CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Nghiên cứu, tính toán, thiết kế và cải tiến ra một cơ cấu, một hệ thống cấp phôi tự động là việc làm rất cần thiết trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá hiện nay. Chế tạo được cơ cấu cấp phôi mang lại rất nhiều lợi ích, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp sản xuất. Thứ nhất, về mặt giá trị học thuật, hoàn thiện đề tài góp phần nâng cao năng lực người thiết kế, để giải được bài toán của đề tài cần tổng hợp kiến thức tất cả các môn như cơ kỹ thuật, sức bền vật liệu, nguyên lý chi tiết máy, dung sai kỹ thuật đo,… Thứ hai, về mặt giá trị kinh tế, giá thành của một cơ cấu cấp phôi được chế tạo trong nước vẫn rẻ hơn so với thiết bị nhập từ nước ngoài, nhưng vẫn đủ để đáp ứng được nhu cầu sản xuất. Thứ hai, về mặt giá trị kỹ thuật, điều đó khẳng định được trình độ kỹ thuật và công nghệ của nước ta đang trên đà phát triển, và có thể càng phát triển hơn nữa.
Cụ thể hơn, hệ thống cấp phôi tự động có những ưu điểm nổi bậc như sau: Nâng cao năng suất do giảm thời gian phụ (là thời gian gá đặt phôi và tháo sản phẩm sau khi gia công). Đảm bảo được năng suất gia công theo tính toán vì nó đảm bảo được chu kỳ cấp phôi chính xác, không bị ảnh hưởng đến các yếu tố về khách quan như tình trạng tâm sinh lý và trạng thái sức khoẻ của con người. Đảm bảo độ chính xác gá đặt cao vì trước khi phôi đến vị trí để cấp cho máy công tác thì nó đã được định hướng chính xác trong không gian và đúng toạ độ theo yêu cầu, đồng thời tốc độ di chuyển của phôi đã được điều chỉnh để phù hợp với cơ cấu gá đặt. Cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân: Giải phóng cho con người trong các công việc lao động phổi thông nhàm chán (như lặp đi lặp lại một động tác có tính đơn giản); Trong các công việc nặng nhọc (như di chuyển và gá đặt các phôi có kích thước lớn, khối lượng lớn); Các công việc gây sự mõi mệt cho công nhân như phải tập trung chú ý để tìm, chọn, phân loại và định hướng phôi.
Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các máy móc, thiết bị như: Có thể giảm thiểu sai số và khuyết tật sản phẩm để đảm bảo sự làm việc ổn định cho thiết bị; Tránh tình trạng máy bị quá tải do lượng dư quá lớn hoặc không đồng đều; Tránh được sự rung động và các tải trọng động có biên độ lớn trong quá trình gia công do các khuyết tật trên phôi. 2 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài “Thiết kế, chế tạo cơ cấu cấp phôi cho máy dập Bcover02” mang mục tiêu chính là nhóm phải tổng hợp các kiến thức đã học được để giải quyết đề tài, tính toán thiết kế và chế tạo ra được cơ cấu, vì vậy cần ôn lại kiến thức các môn sau: Cơ kỹ thuật, Sức bền vật liệu, Mô hình hoá hệ thống cơ khí, Thiết kế mô phỏng hệ thống máy, Nguyên lý – chi tiết máy, Dung sai kỹ thuật đo,… Ngoài ra, cơ cấu cấp phôi phải đạt được các yêu cầu từ phía Công ty TNHH Sản xuất Cơ khí Tường Vy: - Nâng cao năng suất: 1.5giây/1 sản phẩm, giảm tổn thất về thời gian cấp phôi. - Dịch chuyển cấp phôi từ 20 đến 120mm, đảm bảo độ chính xác khi gá đặt sản phẩm, giảm tỉ lệ phế phẩm đến mức thấp nhất có thể. - Chuyển máy dập Bcover02 từ bán tự động trở thành tự động.
- Cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân: giải phóng con người trong các công việc nhàm chán, nặng nhọc và ô nhiễm tiếng ồn. - Đảm bảo an toàn cho người sử dụng và các máy móc thiết bị.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Các đặc trưng cơ bản của một hệ thống cấp phôi tự động. Nghiên cứu các thiết bị cơ bản của hệ thống tự động bao gồm: cơ cấu chấp hành, các thiết bị điều khiển… 1.2 Phạm vi nghiêm cứu Nghiên cứu, tính toán, chế tạo cơ cấu cấp phôi tự động cho máy dập Bcover02, dạng phôi cần được cấp cho máy gia công là dạng phôi cuộn tấm mỏng, kế tiếp là thử nghiệm độ ổn định của máy, sau đó đưa vào sản xuất ở doanh nghiệp.5 Phương pháp nghiên cứu 1.1 Phương pháp luận Tham khảo các nguồn tài liệu: giáo trình, tài liệu tham khảo,… xác định được các cơ cấu hoạt động, gia công cho cơ cấu. Tham khảo các công trình nghiên cứu về cơ cấu cấp phôi tự động đã có để nắm được tình hình, thực trạng hiện nay.
Tham khảo tài liệu có liên quan đến việc tính toán, thiết kế cơ cấu cấp phôi tự động. Nghiên cứu các nguyên lý áp dụng vào việc phan tích, tính toán khi thiết kế và điều khiển hệ thống. 3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thế Nghiên cứu tổng quan về lĩnh vực cấp phôi tự động và các thành phần của hệ thống cấp phôi tự động. Nghiên cứu, tính toán lực đẩy và các bộ phận cần thiết cho cơ cấu cấp phôi.
Thiết kế cơ cấu cấp phôi từ cơ khí đến điều khiển, mô phỏng hoạt động của cơ cấu trên phần mềm chuyên dụng. Gia công chế tạo từng chi tiết của cơ cấu cấp phôi, chọn mua linh kiện phù hợp cho từng bộ phận và phù hợp với điều kiện thực tế tại nhà máy. Lắp ráp từng bộ phận, lắp ráp toàn bộ cơ cấu và chạy thử nghiệm. Đánh giá sự ổn định của cơ cấu, khắc phục sai sót và hoàn thiện cơ cấu.6 Kết cấu của ĐATN ĐATN “Thiết kế, chế tạo cơ cấu cấp phôi cho máy dập Bcover02” bao gồm 5 chương: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài Chương 3: Cơ sở lý thuyết Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về cơ cấu cấp phôi Chương 5: Tính toán, thiết kế phần cơ khí Chương 6: Thiết kế phần điều khiển Chương 7: Chế tạo sản phẩm, thực nghiệm – đánh giá 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu về cơ cấu cấp phôi tự động Trong thời kỳ công nghệ đang từng bước hiện đại ngày nay, nhu cầu tự động hoá quy trình sản xuất là một điều tất yếu, và cơ cấu cấp phôi hay hệ thống cấp phôi đã không còn xa lạ gì đối với các nhà máy, xí nghiệp hiện nay.
Cấp phôi chính là quá trình vận chuyển phôi từ ổ chứa, hay từ một vị trí bất kỳ nào khác đến vị trí gia công, cơ cấu cấp phôi là một phần vô cùng quan trọng trong cả hệ thống cấp phôi tự động, nó phải được đặt trong từng điều kiện làm việc cụ thể của từng máy móc, thiết bị và công đoạn sản xuất, vì vậy cho nên cơ cấu cấp phôi quyết định đến năng xuất và chất lượng của toàn bộ hệ thống. Một cơ cấu cấp phôi tự động phải đảm bảo được việc cung cấp đủ về số lượng phôi cho máy công tác để hệ thống hoạt động một cách liên tục, cấp phôi đúng thời điểm với độ chính xác cao về vị trí và định hướng trong không gian có độ tin cậy cao.2 Phân loại các cơ cấu cấp phôi tự động Sản phẩm gia công cơ khí rất đa dạng về kích cỡ, hình dạng, đặc tính vật liệu và một số tính chất khác. Các phôi liệu về cơ bản cũng có hình dạng và kích thước gần giống với chi tiết, vì vậy nó cũng rất đa dạng. Trong lĩnh vực gia công cơ khí thì các phôi liệu thường được chế tạo bằng cách đúc, rèn, dập, cán, hàn, cắt bằng khí đốt… Do vậy trước hết phải căn cứ vào dạng phôi để phân loại các kiểu cơ cấu cấp phôi tự động.
Theo đó, có thể phân thành 3 kiểu cấp phôi cơ bản: Cấp phôi dạng cuộn; Cấp phôi dạng thanh hoặc tấm; Cấp phôi dạng rời từng chiếc. Mỗi kiểu cấp phôi mang tính đặc thù riêng và bản thân trong mỗi kiểu cũng đã bao hàm rất nhiều dạng khác nhau. Tuỳ theo công nghệ sản xuất mà người ta có thể bố trí các cơ cấu, các hệ thống cấp phôi liên tục, cấp phôi gián đoạn theo chu kỳ, hoặc cấp phôi theo lệnh.1: Dạng phôi cuộn tấm mỏng 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Hình 2.1: Dạng phôi cuộn tấm mỏng Đầu tiên, cấp phôi dạng cuộn thường được sử dụng trông công nghệ gia công bằng biến dạng dẽo như dập, cắt, đột lỗ, cuốn ống,… Các cuộn phôi thường được gá lên trên các trục được đặt trên các con lăn hay gối đỡ và có thể tự quay hoặc quay dưới tác dụng của lực kéo từ hệ thống công tác như hệ thống trục cán hoặc của cơ cấu kéo phôi được trang bị bên các máy cắt, máy dập… để thảo dần từng lớp một của cuộn phôi.2: Thép tấm cuộn Kế tiếp, đối với các loại phôi thanh có tiết diện ngang là hình tròn và được cán với độ chính xác khá cao như về dung sai của đường kính, độ chính xác về hình dáng hình học, về độ thẳng được dùng để cấp phôi cho các máy tiện tự động hoặc bán tự động. Các ổ chứa phôi thường được bố trí ở phía sau đuôi của trục chính của máy và đường tâm của phôi sẽ phải trùng với đường tâm của trục chính.
Các phôi thanh thường được sếp dàn nằm vào phía trên cơ cấu định vị phôi và cung cấp lần lượt từng thanh một vào cơ cấu này khi có tín hiệu thông báo đã hết phôi trên cơ cấu định vị. Khi máy làm việc thì trục chính mang luôn cả ổ phôi quay nên ổ chứa phôi phải có kết cấu thích hợp để thanh phôi có thể quay nhẹ nhàng và không dễ xảy ra tình trạng rung, lắc và dặc biệt là không được vung phôi gây nguy hiểm. 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Hình 2.3: Cấp phôi tự động cho máy tiện – Star SV-32 – NTK Hình 2.4: Thép tròn 7 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Cuối cùng, dạng phôi rời là phổ biến nhất, cũng là dạng phôi được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống sản xuất tự động. Hiện nay, các cơ cấu, hệ thống cấp phôi cho loại phôi này thường là phễu cấp phôi.