Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quy trình sản xuất các chi tiết đúc cơ khí, công đoạn làm sạch bavia (burr) sau khi lấy vật đúc ra khỏi khuôn là một nguyên công bắt buộc nhằm đảm bảo độ chính xác kích thước, độ an toàn và tính thẩm mỹ trước khi đưa sản phẩm ra thị trường. Tại các doanh nghiệp sản xuất linh kiện cơ khí chính xác như Công ty Cổ phần Tosok hay Nidec Sankyo, việc làm sạch bavia cho chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo phần lớn vẫn được tiến hành bằng các phương pháp thủ công như sử dụng dũa, dao cạo gọt hoặc chổi cước. Phương thức gia công này đòi hỏi nhiều nhân công, thời gian xử lý kéo dài, năng suất thấp và độ đồng đều bề mặt vết cắt không cao, tạo nên điểm nghẽn trong chuỗi sản xuất hàng loạt.
Trước nhu cầu gia tăng sản lượng linh kiện khung quạt làm mát động cơ servo tại thị trường Việt Nam, việc cơ khí hóa và bán tự động hóa nguyên công cắt bavia là giải pháp cần thiết nhằm nâng cao năng suất, hạ giá thành sản phẩm và nâng cao năng lực cạnh tranh. Đề tài "Nghiên cứu, thiết kế máy cắt bavia chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán công nghệ này.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định gồm 6 nội dung cụ thể:
- Tìm hiểu kết cấu, chức năng của chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo;
- Khảo sát, phân tích các phương pháp làm sạch bavia hiện hành trong sản xuất cơ khí;
- Nghiên cứu, so sánh và lựa chọn phương án cắt bavia ở trạng thái nguội hoặc trạng thái nóng;
- Thực nghiệm mô phỏng số để xác định lực cắt bavia cần thiết;
- Đề xuất cơ cấu định vị, kẹp chặt và cơ cấu dập cắt bavia phù hợp;
- Tính toán, thiết kế chi tiết cụm kết cấu cơ khí và mạch điều khiển khí nén cho máy cắt bavia.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo dạng hình hộp vuông có kích thước bao $126 \times 126\text{ mm}$, chiều cao $37\text{ mm}$, được chế tạo bằng hợp kim nhôm A1050; phần bavia đúc cần cắt bỏ có chiều dày $S = 1\text{ mm}$.
- Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các công nghệ làm sạch bavia; tính toán động học và động lực học cơ cấu dập cắt; ứng dụng phần mềm SolidWorks 2014 để mô phỏng lực cắt, phân tích ứng suất và biến dạng của kết cấu đầu dập và khung máy; thiết kế hệ thống điều khiển dẫn động bằng khí nén.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của đề tài dựa trên nguyên lý gia công cơ học dập cắt vật liệu kim loại và các công nghệ làm sạch bề mặt chi tiết đúc. Quá trình dập cắt bavia thực chất là quá trình tách một phần vật liệu thừa ra khỏi chi tiết gia công thông qua tác động của áp lực lưỡi cắt, diễn ra qua 3 giai đoạn: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và cắt đứt hoàn toàn. Trong đó, việc lựa chọn vật liệu làm dao cắt, góc cắt và khe hở giữa các mép cắt đóng vai trò quyết định đến chất lượng bề mặt cắt và độ bền của dụng cụ. Vật liệu lưỡi cắt được xác định là thép hợp kim SKD 61 theo tiêu chuẩn JIS G4404 (1983), kết hợp công nghệ nhiệt luyện tôi - ram và hóa nhiệt luyện thấm ni-tơ xung plasma (Plasma Nitriding) nhằm gia tăng độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn.
Phương pháp nghiên cứu được triển khai kết hợp giữa lý thuyết, khảo sát thực tế và mô phỏng số:
- Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Thu thập và hệ thống hóa các tài liệu chuyên ngành về công nghệ đúc, công nghệ dập nguội, khí nén và tự động hóa quá trình sản xuất.
- Phương pháp khảo sát thực nghiệm sản xuất: Thu thập dữ liệu thực tế về quy trình loại bỏ bavia bằng tay, đo đạc kích thước phôi và nhịp sản xuất tại nhà máy.
- Phương pháp tính toán giải tích: Sử dụng các công thức giải tích cơ học để xác định lực dập cắt, diện tích làm việc của piston và lựa chọn đường kính xi lanh khí nén.
- Phương pháp mô phỏng phần tử hữu hạn (FEA): Ứng dụng mô đun Simulation trên phần mềm SolidWorks 2014 để phân tích trường ứng suất tương đương von Mises, chuyển vị và phân bố hệ số an toàn của chi tiết gia công, đầu dập và khung máy.
Nguồn dữ liệu của đề tài bao gồm các thông số hình học và cơ tính của hợp kim nhôm A1050, thông số kỹ thuật của thiết bị công nghiệp (máy nén khí Puma, xi lanh khí nén SMC MGQM Series), tiêu chuẩn thép làm khuôn SKD 61 và dữ liệu thực tế tại dây chuyền sản xuất của Công ty Tosok.
| Phương pháp làm sạch bavia |
Nguyên lý hoạt động |
Ưu điểm chính |
Nhược điểm chính |
| Điện hóa (ECM) |
Hòa tan anod kim loại tại các mép, góc nhọn trong bể điện phân hoặc phun dung dịch điện cực. |
Tốc độ cắt không phụ thuộc độ cứng phôi; xử lý được bề mặt phức tạp, năng suất cao. |
Chi phí thiết bị cao; dung dịch gây ăn mòn, ô nhiễm môi trường; nguy cơ cháy nổ hydro. |
| Phun bi hạt thép |
Bắn hạt bi thép cỡ nhỏ ($0.2\text{ mm}$) với vận tốc cao bằng cánh văng ly tâm hoặc khí nén. |
Làm sạch đồng đều đa điểm; không cần đồ gá phức tạp đối với dạng thùng quay/băng tải. |
Dễ gây xước bề mặt chi tiết; giới hạn kích thước chi tiết; không phù hợp yêu cầu độ bóng cao. |
| Tia nước áp lực cao |
Phun tia nước áp lực cực cao ($\ge 1800\text{ bar}$) trực tiếp vào vùng có bavia. |
Giảm $98%$ chất thải rắn, $100%$ không ô nhiễm khí quyển; thân thiện với môi trường. |
Chi phí đầu tư rất lớn ($3 - 4\text{ tỷ đồng}$/máy 3 vòi); yêu cầu công nhân đào tạo chuyên sâu. |
| Thủ công |
Dùng công cụ cầm tay (dũa, dao cạo bavia, chổi cước) gọt cắt bằng lực tay. |
Chi phí dụng cụ rất thấp; chiếm ít diện tích xưởng; linh hoạt với nhiều góc cạnh. |
Năng suất thấp; tốn nhiều nhân công; chất lượng vết cắt không đồng đều; khó tăng quy mô. |
Thiết kế và triển khai
Căn cứ vào kết quả tính toán động lực học và mô phỏng số, hệ thống máy cắt bavia chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo được thiết kế hoàn chỉnh bao gồm hệ thống cấp nguồn khí nén, cụm cơ cấu dập cắt cơ khí, bộ đồ gá định vị và mạch điều khiển khí nén.
Thông số kỹ thuật của các cụm thiết bị và chi tiết cơ khí chính:
| Cụm kết cấu / Thiết bị |
Thông số kỹ thuật / Vật liệu chế tạo |
Kết quả tính toán, kiểm nghiệm |
| Máy nén khí cấp nguồn (PUMA PK 1090) |
Công suất $1\text{ HP}$ ($0.75\text{ kW}$); Áp suất làm việc $8\text{ kg/cm}^2$ ($0.785\text{ MPa}$); Lưu lượng $185\text{ l/phút}$; Bình chứa $88\text{ l}$. |
Cung cấp đủ áp suất và lưu lượng khí nén ổn định cho chu trình hoạt động của xi lanh. |
| Cơ cấu chấp hành (Xi lanh khí nén) |
Loại xi lanh dẫn hướng dạng compact: SMC MGQM Series; Đường kính nòng $\varnothing 63\text{ mm}$; Chiều dài hành trình $100\text{ mm}$. |
Tạo lực dập định mức đạt $F_d = 2300\text{ N}$ với áp suất làm việc quy chuẩn $P = 0.785 - 0.875\text{ MPa}$. |
| Cụm đầu dập |
Vật liệu thép kết cấu carbon CT3; Giới hạn chảy $\sigma_y = 4.285 \times 10^8\text{ N/m}^2$; Môđun trượt $G = 8 \times 10^{10}\text{ N/m}^2$. |
Mô phỏng SolidWorks chịu lực dập $2300\text{ N}$; Hệ số an toàn nhỏ nhất đạt $37.1$, đảm bảo độ cứng vững. |
| Khung máy |
Thép C45 kết hợp thép hộp vuông $25 \times 1.4\text{ mm}$ và thép góc V $25 \times 25 \times 4\text{ mm}$; Giới hạn chảy $\sigma_y = 6.28 \times 10^8\text{ N/m}^2$. |
Mô phỏng SolidWorks chịu tải dập $2300\text{ N}$; Hệ số an toàn phân bố từ $0.615$ đến $546847$. |
| Lưỡi dao cắt và đồ gá |
Thép hợp kim SKD 61 (JIS G4404); Thành phần: C $0.32-0.42%$, Si $0.8-1.2%$, Cr $4.5-5.5%$, Mo $1-1.5%$, V $0.8-1.2%$. |
Tôi trong dầu nóng $950-1100^\circ\text{C}$ đạt độ cứng lõi $48-53\text{ HRC}$; Thấm nitơ bề mặt đạt độ cứng $62-65\text{ HRC}$. |
Hệ thống điều khiển khí nén được thiết lập theo sơ đồ nguyên lý: Khí nén từ máy nén Puma đi qua van điều chỉnh áp suất nhằm duy trì áp suất vận hành định mức, sau đó đi qua bộ lọc khí ly tâm để tách nước và cặn bẩn. Nguồn khí sạch tiếp tục được dẫn vào van điện từ đảo chiều $5/2$. Khi người vận hành nhấn nút điều khiển trên bảng điều khiển, tín hiệu điện kích hoạt cuộn coil của van điện từ $5/2$, cấp khí vào khoang trên của xi lanh MGQM $\varnothing 63\text{ mm}$ để đẩy đầu dập đi xuống, thực hiện hành trình cắt đứt bavia khỏi khung quạt. Sau khi hoàn thành hành trình dập, van đảo trạng thái để cấp khí vào khoang dưới, rút xi lanh và đầu dập về vị trí ban đầu.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu
Chương mở đầu trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ thực trạng gia công bavia thủ công năng suất thấp tại nhà máy sản xuất linh kiện, làm rõ ý nghĩa khoa học trong việc hoàn thiện quy trình thiết kế chế tạo máy chuyên dùng và ý nghĩa thực tiễn trong việc tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm. Tác giả xác định 6 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, xác lập đối tượng nghiên cứu là chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo kích thước $126 \times 126 \times 37\text{ mm}$ (vật liệu nhôm A1050), đồng thời xây dựng phương pháp luận và kết cấu 6 chương của đồ án tốt nghiệp.
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 2 giới thiệu tổng quan về chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo với các dạng quy cách kích thước phổ biến trên thị trường ($120 \times 120 \times 38\text{ mm}$, $120 \times 120 \times 25\text{ mm}$, $135 \times 135 \times 25\text{ mm}$, $92 \times 92 \times 38\text{ mm}$), sử dụng nguồn điện DC $50\text{ V}$, giữ chức năng tản nhiệt duy trì độ bền cho động cơ servo. Tác giả tổng thuật các công trình nghiên cứu xử lý bavia trong và ngoài nước, chỉ ra rằng các công nghệ tiên tiến (điện hóa, tia nước áp lực cao) có chi phí đầu tư quá cao so với điều kiện của các doanh nghiệp vừa và nhỏ, qua đó khẳng định sự cần thiết của việc nghiên cứu máy dập cắt cơ khí chuyên biệt cho chi tiết đúc cụ thể.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết
Chương 3 đi sâu phân tích tầm quan trọng của chất lượng xử lý bavia đối với ngoại quan và độ chính xác của sản phẩm cơ khí. Nội dung chương mô tả chi tiết nguyên lý, sơ đồ cấu tạo, ưu điểm và nhược điểm của 4 nhóm phương pháp làm sạch bavia hiện nay: phương pháp gia công điện hóa (tẩy bavia trong bể điện phân và đánh bavia trên thành phẩm), công nghệ phun bi hạt thép (máy phun bi kiểu treo, kiểu băng tải, kiểu thùng quay, kiểu băng tải con lăn), phương pháp gia công thủ công bằng dụng cụ cầm tay và công nghệ cắt bavia bằng tia nước áp lực cao ($\ge 1800\text{ bar}$).
Chương 4: Phương hướng và các giải pháp
Chương 4 tập trung giải quyết bài toán lựa chọn công nghệ cắt bavia thông qua việc thiết lập hai phương án gia công và kiểm nghiệm bằng phần mềm mô phỏng:
- Phương án 1 (Cắt bavia ở trạng thái nguội): Chi tiết nhôm A1050 ở nhiệt độ môi trường, tổng lực cắt tác dụng $F = 2300\text{ N}$ ($230\text{ kg}$). Kết quả phân tích SolidWorks cho thấy ứng suất tương đương cực đại đạt $7.246 \times 10^7\text{ N/m}^2$, chuyển vị lớn nhất đạt $0.0174\text{ mm}$, biến dạng tương đối cực đại là $0.001188$.
- Phương án 2 (Cắt bavia ở trạng thái nóng): Chi tiết được cắt ngay sau khi ra khỏi khuôn đúc ở nhiệt độ vùng cắt $t = 80^\circ\text{C}$, tổng lực cắt tác dụng $F = 400\text{ N}$. Kết quả phân tích cho thấy ứng suất tương đương cực đại đạt $1.265 \times 10^8\text{ N/m}^2$, chuyển vị lớn nhất là $0.0644\text{ mm}$, biến dạng tương đối cực đại là $0.002708$.
| Thông số mô phỏng (SolidWorks) |
Phương án 1: Cắt nguội |
Phương án 2: Cắt nóng ($80^\circ\text{C}$) |
| Tổng lực cắt tác dụng ($F$) |
$2300\text{ N}$ ($230\text{ kg}$) |
$400\text{ N}$ |
| Ứng suất tương đương cực đại |
$7.24603 \times 10^7\text{ N/m}^2$ |
$1.26525 \times 10^8\text{ N/m}^2$ |
| Chuyển vị lớn nhất (Displacement) |
$0.0174291\text{ mm}$ |
$0.0644129\text{ mm}$ |
| Biến dạng tương đối cực đại (Strain) |
$0.00118883$ |
$0.00270822$ |
Mặc dù phương án cắt nóng đòi hỏi lực cắt nhỏ hơn đáng kể do độ bền của vật liệu giảm ở nhiệt độ cao, tác giả quyết định lựa chọn Phương án 1 (cắt nguội) làm giải pháp tối ưu nhằm giải quyết triệt để vấn đề giải tỏa phôi đúc, tránh hiện tượng ùn ứ sản phẩm khi nhịp dập cắt không đồng bộ kịp thời với nhịp tháo khuôn đúc.
Chương 5: Đề xuất công nghệ, thiết bị cắt bavia chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo
Chương 5 là nội dung trọng tâm của đồ án, trình bày toàn bộ quá trình tính toán, thiết kế và kiểm nghiệm máy cắt bavia:
- Xác định lực dập định mức $F_d = 2300\text{ N}$ từ kết quả mô phỏng Phương án 1.
- Tính toán và lựa chọn thiết bị khí nén: Chọn máy nén khí Puma PK 1090 ($1\text{ HP}$, $8\text{ kg/cm}^2$), tính diện tích làm việc của piston và chọn xi lanh dẫn hướng MGQM đường kính nòng $D = 63\text{ mm}$, hành trình $100\text{ mm}$.
- Thiết kế và mô phỏng kiểm nghiệm đầu dập (vật liệu thép CT3) với hệ số an toàn đạt $37.1$.
- Thiết kế và mô phỏng kiểm nghiệm khung máy (vật liệu thép C45, thép hộp vuông $25 \times 1.4\text{ mm}$ và thép V $25 \times 25 \times 4\text{ mm}$).
- Thiết kế bộ đồ gá định vị chi tiết và lưỡi dao cắt bằng thép SKD 61, xác định chế độ nhiệt luyện tôi ở $950 - 1100^\circ\text{C}$ trong dầu nóng để đạt độ cứng lõi $48 - 53\text{ HRC}$ và thấm nitơ xung plasma bề mặt đạt $62 - 65\text{ HRC}$ (bề mặt đồ gá đạt $40 - 42\text{ HRC}$).
- Thiết lập sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển khí nén sử dụng van điều áp, bộ lọc khí ly tâm và van điện từ đảo chiều $5/2$.
Chương 6: Kết luận và kiến nghị
Chương cuối tổng kết các kết quả đạt được của đồ án tốt nghiệp, khẳng định mô hình thiết kế máy cắt bavia chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về lực dập, tính bền kết cấu và tính khả thi trong việc thay thế nhân công thủ công. Tác giả đồng thời nêu các kiến nghị về việc chế tạo mẫu thử nghiệm thực tế và hoàn thiện hệ thống cấp phôi tự động.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu thiết kế kỹ thuật với những kết quả định lượng cụ thể:
- Xác định chính xác lực cắt bavia cần thiết cho chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo bằng hợp kim nhôm A1050 (chiều dày bavia $1\text{ mm}$) thông qua mô phỏng phần tử hữu hạn: Lực cắt nguội $F = 2300\text{ N}$ và lực cắt nóng $F = 400\text{ N}$.
- Lựa chọn thành công phương án công nghệ cắt bavia ở trạng thái nguội, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí mặt bằng sản xuất và quản lý dòng chảy vật tư trong nhà xưởng mà không bị phụ thuộc vào thời gian nguội của phôi đúc.
- Xác lập cấu hình thiết bị khí nén phù hợp: Xi lanh dẫn hướng compact SMC MGQM $\varnothing 63\text{ mm}$, hành trình $100\text{ mm}$, kết hợp máy nén khí Puma PK 1090 công suất $1\text{ HP}$, áp suất làm việc $8\text{ kg/cm}^2$.
- Kiểm nghiệm độ bền tĩnh của kết cấu cơ khí trên SolidWorks 2014, chứng minh đầu dập bằng thép CT3 (hệ số an toàn $37.1$) và kết cấu khung bằng thép C45 đáp ứng đầy đủ khả năng chịu tải dập $2300\text{ N}$.
- Đề xuất quy trình công nghệ chế tạo dao cắt sử dụng thép SKD 61 kết hợp tôi dầu và thấm nitơ xung plasma, đảm bảo độ cứng làm việc $62 - 65\text{ HRC}$ chống mài mòn mép cắt.
Đóng góp của đồ án:
Đề tài cung cấp giải pháp kỹ thuật khả thi nhằm cơ khí hóa một nguyên công vốn phụ thuộc hoàn toàn vào lao động thủ công tại các nhà máy sản xuất linh kiện đúc nhôm. Kết quả nghiên cứu giúp rút ngắn thời gian nguyên công, nâng cao năng suất cắt bavia, loại bỏ sai số do thao tác tay của công nhân và cải thiện điều kiện an toàn lao động trong sản xuất công nghiệp.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của nghiên cứu:
- Đồ án mới dừng lại ở mức độ tính toán lý thuyết, thiết kế bản vẽ kỹ thuật 2D/3D và kiểm nghiệm mô phỏng số bằng phần tử hữu hạn trên phần mềm SolidWorks 2014; chưa tiến hành chế tạo mô hình thực nghiệm vật lý thực tế để kiểm chứng độ bền mỏi, độ rung động và độ mài mòn thực tế của mép cắt dao SKD 61 qua chu kỳ làm việc lâu dài.
- Quá trình nạp chi tiết vào đồ gá và lấy chi tiết ra khỏi khuôn dập vẫn cần sự can thiệp của thao tác tay người vận hành, chưa tích hợp hệ thống tự động hóa hoàn toàn.
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tiến hành chế tạo thử nghiệm mô hình thực tế của máy cắt bavia theo các thông số thiết kế đã tính toán để đánh giá độ chính xác vết cắt và độ bền của cơ cấu trong điều kiện sản xuất thực tế.
- Nghiên cứu thiết kế bổ sung cơ cấu cấp phôi và tháo sản phẩm tự động (sử dụng tay gắp khí nén hoặc cơ cấu gạt phôi tự động) nhằm nâng cao mức độ tự động hóa của máy.
Giá trị tham khảo
Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật đối với:
- Sinh viên các ngành Công nghệ Chế tạo máy, Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế máy, Đồ gá, Công nghệ dập nguội hoặc đồ án tốt nghiệp liên quan đến thiết kế máy chuyên dùng.
- Kỹ sư thiết kế cơ khí và kỹ thuật viên chế tạo khuôn mẫu cần tham khảo quy trình tính toán lực cắt bavia chi tiết đúc nhôm, phương pháp chọn thiết bị khí nén công nghiệp và quy trình xử lý nhiệt luyện thép SKD 61 thấm nitơ.
- Các tiểu mục đáng tham khảo nhất bao gồm: Phương pháp mô phỏng số xác định lực cắt và ứng suất trên SolidWorks Simulation (Chương 4), phương pháp tính chọn đường kính xi lanh khí nén và thiết kế công nghệ chế tạo dao dập cắt bavia (Chương 5).
Câu hỏi thường gặp
1. Vì sao tác giả lựa chọn phương án cắt bavia ở trạng thái nguội dù lực dập cần thiết ($2300\text{ N}$) lớn hơn nhiều so với trạng thái nóng ($400\text{ N}$)?
Cắt bavia ở trạng thái nóng ($80^\circ\text{C}$) có ưu điểm là lực cản cắt nhỏ do ứng suất bền của nhôm giảm, nhưng bắt buộc chi tiết phải được đưa vào máy dập ngay sau khi ra khỏi khuôn đúc. Trong điều kiện sản xuất hàng loạt, nếu nhịp cắt bavia không theo kịp nhịp đúc thì các chi tiết bị nguội sẽ không thể gia công được. Phương án cắt nguội với lực $2300\text{ N}$ giúp doanh nghiệp chủ động hoàn toàn về thời gian sản xuất, xử lý linh hoạt lượng sản phẩm tồn đọng mà không làm gián đoạn dây chuyền.
2. Vật liệu và yêu cầu công nghệ nhiệt luyện đối với lưỡi dao cắt bavia được đề xuất như thế nào?
Lưỡi dao cắt được thiết kế bằng thép hợp kim SKD 61 (theo tiêu chuẩn JIS G4404). Lõi dao được nhiệt luyện tôi trong môi trường dầu nóng ở dải nhiệt độ $950 - 1100^\circ\text{C}$ để đạt độ cứng $48 - 53\text{ HRC}$. Nhằm tăng khả năng chống mài mòn, bề mặt dao được thấm nitơ xung plasma trong lò chân không (điện áp xấp xỉ $600\text{ V}$) để đạt độ cứng bề mặt $62 - 65\text{ HRC}$.
3. Cơ sở nào để tác giả lựa chọn xi lanh khí nén SMC đường kính $D = 63\text{ mm}$?
Với lực cắt dập nguội yêu cầu là $F_d = 2300\text{ N}$ và nguồn khí nén làm việc của máy nén khí Puma PK 1090 có áp suất $P = 0.785 - 0.875\text{ MPa}$, diện tích tác dụng hữu ích của piston được tính toán theo công thức $A = F_d / P$. Kết quả tính toán giải tích cho ra đường kính piston xấp xỉ $60\text{ mm}$, do đó tác giả lựa chọn dòng xi lanh tiêu chuẩn thương mại Compact guide cylinder series MGQM có đường kính nòng tiêu chuẩn $D = 63\text{ mm}$ và hành trình $100\text{ mm}$ để đảm bảo lực dập dư tải an toàn.
4. Kết quả kiểm nghiệm mô phỏng bền trên SolidWorks 2014 đối với cụm đầu dập và khung máy đạt được thông số gì?
Dưới tác dụng của lực dập $2300\text{ N}$, cụm đầu dập bằng thép CT3 có hệ số an toàn nhỏ nhất đạt $37.1$, chứng minh kết cấu đầu dập làm việc an toàn và không bị biến dạng nguy hiểm. Khung máy chế tạo từ thép C45 (kết hợp thép hộp vuông $25 \times 1.4\text{ mm}$ và thép V $25 \times 25 \times 4\text{ mm}$) có hệ số an toàn phân bố từ $0.615$ đến $546847$, đảm bảo độ cứng vững khi máy làm việc.
5. Chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo trong nghiên cứu có các đặc tính vật liệu và hình học cụ thể nào?
Chi tiết có dạng khung hộp vuông kích thước $126 \times 126\text{ mm}$, chiều cao $37\text{ mm}$, được chế tạo bằng hợp kim nhôm A1050 (khối lượng riêng $2700\text{ kg/m}^3$). Chiều dày phần bavia đúc cần cắt bỏ là $S = 1\text{ mm}$.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế máy cắt bavia chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo" đã giải quyết trọn vẹn bài toán cơ khí hóa nguyên công làm sạch bavia cho chi tiết đúc nhôm A1050 chuyên dụng. Bằng việc kết hợp tính toán giải tích cơ học, mô phỏng số phần tử hữu hạn trên phần mềm SolidWorks 2014 và thiết kế hệ thống điều khiển khí nén công nghiệp, tác giả đã xây dựng được một giải pháp thiết bị có độ tin cậy kỹ thuật cao và tính an toàn kết cấu vững chắc. Kết quả nghiên cứu là nền tảng kỹ thuật hữu ích phục vụ việc chế tạo thiết bị thực tế nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm tại các doanh nghiệp chế tạo cơ khí.
