I. Tổng quan
Nghiên cứu về thiết kế thiết bị đo độ bọt cho chi tiết đúc áp lực tại HCMUTE là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ đúc. Đúc áp lực là phương pháp sản xuất có năng suất cao, cho phép tạo ra các chi tiết với hình dạng phức tạp và chất lượng tốt. Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm vẫn còn hạn chế, đặc biệt là trong việc kiểm tra và đo lường độ bọt, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Việc phát triển thiết bị đo độ bọt tự động sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất.
1.1. Mục đích nghiên cứu
Mục đích chính của đề tài là thiết kế và chế tạo thiết bị đo độ bọt cho chi tiết đúc áp lực. Thiết bị này sẽ sử dụng nguyên lý Archimedes để xác định phần trăm độ bọt của chi tiết. Việc này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn hỗ trợ cho ngành sản xuất đúc trong nước phát triển bền vững. Thiết bị sẽ được kết hợp với máy tính để tự động hóa quá trình tính toán, từ đó giảm thiểu sai sót và tăng độ chính xác trong kiểm tra chất lượng sản phẩm.
1.2. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
Nhiệm vụ của đề tài bao gồm việc xác định độ bọt dựa vào nguyên lý Archimedes, thiết kế và chế tạo thiết bị cơ khí, cũng như viết giao diện phần mềm trên Visual Basic để giao tiếp với máy tính qua cổng COM (RS-232). Giới hạn của đề tài là chỉ dừng lại ở việc xác định độ bọt của chi tiết đúc có khối lượng nhỏ hơn 3 kg, nhằm đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong nghiên cứu.
II. Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về đúc áp lực và các phương pháp kiểm tra độ bọt. Đúc áp lực là phương pháp chế tạo vật đúc có năng suất cao, với độ chính xác và độ bóng bề mặt rất tốt. Tuy nhiên, chất lượng vật đúc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng gia công khuôn, độ kín giữa các nửa khuôn và tính ổn định của quá trình công nghệ. Việc kiểm tra độ bọt là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm, và các phương pháp như Archimedes, kiểm tra độ cứng và máy quét điện tử được đề cập trong nghiên cứu.
2.1. Nguyên lý làm việc của đúc áp lực
Nguyên lý làm việc của đúc áp lực bao gồm ba giai đoạn: giai đoạn rót, giai đoạn điền đầy khuôn và giai đoạn làm nguội. Kim loại lỏng được rót vào buồng ép và được ép vào khuôn dưới áp suất cao. Quá trình này diễn ra rất nhanh, chỉ trong vài phần mười giây. Chất lượng vật đúc được đánh giá qua độ chính xác về kích thước, độ bóng bề mặt, độ sít chặt và cơ tính. Việc kiểm tra độ bọt là một phần quan trọng trong quy trình này.
2.2. Các phương pháp kiểm tra độ bọt
Có nhiều phương pháp để kiểm tra độ bọt của chi tiết đúc, trong đó phương pháp Archimedes là phổ biến nhất. Phương pháp này dựa trên nguyên lý lực đẩy của chất lỏng để xác định thể tích bọt khí trong chi tiết. Ngoài ra, các phương pháp khác như kiểm tra độ cứng và máy quét điện tử cũng được sử dụng để đánh giá chất lượng vật đúc. Việc áp dụng các phương pháp này sẽ giúp nâng cao độ chính xác trong kiểm tra và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
III. Thiết kế và chế tạo thiết bị
Chương này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo thiết bị đo độ bọt. Thiết bị được thiết kế với các thành phần cơ khí và điện tử, bao gồm cân điện tử và hệ thống giao tiếp với máy tính. Việc sử dụng phần mềm Visual Studio để lập trình giao diện và xử lý dữ liệu là một phần quan trọng trong quá trình phát triển thiết bị. Thiết bị sẽ tự động tính toán phần trăm độ bọt dựa trên dữ liệu từ cân điện tử, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong kiểm tra chất lượng sản phẩm.
3.1. Mô hình thiết kế
Mô hình thiết kế thiết bị đo độ bọt được xây dựng dựa trên nguyên lý Archimedes. Thiết bị bao gồm các thành phần như buồng đo, cân điện tử và hệ thống điều khiển. Mô hình 3D được thiết kế để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong quá trình hoạt động. Các thông số kỹ thuật của thiết bị cũng được xác định để đảm bảo đáp ứng yêu cầu trong kiểm tra độ bọt của chi tiết đúc áp lực.
3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo của thiết bị bao gồm các bộ phận chính như buồng đo, cảm biến và hệ thống điều khiển. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc đo lường lực đẩy của chi tiết trong môi trường chất lỏng. Khi chi tiết được đặt trong buồng đo, lực đẩy sẽ được cảm biến và truyền về máy tính để xử lý. Kết quả sẽ được hiển thị trên giao diện phần mềm, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và kiểm tra độ bọt của chi tiết.
