CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ống là một sản phẩm được dùng phổ biến với các hình dáng đa dạng và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay của chúng ta. Các sản phẩm ống được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ những chi tiết đơn giản như cổng, cửa sổ, bàn, ghế,…đến các hệ thống lớn như ống dẫn khí, dẫn hóa chất,… Trên thế giới, ống được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như các nhà máy công nghiệp, các công trình xây dựng, trang trí nội thất, đa dạng về chủng loại và cơ tính. Vì thế, việc tạo ra máy uốn ống giúp định hình phù hợp với nhu cầu công việc là vô cùng quan trọng.
Trên thị trường Việt Nam cũng đã xuất hiện nhiều loại máy khác nhau, đa số là sản phẩm được nhập khẩu từ nước ngoài nên giá thành còn rất cao. Nhu cầu của khách hàng lại đa dạng nên việc chế tạo được máy uốn ống hexapod ở trong nước sẽ giúp cho sử dụng sản phẩm được tăng mạnh không chỉ trong nước mà cả ngoài nước, đồng thời tăng vị thế cạnh tranh của thị trường nước ngoài trong lĩnh vực công nghiệp. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Trong xu thế công nghiệp hóa - hiện đại hóa của thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển mạnh mẽ. Việt Nam ta là nước đang phát triển nên những nghành đi đầu như công nghiệp cần ứng dụng những sáng tạo khoa học kỹ thuật và cơ sở hạ tầng để góp phần nâng cao năng suất lao động, thay thế dần sức lao động của con người.
Các sản phẩm ống được dùng phổ biến với các kiểu dáng đa dạng và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hiện nay của chúng ta, trong nhiều lĩnh vực, từ những chi tiết đơn giản như cổng, cửa sổ, bàn, ghế,…đến các hệ thống lớn như ống dẫn khí, dẫn hóa chất,… Hiện nay trên thế giới, máy uốn ống được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng. Việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu rất cần thiết. Trên thế giới đã có nhiều loại máy uốn khác nhau, từ thủ công, bán tự động cho đến tự động NC và CNC với các bán kính khác nhau rất đa dạng, nhưng vẫn còn một số hạn chế về quỹ đạo truyền động phức tạp. 1 Nhìn chung Việt Nam đã có một vài đề tài nghiên cứu về cấu tạo máy uốn ống phải kể đến như “Nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống 3D CNC”, đây là một đề tài nghiên cứu và chế tạo máy uốn ống CNC 3D có khả năng uốn được ống có nhiều bán kính khác nhau mà không cần thay đổi dụng cụ.
Máy được nghiên cứu và thiết kế để chế tạo phục vụ nhu cầu của thị trường về gia công tạo hình. Mặt khác mô hình đã đóng góp một phần vào sự phát triển mạnh mẽ trong công cuộc nghiên cứu và phục vụ thí nghiệm, đào tạo trong các trường đại học cũng như mở rộng tầm ảnh hưởng của công nghệ uốn ống 3D cho nước nhà. Ngày nay, việc sử dụng ống ngày càng trở nên phổ biến bởi tính linh hoạt, đa dạng và cơ tính mà nó mang lại. Nhưng phần lớn các sản phẩm từ ống của nước ta hiện nay đều được nhập khẩu từ nước ngoài.
Các loại máy uốn, tạo hình ống chỉ dừng ở thủ công hoặc bán tự động, kém linh hoạt. Vì vậy, nghiên cứu và chế tạo máy định hình và uốn ống có tính linh hoạt cao góp phần tăng năng suất, đáp ứng nhu cầu của thị trường, tạo điều kiện thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp nước ta là vấn đề vô cùng cấp thiết. Đồng thời cùng với sự định hướng và hướng dẫn của thầy ThS. Trần Thái Sơn, nhóm sinh viên chúng em đã chọn đề tài: “Thực nghiệm khả năng tạo hình ống bằng phương pháp lỗ lệch tâm” làm đề tài cho ĐATN của mình.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài − Kiểm tra thông số 6 trục ảnh hưởng đến khả năng tạo hình ống. − Thực nghiệm uốn ống với nhiều thông số khác nhau. − Ứng dụng vào thực tiễn. − Tạo ra các sản phẩm ống đa dạng.
− Nghiên cứu và cải tiến những điểm còn hạn chế. − Tạo ra tập dữ liệu về các thông số uốn ống. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu − Thực nghiệm, kiểm tra hình dáng, kích thước của ống sau khi uốn.
Phạm vi nghiên cứu − Thực nghiệm uốn ống với đường kính ống D = 10 mm. − Nghiên cứu, kiểm tra, đánh giá hình dáng ống được thực hiện trong khoảng thời gian 5 tháng. Phương pháp nghiên cứu − Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Thu thập, phân tích và biên dịch tài liệu liên quan tới kỹ thuật uốn ống: đảm bảo tính đa dạng, đa chiều và tận dụng được các kết quả của các nghiên cứu mới nhất, phù hợp với nội dung nghiên cứu của đề tài. − Phương pháp phân tích thực nghiệm: Dựa trên các kết quả và thất bại trong thực nghiệm, lựa chọn, thiết kế để được cấu hình thiết bị phù hợp, tối ưu hóa được quy trình thu thập kết quả thí nghiệm.
− Phương pháp phân tích so sánh: Dựa vào các kết quả của quá trình mô phỏng và thực nghiệm so sánh giữa thiết kế của máy uốn ống 6 trục về các yếu tố: năng suất của máy trên một đơn vị thời gian; độ sai số cho phép của sản phẩm. Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp bao gồm 5 chương, trong đó chương 2 trình bày về Cơ sở lý thuyết, chương 3 đề cập đến Cấu tạo và cách vận hành máy uốn ống, chương 4 nói về Chế tạo và quá trình thực nghiệm và chương 5 trình bày về Sử dụng ANN để phân tích kết quả thực nghiệm. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Đại cương về công nghệ uốn ống 2.
Khái niệm Uốn ống là một quá trình cơ học được sử dụng để làm biến dạng tấm kim loại bằng cách sử dụng một quá trình uốn. Uốn ống là một trong những phương pháp có vai trò quan trọng trong thực tế vì việc ứng dụng những sản phẩm uốn mà nó mang lại. Việc ứng dụng công nghệ uốn ống tạo ra nhiều sản phẩm có hình dáng đa dạng, từ đơn giản đến phức tạp. Những vật liệu được sử dụng có thể là thép, inox, đồng,.
Hiện nay, máy uốn ống đã và đang được ứng dụng nhiều trong công nghiệp cả trong lẫn ngoài nước, như trong sản xuất ô tô, xe máy (khung xe, pô xe…), hàng không, các đường ống dẫn dầu,… 2. Lịch sử hình thành và phát triển Lịch sử của việc sản xuất ống được bắt đầu từ việc sử dụng những khúc gỗ rỗng để cung cấp nước cho các thành phố thời trung cổ. Việc sử dụng những ống gang ở Anh và Pháp trở nên phổ biến vào đầu thế kỷ XIX. Những ống thép đúc đầu tiên được tìm thấy ở Philadenphia vào năm 1817 và ở New York vào năm 1832.
Sự phân phối khí cho các đèn khí đảo được tìm thấy đầu tiên ở Anh, người ta đã sử dụng thép tấm cuộn qua con xúc xắc tạo thành ống và hàn mép lại với nhau. Vào năm 1887, đường ống đầu tiên được làm từ thép Bethkhem ở Mỹ. Ống thép có đường hàn đã được sản xuất thử vào giữa thế kỷ XIX bằng nhiều phương tiện khác nhau. Vào đầu thế kỷ XX, ống thép không hàn đã được chấp nhận rộng rãi khi cuộc cách mạng công nghiệp được tiến hành với ngành ô tô, ngành tái lọc dầu, hệ thống các ống dẫn, các giếng dầu, các lò hơi phát điện kiểu cổ.
Sự phát triển của các phương pháp sản xuất ống, cùng với sự phát triển của ngành thép đã tạo ra được những sản phẩm có khả năng chịu được những điều kiện của môi trường như: nhiệt độ, hóa chất, áp suất…[3] 4 Máy uốn là một sản phẩm của ngành cơ khí chế tạo dùng để uốn những phôi liệu thành những sản phẩm có ích cho đời sống của con người. Nó góp phần đáng kể vào việc giảm sức lao động của con người trong quá trình làm ra sản phẩm. Ứng dụng của máy uốn ống − Sản phẩm dùng trong công nghiệp[10]: Trong sản xuất công nghiệp, hầu hết các hệ thống đều được dẫn dầu, dẫn khí đều sử dụng những sản phẩm ống uốn với nhiều kiểu dáng khác nhau, được sử dụng rộng rãi trong các ngành đóng tàu, hàng hải… Ngành vận tải đường ống có vai trò quan trọng trong việc dẫn dầu, dẫn khí,… cũng như góp phần tiết kiệm ngân sách trong việc vận chuyển và sản xuất. Ứng dụng trong công nghiệp [10] 5 − Sản phẩm dùng trong hệ thống máy móc tự động[10]: Ngành ô tô là một trong những ngành sử dụng hệ thống máy móc tự động.
Các hệ thống máy móc trong xe sử dụng nhiều sản phẩm ống được uốn với nhiều kích thước và hình dáng từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến cầu kỳ phức tạp để kết nối với các chi tiết trong động cơ. Việc sử dụng các sản phẩm ống uốn giúp động cơ của máy được thiết kế gọn gàng, khép kín nhằm giúp tăng hiệu quả làm việc của động cơ. Ứng dụng trong các hệ thống máy tự động [10] − Sản phẩm dùng trong ngành kiến trúc[10]: Hiện nay, yếu tố chính trong việc xây dựng một công trình kiến trúc là yếu tố thẩm mỹ. Do đó, những công trình kiến trúc bằng kim loại dần dần được phổ biến.
Máy uốn ống có thể giúp cho việc thiết kế xây dựng trở nên thẩm mỹ hơn với những sản phẩm uốn tinh tế và đẹp mắt. Ứng dụng trong ngành kiến trúc [10] 6 − Sản phẩm dùng trong hàng không[10]: Các hệ thống sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ có cấu tạo cực kỳ phức tạp, cần độ chính xác cũng như không gian thiết kế gọn gàng nên cần những vật liệu có hình dáng đa dạng để tối ưu hóa hệ thống. Máy uốn ống chính là sự lựa chọn hoàn hảo và không thể thiếu trong việc hoàn thành những động cơ này. Ứng dụng trong hàng không[10] − Sản phẩm dùng trong sinh hoạt[10]: Các sản phẩm được nhìn thấy hàng ngày như bàn, ghế, ban công,… đa số đều được tạo ra từ các ống được uốn bằng máy uốn ống.
Hầu hết vật liệu dùng để thiết kế các đồ dùng trong sinh hoạt là inox vì tính thẩm mỹ và cơ tính của nó.