Đồ án HCMUTE: Thiết kế và chế tạo máy khắc gỗ

• Tác giả: Trần Hoàng Khuyên
• Người hướng dẫn: ThS. Hồ Ngọc Thế Quang
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Khắc Gỗ
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
• 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.6. KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC
• 2.2. NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. VÀI NÉT SƠ LƯỢC VỀ MÁY CNC
• 3.1.1. Vài nét về lịch sử
• 3.1.2. Máy CNC 3 trục thường gặp
• 3.2. CẤU TẠO MÁY PHAY CNC 3 TRỤC
• 3.2.1. Vitme – đai ốc
• 3.2.2. Thanh trượt bi
• 3.3. Định nghĩa về hệ điều khiển máy CNC
• 3.3.1. Phân loại hệ điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 4.1. LỰA CHỌN HƯỚNG DI CHUYỂN CHO X, Y, Z
• 4.1.1. Bàn máy di chuyển theo 2 phương X, Y – loại 1
• 4.1.2. Bàn máy đứng yên – loại 3
• 4.2. LỰA CHỌN KIỂU ĐIỀU KHIỂN
• 4.2.1. Giới thiệu phần mềm Mach 3
• 4.2.2. Giới thiệu Wizards
• 4.3. LỰA CHỌN VIT ME-ĐAI ỐC
• 4.4. LỰA CHỌN BỘ TRUYỀN, KHỚP NỐI
• 4.5. LỰA CHỌN CƠ CẤU DẪN HƯỚNG
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
• 5.1. QUY TRÌNH THIẾT KẾ, PHÁC THẢO Ý TƯỞNG
• 5.2. LỰA CHỌN THANH TRƯỢT BI
• 5.3. LỰA CHỌN VÍT ME-ĐAI ỐC BI
• 5.3.1. Lựa chọn động cơ
• 5.3.2. Lựa chọn kiểu điều khiển động cơ
• 5.5. THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN TRỤC VITME, ĐỘNG CƠ CỤM TRỤC X
• 5.5.1. Thiết kế trục X
• 5.5.2. Tính toán vitme trục X
• 5.5.3. Tính toán động cơ trục X
• 5.6. THIẾT KẾ TRỤC Y
• 5.6.1. Thiết kế vitme trục Y
• 5.6.2. Tính toán vitme trục Y
• 5.6.3. Tính Toán cho động cơ
• 5.7. THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN TRỤC Z
• 5.7.1. Thiết kế trục Z
• 5.7.2. Tính toán chọn vitme trục Z
• 5.7.3. Tính toán chọn động cơ trục Z
• 5.7.4. Tính toán chế độ cắt thử nghiệm
• 5.8. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY CNC 3 TRỤC
• 5.8.1. Thiết kế bảng điều khiển và khối hiển thị
• 5.8.2. Thiết kế, thi công tủ điện
• 5.9. MÔ PHỎNG SIMULATION TRONG CREO
• 5.10. GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT
• 6. CHƯƠNG 6: TỔNG KẾT
• 6.2. VỀ PHẦN ĐIỆN VÀ TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN
• 6.3. AN TOÀN LAO ĐỘNG
• 6.4. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỀ TÀI
• 6.6. ĐỀ XUẤT NHỮNG CẢI TIẾN CHO ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Thiết kế máy khắc gỗ CNC tại HCMUTE

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế, chế tạo máy khắc gỗ CNC tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tập trung vào việc chế tạo một máy khắc gỗ CNC nhỏ gọn, chi phí thấp, phù hợp với mục đích học tập, giải trí và sản xuất quy mô nhỏ. Đồ án này phản ánh sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn, thể hiện qua quá trình thiết kế, chế tạo và thử nghiệm máy. Thiết kế máy khắc gỗ được thực hiện một cách khoa học, trải qua các giai đoạn: nghiên cứu, phát triển ý tưởng, thiết kế, tối ưu hóa mô hình, tính toán, mô phỏng, gia công và lắp ráp. Chế tạo máy khắc gỗ nhằm đáp ứng các yêu cầu về kích thước hoạt động, độ chính xác và hiệu quả. Máy khắc gỗ CNC tạo ra có kích thước hoạt động tối đa 300 x 200 x 100 mm, đạt độ chính xác cao. Tuy nhiên, đồ án cũng chỉ ra những hạn chế như rung động trong quá trình hoạt động và một số vấn đề về thẩm mỹ trong lắp ghép.

1.1. Tổng quan về thiết kế và chế tạo

Phần thiết kế máy khắc gỗ bao gồm việc lựa chọn hướng di chuyển cho các trục X, Y, Z, kiểu điều khiển, loại vít me - đai ốc, bộ truyền động và cơ cấu dẫn hướng. Máy khắc gỗ mini trong đồ án sử dụng phần mềm Mach3 để điều khiển. Quá trình thiết kế máy khắc gỗ HCMUTE tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế để đảm bảo độ chính xác, độ bền và khả năng hoạt động ổn định. Các tính toán chi tiết được thực hiện để xác định các thông số kỹ thuật của các bộ phận, bao gồm động cơ, vít me, và các bộ phận dẫn hướng. Nguyên lý hoạt động máy khắc gỗ dựa trên việc điều khiển chính xác chuyển động của các trục để thực hiện quá trình khắc. Phần mềm thiết kế máy khắc gỗ hỗ trợ quá trình mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế. Thiết kế cơ khí máy khắc gỗ được chú trọng về độ bền và chính xác. Vật liệu chế tạo máy khắc gỗ được lựa chọn phù hợp để đảm bảo chất lượng và chi phí. Thiết kế và chế tạo máy móc là một phần quan trọng của dự án.

1.2. Phân tích nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Nguyên lý hoạt động máy khắc gỗ dựa trên việc điều khiển ba trục X, Y, Z thông qua phần mềm Mach3. Máy khắc gỗ tự động này cho phép khắc các hình dạng phức tạp với độ chính xác cao. Ứng dụng máy khắc gỗ rất đa dạng, bao gồm chế tạo các sản phẩm thủ công mỹ nghệ, khắc chữ, tạo mẫu, và phục vụ mục đích giáo dục. Lập trình máy khắc gỗ được thực hiện thông qua giao diện phần mềm Mach3. Các loại máy khắc gỗ khác nhau có thể được so sánh về hiệu suất và độ chính xác. Ưu điểm máy khắc gỗ bao gồm kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp và dễ sử dụng. Giải pháp kỹ thuật trong đồ án tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác của máy. An toàn khi sử dụng máy khắc gỗ cũng được xem xét trong thiết kế. Cơ sở lý thuyết về máy CNC được nghiên cứu kỹ lưỡng. Hệ điều khiển máy khắc gỗ là một phần quan trọng đảm bảo hoạt động chính xác.

1.3. Đánh giá kết quả và đề xuất

Đồ án đã thành công trong việc chế tạo máy khắc gỗ CNC đạt được các thông số kỹ thuật đề ra. Máy khắc gỗ CNC 3 trục hoạt động ổn định và đạt độ chính xác cao. Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục như hiện tượng rung động và tính thẩm mỹ của mối ghép. Đề xuất cải tiến bao gồm việc nghiên cứu các giải pháp giảm rung động, nâng cao tính thẩm mỹ và mở rộng tính năng của máy. Xu hướng máy khắc gỗ hiện đại nên được nghiên cứu để áp dụng vào các phiên bản cải tiến. Lợi ích của việc sử dụng máy khắc gỗ được thể hiện rõ ràng qua khả năng tăng năng suất và chất lượng sản phẩm. Công nghệ chế tạo máy được ứng dụng hiệu quả trong đồ án. Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn và hỗ trợ sinh viên hoàn thành đồ án. Nghiên cứu thiết kế máy khắc gỗ đã đạt được kết quả tích cực.