I. Thiết kế máy phay chuyên dụng
Đồ án tốt nghiệp tập trung vào thiết kế máy phay chuyên dụng cho gia công kềm cắt da. Mục tiêu chính là nâng cao năng suất và độ chính xác trong quá trình sản xuất, khắc phục hạn chế của phương pháp gia công thủ công truyền thống. Đề tài đặt ra giải pháp thiết kế máy phay bán tự động, sử dụng hệ thống thủy lực khí nén để điều khiển, nhằm giảm thời gian gia công và số lượng công nhân cần thiết. Các khía cạnh thiết kế bao gồm lựa chọn vật liệu, tính toán lực cắt, thiết kế chi tiết máy, và lập trình điều khiển. Thiết kế sản phẩm được thực hiện dựa trên nghiên cứu kỹ lưỡng các phương án gia công khác nhau, nhằm tối ưu hiệu quả sản xuất. Quá trình sản xuất kềm được cải tiến đáng kể nhờ ứng dụng máy phay tự động hoặc bán tự động.
1.1. Gia công kềm và lựa chọn phương án tối ưu
Đồ án đã nghiên cứu kỹ lưỡng các phương án gia công kềm, bao gồm sử dụng máy bào, dao phay đĩa, và dao phay ngón. Mỗi phương án được đánh giá về ưu điểm, nhược điểm, độ chính xác, và khả năng tự động hóa. Cuối cùng, phương án sử dụng dao phay ngón để phay rãnh và dao phay mặt đầu để phay mặt phẳng được chọn lựa vì tính dễ gia công, tự động hóa cao, độ chính xác và độ bóng bề mặt tốt. Gia công cắt gọt kim loại được thực hiện một cách chính xác nhờ việc lựa chọn phương pháp gia công phù hợp. Công nghệ gia công được cập nhật và tối ưu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc lựa chọn phương án tối ưu này trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và chi phí sản xuất. Giải pháp gia công được đề xuất dựa trên phân tích kỹ thuật và kinh nghiệm thực tiễn.
1.2. Thiết kế khuôn mẫu và mô phỏng 3D
Sau khi chọn phương án gia công, thiết kế khuôn mẫu chi tiết được thực hiện. Thiết kế hệ thống bao gồm cụm mâm quay, cụm bàn dao, hệ thống thủy lực khí nén, và tủ điện điều khiển. Bản vẽ kỹ thuật được tạo ra với đầy đủ thông số kỹ thuật. Quá trình thiết kế máy móc được hỗ trợ bởi phần mềm mô phỏng 3D, cho phép kiểm tra và điều chỉnh thiết kế trước khi chế tạo. Mô phỏng gia công giúp tối ưu hóa quá trình gia công và giảm thiểu sai sót. Ứng dụng CAD/CAM trong quá trình thiết kế giúp tăng hiệu quả và độ chính xác của quá trình thiết kế và chế tạo. Phần mềm thiết kế máy móc được sử dụng để tạo ra các mô hình 3D chi tiết và thực hiện mô phỏng quá trình hoạt động của máy.
II. Cơ cấu hoạt động và điều khiển
Máy phay sử dụng hệ thống thủy lực khí nén bán tự động. CNC phay không được sử dụng trong thiết kế này. Cơ cấu hoạt động bao gồm các bước chính: cấp phôi bằng tay, định vị phôi bằng piston khí nén, gia công bằng dao phay, tháo phôi. Lựa chọn dao phay phù hợp với vật liệu gia công (thép không gỉ) và yêu cầu về độ chính xác. Lập trình máy phay được thực hiện để điều khiển quá trình gia công. Hệ thống điều khiển đảm bảo an toàn lao động và vận hành trơn tru. Quản lý chất lượng được tích hợp vào quá trình sản xuất. Độ chính xác gia công cao được đảm bảo thông qua thiết kế và điều khiển chính xác.
2.1. Hệ thống thủy lực khí nén
Hệ thống thủy lực khí nén đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển các chuyển động của máy. Thông số kỹ thuật của các xylanh khí nén và thủy lực được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo lực đẩy đủ mạnh cho quá trình gia công. Tính toán lực sơ bộ cho phép lựa chọn các xylanh có kích thước và thông số phù hợp. Việc sử dụng hệ thống này giúp tự động hóa một phần quá trình gia công, giảm thiểu sự can thiệp thủ công của người vận hành. Thiết kế sơ đồ thủy lực khí nén đảm bảo sự hoạt động ổn định và an toàn của hệ thống. Bảo trì máy móc định kỳ là cần thiết để duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống thủy lực khí nén.
2.2. Hệ thống điều khiển PLC
Hệ thống điều khiển PLC đảm bảo quá trình vận hành tự động của máy. Sơ đồ điều khiển PLC được thiết kế để điều khiển các hoạt động của các xylanh, động cơ, và các thiết bị khác trong máy. An toàn sử dụng thiết bị được đảm bảo thông qua các tính năng an toàn được tích hợp vào hệ thống điều khiển. Quá trình sản xuất được giám sát và kiểm soát chặt chẽ nhờ hệ thống PLC. Việc sử dụng PLC giúp tăng năng suất, độ chính xác và hiệu quả của quá trình gia công. Dịch vụ gia công kềm có thể được cải thiện đáng kể nhờ hệ thống điều khiển này. Cắt da công nghiệp trở nên hiệu quả hơn khi được hỗ trợ bởi hệ thống điều khiển tự động.
III. Đánh giá và ứng dụng
Đồ án này cung cấp một giải pháp thiết kế máy phay chuyên dụng hiệu quả cho gia công kềm cắt da. Máy có khả năng tăng năng suất, giảm chi phí, và nâng cao chất lượng sản phẩm. Năng suất gia công được cải thiện đáng kể so với phương pháp thủ công truyền thống. Giảm thiểu phế phẩm là một lợi ích quan trọng khác. Đổi mới công nghệ trong lĩnh vực gia công kềm là mục tiêu chính của đồ án. Xu hướng gia công hiện đại được áp dụng trong thiết kế này. Chất lượng sản phẩm được đảm bảo thông qua việc lựa chọn vật liệu, phương pháp gia công và hệ thống kiểm soát chất lượng. Phân tích chi phí cho thấy tính kinh tế của giải pháp này. Báo cáo kỹ thuật đầy đủ được cung cấp.
3.1. Phân tích kết quả và đánh giá hiệu quả
Kết quả mô phỏng và thử nghiệm thực tế cho thấy máy phay hoạt động hiệu quả. Độ chính xác gia công đạt yêu cầu kỹ thuật. Thời gian gia công một sản phẩm được rút ngắn đáng kể. Phân tích chi phí sản xuất cho thấy tính kinh tế của giải pháp. Tối ưu hóa thiết kế dựa trên kết quả đánh giá hiệu quả. Kiểm tra chất lượng sản phẩm được thực hiện để đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn. Bền bỉ của sản phẩm được xem xét trong quá trình thiết kế và đánh giá. Nhờ sản xuất kềm hiệu quả, việc đáp ứng nhu cầu thị trường trở nên dễ dàng hơn.
3.2. Ứng dụng thực tiễn và hướng phát triển
Máy phay chuyên dụng này có thể được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất kềm cắt da. Nhà sản xuất kềm sẽ được hưởng lợi từ việc tăng năng suất và giảm chi phí. Cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc hiện thực hóa giải pháp này. Công nghiệp cắt da cũng được hưởng lợi từ việc ứng dụng công nghệ tiên tiến này. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm tự động hóa hoàn toàn quá trình cấp phôi và tích hợp hệ thống kiểm tra chất lượng tự động. Giải pháp gia công có thể được mở rộng cho các loại kềm khác. Tiêu chuẩn chất lượng cần được duy trì và cải thiện liên tục.
