I. Giới thiệu về thiết kế máy cắt bavia
Đề tài nghiên cứu tập trung vào thiết kế máy cắt bavia cho chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo. Hiện nay, công đoạn này chủ yếu thực hiện thủ công, gây tốn kém nhân công và thời gian. Máy cắt bavia tự động hứa hẹn nâng cao năng suất, giảm giá thành sản phẩm, và tăng tính cạnh tranh trên thị trường. Thiết kế máy móc này được thực hiện dựa trên phân tích kỹ lưỡng các phương pháp loại bỏ bavia hiện có, bao gồm cả công nghệ cắt bavia tự động. Mục tiêu chính là tối ưu hóa quá trình sản xuất, đảm bảo chất lượng bề mặt sản phẩm sau khi cắt bavia. Nghiên cứu bao gồm việc lựa chọn vật liệu, thiết kế cơ khí, và mô phỏng 3D để đánh giá hiệu quả thiết kế. An toàn máy móc cũng là một yếu tố quan trọng được xem xét trong quá trình thiết kế.
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Việc cắt bavia khung quạt làm mát động cơ servo hiện nay vẫn thủ công tại công ty Tosok. Nhu cầu cao về sản phẩm này đòi hỏi nâng cao năng suất. Máy cắt bavia là giải pháp tối ưu để tăng năng suất, giảm giá thành, và tăng tính cạnh tranh. Thiết kế máy cắt bavia nhằm tự động hóa quá trình, đáp ứng nhu cầu thị trường và thúc đẩy sản xuất trong nước. Ứng dụng động cơ servo trong máy móc hiện đại đòi hỏi độ chính xác cao trong gia công. Cắt bavia tự động đảm bảo tính thẩm mỹ và chất lượng sản phẩm. Khó khăn hiện tại là thiếu các giải pháp tự động hóa phù hợp, đặc biệt cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Nghiên cứu này hướng đến việc cung cấp một giải pháp hiệu quả và kinh tế.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu thiết kế máy cắt bavia nhằm đạt được các mục tiêu sau: Tìm hiểu chi tiết khung quạt làm mát động cơ servo và các phương pháp loại bỏ bavia. Xác định phương án tối ưu: cắt bavia nguội hay nóng. Thực nghiệm xác định lực cắt bavia cần thiết. Thiết kế cơ cấu cắt bavia tối ưu và đơn giản. Tính toán thiết kế máy cắt bavia bao gồm gia công CNC. Mô phỏng thiết kế bằng phần mềm Solidworks. Đánh giá hiệu quả của thiết kế về năng suất, hiệu quả làm mát, hiệu quả làm mát động cơ, và chi phí. Tối ưu hóa quản lý nhiệt của động cơ servo. Cải tiến thiết kế dựa trên kết quả mô phỏng.
II. Tổng quan nghiên cứu và phương pháp
Chương này trình bày tổng quan về khung quạt làm mát động cơ servo, bao gồm chức năng, cấu tạo và các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước. Phần mềm thiết kế CAD và phần mềm thiết kế CAM được sử dụng để hỗ trợ thiết kế và gia công. Phương pháp nghiên cứu bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích tài liệu, tính toán thiết kế, mô phỏng và đánh giá kết quả. Vật liệu khung quạt được lựa chọn dựa trên các yêu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt, và chi phí. Tính toán nhiệt được thực hiện để đảm bảo hiệu quả làm mát động cơ servo. Phân tích CFD có thể được sử dụng để mô phỏng dòng chảy không khí và hiệu quả làm mát. Tiêu chuẩn thiết kế được tuân thủ để đảm bảo an toàn và độ tin cậy của máy.
2.1 Khung quạt làm mát động cơ servo
Khung quạt làm mát động cơ servo là một chi tiết quan trọng, đảm bảo hoạt động ổn định và tăng tuổi thọ của động cơ. Vật liệu khung quạt phải đáp ứng yêu cầu về độ bền, khả năng chịu nhiệt, và khả năng gia công. Kích thước và hình dạng của khung quạt phụ thuộc vào loại động cơ servo. Quạt tản nhiệt được tích hợp vào khung quạt để làm mát động cơ hiệu quả. Làm mát động cơ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của động cơ servo. Giải pháp làm mát được lựa chọn cần đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Hiệu quả làm mát được đánh giá dựa trên các thông số kỹ thuật như nhiệt độ hoạt động, công suất tiêu thụ, và tuổi thọ động cơ.
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp: Thu thập dữ liệu từ các nguồn khác nhau, bao gồm tài liệu, sách báo, và thực tế sản xuất tại công ty Tosok. Phân tích các phương pháp làm sạch bavia hiện có, bao gồm: làm sạch bavia bằng điện hóa, phun bi, thủ công, và tia nước áp lực cao. Thiết kế và mô phỏng 3D bằng phần mềm Solidworks để đánh giá hiệu quả của thiết kế. Tính toán lực cắt bavia cần thiết cho hai phương án cắt bavia ở trạng thái nguội và nóng. Phân tích ứng suất và biến dạng của các chi tiết máy. Kiểm nghiệm kết quả mô phỏng bằng các phép tính toán và mô hình thực tế. Quy trình sản xuất được lập kế hoạch để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất và giảm chi phí.
III. Thiết kế và tính toán máy cắt bavia
Phần này trình bày chi tiết về thiết kế máy cắt bavia, bao gồm thiết kế bản vẽ kỹ thuật, lựa chọn các bộ phận, và tính toán các thông số kỹ thuật. Máy cắt bavia CNC được xem xét như một giải pháp hiện đại. Cơ cấu cấp liệu và cơ cấu lấy liệu được thiết kế để đảm bảo hiệu quả hoạt động. Thiết kế bệ vững đảm bảo độ ổn định và an toàn trong quá trình vận hành. Phần mềm thiết kế CAM được sử dụng để lập trình cho quá trình gia công. Chi phí sản xuất được ước tính để đánh giá tính khả thi của dự án. Tối ưu hóa thiết kế được thực hiện để giảm thiểu chi phí và nâng cao hiệu quả hoạt động.
3.1 Thiết kế cơ cấu máy
Thiết kế máy cắt bavia bao gồm các phần chính: Cơ cấu cấp liệu tự động. Cơ cấu dẫn hướng và giữ chặt chi tiết. Cơ cấu cắt bavia (có thể sử dụng dao cắt hoặc phương pháp dập cắt). Cơ cấu thu gom bavia. Hệ thống điều khiển (có thể sử dụng PLC hoặc hệ thống điều khiển số). Thiết kế khung máy chắc chắn và ổn định. Thiết kế hệ thống an toàn để bảo vệ người vận hành. Máy cắt bavia tự động cần được thiết kế đơn giản, dễ vận hành và bảo trì. Gia công CNC được sử dụng để chế tạo các chi tiết chính xác. Lựa chọn động cơ servo phù hợp với yêu cầu về tốc độ và lực cắt.
3.2 Tính toán và phân tích
Tính toán lực cắt bavia dựa trên vật liệu của chi tiết và hình dạng bavia. Phân tích ứng suất và biến dạng của các chi tiết máy bằng phần mềm Solidworks. Xác định khe hở tối ưu giữa các dao cắt. Tính toán công suất cần thiết cho động cơ servo. Phân tích hiệu quả làm mát của hệ thống. Đánh giá chi phí sản xuất bao gồm chi phí vật liệu, gia công, và lắp ráp. Phân tích rủi ro và đưa ra các biện pháp khắc phục. Tối ưu hóa thiết kế dựa trên kết quả phân tích và mô phỏng. Báo cáo kỹ thuật đầy đủ các thông số thiết kế, tính toán và kết quả phân tích.
