đăng công trình “Lý thuyết sở cấu điều chỉnh” “Các cấu điều chỉnh tác động trực tiếp” Các phương pháp đánh giá ổn định chất lượng trình độ ông đề xuất dùng tận Không thể không kể tới đóng góp to lớn nghiệp phát triển lí thuyết điều khiển hệ thống tự động nhà bác học A.Xtôđô người Sec, A.Gurvis người Mỹ, A.K.Makxvell Đ.Paux người Anh , A.M.Lapu nôp người Nga nhiều nhà bác học khác Các thành tựu đạt lónh vực tự động hóa cho phép chế tạo thập kỷõ kỷ 20 loại máy tự động nhiều trục chính, máy tổ hợp đường dây tự động liên kết cứng mềm dùng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Cũng khoảng thời gian này, phát triển mạnh mẽ điều khiển học, môn khoa học quy luật chung trình điều khiển truyền tin hệ thống có tổ chức góp phần đẩy mạnh phát triển ứng dụng tự động hóa trình sản xuất vào công nghiệp ~8~ §å ¸n tèt nghiƯp CTM1-K2 Trong năm gần đây, nước có công nghiệp phát triển tiến hành rộng rãi tự động hóa sản xuất loạt nhỏ Điều phản ánh xu chung kinh tế giới chuyển từ sản xuất loạt lớn hàng khối sang sản xuất loạt nhỏ hàng khối thay đổi Nhờ thành tựu to lớn công nghệ thông tin lónh vực khoa học khác, ngành công nghiệp gia công giới năm cuối kỷ 20 có thay đổi sâu sắc Sự xuất loạt công nghệ mũi nhọn kỹ thuật linh hoạt (Agile engineering) , hệ thống điều hành sản xuất qua hình (Visual Manufacturing Systems) , kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid -Prototyping) công nghệ Nanô cho phép thực tự động hóa toàn phần không sản xuất hàng khối mà sản xuất loạt nhỏ đơn Chính thay đổi nhanh sản xuất liên kết chặt chẽ công nghệ thông tin với công nghệ chế tạo máy, làm xuất loạt thiết bị hệ thống tự động hoá hoàn toàn loại máy điều khiển số, trung tâm gia công, hệ thống điều khiển theo chương trình logic PLC (Programmable logic control) , hệ thống sản xuất linh hoạt FMS (Flexible Manufacturing systems) , hệ thống sản xuất tích hợp CIM (Computer Integrated Manufacturing) cho phép chuyển đổi nhanh sản phẩm gia công với thời gian chuẩn bị sản xuất nhất, rút ngắn chu kỳ sản xuất sản phẩm, đáp ứng tốt tính thay đổi nhanh sản xuất đại Những thành công ban đầu trình liên kết số công nghệ đại khoảng 10, 15 năm vừa qua khẳng định xu phát triển sản xuất trí tuệ kỷ 21 sở thiết bị thông minh Để tiếp cận ứng dụng dạng sản xuất tiên tiến này, từ hôm nay, phải bắt đầu nghiên cứu, học hỏi chuẩn bị sở vật chất đội ngũ cán boọ kyừ thuaọt cho noự ~9~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Việc bổ sung cải tiến nội dung chương trình đào tạo trường đại học trung tâm nghiên cứu theo hướng phát triển sản xuất trí tuệ cần thiết 1.2.TỰ ĐỘNG HÓA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Tự động hoá trình sản xuất giai đoạn phát triển sản xuất khí hoá Nó thực phần công việc mà khí hóa đảm đương điều khiển quátrình Với thiết bị vạn bán tự động,các chuyển động phụ (tác động điều khiển) người thợ thực hiện, thiết bị tự động hoá máy tự động, toàn trình làm việc(kể tác động điều khiển) thực tự động nhờ cấu hệ thống điều khiển tự động,không cần đến tham gia trực tiếp người Như ,tự động hóa trình sản xuất tổng hợp biện pháp sử dụng thiết kế trình sản xuất công nghệ ,tiến hành hệ thống có suất cao ,tự động thực trình phụ cấu thiết bị tự động ,mà không cần đến tham gia người Tự động hóa trình sản xuất gắn liền với việc ứng dụng cấu tự động vào trình công nghệ cụ thể Chỉ có sở trình công nghệ cụ thể thiết lập ứng cấu hệ thống điều khiển tự động Trong giai đoạn sản xuất tự động hóa ,do nhu cầu điều kiện sản xuất, khả thiết bị,quá trình sản xuất thường thực theo phương pháp tự động hóa phần Tự động hóa phần trình sản xuất tự động hóa số nguyên công đặc biệt trình, nguyên công lại thực máy vạn bán tự động thông thường Đặc điểm chung thiết bị tự động hóa giai đoạn làchúng có hệ thoỏng ~ 10 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Nguyên công VI: khoan,Khoét, Doa, lỗ 14 - Lập sơ đồ gá đặt: Phiến tỳ hạn chế bậc tự Chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự Chèt tú h¹n chÕ bËc tù - KĐp chỈt: Dïng vÝt kĐp kiĨu eto n Ø14+0.02 45±0.05 Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 ~ 131 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Đờng kính lớn khoan đợc 35mm – c«n mỗc trơc chÝnh sè C«ng st động 6kw- hiệu suất máy =0,8 Số vòng quay trơc chÝnh(v/ph) 68-100-140-195-275-400-530-750-1100 Bíc tiÕn (mm/v) 0,11-0,15-0,2-0,25-0,32-0,43-0,57-0,72-0,96-1,22-1,6 Lùc híng trơc cho phÐp cđa c¬ cÊu tiÕn dao Pmax=1600 KG - Chän dao:Mịi khoan rt gµ thÐp giã D=12; Mịi Kht có lắp mảnh hợp kim cứng D = 13,8 mm, Mịi Doa thÐp giã D = 14mm, - Lỵng d gia công: Gia công lần với lợng d khoan Zb1 = mm lợng d khoét Zb2=0,9mm, lợng d Doa Zb3 = 0,1 mm a, Khoan lỗ 12: - Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoan Chiều sâu cắt t =7mm, Lợng chạy dao S = 0.36 mm/vòng, Tốc độ cắt Vb = 27,5 mm/vòng Tốc độ tính toán Vt=Vb.k1.k2.k3.k4 Ta tra đợc hệ sè phơ thc: k1 : HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM tập 2), k1 = k2 : HƯ sè ®iỊu chØnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, (bảng5-86 Sổtay CNCTM t.2), k2=1 k3 : HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào Mác hợp kim cứng, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM tËp 2), k3 = k4:HƯ sè ®iỊu chØnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ k4=1 Vậy Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =27,5.1.1.1.1 =27,5 m/phút ~ 132 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt dựa vào công thức: nt = 1000.Vt 1000.27,5 = = 442,32vßng/phót π D 3,14.18 ⇒ Sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo d·y sè vßng quay: nm = 540 vòng/phút Vận tốc thực tế Vtt= π D.nm 3,14.18.540 = =30,91 m/phót 1000 1000 Lỵng chạy dao S = 0,36 mm/vòng b, Khoét lỗ 13,8 : -,Xác định chế độ cắt cho khoét : Chiều sâu cắt : t =0,9 mm Lợng chạy dao : S=0,7 mm/vòng Vận tốc cắt : V=86 (m/ph) Tốc độ tính toán Vt=Vb.k1.k2.k3.k4 Ta tra đợc hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kú bỊn, (b¶ng5-109 Sỉ tay CNCTM tËp 2), k1 = k2 : HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thc vào trạng thái bề mặt phôi, (bảng5-109 Sổtay CNCTM t.2), k2=1 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng,(bảng5-109 Sổ tay CNCTM tập 2), k3 = VËy Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =86.1.1.1.1 =86 m/phót Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt dựa vào công thức: nt = 1000.Vt 1000.86 = = 1383,25vßng/phót π D 3,14.19,8 ⇒ Sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo d·y sè vßng quay: nm = 1390 vòng/phút ~ 133 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 VËn tèc thùc tÕ lµ Vtt= π D.nm 3,14.19,8.1390 = =86,42 m/phút 1000 1000 Lợng chạy dao S = 0,7 mm/vòng c, Doa lỗ 14: Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, Lợng chạy dao S = mm/vòng, Tốc độ cắt V = 10,6 m/ph , Tốc độ tính toán Vt=Vb.k1 Ta tra đợc hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-113 Sæ tay CNCTM tËp 2), k1 = VËy Vt = Vb.k1 =10,6.1 =10,6 m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt dựa vào công thøc: nt = 1000.Vt 1000.10,6 = = 168,78vßng/phót π D 3,14.20 ⇒ Sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo d·y sè vßng quay: nm = 190 vßng/phót VËn tèc thùc tÕ lµ Vtt= π D.nm 3,14.20.190 = =11,932 m/phót 1000 1000 Lợng chạy dao S = 0,81 mm/vòng Nguyên công VII:Khoan taro lỗ M4 ~ 134 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Lập sơ đồ gá đặt: Phiến tỳ hạn chế bậc tự Khối V ngắn hạn chÕ bËc tù n 12 10 n 28±0.05 M4 Kẹp chặt: Dùng vít kẹp Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 Đờng kính lớn khoan đợc 35mm côn moóc trục số ~ 135 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Công suất động 6kw- hiệu suất máy =0,8 Số vòng quay trục chính(v/ph) 68-100-140-195-275-400-530-750-1100 Bớc tiÕn (mm/v) 0,11-0,15-0,2-0,25-0,32-0,43-0,57-0,72-0,96-1,22-1,6 Lùc híng trơc cho phÐp cđa c¬ cÊu tiÕn dao Pmax=1600 KG Chän dao: Mòi khoan ruét gà thép gió có d=3.5 mm Lợng d gia công: lợng d khoan Z = d/2 =1,75 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 3,5, Chiều sâu cắt: t = 1,75 mm, Lợng chạy dao: S = 0,09 mm/vòng, Tốc độ cắt :Vb = 43 m/phút Ta có hệ số: Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4 k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vµo chu kú bỊn T cđa dao, k1 = k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thÐp, k2 = k3: HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 = 0,85 = k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào M¸c cđa vËt liƯu mịi khoan, k4 VËy Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =43.1.1.0,85.1 = 36,55m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt vào công thức: nt = 1000.Vt 1000.36,55 = = 3880,04 v/ph π d 3,14.3 Chän sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo d·y sè vòng quay: nm = 1360vòng/phút ~ 136 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Tốc độ cắt thực tế Vtt= d n m 3,14.3.1360 = = 12,81 m/ph 1000 1000 ta r« ren Chän dao: Mịi ta r« thÐp giã có d=6 mm Lợng d gia công: lợng d khoan Z = 0,5 mm Chế độ cắt: n=300vòng/phút S=150 mm/p Nguyên công VIII:Khoan lỗ n n ỉ6 870.05 ~ 137 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Lập sơ đồ gá đặt Phiến tỳ hạn chế bậc tự chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự chốt tỳ hạn chế bậc tự Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt vít kẹp Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 Đờng kính lớn khoan đợc 35mm – c«n mỗc trơc chÝnh sè C«ng st động 6kw- hiệu suất máy =0,8 Số vòng quay trơc chÝnh(v/ph) 68-100-140-195-275-400-530-750-1100 Bíc tiÕn (mm/v) 0,11-0,15-0,2-0,25-0,32-0,43-0,57-0,72-0,96-1,22-1,6 Lùc híng trơc cho phÐp cđa c¬ cÊu tiÕn dao Pmax=1600 KG Chän dao: Mịi khoan rt gµ thÐp giã cã d=6 mm Lợng d gia công: lợng d khoan Z = d/2 =3 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 6, Chiều sâu cắt: t = mm, Lợng chạy dao: S = 0,09 mm/vòng, Tốc độ cắt :Vb = 43 m/phút Ta có hệ số: Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4 k1: Hệ số ®iỊu chØnh phơ thc vµo chu kú bỊn T cđa dao, k1 = k2: HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào trạng thái thép, k2 = k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 = 0,85 = k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác vật liệu mũi khoan, k4 Vậy ~ 138 ~ Đồ án tốt nghiệp CTM1-K2 Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =43.1.1.0,85.1 = 36,55m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt vào công thøc: nt = 1000.Vt 1000.36,55 = = 3880,04 v/ph π d 3,14.3 Chän sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo dÃy số vòng quay: nm = 1360vòng/phút Tốc độ cắt thùc tÕ Vtt= π d n m 3,14.3.1360 = = 12,81 m/ph 1000 1000 KiĨm tra dé kh«ng song tâm lỗ A-A A KI? M TRA: -é? không song song gi?a l?