Đồ Án HCMUTE: Chế Tạo Các Chi Tiết Cơ Khí Cho Tay Máy Gia Nhiệt Khuôn Ép Phun

Đồ án nghiên cứu hcmute chế tạo các chi tiết cơ khí cho tay máy gia nhiệt khuôn ép phun, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán kỹ thuật.

• Tác giả: Nguyễn Trung Kiên
• Người hướng dẫn: PGS. Đỗ Thành Trung
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Chế Tạo Các Chi Tiết Cơ Khí Cho Tay Máy Gia Nhiệt Khuôn Ép Phun
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ROBOT
• 2.1. Sơ lược về quá trình phát triển
• 2.2. Phân loại robot tay máy
• 2.2.1. Phân loại theo dạng hình học của không gian hoạt động
• 2.2.2. Phân loại theo thế hệ robot
• 2.2.3. Phân loại theo bộ điều khiển
• 2.3. Ứng dụng của robot tay máy
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. Phương pháp lắp trục vitme
• 3.2. Xác định bước trục vitme
• 3.3. Xác định lực dọc trục
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ CHẾ TẠO TAY MÁY GIA NHIỆT
• 4.1. Yêu cầu của đề tài
• 4.2. Các phương án thiết kế tay máy gia nhiệt
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TAY MÁY GIA NHIỆT
• 5.1. Tính toán cụm trục Z
• 5.2. Tính toán cụm trục X
• 5.3. Tính toán cụm trục Y
• 5.4. Hình ảnh thiết kế tay máy gia nhiệt
• 5.5. Kiểm nghiệm bền một số cơ cấu
• 6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM
• 6.1. Chế tạo và lắp ráp cụm trục Y
• 6.2. Chế tạo và lắp ráp cụm trục X
• 6.3. Chế tạo và lắp ráp cụm trục Z
• 6.4. Hình ảnh sản phẩm lắp ráp tay máy gia nhiệt
• KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Đề tài 'Chế Tạo Chi Tiết Cơ Khí Cho Tay Máy Gia Nhiệt Khuôn Ép Phun' được thực hiện nhằm đáp ứng nhu cầu tự động hóa trong ngành công nghiệp chế biến nhựa. Việc chế tạo chi tiết cơ khí cho tay máy gia nhiệt không chỉ giúp nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn đảm bảo tính chính xác trong quá trình ép phun. Đề tài này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ tự động hóa và ứng dụng robot trong sản xuất. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát và phân tích các phương án thiết kế, từ đó lựa chọn phương án tối ưu nhất cho việc chế tạo tay máy. Sản phẩm cuối cùng là một tay máy gia nhiệt với ba bậc tự do, có khả năng di chuyển linh hoạt và hiệu quả.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, việc áp dụng tự động hóa vào sản xuất là rất cần thiết. Máy ép nhựa hiện tại sử dụng tay máy khí nén, tuy nhiên, việc di chuyển chưa hoàn toàn tự động. Do đó, việc chế tạo tay máy gia nhiệt tự động hóa hoàn toàn là cần thiết để nâng cao năng suất và hiệu quả làm việc. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đề tài không chỉ mang lại giá trị thực tiễn trong sản xuất mà còn có ý nghĩa khoa học trong việc nghiên cứu và phát triển công nghệ robot. Việc chế tạo tay máy sử dụng động cơ servo sẽ giúp máy ép nhựa hoạt động hiệu quả hơn, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Hơn nữa, việc nghiên cứu này còn góp phần vào việc đào tạo sinh viên kỹ thuật, giúp họ tiếp cận với công nghệ hiện đại và các vấn đề thực tiễn trong ngành cơ khí.

II. Tổng quan về robot

Robot đã trở thành một phần không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp. Việc phân loại robot tay máy theo nhiều tiêu chí khác nhau giúp cho việc ứng dụng chúng vào các lĩnh vực sản xuất trở nên hiệu quả hơn. Các loại robot được phân loại theo hình học không gian hoạt động, thế hệ, bộ điều khiển và nguồn dẫn động. Mỗi loại robot có những đặc điểm riêng, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Việc hiểu rõ về các loại robot sẽ giúp cho việc thiết kế và chế tạo tay máy gia nhiệt đạt hiệu quả cao hơn.

2.1 Sơ lược về quá trình phát triển

Lịch sử phát triển của robot bắt đầu từ những năm 1922 với thuật ngữ 'robot' được giới thiệu lần đầu tiên. Từ đó, robot đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ những robot đơn giản đến những robot thông minh hiện đại. Sự phát triển này không chỉ đáp ứng nhu cầu sản xuất mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ. Việc áp dụng robot trong sản xuất giúp tăng cường tính linh hoạt và hiệu quả, đồng thời giảm thiểu chi phí lao động.

2.2 Phân loại robot tay máy

Robot tay máy có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Phân loại theo hình học không gian hoạt động bao gồm robot tọa độ vuông góc, robot tọa độ trụ, robot tọa độ cầu và robot khớp bản lề. Mỗi loại robot có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể trong sản xuất. Việc lựa chọn loại robot phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả công việc.

III. Cơ sở lý thuyết

Để chế tạo tay máy gia nhiệt, việc nắm vững các cơ sở lý thuyết về động học và động lực học là rất quan trọng. Các thông số kỹ thuật như lực dọc trục, bước trục vitme và phương pháp lắp đặt cần được tính toán chính xác để đảm bảo tay máy hoạt động hiệu quả. Việc áp dụng các công thức và phương pháp tính toán sẽ giúp cho quá trình thiết kế và chế tạo tay máy đạt được kết quả tốt nhất.

3.1 Xác định moment phát động

Moment phát động là yếu tố quan trọng trong việc thiết kế tay máy. Việc xác định chính xác moment cần thiết sẽ giúp cho tay máy hoạt động ổn định và hiệu quả. Các yếu tố như tải trọng, tốc độ quay và cấu trúc của tay máy cần được xem xét kỹ lưỡng. Sử dụng phần mềm ANSYS để mô phỏng và tính toán sẽ giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình thiết kế.

3.2 Bộ truyền đai

Bộ truyền đai là một trong những thành phần quan trọng trong tay máy. Việc lựa chọn loại đai phù hợp sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của tay máy. Các thông số như độ bền, khả năng chịu tải và độ chính xác cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc tính toán và lựa chọn bộ truyền đai phù hợp sẽ giúp tay máy hoạt động hiệu quả và bền bỉ hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ CHO TAY MÁY GIA NHIỆT KHUÔN ÉP PHUN GVHD: PGS. ĐỖ THÀNH TRUNG SVTH: NGUYỄN TRUNG KIÊN MSSV: 11144214 SVTH: LÊ TIẾN SĨ MSSV: 11144190 SKL 0 0 4 1 9 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 01 năm 2016 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trung Kiên MSSV: 11144214 Lê Tiến Sĩ MSSV: 11144190 Chuyên ngành: Công Nghệ KT Cơ Khí Lớp: 11144CL2 Giáo viên hướng dẫn: PGS.

Đỗ Thành Trung Ngày giao đề tài: 01/08/2015 Ngày nộp đề tài: 13/01/2016 1. Tên đề tài: Chế tạo các chi tiết cơ khí cho tay máy gia nhiêt khuôn ép phun. Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Tham khảo các tài liệu, bài báo về: tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí. - Phần mềm ANSYS – Module CFX, SOLIDWORS.

Nội dung thuyết minh và tính toán:  Lê Tiến Sĩ: - Đánh giá và lựa chọn phương án. - Đo đạt các thông số thực tế trên máy ép phun. - Tính toán động cơ và vitme.  Nguyễn Trung Kiên: - Tìm hiểu về robot và đưa ra các phương án chế tạo.

- Tìm hiểu các công thức và bảng tra. - Tính toán ổ bi và đai răng.  Phần chung (cả 2 sinh viên): - Gia công và lắp ráp các chi tiết. - Kiểm tra và sửa chữa phần tính toán.

Sản phẩm: Tay máy gia nhiệt với ba bậc tự do (tịnh tiến theo ba trục X, Y, Z). Cấu tạo gồm các bộ vitme_đai ốc_ray trượt được gắn lên các thanh chịu lực và sử dụng động cơ servo. Trƣởng ngành Giáo viên hƣớng dẫn do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Lê Tiến Sĩ MSSV: 11144190 Nguyễn Trung Kiên MSSV: 11144214 Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí. Tên đề tài: Chế tạo các chi tiết cơ khí cho tay máy gia nhiêt khuôn ép phun.

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:.

Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) do an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Lê Tiến Sĩ MSSV: 11144190 Nguyễn Trung Kiên MSSV: 11144214 Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí. Tên đề tài: Chế tạo các chi tiết cơ khí cho tay máy gia nhiêt khuôn ép phun. Họ và tên Giáo viên phản biện: ThS. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:.

Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Đánh giá loại:. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20… Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS. ĐỖ THÀNH TRUNG LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đại học và báo cáo đồ án tốt nghiệp này, nhóm đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh.

Trước hết, nhóm xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ tự động, khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao,trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho nhóm suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường. Nhóm xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy PGS. Đỗ Thành Trung, thầy TS. Phạm Sơn Minh, thầy ThS.

Trần Minh Thế Uyên, thầy ThS. Nguyễn Văn Sơn hướng dẫn, ch bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nhóm trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Mặc dù nhóm đã có nhiều cố gắng hoàn thiện đồ án, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô, các anh chị và các bạn. Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Trung Kiên Lê Tiến Sĩ ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang i do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS.

ĐỖ THÀNH TRUNG TÓM TẮT Công việc đầu tiên của nhóm là trình bày lý do chọn đề tài và phân tích tầm quang trọng của tính toán trong việc lựa chọn các thông số kỹ thuật đầu vào. Sau đó, nhóm tìm hiểu các loại tay máy đã có, lựa chọn cơ cấu phù hợp nhất với máy ép nhựa để triển khai thiết kế chế tạo. Có 2 phương án của nhóm: tay máy được đặt trên một cái bàn để ở ngoài máy ép nhựa, khi hoạt động tay máy sẽ di chuyển từ ngoài vào trong và tay máy gắn trực tiếp lên máy ép nhựa, bộ phận gia nhiệt sẽ dịch chuyển lên xuống khi làm việc. Dựa vào ưu và nhược điểm, đặc biệt là yêu cầu kỹ thuật, nhóm chọn phương án hai để tính toán chế tạo.

Từ sản phẩm tay máy gia nhiệt của nhóm sinh viên chế tạo trước, nhóm phân tích và tìm ra các hạn chế về độ chính xác, tốc độ và năng suất. Qua đó tìm ra phương án chế tạo tay máy gia nhiệt hoàn toàn mới: chiều dài trục X tăng thêm từ 820mm lên 1100mm, lựa chọn động cơ, trục vitme thích hợp. ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang ii do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS. ĐỖ THÀNH TRUNG SUMMARY The first we showed a reason to select topic and analyzed the importance of calculation in selecting the input specifications.

Then, we researched the types of robot, chose the most suitable structure for plastic injection molding machines to develop, design and create. We had two plans: hand machine is placed on a table outside the injection machine, when machine turns on, the hand machine will moves from outside to inside and it’s mounted directly onto plastic machine, heating part will moves up and down when working. Based on the pros and cons, especially the technical requirements, we chose the two to calculate and manufacture. From the old hand machine heating, we analyzed and found out the limit of accuracy, speed and productivity.

From that we discovered a new method to make hand machine heating, X-axis length increased from 820mm to 1100mm, selected appropriate engine, vitme axis. ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang iii do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS. ĐỖ THÀNH TRUNG MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. iii MỤC LỤC .iv DANH MỤC BẢNG BIỂU .vi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .1 Tính cấp thiết của đề tài .2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.4 Phương pháp nghiên cứu.

1 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ROBOT .1 Sơ lược về quá trình phát triển.2 Phân loại robot tay máy.3 Ứng dụng của robot tay máy. 9 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.1 Xác định moment phát động.3 Bộ truyền đai 1 .4 Ray dẫn hướng 6. 25 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ CHẾ TẠO TAY MÁY GIA NHIỆT .1 Yêu cầu của đề tài.2 Các phương án thiết kế tay máy gia nhiệt. 38 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang iv do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS.

ĐỖ THÀNH TRUNG CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TAY MÁY GIA NHIỆT .1 Tính toán cụm trục Z.2 Tính toán cụm trục X.3 Tính toán cụm trục Y.4 Hình ảnh thiết kế tay máy gia nhiệt: .5 Kiểm nghiệm bền mốt số cơ cấu. 86 CHƢƠNG 6: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM.1 Chế tạo và lắp ráp cụm trục Y.2 Chế tạo và lắp ráp cụm trục X.3 Chế tạo và lắp ráp cụm trục Z.4 Hình ảnh sản phẩm lắp ráp tay máy gia nhiệt:. 112 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ. 113 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang v do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS.

ĐỖ THÀNH TRUNG DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Lực dọc trục biến thiên theo từng cấp.1: Lực dọc trục biến thiên theo từng cấp .2: Dọc trục biến thiên tương tự giống đường thẳng .3: Lực dọc trục biến thiên theo đường sin1 .4: Lực dọc trục biến thiên theo đường sin2 .3: Các thông số của đai răng.4: Hệ số an toàn tĩnh.5: Hệ số cứng vững.6: Hệ số lực ma sát trong con trượt.1: Lực dọc trục của trục Z.2: Thông số động cơ trục Z.4: Thông số ray dẫn hướng trục Z.5: Lực dọc trục của trục X.6: Thông số động cơ trục X.7: Thông số ray dẫn hướng trục X.8: Thông số động cơ trục Y.9: Thông số ray dẫn hướng trục Y. 78 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang vi do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS. ĐỖ THÀNH TRUNG DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Tàu thám hiểm Viking.2: Robot được lập trình đầu tiên do George Devol thiết kế.3: Không gian làm việc của robot tọa độ vuông góc.4: Không gian làm việc của robot tọa độ trụ.5: Không gian làm việc của robot tọa độ cầu.6: Không gian làm việc của robot SCARE.7: Một robot gắp_đặt.8: Một loại cánh tay robot dùng để sơn.9: Robot hàn trong nhà máy xe hơi.1: Phương pháp cố định – cố định .3: Phương pháp cố định – tự do. 11 Hình 1: Cơ chế di chuyển ngang.5: Cơ chế di chuyển dọc .6: Hình dạng ray dẫn hướng.7: Hướng momen tác dụng lên ray trượt.8: Hướng tải trọng tác dụng.9: Hướng tải trọng tác dụng và momen tác dụng.1: Cánh tay gia nhiệt dùng bàn nâng.2: Tay máy gia nhiệt.3: Tấm nối băng trượt trục Y .4: Tấm nối đai ốc trục Y .5: Lắp ráp cụm trục Y .6: Tay máy ngang trục X .7 Tấm nối băng trượt trục X.8: Tấm nối đai ốc trục X .9: Trục định vị trục X.10: Lắp ráp cụm trục X.12: Lắp ráp tay máy gia nhiệt.

111 ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP Trang vii do an TAY MÁY GIA NHIỆT PGS. ĐỖ THÀNH TRUNG CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Hiện tại, trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh có một máy ép nhựa sử dụng tay máy bằng khí nén để điều khiển bộ phận gia nhiệt. Qua khảo sát, tay máy này hoạt động tốt nhưng ch có di chuyển lên xuống là tự động, còn di chuyển qua lại thì thực hiện bằng tay, chưa đáp ứng được nhu cầu về tự động hóa nên nhóm chúng em tiến hành nghiên cứu và chế tạo tay máy tự động hóa hóa hoàn toàn theo ba phương phù hợp với máy ép.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Hiện nay, có nhiều loại robot được sử dụng trong sản xuất với nhiều bậc tự do.

Việc trang bị kiến thức về tay máy robot cho sinh viên kỹ thuật là rất quan trọng. Việc chế tạo thành công tay máy robot sử dụng động cơ servo sẽ giúp cho máy ép nhựa hoạt động được hết công suất của máy, giúp cho học tập và làm việc được hiệu quả hơn.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.