Đề tài nghiên cứu thiết kế và phát triển máy hàn ma sát khuấy

Nghiên cứu thiết kế và phát triển máy hàn ma sát khuấy, ứng dụng trong công nghiệp chế tạo, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Hoàng Kiệt
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thiện Ngôn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu và Phát Triển Máy Hàn Ma Sát Khuấy
• Loại tài liệu: Công Trình Nghiên Cứu Khoa Học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3. Mục tiêu của đề tài
• 1.4. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Giới thiệu về ma sát khuấy
• 2.2. Lịch sử phát triển
• 2.3. Nguyên lý hàn ma sát khuấy
• 2.4. Ứng dụng của hàn ma sát khuấy
• 2.5. Thiết bị hàn ma sát khuấy
• 2.5.1. Máy hàn ma sát khuấy trục chính phương ngang
• 2.5.2. Máy hàn ma sát khuấy trục chính phương đứng
• 2.5.3. Máy hàn ma sát khuấy năm trục dạng đứng
• 2.5.4. Máy hàn ma sát khuấy dạng khung hàn vát hàn dạng tấm
• 2.5.5. Máy hàn ma sát khuấy hàn ống dày
• 2.6. Robot công nghiệp
• 2.7. Dạng cắt hàn ma sát khuấy
• 2.7.1. Dạng cắt Skew-Stir
• 2.8. Các lực trong hàn ma sát khuấy
• 2.9. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.10. Đánh giá các công việc nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY HÀN MA SÁT KHUÂY
• 3.1. Lực chọn phương án
• 3.2. Phương án thiết kế thân đỡ đầu máy
• 3.3. Phương án 1 – Thép tấm
• 3.4. Phương án thiết kế lắp đặt cảm động có servo của vít me dọc
• 3.5. Lựa chọn phương án
• 3.6. Phương án thiết kế lắp đặt cảm động có servo của vít me ngang
• 3.7. Lựa chọn phương án
• 3.8. Phương án thiết kế truyền động tỳ đỡ động có sang đầu máy
• 3.9. Lựa chọn phương án
• 3.10. Phương án điều khiển tốc độ động cơ
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ
• 4.1. Xác định lực hàn
• 4.2. Truyền động trục Y
• 4.3. Tính toán bộ truyền vít me - đai ốc bi theo đà bàn kéo (hoặc nén)
• 4.4. Chân động cơ trục Y
• 4.5. Truyền động trục X
• 4.6. Tính toán bộ truyền vít me - đai ốc bi theo đà bàn kéo/nén
• 4.7. Chân động cơ trục X
• 4.8. Tính toán chân động cơ cho trục chính
• 4.9. Tính toán thiết kế bộ truyền đai
• 4.10. Thông số đầu vào
• 4.11. Tính toán thiết kế bộ truyền đai
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ BẢ ĐIỀU KHIỂN
• 6. CHƯƠNG 6: CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM
• 6.1. Chế tạo chi tiết cơ khí
• 6.2. Tấm T che mặt trên

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Máy Hàn Ma Sát Khuấy Ưu Điểm Ứng Dụng

Hàn ma sát khuấy (Friction Stir Welding - FSW) là một phương pháp hàn tự sinh, được phát minh bởi W. Thomas của Viện hàn (TWI) vào năm 1991. Ban đầu, nó được sử dụng cho các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp như nhôm, đồng, magie. Độ dày vật liệu có thể áp dụng từ 0.5 đến 65 mm. Phương pháp này sử dụng một thiết kế có khả năng quay và được chèn vào giữa hai tấm kim loại, sau đó tịnh tiến dọc theo phần tiếp xúc của chúng. Nhiệt ma sát giữa dụng cụ hàn chống mài mòn và phôi làm cho phôi mềm ra mà không đạt đến điểm nóng chảy, cho phép công cụ đi qua dọc theo đường hàn. Sau khi làm mát, pha rắn liên kết sẽ được tạo ra giữa các phôi. Ứng dụng FSW giúp có được mối hàn nhanh hơn, chất lượng cao hơn trên hợp kim nhôm seri 2xxx, 6xxx, 7xxx đã từng xem là không thể và đặc biệt không gây ô nhiễm môi trường. Theo tài liệu gốc, đây là một bước tiến quan trọng trong công nghệ hàn, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp đòi hỏi chất lượng cao và thân thiện với môi trường.

1.1. Định Nghĩa Hàn Ma Sát Khuấy FSW và Lịch Sử Phát Triển

Hàn ma sát khuấy (FSW) là quá trình hàn pha rắn, sử dụng nhiệt sinh ra từ ma sát giữa dụng cụ xoay và phôi để tạo liên kết. Lịch sử phát triển của FSW bắt đầu từ năm 1991 tại TWI. Đây là một cải tiến lớn so với các phương pháp hàn truyền thống. Nó khắc phục được nhiều nhược điểm như biến dạng, rỗ khí và yêu cầu về khí bảo vệ. FSW đã mở ra một hướng đi mới cho việc hàn các vật liệu khó hàn, đặc biệt là hợp kim nhôm. FSW được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như hàng không, ô tô và đóng tàu. Theo tài liệu nghiên cứu, FSW mang lại nhiều ưu điểm vượt trội về chất lượng mối hàn và hiệu quả năng lượng.

1.2. Ưu Điểm Vượt Trội Của Công Nghệ Hàn Ma Sát Khuấy FSW

Công nghệ hàn ma sát khuấy (FSW) sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp hàn truyền thống. Cụ thể, FSW tạo ra mối hàn chất lượng cao, có cơ tính tốt và giảm thiểu chi phí gia công bề mặt sau khi hàn. Quá trình hàn an toàn hơn cho người thợ vì không phát sinh khói độc, hồ quang hay tia nhiệt. FSW tiết kiệm chi phí đáng kể do không cần sử dụng que hàn hay khí bảo vệ. Khả năng hàn các kim loại khác nhau và duy trì đặc tính ban đầu của vật liệu là một lợi thế lớn. Biến dạng nhiệt thấp và ít chịu tác động từ môi trường cũng là những ưu điểm nổi bật của FSW. Cuối cùng, FSW dễ dàng tự động hóa và tương thích với robot, giúp giảm chi phí lắp đặt và đào tạo nhân công.

II. Phân Tích Chi Tiết Nguyên Lý Hàn Ma Sát Khuấy Cách Hoạt Động

Trong hàn ma sát khuấy, một dụng cụ khuấy hình trụ khó nóng chảy được thiết kế với một đầu khuấy hình dạng đặc biệt (có ren hoặc không có ren) và phần vai tiếp xúc với bề mặt phôi. Dụng cụ này vừa quay vừa đi xuống, đầu khuấy xuyên vào phôi hàn (tương ứng với chiều sâu ngấu cần thiết). Việc quay tại chỗ làm mềm vật liệu xung quanh đầu khuấy. Sau đó, dụng cụ di chuyển dọc theo hướng hàn để tạo thành mối hàn. Vật liệu bị làm mềm bởi nhiệt từ ma sát và lực ép từ vai dụng cụ sẽ liên kết vật liệu ở hai bên phôi hàn. Do vật liệu không nóng chảy nên tính chất mối hàn sẽ tốt, cơ tính đảm bảo, hạn chế khuyết tật. Theo tài liệu, quá trình này đảm bảo chất lượng mối hàn cao và độ bền vượt trội.

2.1. Vai Trò Của Dụng Cụ Hàn Pin và Shoulder Trong FSW

Dụng cụ hàn trong FSW đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra mối hàn chất lượng. Pin, hay chốt hàn, là phần tiếp xúc trực tiếp với vật liệu, tạo ra nhiệt do ma sát và khuấy trộn vật liệu. Shoulder, hay vai, tạo áp lực lên bề mặt vật liệu, giúp vật liệu liên kết chặt chẽ hơn. Thiết kế của pin và shoulder ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn, độ bền và độ dẻo dai. Theo các nghiên cứu, việc lựa chọn hình dạng và kích thước phù hợp cho pin và shoulder là rất quan trọng để đạt được mối hàn tối ưu.

2.2. Cơ Chế Tạo Nhiệt và Khuấy Trộn Vật Liệu Trong Quá Trình Hàn

Quá trình tạo nhiệt và khuấy trộn vật liệu trong FSW diễn ra đồng thời. Nhiệt được sinh ra do ma sát giữa dụng cụ xoay và vật liệu. Lượng nhiệt này làm mềm vật liệu, tạo điều kiện cho pin khuấy trộn vật liệu từ hai phía của mối hàn. Quá trình khuấy trộn này tạo ra một liên kết cơ học vững chắc giữa hai phần vật liệu. Theo các chuyên gia, việc kiểm soát tốc độ xoay và tốc độ tiến của dụng cụ là rất quan trọng để đảm bảo lượng nhiệt sinh ra vừa đủ, tránh làm hỏng vật liệu.

III. Thiết Kế Máy Hàn Ma Sát Khuấy Phương Án Lựa Chọn Tối Ưu

Việc thiết kế máy hàn ma sát khuấy đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về các phương án khác nhau để đảm bảo hiệu quả và độ bền của máy. Các yếu tố quan trọng bao gồm: lựa chọn vật liệu cho thân máy, thiết kế khung đỡ đầu máy, phương án lắp đặt động cơ servo, và hệ thống truyền động. Mỗi phương án đều có ưu nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương án tối ưu phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Theo tài liệu, việc lựa chọn vật liệu và thiết kế khung máy cần đảm bảo độ cứng vững để chịu được lực hàn lớn.

3.1. So Sánh Các Phương Án Thiết Kế Thân Máy và Khung Đỡ Đầu Máy

Thiết kế thân máy và khung đỡ đầu máy là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ ổn định và độ chính xác của máy hàn ma sát khuấy. Các phương án thiết kế thân máy thường bao gồm sử dụng thép tấm hoặc thép hộp. Thép tấm có ưu điểm là dễ gia công và giá thành thấp, nhưng độ cứng vững có thể không cao bằng thép hộp. Khung đỡ đầu máy có thể được làm từ thép tấm hoặc thép hợp kim. Thép hợp kim có độ bền cao hơn, nhưng giá thành cũng cao hơn. Việc lựa chọn phương án thiết kế phù hợp cần dựa trên yêu cầu về độ cứng vững, độ bền và chi phí.

3.2. Lựa Chọn Phương Án Lắp Đặt Động Cơ Servo và Hệ Thống Truyền Động

Việc lắp đặt động cơ servo và lựa chọn hệ thống truyền động phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo khả năng điều khiển chính xác và ổn định của máy hàn ma sát khuấy. Động cơ servo có thể được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài thân máy. Hệ thống truyền động có thể sử dụng vít me - đai ốc bi hoặc hộp số. Vít me - đai ốc bi có độ chính xác cao hơn, nhưng giá thành cũng cao hơn. Hộp số có giá thành thấp hơn, nhưng độ chính xác có thể không cao bằng vít me - đai ốc bi. Việc lựa chọn phương án phù hợp cần dựa trên yêu cầu về độ chính xác, tốc độ và chi phí.

IV. Tính Toán Thiết Kế Cơ Khí Máy Hàn Lực Hàn Truyền Động

Thiết kế cơ khí của máy hàn ma sát khuấy đòi hỏi tính toán chính xác các thông số như lực hàn, hệ thống truyền động trục Y và trục X, và lựa chọn động cơ phù hợp. Việc xác định lực hàn là cơ sở để tính toán các thành phần cơ khí khác. Hệ thống truyền động cần đảm bảo khả năng di chuyển chính xác và ổn định của đầu hàn. Việc lựa chọn động cơ phải đáp ứng yêu cầu về công suất và tốc độ. Theo tài liệu, việc tính toán và lựa chọn các thành phần cơ khí cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo độ an toàn và độ bền của máy.

4.1. Xác Định Lực Hàn và Tính Toán Truyền Động Trục Y Dọc

Xác định lực hàn là bước đầu tiên trong thiết kế cơ khí máy hàn ma sát khuấy. Lực hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vật liệu hàn, tốc độ xoay và tốc độ tiến của dụng cụ. Hệ thống truyền động trục Y (dọc) cần đảm bảo khả năng di chuyển chính xác và ổn định của đầu hàn theo phương thẳng đứng. Việc tính toán truyền động trục Y cần dựa trên lực hàn và yêu cầu về tốc độ di chuyển. Các thành phần của hệ thống truyền động trục Y bao gồm vít me - đai ốc bi, động cơ servo và bộ điều khiển.

4.2. Tính Toán Truyền Động Trục X Ngang và Lựa Chọn Động Cơ

Hệ thống truyền động trục X (ngang) cần đảm bảo khả năng di chuyển chính xác và ổn định của đầu hàn theo phương ngang. Việc tính toán truyền động trục X cần dựa trên lực hàn và yêu cầu về tốc độ di chuyển. Các thành phần của hệ thống truyền động trục X tương tự như trục Y, bao gồm vít me - đai ốc bi, động cơ servo và bộ điều khiển. Việc lựa chọn động cơ cho cả trục X và trục Y cần dựa trên yêu cầu về công suất, tốc độ và độ chính xác. Động cơ servo thường được sử dụng vì khả năng điều khiển chính xác và đáp ứng nhanh.

V. Thiết Kế Hệ Thống Điều Khiển Máy Hàn Ma Sát Khuấy Hiện Đại

Hệ thống điều khiển là bộ não của máy hàn ma sát khuấy, đảm bảo quá trình hàn diễn ra chính xác và ổn định. Hệ thống điều khiển cần có khả năng điều khiển tốc độ xoay và tốc độ tiến của dụng cụ, điều chỉnh lực hàn, và giám sát các thông số quan trọng. Việc thiết kế hệ thống điều khiển cần lựa chọn các thành phần phù hợp như bộ điều khiển PLC, cảm biến, và phần mềm điều khiển. Theo tài liệu, hệ thống điều khiển hiện đại có thể tích hợp các chức năng như tự động điều chỉnh thông số hàn và giám sát từ xa.

5.1. Lựa Chọn Bộ Điều Khiển PLC và Các Thiết Bị Điện Trong Hệ Thống

Bộ điều khiển PLC là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống điều khiển máy hàn ma sát khuấy. PLC có khả năng điều khiển chính xác và ổn định các hoạt động của máy. Việc lựa chọn PLC cần dựa trên yêu cầu về số lượng đầu vào/đầu ra, tốc độ xử lý và khả năng kết nối với các thiết bị khác. Các thiết bị điện khác trong hệ thống bao gồm cảm biến, bộ khuếch đại, và nguồn điện. Cảm biến được sử dụng để đo các thông số như nhiệt độ, lực hàn và vị trí của đầu hàn.

5.2. Phát Triển Phần Mềm Điều Khiển và Giao Diện Người Dùng HMI

Phần mềm điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành và giám sát máy hàn ma sát khuấy. Phần mềm cần có giao diện người dùng (HMI) thân thiện và dễ sử dụng. HMI cho phép người dùng thiết lập các thông số hàn, theo dõi quá trình hàn và xem các thông báo lỗi. Phần mềm cũng có thể tích hợp các chức năng như lưu trữ dữ liệu, phân tích dữ liệu và điều khiển từ xa. Việc phát triển phần mềm cần tuân thủ các tiêu chuẩn về an toàn và bảo mật.

VI. Chế Tạo và Kiểm Nghiệm Máy Hàn Ma Sát Khuấy Kết Quả Đánh Giá

Quá trình chế tạo và kiểm nghiệm máy hàn ma sát khuấy là giai đoạn quan trọng để đánh giá hiệu quả và độ tin cậy của thiết kế. Quá trình này bao gồm gia công các chi tiết cơ khí, lắp ráp các thành phần, và kiểm tra các chức năng của máy. Việc kiểm nghiệm cần thực hiện các thử nghiệm khác nhau để đánh giá độ chính xác, độ ổn định, và khả năng chịu tải của máy. Theo tài liệu, kết quả kiểm nghiệm cần được so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo máy đáp ứng yêu cầu.

6.1. Gia Công Chi Tiết Cơ Khí và Lắp Ráp Các Thành Phần Của Máy

Gia công chi tiết cơ khí là quá trình tạo ra các thành phần của máy hàn ma sát khuấy từ vật liệu thô. Quá trình này đòi hỏi sự chính xác cao để đảm bảo các chi tiết khớp với nhau một cách hoàn hảo. Lắp ráp các thành phần là quá trình kết nối các chi tiết cơ khí lại với nhau để tạo thành máy hoàn chỉnh. Quá trình này cần tuân thủ các quy trình kỹ thuật để đảm bảo độ an toàn và độ tin cậy của máy.

6.2. Thử Nghiệm và Đánh Giá Hiệu Năng Máy Hàn Ma Sát Khuấy

Thử nghiệm và đánh giá hiệu năng là bước cuối cùng trong quá trình chế tạo máy hàn ma sát khuấy. Quá trình này bao gồm thực hiện các thử nghiệm khác nhau để đánh giá độ chính xác, độ ổn định, và khả năng chịu tải của máy. Các thử nghiệm có thể bao gồm hàn thử các loại vật liệu khác nhau, đo các thông số hàn, và kiểm tra độ bền của các mối hàn. Kết quả thử nghiệm cần được so sánh với các tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá hiệu năng của máy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ PHÁT TRIỂN MÁY HÀN MA SÁT KHUẤY S K C 0 0 3 9 5 9 Mà SỐ: SV2020-62 S KC 0 0 7 3 9 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2020 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM BÁO CÁO TàNG K¾T ĐÀ TÀI NGHIÊN CĄU KHOA HàC CĂA SINH VIÊN NGHIÊN CĄU, THI¾T K¾ VÀ PHÁT TRIÂN MÁY HÀN MA SÁT KHUÂY Chă nhiÇm đÁ tài : NGUYÄN HOÀNG KIÆT SV2020-62 TP. Hß Chí Minh, tháng 07 năm 2020 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM BÁO CÁO TàNG K¾T ĐÀ TÀI NGHIÊN CĄU KHOA HàC CĂA SINH VIÊN NGHIÊN CĄU, THI¾T K¾ VÀ PHÁT TRIÂN MÁY HÀN MA SÁT KHUÂY SV2020-62 Thuác nhóm ngành khoa học: Kỹ thuÁt SV thực hiện: Nguyễn Hoàng Kiệt Nam, Nữ: Nam Dân tác: Kinh Lớp, khoa: 16144CL5 Khoa ĐT CLC Năm thā: 4 /Số năm đào t¿o: 4 Ngành học: Công nghệ kỹ thuÁt c¡ khí Ng°ßi h°ớng d¿n: PGS.TS Đặng Thiện Ngôn TP. Hß Chí Minh, tháng 07 năm 2020 MĀC LĀC DANH MĀC CÁC BÀNG BIÂU.

vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ÀNH. vii THÔNG TIN K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU CĂA ĐÀ TÀI. Ý nghĩa khoa hác và thực tiÅn căa đÁ tài. Đối t°ÿng và ph°¢ng pháp nghiên cąu.

Đối t°ÿng nghiên cąu. Ph°¢ng pháp nghiên cąu. 4 CH¯¡NG 2: TàNG QUAN. Giái thiÇu vÁ ma sát khuÃy.

Lßch sử phát triÃn. Nguyên lý hàn ma sát khuÃy. Ąng dāng căa hàn ma sát khuÃy. Thi¿t bß hàn ma sát khuÃy.

Máy hàn ma sát khuÃy trāc chính ph°¢ng ngang. Máy hàn ma sát khuÃy trāc chính ph°¢ng đąng:. Máy hàn ma sát khuÃy năm trāc d¿ng đąng. Máy hàn ma sát khuÃy d¿ng khung hàn vÁt hàn d¿ng tÃm.

Máy hàn ma sát khuÃy hàn ống dày. Robot công nghiÇp. Dāng cā hàn ma sát khuÃy. Dāng cā Skew-Stir.

Các lực trong hàn ma sát khuÃy. Các nghiên cąu trong và ngoài n°ác. Đßnh l°ÿng các công viÇc nghiên cąu. 20 CH¯¡NG 3: PH¯¡NG ÁN THI¾T K¾ MÁY HÀN MA SÁT KHUÂY.

Lực chán ph°¢ng án. Ph°¢ng án thi¿t k¿ thân đỡ đÅu máy. Ph°¢ng án 1 – Thép tÃm. Lực chán ph°¢ng án.

Ph°¢ng án thi¿t k¿ l¿p đặt cām đßng c¢ servo căa vitme dác:. Lựa chán ph°¢ng án. Ph°¢ng án thi¿t k¿ l¿p đặt cām đßng c¢ servo căa vitme ngang. Lựa chán ph°¢ng án.

Ph°¢ng án thi¿t k¿ truyÁn đßng tÿ đßng c¢ sang đÅu máy. Lựa chán ph°¢ng án. Ph°¢ng án điÁu khiÃn tốc đß đßng c¢. 33 CH¯¡NG 4: THI¾T K¾ K¾T CÂU C¡ KHÍ.

Xác đßnh lực hàn. TruyÁn đßng trāc Y. Tính toán bß truyÁn vít me - đai ốc bi theo đß bÁn kéo (hoặc nén). Chán đßng c¢ trāc Y.

TruyÁn đßng trāc X. Tính toán bß truyÁn vít me - đai ốc bi theo đß bÁn kéo/nén. Chán đßng c¢ trāc X. Tính toán chán đßng c¢ cho trāc chính.

Tính toán thi¿t k¿ bß truyÁn đßng đai. Thông số đÅu vào. Tính toán thi¿t k¿ bß truyÁn đai. 46 CH¯¡NG 5: THI¾T K¾ BÞ ĐIÀU KHIÂN.

50 CH¯¡NG 6: CH¾ T¾O VÀ KIÂM NGHIÆM. Ch¿ t¿o chi ti¿t c¢ khí. TÃm T che mặt trên. 70 iii DANH MĀC CÁC BÀNG BIÂU Bảng 3.1: Bảng so sánh các ph°¡ng án chế t¿o thân máy.

Bảng so sánh các ph°¡ng án chế t¿o khung chính .3: Bảng so sánh các ph°¡ng án chế t¿o khung chính .4: Bảng so sánh các ph°¡ng án chế t¿o khung chính .5: Bảng so sánh các ph°¡ng án lắp đặt đai .6: Bảng so sánh hệ thống thay đái tốc đá trāc chính .1: Bảng kê các thiết bị điện trong bá điều khiển.1: Thông số cÿa thép. 58 iv DANH MĀC CÁC T¯ VI¾T TT FSW: Friction Stir Welding TWI: Training Within Industry HAZ: Heat Affected Zone MIG: Metal Inert Gas v DANH SÁCH CÁC HÌNH ÀNH Hình 2.1: Đ°ßng hàn ma sát khuấy .2: Nguyên lý hàn ma sát khuấy [2] .3: Máy hàn ma sát khuấy trāc chính ph°¡ng ngang .4: Máy hàn ma sát khuấy trāc chính ph°¡ng đāng [3] .5 Máy hàn ma sát khuấy năm trāc d¿ng đāng [3] .6: Máy hàn ma sát khuấy d¿ng khung hàn vÁt hàn d¿ng tấm [3] .7: Máy hàn ma sát khuấy d¿ng khung hàn vÁt hàn d¿ng ống [3] .8: Hàn ma sát khuấy sử dāng robot công nghiệp t¿i ĐH Coimbra [3] .9: Cấu t¿o cÿa dāng cā hàn ma sát khuấy .10: Hình d¿ng dāng cā Skew-StirTM [4] .11: S¡ đß nguyên lý làm việc cÿa dāng cā Skew-StirTM [4] .13: Hình d¿ng dāng cā WhorlTM [5].14 Các biến thể khác nhau cÿa công cā WhorlTM [7] .15 Hình d¿ng dāng cā TrifluteTM [9] .16 Thiết kể cÿa dāng cā TrifluteTM [8] .17 Các lực tác dāng lên chốt hàn, hệ trāc tọa đá [10] .1: Mô tả nguyên lý hàn ma sát khuấy .2: Thân máy tiện CNC Hitachi Serki 3NE300 .3: Khung bệ máy đ°ÿc hàn từ thép háp .4: Khung đỡ đầu máy bằng thép tấm.5: Khung đỡ đầu máy hàn bằng thép háp 50x50x6mm. Cām đáng c¡ servo dọc đ°ÿc lắp bên trong thân máy .7: Cām đáng c¡ servo dọc đ°ÿc lắp bên ngoài thân máy .8: Cām đáng c¡ servo ngang đ°ÿc lắp dùng háp số thẳng. Cām đáng c¡ servo ngang đ°ÿc lắp dùng háp số vuông góc.10: Đầu máy và đáng c¡ đ°ÿc truyền đáng bằng đai lắp theo chiều dọc .11: Đầu máy và đáng c¡ đ°ÿc truyền đáng bằng đai lắp theo chiều ngang31 Hình 3.12: Biến tần Mitsubishi FR-F740-7.1: S¡ đß truyền ddoognj trāc Y.

Đß thị xác định āng suất lớn nhất σmax .3: Đáng c¡ AC servo Mitsubishi và Driver.4: S¡ đß truyền đáng trāc X .5 Đß thị xác định āng suất lớn nhất σmax .6 Chọn lo¿i tiết diện đai hình thang[1] .7 Thông số cÿa đai hình thang[1] .1: S¡ đß kết nói các khí cā điện.1 Cām khung đầu máy sau khi chế t¿o hoàn chỉnh .2 Thiết kế cām khung đỡ đầu máy .3 Khung đỡ đầu máy sau khi gia công hàn.4: Khug máy và đầu máy mô phỏng trên phần mềm Inventor .5: Chọn mặt phẳng cố định .6: MÁt đá l°ới thể hiện trên phần mềm.7 : Mô tả trọng lực cÿa đầu phay gây ra chuyển vị đối với khung máy .8: Chuyển vị theo ph°¡ng X khi không tải .9: Chuyển vị theo Ph°¡ng Y khi không tải .10: Chuyển vị theo ph°¡ng Z khi không tải.11: Các lực gây ra chuyển vị khung máy .12: Chuyển vị theo ph°¡ng X khi có tải .13: Chuyển vị theo ph°¡ng Y khi có tải.14: Chuyển vị theo ph°¡ng Z khi có tải .15: Thiết kế puly gắn đáng c¡ .16: Puly đ°ÿc lắp hoàn chỉnh với đáng c¡ .17: Thiết kế puly gắn đầu phay .18: Puly đầu phay đ°ÿc lắp ráp hoàn chỉnh .19: Bản vẽ thiết kế tấm T che mặt trên.20: Tấm T sau khi gia công và lắp ráp vào khung máy.21: Bản vẽ thiết kế tấm mặt bích gắn với khung .22: Bản vẽ thiết kế b¿c đỡ đầu máy phay .23: B¿c đỡ sau khi gia công hoàn thiện .24: Bản vẽ thiết kế tấm căng đai .25: Tấm căng đai sau khi lắp khép hoàn chỉnh với khung máy .26: Bản vẽ tấm định vị vitme với thân máy .27: Tấm định vị mitme với thân máy sau khi gia công .28: Bản vẽ các chi tiết cÿa gối đỡ vitme .29: Cām gối đỡ sau khi gia công và lắp gắp hoàn chỉnh vào vỉme .31: Khớp nối sau khi gia công hoàn chỉnh .32: Bản vẽ thiết kế lßng giữ khớp nối .33: Lßng giữ khớp nối sau khi chế t¿o hoàn thiện .34: Bản vẽ thiết kế tấm chặn á bi .35: Tấm chặn á bi sau khi hoàn thiện .36: Bản vẽ tấm định vị vitme với thân máy .37: Tấm định vị vitme với thân máy hoàn thiện .38: Bản thiết kế gối đỡ .39: Gối đỡ vitme sau khi gia công hoàn thiện .40: Mô hình thiết kế 3D cÿa khớp nối .41: Khớp nối sau khi chế gia công hoàn thiện .42: Bản vẽ thiết kế lßng giữ khớp nối .43: Lßng giữ khớp nối sau khi gia công hoàn thiện. 83 viii Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O TR¯âNG ĐH S¯ PH¾M KỸ THUÀT TPHCM THÔNG TIN K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU CĂA ĐÀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cąu, thi¿t k¿ và ch¿ t¿o máy hàn ma sát khuÃy - Chÿ nhiệm đề tài: Nguyễn Hoàng Kiệt Mã số SV: 16144088 - Lớp:16144CL5 Khoa: Đào t¿o chất l°ÿng cao - Thành viên đề tài: Stt Há và tên MSSV Láp Khoa 1 Nguyễn Tiến Quyền 16144139 16144CL5 ĐT CLC 2 Nguyễn Khánh D°¡ng 16144025 16144CL5 ĐT CLC - Ng°ßi h°ớng d¿n: PGS. Đặng Thiện Ngôn 2.

Māc tiêu đÁ tài: Nghiên cāu đề xuất kết cấu, thiết kế và chế t¿o thử nghiệm mô hình thiết bị hàn ma sát khuấy có thể hàn giáp mí tấm nhôm (6061) dày đến 10 mm. Tính mái và sáng t¿o: Là ph°¡ng pháp hàn còn khá mới mẻ á n°ớc ta. Đặc biệt trong các tr°ßng học và các trung tâm nghiên cāu. Các công trình nghiên cāu chÿ yếu đ°ÿc tiến hành trên máy phay đāng v¿n năng, ch°a có máy chuyên dùng để hàn má sát khuấy.

K¿t quÁ nghiên cąu: Xác định đ°ÿc nguyên lý cÿa máy hàn ma sát khuấy và chế t¿o đ°ÿc các cām cÿa máy hàn. Đóng góp vÁ mặt giáo dāc và đào t¿o, kinh t¿ - xã hßi, an ninh, quốc phòng và khÁ năng áp dāng căa đÁ tài: Đề tài góp phần phāc vā công tác nghiên cāu và phá biến công nghệ hàn ma sát khuấy trong chế t¿o c¡ khí cÿa Việt Nam hiện nay. Công bố khoa hác căa SV tÿ k¿t quÁ nghiên cąu căa đÁ tài (ghi rõ tên tạp chí nếu có) hoặc nhÁn xét, đánh giá cÿa c¡ sá đã áp dāng các kết quả nghiên cāu (nếu có): Ngày 12 tháng 07 năm 2020 SV chßu trách nhiÇm chính thực hiÇn đÁ tài (kí, họ và tên) NguyÅn Hoàng KiÇt 1 NhÁn xét căa ng°ãi h°áng d¿n vÁ những đóng góp khoa hác căa SV thực hiÇn đÁ tài (phần này do người hướng dẫn ghi): Ngày 25 tháng 07 năm 2020 Ng°ãi h°áng d¿n (kí, họ và tên) 2 CH¯¡NG 1: Mä ĐÄU 1. Đặt vÃn đÁ Ngày nay, các ngành công nghiệp có vai trò quan trọng trong sự phát triển cÿa mßi đất n°ớc, cùng với đó sự hình thành các công nghệ mới góp phần nâng cao chất l°ÿng, năng suất và giảm thiểu tác đáng đến môi tr°ßng để t¿o sự phát triển bền vững.

Nhiều ph°¡ng pháp gia công đã đ°ÿc nghiên cāu và āng dāng, trong đó hàn là ph°¡ng pháp phá biến trong sản xuất. Hàn có tầm quan trọng trong nền kinh tế và đã phát triển rất nhanh từ kỹ thuÁt công nghệ đến trang thiết bị nhằm đáp āng nhu cầu và chất l°ÿng ngày càng cao.