THIẾT KẾ - CHế TẠO MODULE TẠO HÌNH Ống CHO MÁY UỐN ống CNC

TƠM TAT ĐOAN Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế — chế tạo Module tạo hình ống cho máy uốn ống CNC” mục tiêu đặt ra của đề tài là thiết kế và chế tạo ra module với khả năng tạo hình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

œ# LLÏ mò

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP

THIẾT KẾ - CHẼ TẠO MODULE TẠO HÌNH ÔNG

CHO MÁY UỐN ÔNG CNC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHÁT LƯỢNG CAO

œ# LLÏ mò

ĐỎ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KÉ - CHẾ TẠO MODULE TẠO HÌNH ÔNG

CHO MÁY UỐN ÓNG CNC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHIỆM VỤ ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện: Phạm Minh Đức MSSV: 17144075 ĐThoại: 0358047658

` Nguyên Đức Thiên MSSV: 17144154 ĐThoại: 0367896524

1 Tên đề tài:

Thiết kế chế tạo module tạo hình ống cho máy uốn ống CNC

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- _ Tài liệu về uốn ống

- _ Tài liệu về thiết kế chế tạo máy

3 Nội dung thực hiện đề tài:

- _ Nghiên cứu tổng quan về công nghệ tạo hình ống

- _ Thiết kế module tạo hình ống

- _ Lập quy trình công nghệ gia công các chỉ tiết phi tiêu chuẩn

- _ Chế tạo các chi tiết phi tiêu chuẩn

- _ Lắp ráp và thử nghiệm module

4 Sản phẩm:

- - Module tạo hình ống cho máy uốn ông CNC

- _ Kết quả thử nghiệm (video clip)

- _ Báo cáo đồ án tốt nghiệp

%5 Ngày giao đồ án: 8 — 3 — 2021

6 Ngày nộp đồ án: 8 — 6 — 2021

7 Ngôn ngữ trình bày: —ˆ Bản báo cáo: Tiếng Anh [ Tiếng Việt

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghủ rõ họ tên)

NGUYÊN TRỌNG HIẾU

KHOA ĐÀO TẠO CHÁT LƯỢNG CAO CỘNG HÒA XÃ HÒI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NGÀNH: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí Độc lập — Tự do — Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Sinh viên 2: Nguyễn Đức Thiên MSSV: 17144154

Tên đề tài: Thiết kế chế tạo module tạo hình ống cho máy uốn ông CNC

Họ và tên giáo viên hướng dẫn: Th§ Nguyễn Trọng Hiếu

Ý KIÊN NHẬN XÉT

1 Nhận xét về tỉnh thần, thái độ làm việc của sinh viên:

2 Nhận xét về kết quả thực hiện cúa ĐATN:

2.1 Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2.2 Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thê tiếp tục phát triển)

3 Đánh giá:

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, 5 khoa học xã hội

Khả năng thực hiện/phân tích/têng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy 15 trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5

3 | Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

KHOA ĐÀO TẠO CHÁT LƯỢNG CAO CỘNG HÒA XÃ HÒI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NGÀNH: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí Độc lập ~ Tư-do ~ Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Sinh viên 2: Nguyễn Đức Thiên MSSV: 17144154

Tên đề tài: Thiết kế chế tạo module tạo hình ống cho máy uốn ông CNC

6 Đánh giá:

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục 10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của để tài 10

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5

học xã hội

Khả năng thực hiện/phân tích/tông hợp/đánh giá 10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15

đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế

Khả năng cải tiễn và phát triển 15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10

có được những kinh nghiệm quý báu đê có thê giúp ích cho bản thân sau này và chúng

em cũng xin được gửi lời cám ơn của mình đến với tất cả thầy, cô đã giúp đỡ chúng

em trong suốt bốn năm học tại trường vì đã giúp cho chúng em có được nhiều kiến

thức cơ sở, tạo nền tảng vững mạnh để có khả năng thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp của

mình

Cuối cùng, em xin được gửi lời cám ơn chân thành nhất đến thầy Nguyễn Trọng Hiếu đã trực tiếp hướng dẫn, giúp chúng em vượt qua những khó khăn trong khoảng

thời gian thực hiện độ án tốt nghiệp của mình

Tp Hồ Chí Minh ngày tháng năm 20

Sinh viên thực hiện Phạm Minh Đức

Nguyễn Đức Thiên

TƠM TAT ĐOAN

Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế — chế tạo Module tạo hình ống cho máy

uốn ống CNC” mục tiêu đặt ra của đề tài là thiết kế và chế tạo ra module với khả

năng tạo hình ống theo nguyên lý uốn lệch tâm: ống chuyên động tịnh tiến đồng tâm

qua hai chi tiết bạc cố định và bạc di động, khi hai chì tiết bạc lệch tâm nhau kết hợp

với áp lực khiến ống chuyên động tịnh tiến về phía trước khiến ống bị biến dạng qua

đó tạo nên bán kính uốn cho ống

Phương án thiết kế gồm 3 cụm chính ứng với chuyên động theo hệ tọa độ

Descartes 3 trục X, Y và Z, của bạc di động với hành trình chuyển động trục X và Y

là 50mm và trục Z là 10mm tính từ tâm của 2 chi tiết bạc

Giới hạn đề tài là uốn được ống inox 304 với bán kính ống 619 với độ dày thành ống là 0.8mm với yêu cầu ban đầu khoảng cách lệch tâm của 2 bạc phải nhỏ hơn bán kính ống

Kết quả đạt được sau 3 tháng thực hiện đề tài, chúng em đã hoàn thiện được các

công việc sau

- _ Hoàn thiện được mô hình thiết kế 3D cho module tạo hình ống trên phần mềm Aufodesk Inventor

- _ Xuất bản vẽ và chế tạo các chi tiết phi tiêu chuân cho module tạo hình

- _ Lắp ráp hoàn thiện module và chạy thử theo hành trình đề ra ban đầu

Sinh viên thực hiện

Phạm Minh Đức

Nguyễn Đức Thiên

1

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIÊU 5: 22222222211122211112211112.211 11 re V DANH MỤC HÌNH VẼ 2-22: 222222122211111221211110202121.2 re vi CHƯƠNG I: TÔNG QUAN VÉ ĐỀ TÀI 2222222221112 l

1.1 Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài: 52-5 SE 1E t2 Errrrrre l 1.2 Lý do chọn đề tài: -.- ST nh E2Et TH H2 H2H Hee l

1.3 Mục đích của đồ án -Ặ- S22 ST 2111251 551512 E 2 net neee 1

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÉT 225222 2222222222211111.211111 1e 2

2.1 Cơ sở lý thuyết về máy uốn kim loại: - 5 52 SE t2 t2 EExctrrez 2

2.1.1 Khái niệm về uỐn: -222+ 222 2211112222112 1tr 2

2.1.2 Lịch sử phát triên của máy uốn Ống: -5:+cszEszEtzEtzEzErreg 2

2.1.3 Vật liệu làm phôi uốn: 22s 121 1121221221112 2122k, 2

2.1.4 Các phương pháp uốn phô biến: 2-5 S2 2E t2Et2ExzExrtes 3

2.1.5 Những đữ kiện cần lưu ý khi thiết lập phép uốn: 6

2.2 Tổng quan về các thiết bị uốn trên thị trường: c2 § 2.2.1 Thiết bị uốn bằng tay: c c tEn En t2n2t n2 re §

2.2.2 Máy uốn bán tự động: - 55c SE E2 E121 112tr re 9 2.2.3 Máy uốn ông ƠNC: St E121 1 22121 tu 10

CHƯƠNG 3: THIẾT KÉ, TÍNH TOÁN MODULE TẠO HÌNH ÔNG 12

3.1 _ Yêu cầu đặt ra đối với module tạo hình ống: cH HT ng TT KT ng KT ng ky 12

3.2 Ý tưởng thiết kế ban đầu: 5s Ss c2 E12 H 1 re ườn 12

3.2.1 Tham thảo cơ cấu dẫn động được sử dụng phổ biến hiện nay: 12 3.2.2 Tham khảo nguyên lý uốn: . - 5s scEt2 2 2EEEEErtxcre 14 3.2.3 Kết luận, lên phương án thiết kế cho module tạo hình ống: 15

3.3 Thiết kế, chọn phương án thiết cho trục Z.: - 5:52 s2 2E2E 25s sEssrea 1Š 3.4 Thiết kế, chọn phương án thiết kế cho trục X và trục Y: 17

1H

3.5 Thiết kế, chọn phương án thiết kế đối với bộ phận cô định ống: _¬ 22

3.6 Thiết kế khung máy cho module tạo hình ống: . 2-52: 24

3.7 Tính toán hệ thống truyền động cho module tạo hình ống: "_ 25 3.8 Tính toán, chọn động cơƠ: -.- 2 212221122112 1112 12a 39 3.9 Tính toán, chọn ray tTƯỢT: -.:- 2: 2212122112112 11 1212k rre 43 3.10 Chọn các chi tiết tiêu chuân khác: 22222 3E E5525525251 555 1x2Esxxe2 49 3.11 _ Hoàn thiện thiết kế module tạo hình ống: " 52 3.12 _ Phân tích độ bền cho module tạo hình ống: cH HH n TK KT TK KT ng kg krt 54

CHƯƠNG 4: CHỌN VẬT LIỆU VÀ LÊN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

CÓNG CHỊ TIÏT, 2: 12122121 151211515151 15112151 121111111111 1112210110111 1101 0111 HH HH 63 4.1 Chọn vật liệu cho phôi: - - c1: 2 21222221221 122121 1211512 EE reo 63

4.2 Quy trình công nghệ gia công chỉ tiẾt: 5-52 2c eEeExcreret 64 4.2.1 Quy trình gia công tắm tạo hình: - stress 66 4.2.2 Quy trình gia công bàn trượt Z2Ì: -.- S222 ca 70 4.2.3 Quy trình gia công khung đỡ trục XY: cào: 75 4.2.4 Quy trình gia công bạc tạo hình: - c2 22222222 xe ees 90 4.2.5 Quy trình gia công bạc cô định: - ¿2s s22 eEtetxsrrret 94

CHƯƠNG 5: LẮP RÁP, CHẠY THỨ VÀ KIÊM NGHIỆM HÀNH TRÌNH 98

5.1 Lắp ráp module tạo hình: 5- s22 1211211 1E 2x E.ctrExrrerrre 98 5.2 Thử nghiệm chạy module, kiểm nghiệm cảm biến và hành trình đi được của module theo yêu câu ban đâu: . -L- : 2 2222221212221 tre 106

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIÊN - 110

6.1 Kết quả đạt được: cnnnn nEHH HH n2Hnrrreg 110

62 Kết quả chưa đạt được: - c2 2212221222221 HH re 110

6.3 Đề xuất hướng phát triển của đề tài: - 5 s21 tren 110

TÀI LIỆU THAM KHẢO : 5225 2222111122221112122121 221k H1

IV

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 3

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

Bảng 4

DANH MỤC BÁNG BIẾÊU

1: So sánh ưu nhược điểm của hai hệ thống truyền động 26

2: Lực dọc trục và thời gian hoạt động 5 222cc 222cc: 29 3: Thông số kĩ thuật vít me — đai Ốc bi của trục X -.-.ccscsscc2 3l 4: Lực dọc trục và thời gian hoạt động 5 222cc 222cc: 33 5: Thông sỐ kỹ thuật vít me — đai ốc bi của trục Ÿ -.-.cscscscscce: 34 6: Lực dọc trục và thời gian hoạt động -c 2.22 scrrey 36 7: Thông sỐ kỹ thuật vít me — đai ốc bi của trục Zl csccscss: 38 8: So sánh ưu nhược điểm của hai loại động cơ cào 39 9: Thông số cơ bản của động cơ 5 ST 211112121221 2EE.erri 42 10: So sánh hai loại thanh trượt sử dụng phô biến hiện Hây 43

11: Bảng tra kích thước ray trượt vuông và con trượt có taI 48

12: Bảng tra tải trọng moment tĩnh cho phép tác dụng lên ray trượt 48

13: Thông số hộp giảm tốc bánh răng hành tính dạng vuông góc 50

14: Thông số kích thước của áo vít me bi 55c ccsccccretrerxerxe 3l 15: Thông số kích thước gối đỡ - 2-22 2E E2 221511 xe cxe 3l 16: Thông số kích thước khớp nối mềm của trục Z1 và trục X 52

17: Thông số kích thước khớp nối ống thôi của trục Y 52

18: Thông số của thép kết cấu được lấy trong phần mềm ansys 35

19: Bảng số liệu để thiết lập điều kiện làm việc của mô hình 61

20: Kết quả ứng suất tương đương lớn nhất của hai trường hợp 62

1: Bảng cơ tính thép tắm S45C - 2-2 2121111212222 E.E1.Errre 63 2: Bảng tóm tắt chế độ cắt tắm tạo hình 22 S223 1525151551555 sxe 68 3: Một số hình ảnh trong quá trình gia công tắm tạo hình 68

4: Bảng tóm tắt chế độ cắt bàn trượt Z.Ì - 5c s22 tre rerrre 72 5: Một số hình ảnh trong quá trình gia công bản trượt Z1 72

6: Bảng tóm tắt chế độ cắt gia công khung đỡ -5- 5c se 79 7: Một số hình ảnh trong quá trình gia công khung đỡ 79

§: Bảng tóm tắt chế độ cắt gia công thanh ray đài 5-55¿ 84 9: Một số hình ảnh trong quá trình gia công thanh ray dải 84

10: Bảng tóm tắt chế độ cắt gia công thanh ray ngắn 87

11: Một số hình ảnh trong quá trình gia công thanh ray ngắn 87

12: Bảng tóm tắt chế độ cắt gia công chi tiết đề đỡ - 90

13: Bảng tóm tắt chế độ cắt ø1a công chi tiết bạc tạo hình 93

14: Một số hình ảnh trong quá trình gia công bạc tạo hình 93

15: Bảng tóm tắt chế độ cắt ø1a công chi tiết bạc cố định %7

1: Nguyên lý uốn hình — quay .- 5-5 S121 2212212 co 3

2: UỐn ram - s 2S 1112121111121 21111111 011 T211 H2 ng ng an re ưng 4

3: Nguyên lý cơ bản của uốn ép đọc . 5s s1 rrrrgren 5 4: Nguyên lý uốn cuộn St E1 21122111122122228 11 tre 6 5: Nguyên lý uốn VuỐt -s- 5s 12T 11221211812 12121 1 truy 6 6: Bán kính đường tâm S12 2212212211211 1152122151 121115111 ng 7 7: Thiết bị uốn bằng tay -s 5c s SE E2 211221212121 rrug §

§: Máy uốn ống bằng thủy lực - 5 5c E222 112122281 9 9: Máy uốn ông bán tự động sử dụng 3 con lăn - sccsszse¿ 10

10: Máy uốn ống ƠNC -5 c1 11222221 t2 gg re I1

11: Máy uốn ống 3D CNC của hãng Nissin -55c 5c sec sertcrxez II 1: Máy CNC mIm1 L2 2: 22222212211 112112 11512121582 158.1 tre 12

2: Bàn trượt vít me - ray trượt dẫn hướng TLMI150-S - 14

3: Nguyên lý hoạt động của đầu uốn 2-55 SE 2E ere 14

4: Sơ bộ hành trình đi chuyển Z1 - ¿52 5s E2 2 2E ExcExrtrerxe l§

5: Phương án thiết kế l của trục Z.l - s22 S22 E1 215521251 5E EeEersee l6 6: Phương án thiết kế 2 của trục Z.l - 22s 5E 2155 1251 E51 rsee 17 7: Sơ bộ hành trình di chuyển của trục X và trục Y cccc 18 8: Phương án thiết kế l của trục X - 2 SE E221 nen 18 9: Phương án thiết kế 2 của trục X - 22s 2E 221 2 nen 19

11: Phương án thiết kế 2 của trục Y . -5s se t2 2c trerrrere 21

12: Phương án thiết kế 1 của bộ phận cô định ống CH TT ng ng KT gryy 22 13: Phương án thiết kế 2 của bộ phận cô định ống CH TT ng ng KT gryy 23

14: Khung máy module tạo hình ống 2-52 E2 2E ExcEerxcrxez 24

15: Một số bộ truyền phổ biến 2-52 1 S1 1121121221211 1E cxcxe 26

16: Trục vít me — đai Ốc bi S2 2S E151 21551 125555122 re 28 17: Kích thước vít me — đai Ốc bi của trục X 5222 2s sec sec: 30 18: Kích thước vít me — đai Ốc bi trục Ÿ 2c 22s 222215555225 see 34 19: Kích thước vít me — đai Ốc bi của trục Z1 -.5 522222 s22 sec 38 20: Động cơ §€rvo Á c2 12 12 2n HH He nà 43 21: Sơ đồ lực tác động lực trục Z⁄Ì - - 2: 2222212221221 trkeerres 44 22: Sơ đồ lực tác động lực trục X 2c 2222222 re rre 45

VI

Hình 3 23: Sơ đồ lực tác động lực trục Ÿ - 22c 2122 22212 2n Hee 47

Hình 3 24: Kích thước ray trượt vuông và con trượt có ta - 48

Hình 3 25: Moment tĩnh cho phép tác dụng lên ray trượt theo các hướng 48

Hình 3 26: Hộp giảm tốc VRSF sử dụng cho trục Zl và trục X 49

Hình 3 27: Hộp giảm tốc bánh răng hành tinh dạng vuông góc cho trục Y 49

Hình 3 28: Kích thước hộp giảm tốc bánh răng hành tính dạng vuông góc 69 21157 50

Hình 3 29: Kích thước áo của đai Ốc vít me bi 22 1E re re ren 30 Hình 3 30: Kích thước gối đỡ UCP 204 1 2E E2 121121 1.211 cnrtreg 5] Hình 3 31: Kích thước khớp nỗi mềm của trục Z1 vả trục X 52

Hình 3 32: Kích thước khớp nối ống thôi của trục Y - scccxzccees 52 Hình 3 33: Module tạo hình ống sau khi hoàn thiện thiết kế . 53

Hình 3 34: Nguyên lý uốn của module tạo hình ống - 2-22 +22 z2: 34 Hình 3 35: Mô hình khung máy được đưa vào phần mềm ansys 35

Hình 3 36: Những vùng được chia lưới với Element S1ze l5 mm 56

Hình 3 37: Những vùng được chia lưới với Element S1ze 20 mm 56

Hình 3 38: Kết quả chia lưới của khung máy - 2: 1c 1E eEeExcreret 37 Hình 3 39: Cố định cho khung máy - 2-5-2 S1 ‡EEEE 221221 E211 1E ctxe2 58 Hình 3 40: Đặt lực cho khung máy, - c0 222221221221 1211E12512 22.111 58 Hình 3 41: Biến đạng toàn phần của khung máy, - 22s se eExzExerxe 59 Hình 3 42: Ứng suất tương đương của khung máy - s5: 59 Hình 3 43: Mô hình bài toán khi đưa vào phần mềm ansys - 60

Hình 3 44: Kết quả chia lưới của mô hình bài toán -2- 2 z2 z+zxzzszee: 61 Hình 3 45: Ứng suất tương đương của hai trường hợp -csccsccscec: 62 Hình 4 1: Phôi sau khi được cắt và cung cấp từ bên ngoài .- 64

Hình 4 2: Phôi được phân loại theo bản vẽ (2c c 222222 re 64

Hình 4 3: Máy phay đứng manford 4ks S222 2 1322121212111 1x rxe 65

Hình 4 4: Máy tiện ren vạn năng mascut ma] 840 - c 2: 22x22 2cscee2 66 Hình 4 5: Bản vẽ chỉ tiết của tắm tạo hình S2 2S 2E S1 2125111511551 Esee 66

Hình 4 6: Bản vẽ đánh sỐ - 222: 2222211222111122111 1222111121011 ee 67

Hình 4 7: Chi tiết tắm đỡ tạo hình sau khi hoàn thiện 22 2S 2525252525222 2522 70

Hình 4 8: Bản vẽ chi tiết bàn trượt Z,l :::222sc22Sv v2 70 Hình 4 9: Bản vẽ đánh sỐ - 222: 222221122211112211111212111122111022012 1e 71

Hình 4 10: Chi tiết bàn trượt trục Z1 sau khi hoàn thiện 2 2s s2E S225 s5z2 75 Hình 4 11: Khung đỡ trục XY 2 2 2222221211121 1121 E222 re 76

Hình 4 12: Bản vẽ chi tiết khung đỡ 52-2 S1 2 SE 2 121 E121 reo 77

vu

Hình 4 24: Bản vẽ chỉ tiết bạc tạo hình 222 2S 2355515121551 1185 855 1EEE2essee 9]

Hình 4 25: Bản vẽ đánh số - 2-22 211221122112112112112112211211221.21 2 e6 92 Hình 4 26: Bản vẽ chỉ tiết bạc cố định 5: 22 2222221222122212221222222 e6 95 Hình 4 27: Bản vẽ đánh số - 2-22 221122112211211211211211211211221221 e6 96

Hình 5 l: Lắp tâm đỡ cụm tạo hình 22 S2 S255 15 1525155552121 1285 15582 erree 98

Hình 5 2: Lắp hai thanh ray trượt - 2+ +s++2x2E22122E12212711221 1121 ee 099

Hình 5 3: Lắp ráp chi tiết còn lại của trục Z.Ì - 2 S22 E23 1251151 152E2EEssee 99

Hình 5 4: Lắp ráp khung đỡ trục XY và bàn trượt X ccccsccssen 100

Hình 5 5: Hoàn thiện lắp những chi tiết chính của cụm tạo hình 101 Hình 5 6: Tiện vít me - Le 1S SS 2 11119 KH KTS kg TH kg 102

Hình 5 7: Lắp đặt vít me và đai Ốc 5c c2 21212281 trên 103

Hình 5 8: Cơ cấu dẫn động của cụm tạo hình sau khi hoàn thiện việc lắp đặt.104

Hình 5 9: Lắp tâm đỡ tạo hình và các chi tiết gia cô khác . - 105

Hình 5 10: Cụm tạo hình sau khi hoàn thiện .- G c1 S22 105 Hình 5 11: Thử nghiệm hoạt động của trục X 22c 22c 106 Hình 5 12: Thử nghiệm hoạt động của trục Y 2 222222 ctrerrey 107 Hình 5 13: Thử nghiệm hoạt động của trục Z⁄.Ì - 5.5222 2c ccszcxey 108 Hình 5 14: Kiểm tra cảm biến trục X - 5.2 Ss 2E SE25251212511251 55x esee 108 Hình 5 15: Kiểm tra cảm biến trục Ÿ 2-52 2s s21 2555151515511211 55x esee 108 Hình 5 16: Kiểm tra cảm biến trục Z.Ì - S22 E1 3251 155551212511251 1551552 ssA 109

VII

sử dụng trong các lĩnh vực như ống làm ống xả xe cho ô tô, ống nước của động

cơ xe, sắt uốn làm cầu, ông được sử dụng làm đường ống dẫn hóa chất trong công nghiệp

Ở nước ta việc sử dụng ống ngày càng phỏ biến do tính linh hoạt về hình

đạng và cơ tính mà nó mang lại Mặc dù nhu cầu sử dụng ống ở thị trường

nước ta hiện nay tương đối lớn song phần lớn các sản phâm làm từ ống có nguồn gốc xuất sứ nước ngoài với giá thành tương đối cao

Nước ta đang trên đà phát triển ngành công nghiệp nặng lượng ống sử dụng cho các ngành công nghiệp là tương đối lớn tuy nhiên lượng ống sản suất trong nước phần lớn từ các loại máy uốn thủ công bán tự động với khả năng tạo hình chưa linh hoạt và năng suất thấp không đáp ứng được nhu cầu sử dụng

trong nước Vì vậy việc nghiên cứu chế tạo máy uốn ống với khả năng linh

động trong khả năng tạo hình linh hoạt và cho ra năng suất cao đáp ứng được nhu cầu sử dụng ống trong nước góp phần đây mạnh sự phát triên ngành công nghiệp nước ta

Lý do chọn đề tài:

Nắm bắt được tính cấp thiết, tầm quan trọng cũng như nhu cầu của thị trường trong nước việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy uốn ống với khả năng linh hoạt trong việc tạo hình cho ống và cho ra năng suất cao là rất cần thiết Vì những lí do trên cùng với sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Trọng Hiếu

nên nhóm chúng em đã chọn đề tài: “T?HIÉT KÉ - CHÉ TẠO MODULE TẠO

HÌNH ÔNG CHO MÁY UỖN ÔNG CNC” làm đồ án tốt nghiệp của mình

Mục đích của đồ án:

Nghiên cứu tổng quan về công nghệ tạo hình ống và tìm hiểu về những hệ thống truyền động khác nhau, từ đó đưa ra những phương án thiết kế cho module tạo hình đạt được những yêu cầu về mặt kỹ thuật, có tính công nghệ

và tính kinh tế cao

Sử dụng công nghệ máy tính hiện đại liên kết với động cơ servo để điều

khiển uốn theo ba trục tăng độ chính xác và khả năng uốn những chi tiết có hình dạng phức tạp

2.1

2.1.1

2.1.2

2.1.3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÊT

Cơ sở lý thuyết về máy uốn kim loại:

Khái niệm về uốn:

Uốn là quá trình gia công kim loại bằng áp lực làm cho phôi hay một phần của phôi có dạng phẳng dạng dây, thanh định hay ống thành những chỉ tiết có hình cong đều hoặc gấp khúc

Phôi được uốn thường ở trạng thái nguội, đặc điểm của quá trình uốn là

dưới sự tác dụng của các chỉ tiết uốn phôi sẽ được biến dạng dẻo từng vùng để

tạo thành hình dáng cần thiết

Lịch sử phát triển của máy uốn ống:

Máy uốn là một sản phẩm của ngành cơ khí chế tạo dùng để uốn những phôi liệu thành những sản phẩm có ích cho đời sống của con người Nó góp phần đáng kê vào việc giảm sức lao động của con người trong quá trình làm

ra sản phẩm

Máy uốn có rất nhiều loại và được dùng phô 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 ông bằng thủy lực, máy uốn ống bằng điện, máy uốn ống bằng điện thủy lực

Sự phát triên của máy uốn ngày càng mạnh, trước đây mấy chục năm những sản phâm uốn chỉ tạo nên bằng tay rồi sau đó phát triển dần lên uốn bằng máy

để giảm sức người và uốn bán tự động rồi đến tự động cho tới tận khâu cấp

phôi

Vật liệu làm phôi uốn:

Máy uốn ngày nay được chế tạo đa dạng phù hợp cho nhiều loại phôi uốn như thanh rỗng thanh đặc, thép hộp thép cán và tất nhiên là ống đặc và ống cán

Nói chung hầu hết các kim loại phổ biến đều có thể uốn nguội miễn là

chúng có độ giãn đủ để đạt được góc và bán kính mơng muốn trước khi đạt

ngưỡng chịu đựng Vật liệu thường được tạo hình dễ dàng bao gồm thép cacbon thấp và thép không øi, nhôm, đồng thau và đồng Các thao tác tạo hình đơn giản có thể được dùng đối với Magie, Titan, hợp kim đồng và niken Các dụng cụ và kỹ thuật uốn đặc biệt cho phép uốn một số kim loại được gọi là

exofic và vật liệu chịu lửa

Còn tại Việt Nam chủ yếu trong nước sử dụng mác kim loại theo tiêu chuẩn ISO Và ống inox mác 3xx Ví dụ ống inox 304 là loại Ống inox tầm trung giá

thành tương đối rẻ được bán phô biến trên thị trường Việt Nam.

2.1.4 Các phương pháp uốn phổ biến:

e Uốn hình — quay:

Phương pháp này có ba chỉ tiết quan trọng chính cần phải có đề uốn là khối

tạo hình uốn, khuôn kẹp và khuôn ép

Khuôn ép có thể cô định hoặc di chuyển với phôi đề loại bỏ ma sát trượt

e Uốn ram:

Quá trình uốn ram sử dụng một khuôn được sắn trên thanh piston thủy lực

của máy thủy lực của máy, như trong Hình 1.2 Rãnh trong khuôn được gia công theo đường viền mong muốn của ông và bán kính uốn của phần uốn Các khuôn hỗ trợ cũng được tạo đường viền để phù hợp với bề mặt bên ngoài của ống Những khuôn này xoay hoặc xoay trên các chân lắp để chúng đi theo ống

và duy trì sự hỗ trợ bên ngoài trong suốt quá trình hoạt động Phương pháp nảy không yêu cầu kẹp trong quá trình uốn

và linh hoạt hơn đáng kề Phôi ống được đặt lên trên hai khối đỡ dạng cánh

đặt với độ cao như nhau Hai khối được thiết kế tách rời có thê quay cùng với

ống Khi làm việc hai khối lệch nhau ra cùng với áp lực đây từ dưới ống sẽ

tiếp xúc với búa dập phía trên và uốn tạo ra đoạn uốn

Hai khuôn dạng cánh luôn được duy trì một mô men uốn không đổi, lực đây duy trì của xi lanh là yêu tô làm giảm nếp nhăn khi uốn

Ngoài ra, còn có thê thiết kế khuốn được gắn trên piston nhỏ lại sẽ làm

giảm được nếp nhăn khi uốn ở đoạn uốn bị nén lại.

ngang

Thực hiện uốn cong trên máy uốn cuộn, giống như trường hợp của hầu hết các máy uốn khác, đòi hỏi người vận hành có kỹ năng Phải có kĩ năng hiểu biết về các bộ phận và giải quyết chúng để tạo ra sản phẩm như mong đợi Người mới có thê sử dụng máy đơn giản với bán kính lớn từ vật liệu đồng

nhất Nhưng khi khó khăn thì cần phải có một nhà điều hành biết cách xử lý

các vấn đề có thê phát sinh

Tất cả các uốn cuộn sử dụng cùng một nguyên tắc cơ bản giống nhau áp dụng lực giữa ba con quay

hình thành bởi bất kỳ quy trình nào khác

Hình 2 5: Nguyên lý uốn vuốt

Những dữ kiện cần lưu ý khi thiết lập phép uốn:

e_ Bán kính đường tâm ống sau uốn:

Bán kính đường tâm là bán kính của đường tròn tâm đi qua góc uốn và là bội số của đường kính ngoài của ống Bán kính này được chọn là 3D, 2D, hoặc

D trong đó D là đường kính ngoài của ống Ví dụ ống có đường kính 2 in (50.8 mm) bán kính đường tâm 2D sẽ là 4 in (101.6 mm) Đôi khi chỉ cần một thay đổi nhỏ có thê khiến việc uốn trở nên đơn giản hơn rất nhiều Ví dụ ống có

đường kính 5/16 in (7.9 mm) uốn 3D bán kính uốn sẽ là 15/16 in (23.8 mm)

nhưng t nên chọn bán kính đường tâm lin vì công cụ uốn và hoạt động sản

xuất sẽ đơn giản hơn rất nhiều.

Đối với các bán kính lớn chăng hạn như 3D 4D, 5D hoặc lớn hơn nữa có

thê tùy thuộc vào ý định của người thiết kê Bán kính lớn hơn yêu cầu độ dãn

đài ít hơn và mắt ít vật liệu hơn Ví dụ trong hình 1-3 bán kính đường tâm 4]

đối với ông 2 in (50.8 mm) yêu cầu vật liệu ít hơn 1.71 ¡in (43.4 mm) so với

uốn 2D Bán kính uốn 4D sẽ chiếm nhiều không gian như trong hình 1-3 Khi

chọn bán kính cung bằng bội số nên chọn theo tiêu chuẩn để dễ mua công cụ hơn tiết kiệm chỉ phí chế tạo

Lượng thành ngoài của ống sẽ bị giảm hoặc mỏng đi trong khu vực uốn cong phụ thuộc vào tỷ lệ giữa đường tâm bán kính của chỗ uốn cong và đường kính ống Tỷ lệ này do bị chịu ảnh hưởng trực tiếp của ma sát và lượng làm phẳng cho phép ở khúc uốn cong Ma sát được đưa vào khi ống được kéo qua

trục tâm Việc xuất hiện ma sát là do lực tác dụng bởi áp suất bộ uốn và việc

sử dụng chất bôi trơn trên các dụng cụ hoặc ống cũng ảnh hưởng trực tiếp đến lượng ma sát Ma sát luôn xuất hiện với nhiều lượng khác nhau trong bất kỳ

sự uốn cong nảo

e _ Chiều dài kẹp chặt:

Độ dài kẹp chặt giữa các lần uốn Hạn chế những phép uốn kết hợp vì uốn kết hợp được thiết kế sát nhau do đó không đủ vật liệu để kẹp chặt giữa các

lần uốn Do đó vật liệu sẽ trượt trong lần uốn thứ hai Hầu hết cách uốn như

thế sẽ dẫn đến nếp nhăn Lượng chiều dài kẹp chặt cần thiết để phân phối áp lực đủ tránh biến dạng ống điều này phụ thuộc vào loại vật liệu, đường kính,

bề dày, chất lượng bề mặt và bán kính đường tâm cần thiết

Trong một số trường hợp nhất định, có một số phương pháp giúp ông không

bị trượt trơn như sử dụng khuôn kẹp có răng cưa, hoặc sử dụng bu lông vặn

chặt (knurled clamp die) tăng lực kẹp cho khuôn kẹp Ngoài ra còn có những

cách khác như chèn nhựa, bụi mài mòn hoặc vải vào chỗ kẹp Những cách trên

đều có mục đích là làm tăng hệ số ma sát giữa ông và khuôn kẹp

2.2 Tổng quan về các thiết bị uốn trên thị trường:

2.2.1 Thiết bị uốn băng tay:

Hình 2 7: Thiết bị uốn bằng tay Đây là phương pháp uốn được sử dụng phỏ biến hiện nay, sử dụng phương pháp uốn hình — quay phương pháp uốn thủ công này chủ yếu dựa vào sức của con người, chuyên dùng để uốn cong các ông bằng kim loại có kích thước không quá lớn và không cần đòi hỏi nhiều lực ép Mặc dù uốn ống bằng tay rất tiết kiệm vì giá thành phù hợp nhưng tốc độ sản xuất, chất lượng số lượng

và tính tự động không cao

Ưu điểm:

- _ Đây là phương pháp uốn linh hoạt và dễ uốn nhất

- _ Dễ vận hành, có thê cầm tay

- - Có thể tạo các uốn cong lên đến 1809

- Kiểm soát chặt chẽ việc định hình vật liệu vì hình dạng uốn của nó uốn

bám sát khối tạo hình uốn

- _ Có thể uốn được những bán kính nhỏ

Nhược điểm:

- _ Đối với phương pháp uốn hình — quay bằng con lăn thì không thê uốn được ống với những bán kính nhỏ

- _ Không uốn được những hình dạng phức tạp

- - Năng suất không cao

- _ Không thê tự động hóa.

nguyên lý nén uốn ống được chạy bằng động cơ điện hoặc thủy lực Loại máy

này chỉ uốn được ông có bề dày ống lớn, không uốn được ông có dung sai nhỏ

và không nên uốn ống có ông làm băng vật liệu thép không øi

Hai con lăn giữ ống và lực vừa đủ được tác dụng bằng pít tông thủy lực vào tâm phôi đề tạo ông thành một đường cong Ta điều chỉnh các con lăn tại

các lỗ có sẵn để tạo được bán kính uốn như mong muốn

2.2.3

Hình 2 9: Máy uốn Ống bán tự động sử dụng 3 con lăn

Máy uốn cuộn 3 trục được sử dụng rất nhiều trong ngành cơ khí, công

nghiệp xây dựng Được dùng đê uôn các loại sắt, thép, đông, nhôm, Inox và các khuôn ông có kích thước khác nhau tùy thuộc vào nhụ câu Thường được

sử dụng đê uôn các loại ông có kích thước lớn

Uốn cuộn sử dụng 3 con quay tạo hình có cùng đường kính, chúng được sắp xếp theo hình chóp trong các mặt phăng thắng đứng hoặc nằm ngang Nguyên lý làm việc là ông được giữ giữa hai con lăn, hai con con lăn ở dưới

cùng và một ở trên Con lăn trên được điêu chỉnh theo vỊ trí thăng đứng, từ đó

ta sẽ có được ông cong với bán kính mà ta mong muôn

Ưu điểm:

Tăng công suất

Phù hợp để uốn các loại ống có kích thước lớn

Không phụ thuộc hết vào con người như phương pháp uốn thủ công Nhược điểm:

Yêu cầu người sử dụng phải có chuyên môn

Hình dạng của sản phâm sau khi uốn còn hạn ché

Chưa tự động hóa toàn toàn trong quá trình uốn

Máy uốn ống CNC:

10

Hình 2 11: Máy uốn ông 3D ƠNC của hãng Nissin

Máy uốn ống được điều khiên bằng máy tính (CNC) được phát triển để giải quyết vân đề liên quan đến các biên dạng phức tạp Sản xuất được các ông có

độ chính xác cao, khả năng tự động hóa cao trong quá trình uốn nhờ vảo các

công nghệ máy tính hiện đại liên kết với hệ thống cơ khi

Ưu điểm của máy uốn CNC là có thê kiếm soát quá trình uốn của ông độ chính xác cao, có khả năng uốn được ống có những hình dạng phức tạp và không cần sự can thiệp của con người trong quá trình uốn

Nhược điểm là chi phí sản xuất cao, yêu cầu người vận hành phải có chuyên

môn

II

CHƯƠNG 3: THIẾT KẺ, TÍNH TOÁN MODULE TẠO

HÌNH ÔNG

3.1 Yêu cầu đặt ra đối với module tạo hình ống:

Lực đây lớn nhất của ba trục module tạo hình là 500kg

Kích thước phôi Ø19 với các bề dày 0.8 mm

Hành trình của trục X Y = 50 mm và hành trình trục Z1 = 10 mm

Vận tốc tối đa của các trục cụm tạo hình 600 mmíph

Chiều cao từ lỗ tạo hình cách mặt đất lớn hơn 1500 mm

3.2 Ý tướng thiết kế ban đầu:

Từ yêu câu đặt ra của đê bài về việc thiệt kê module tạo hình cho ông pôm

trục theo hệ tọa độ Descartes, nhóm tiên hành nghiên cứu và tham khảo một

số cơ cầu dẫn động được sử dụng phô biến để áp dụng vào module tạo hình của mình và đồng thời tham khảo nguyên lý uốn của các loại máy uốn khác nhau trên thị trường từ đó đưa ra phương án thiết kế và tính toán cho mô hình bài toán

3.2.1 Tham thảo cơ cấu dẫn động được sử dụng phổ biến hiện nay:

12

Công nghệ CNC được ứng dụng rộng rãi với đa dạng về mẫu mã và loại

máy chính vì vậy mà mỗi loại máy sẽ có một câu tạo khác nhau Nhưng nhìn

chung tất cả các loại máy CNC đều có cấu tạo chung như sau:

- - Vít me-— đai ốc bi:

Trục vít me — đai ốc b¡ là một thiết bị truyền động cơ học tuyến tính, biến

đổi chuyên động quay sang chuyền động tịnh tiến với độ chính xác cao, lực

ma sát rất ít Cơ cầu vít me — đai ốc bi được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và thường được sử dụng nhiều trên các loại máy CNC

- Động cơ:

Động cơ là một linh kiện không thê thiếu đối với máy CNC, nó truyền động

giúp máy thực hiện được các hoạt động như chuyên động lên xuống chuyên

động tịnh tiến

Đối với máy CNC, thông thường người ta thường sử dụng hai loại động cơ

chính là động cơ servo và động cơ bước

- _ Ray trượt dẫn hướng:

Ray trượt là linh kiện dùng đề dẫn hướng dựa trên nguyên lý chuyền động

tịnh tiến giữa con trượt và ray trượt Nó hoạt động gần như chính xác và có

khả năng chịu tải cực tốt, chính vì vậy mà máy có khả năng di chuyển theo hướng một cách chính xác

Chỉ tiết trượt Trục vít me bi

Gối đỡ trục Khớp nối trục

Chỉ tiết đỡ trục Khung nhôm

Cụm dẫn động này được dùng rất nhiều trong các cơ cấu chấp hành máy

móc hoặc hệ thống tự động hóa, việc sử dụng động cơ điện và bộ truyền vít

me bi giúp phủ hợp cho các nhu cầu chuyên động tịnh tiến một cách chính xác

3.2.2 Tham khảo nguyên lý uốn:

Hình 3 3: Nguyên lý hoạt động của đầu uốn Đầu tạo hình ở trên của máy uốn dựa trên nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn của phương pháp uốn linh hoạt (Freeform bending process) và được áp dụng

14

và nó được thiết kế đề điều chỉnh góc uốn

Độ lệch tâm U được tạo ra bởi tâm của đầu uốn và bạc dẫn hướng Độ lớn

của U quyết định bán kính uốn của ống với độ lệch tâm U nhỏ thì bán kính

uốn của ống lớn và độ lệch tâm U lớn thì bán kính uốn của ống nhỏ

Kết luận, lên phương án thiết kế cho module tạo hình ống:

Từ việc tham khảo cơ cấu dẫn động gồm ba trục theo hệ tọa độ Descartes tham khảo hệ thống dẫn động bàn trượt vít me — ray trượt dẫn hướng đồng thời

kết hợp với phương pháp uốn linh loạt được trình bảy ở trên

=> Nên nhóm đã đưa ra ý tưởng thiết kế module tạo hình ống gồm ba trục tọa

độ X, Y và Z1 được điều khiển độc lập với nhau đề tạo hình cho ống dựa

theo phương pháp uốn linh hoạt

Thiết kế, chọn phương án thiết cho trục Z1:

Cụm tạo hình | Cụm đây Bạc di động,

Hình 3 4: Sơ bộ hành trình đi chuyên Z1

Trục Z1 có nhiệm vụ đỡ các cơ câu liên kết với bạc tạo hình theo phương

X và Y (như hình vẽ), đồng thời có vai trò tăng khoảng cách giữa 2 bạc cố

định và bạc di động với hành trình < I0mm

Do nguyên lí uốn theo nguyên lí 2 bạc lệch tâm đề tạo ra bán kính uốn cho

ống nên việc tăng khoảng cách giữa 2 bạc tạo hình cùng với độ lệch tâm của

2 bạc giúp đạt được bán kính uốn lớn hơn

15

Thiết kế cơ câu dẫn động ép ống chuyên động dọc tâm đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra độ cứng vững bởi bàn trượt Z1 đóng vai trò như tâm

đế, mặt bích đê liên kết các chi tiết của 2 trục dẫn động còn lại là trục X và Y Ngoài ra, khi lắp đặt cần đảm bảo được độ phẳng của bề mặt trục Z1 bởi

bề mặt của cơ cấu này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo độ phăng cũng như độ vuông góc cho cơ cấu 2 trục X và Y giúp máy hoạt động chính xác hơn tránh được nhiều sai số không mong muốn

- _ Do ray trượt cô định thông qua 2 tâm cô định làm cho cơ cấu không chắc

chắn dễ bị cong vênh do sức nặng của cụm X và Y

e Phương án 2:

16

- _ Độ cứng vững cao do các chi tiết tiêu chuân như gối đỡ, ray trượt được có

định trên bề mặt phẳng động thời lực được phân tán đều trên tắm đỡ giảm bớt

- _ Độ chính xác, tỷ số truyền, độ cứng vững hướng trục cao khi sử dụng cơ cấu truyền động bằng vít me và đai ốc bị

- _ Trọng tác dụng lên bản trượt Z1 được phân tán đều hơn khi được cố định

trên mặt phăng tăng tuôi thọ cho các chi tiết tiêu chuẩn

Nhược điểm:

- _ Bề rộng tắm đỡ tương đối lớn chiếm nhiều diện tích tăng chỉ phí cho việc chế tạo khung máy

e_ So sánh, chọn phương án thiết kế chính cho trục Z1:

Ở cả hai phương án đều giúp cô định được ray trượt, vít me đai ốc, đều truyền chuyên động được chuyên động quay của trục vít me thành chuyển

động tịnh tiến cho trục Z1, tuy nhiên ở phương án 2 giúp cho hệ thống liên kết

với các chỉ tiết tiêu chuẩn cứng vững hơn so với phương án l

Ở phương án 2 quá trình lắp đặt và tinh chỉnh khi lắp các chi tiết tiêu chuẩn như gối đỡ ray trượt, con trượt, dễ dàng hơn so với phương án 1 do các chỉ tiết lắp trên mặt phẳng sẽ đễ dàng căn chỉnh độ song song giữa ray trượt và vít

me hơn so với phương án Ì

=> Dựa theo những phân tích được trình bày ở trên nên nhóm em quyết định chọn phương án 2 làm phương án chế tạo và lắp ráp chính

Thiết kế, chọn phương án thiết kế cho trục X và trục Y:

17

ƑƑ ki

ông ines

n

Hình 3 7: Sơ bộ hành trình di chuyên của trục X và trục Y

Trục X Y có nhiệm vụ quan trọng tạo chuyên động tịnh tiến theo phương

X và Y cho cơ cấu đồng thời liên kết với bạc tạo hình cùng với bạc cô định

theo nguyên lý uốn ống lệch tâm để tạo nên bán kính uốn cho ống với hành

trình < 50mm ở cả 2 trục X và Y

Việc kết hợp 2 trục X và Y giúp dễ dàng tạo nhiều bán kính uốn với hình thù từ đơn giản đến phức tạp Cơ cầu tạo chuyển động theo phương X và Y có

vai trò quan trọng trong việc tạo nên bán kính uốn cho ống vì vậy cần đảm bảo

độ cứng vứng cho cơ cấu bởi ngoài trọng lực tác dụng lên cơ cấu còn có các phản lực do ống tạo nên trong quá trình uốn

s* Thiết kế, chọn phương án thiết kế đối với trục X:

Dễ chế tạo do phần lớn chi tiết dạng tắm

Nhược điểm:

Khó chỉnh khi xảy ra sai lệch cho các ray trượt và vít me song song khi lắp

đặt để đảm bảo độ phẳng cho bản trượt cũng như độ vuông góc so với mặt

bản trượt Z1

Do ray trượt cô định thông qua 2 tắm có định làm cho cơ cầu không chắc

chắn đễ bị cong vênh do trọng lực của cụm Y cũng như phản lực khi uốn

Tốn nhiều chi phi do nhiều chỉ tiết phụ trợ

Cần độ chính xác cao trong quá trình lắp đặt các chi tiết tiêu chuân như ray trượt, gối đỡ

So sánh, chọn phương án thiết kế chính cho trục X:

Ở cả hai phương án đều giúp cô định được ray trượt, vít me đai ốc, đều truyền chuyên động được chuyên động quay của trục vít me thành chuyển

19

động tịnh tiễn, tuy nhiên ở phương án 2 giúp cho hệ thống liên kết với các chỉ tiết tiêu chuân cứng vững hơn so với phương án ]

Ở phương án 2 quá trình lắp đặt và tinh chỉnh khi lắp các chi tiết tiêu chuẩn như gối đỡ ray trượt, con trượt có phần dễ dàng hơn so với phương án l tuy nhiên cũng cần độ chính xác cao khi lắp các chi tiết tiêu chuẩn, và các chỉ tiết lắp trên mặt phẳng sẽ đễ dàng căn chỉnh độ song song giữa ray trượt và vít

me hơn so với phương án Ì

Tuy nhiên ở phương án 2 cần phải đảm bảo độ song song khá nghiêm ngặt với các chỉ tiết tiêu chuân như vít me, ray trượt đê đảm bảo sự dẫn hướng ôn định cũng như tăng tuôi thọ các chỉ tiết tiêu chuẩn

=> Dựa theo những phân tích được trình bày ở trên nên nhóm em quyết định chọn phương án 2 làm phương án chế tạo và lắp ráp chính

s* Thiết kế, chọn phương án thiết kế đối với trục Y:

- _ Do ray trượt cô định thông qua 2 tâm cô định làm cho cơ cấu không chắc

chắn dễ bị cong vênh do phản lực khi uốn ống

20

Tắm tạo hình tương đối dài làm giảm độ cứng vững của kết cấu

Tốn nhiều chi phi do nhiều chỉ tiết phụ trợ

Cần độ chính xác cao trong quá trình lắp đặt các chi tiết tiêu chuân như ray trượt, gối đỡ

Cần độ đồng tâm của bạc tạo hình với bạc có định để đạt được độ chính

xác cao khi uốn

So sánh, chọn phương án thiết kế chính cho trục Y:

Ở cả hai phương án đều giúp cô định được ray trượt, vít me đai ốc, đều truyền chuyên động được chuyên động với hiệu suất cao nhưng ở phương án

2 quá trình lắp đặt và tinh chỉnh khi lắp các chi tiết tiêu chuân như gối đỡ, ray trượt, con trượt, có phần dễ dàng hơn so với phương án I

Tuy nhiên ở phương án 2 cần phải đảm bảo độ song song khá nghiêm ngặt với các chỉ tiết tiêu chuân như vít me, ray trượt đê đảm bảo sự dẫn hướng ôn định cũng như tăng tuôi thọ các chỉ tiết tiêu chuẩn

21

3.5

=> Dựa theo những phân tích được trình bày ở trên nên nhóm em quyết định chọn phương án 2 làm phương án chế tạo và lắp ráp chính

Thiết kế, chọn phương án thiết kế đối với bộ phận cố định ống:

Phần cô định ống là bộ phận quan trọng trong module tạo hình ống là bộ

phận luôn cô định trong module, có nhiệm vụ liên kết với bạc tạo hình đề tạo

hình cho ống theo nguyên lý uốn ống lệch tâm Với yêu cầu đề bài đặt ra là khoảng cách từ tâm ống so với mặt đất phải lớn hớn 1500 mm

Vì là bộ phận quan trọng trong module tạo hình ống nên thiết kế của bộ phận này phải đảm bảo độ cứng vững tuyệt đối, không bị rung lắc, di chuyển trong quá trình tạo hình ống

- _ Thiết kế đơn giản, dễ dàng chế tạo

- _ Dễ dàng lắp đặt, bố trí cho chi tiết

Nhược điểm:

- _ Chi tiết quá đài, dẫn đến kết cấu yếu

- Khó thay thế khi bị hư hỏng

e Phương án 2:

22

Cần độ chính xác cao trong quá trình lắp đặt

Cần độ đồng tâm của bạc tạo hình với bạc có định để đạt được độ chính

xác cao khi uốn

So sánh, chọn phương án thiết kế chính cho bộ phận cố định ống:

23

án 1 Tuy nhiên, vì thiết kế đơn giản của nó nên khi hoạt động lâu dài và chi

tiết bị hỏng thì rất bất tiện trong việc căn chỉnh độ đồng tâm của bạc tạo hình

và chỉ tiết có định ống mới và đồng thời thiết kế của chi tiết cũng không đạt được độ cứng vững cao như phương án 2

=> Dựa theo những phân tích được trình bày ở trên nên nhóm em quyết định chọn phương án 2 làm phương án chế tạo và lắp ráp chính

Thiết kế khung máy cho module tạo hình ống:

Hình 3 14: Khung máy module tạo hình ống

Khung máy module tạo hình ống có nhiệm vụ đỡ các trục dẫn động X Y

và Z1 được thiết kế và hoàn thiện đề đạt được yêu cầu ban đầu đặt ra của máy

là khoảng cách từ tâm ống so với mặt đặt lớn hớn 1500 mm Sử dụng thép hộp

đen 80x§0x50 được hàn lại với nhau

24

e_ Phân tích chọn bộ truyền:

Hiện nay việc truyền chuyên động thông qua các hệ thống truyền động được ứng dụng rộng rãi trong các máy móc thiết bị, dây chuyên, chu trình sản xuất ở hầu hết các lĩnh vực

Dựa trên nguyên lý làm việc, hệ thống truyền động cơ khí được chia làm hai nhóm chính là:

- _ Truyền động bằng ma sát: truyền động đai, truyền động bánh ma sát, truyền

động xích

- _ Truyền động ăn khớp: truyền động bánh răng thăng nghiêng truyền động

trục vít — bánh vít, truyền động vít me — đai ốc

25