Thông báo

Tất cả đồ án đều đã qua kiểm duyệt kỹ của chính Thầy/ Cô chuyên ngành kỹ thuật để xứng đáng là một trong những website đồ án thuộc khối ngành kỹ thuật uy tín & chất lượng.

Đảm bảo hoàn tiền 100% và huỷ đồ án khỏi hệ thống với những đồ án kém chất lượng.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thiết kế mô đun cấp dao cho hệ thống thay dao tự động máy CNC

mã tài liệu 300600100065
nguồn huongdandoan.com
đánh giá 5.0
mô tả 500 MB Bao gồm tất cả file thiết kế CAD 2D, thiết kế SolidWorks 3D bản vẽ lắp, và tất cả các chi tiết, clip mô phỏng, thuyết minh, ............ và nhiều tài liệu nghiên cứu và tham khảo liên quan đến LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thiết kế mô đun cấp dao cho hệ thống thay dao tự động máy CNC
giá 989,000 VNĐ
download đồ án

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thiết kế mô đun cấp dao cho hệ thống thay dao

ĐỒ ÁN : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ                    Mã HP:ME4228

       I.            Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế mô đun cấp dao cho hệ thống thay dao tự động

    II.            Số liệu cho trước :

1.Hệ thống thay dao cho máy phay đứng

2.Hệ thống tháo và kẹp dao: dùng xi lanh chuyển đổi khí nén – thủy lực

3.Loại thay dao (TP): KTM (Không tay máy)

4.Nguồn lực di chuyển cụm chứa dao chạy đến trục chính (PO1): KN(Khí nén)

5.Nguồn lực quay cụm chứa dao(PO2):ĐC(Động cơ điện)

6.Số lượng ổ chứa dao : N =16

7.Loại côn gắn chuôi dao :BT40

8.Khối lượng một con dao:M=7 Kg

9.Đường kính lớn nhất của một con dao : Dmax = 80 mm

10.Thời gian thay dao gần nhất : T1 = 3s

11.Thời gian thay dao xa nhất : T 2 = 7s

  1. Nội dung:
  2. Xây dựng sơ đồ động của toàn hệ thống thay dao tự động,trình bày sơ lược về quy trình thiết kế hệ thống thay dao tự động (có thể tham khảo đồ án CĐT1 và lấy công thức tính toán từ đó)
  3. Xây dựng sơ đồ khối thuật toán điều khiển trả dao / lấy dao
  4. Bản vẽ sơ đồ điều khiển điện, khí nén (hoặc thủy lực) phù hợp với yêu cầu của đầu bài
  5. Mô phỏng hoạt động của hệ thống thay dao tự động bằng phần mềm máy tính (tự chọn phần mềm).

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU... 3

CHƯƠNG 1: SƠ ĐỒ ĐỘNG VÀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THAY DAO TỰ ĐỘNG   4

1.1.Xây dựng sơ đồ khối cho toàn hệ thống thay dao tự động. 4

1.1.1.Khái niệm sơ đồ động. 4

1.1.2.Sơ đồ động của toàn hệ thống thay dao tự động. 6

1.2.Quy trình thiết kế hệ thống thay dao tự động với 12 đài dao. 7

1.2.1.Quy trình tính toán thiết kế hệ thống thay dao tự động. 7

1.2.2.Tính toán Đĩa tích dao. 9

1.2.2.1.Xác định các thông số hình học của Đĩa tích dao. 9

1.2.2.2. Tính toán cơ cấu Man cho Đĩa tích dao chứa dao. 15

1.2.2.3. Tính toán và lựa chọn ổ lăn. 24

1.2.2.4. Tính toán trục đỡ Đĩa tích dao. 26

1.2.3.Tính toán hệ thống dẫn động cho hệ thống thay dao. 28

1.2.3.1.Tính toán trục dẫn hướng. 28

CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI THUẬT TOÁN TRẢ DAO/ LẤY DAO.. 36

2.1.Khái niệm sơ đồ khối thuật toán. 36

2.2.Phân tích quá trình trả dao/lấy dao (thay dao). 36

2.3.Sơ đồ khối thuật toán trả dao /lấy dao(thay dao). 37

CHƯƠNG 3.BẢN VẼ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN VÀ KHÍ NÉN.. 43

3.1.Sơ đồ điều khiển Đĩa tích dao di chuyển tịnh tiến để thực hiện nhiệm vụ thay dao. 43

3.2.Sơ đồ điều khiển cơ cấu kẹp dao. 45

3.3.Sơ đồ điều khiển cơ cấu xoay đài dao. 46

CHƯƠNG 4.MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THAY DAO TỰ ĐỘNG BẰNG PHẦN MÊM SOLIDWORK.. 47.

4.1.Giới thiệu về phần mềm Solidwork. 48.

4.2.Quá trình thiết kế mô hình 3D của hệ thống thay dao tự động bằng phần mềm Solidwork. 53.

4.3.Mô phỏng hoạt động của hệ thống thay dao tự động :57.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 58

 

LỜI NÓI ĐẦU

           Hiện nay khoa học kĩ thuật đang phát triển rất nhanh, mang lại nhữg lợi ích cho con người về tất cả những lĩnh vực vật chất và tinh thần. Để nâng cao đời sống nhân dân và hòa nhập với sự phát triển chung của thế giới, Đảng và Nhà nước ta đã đề ra những mục tiêu đưa đất nước đi lên thành một nước công nghiệp hóa hiện đại hóa. Để thự hiện điều đó thì một trong những ngành cần quan tâm phát triển đó là ngành Cơ khí nói chung và ngành Cơ điện tử nói riêng vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ (máy móc, robot…) của mọi ngành kình tế quốc dân. Muốn thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kĩ thuật có trình độ chuyên môn đáp ứng được yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hóa theo dây chuyền trong sản xuất.

               Tính toán thiết kế hệ thống Cơ điện tử là nội dung không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ điện tử. Đồ án môn học này giúp cho sinh viên có thể hệ thống hóa lại các kiến thức của môn học như : Chi tiết máy, Vẽ kĩ thuật, Cơ học kĩ thuật, Nguyên lỹ máy, Sức bền vật liệu,…Đồng thời cũng giúp chúng em nắm bắt thêm một số phần mềm cần thiết cho việc thiết kế ,mô phỏng như Catia,...ngoài ra còn giúp chúng em làm quen với công việc thiết kế và làm đồ án tốt nghiệp sau này.

         Dù đã có cố gắng hoàn thành đồ án này với cường độ làm việc cao, cùng sự hướng dẫn nhiệt tình và cụ thể của các thầy trong bộ môn, nhưng do hiểu biết còn hạn chế và hơn nữa chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắc chắn đồ án không tránh khỏi được những thiếu sót và bất cập. Vì vậy em rất mong sự góp ý và sửa chữa của các thầy cô để em có thể rút kinh nghiệm và bổ sung thêm kiến thức cho mình.

       Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các thầy cô trong Viện Cơ Khí trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội và đặc biệt sự hướng dẫn tận tình của thầy GSTS.Trần Văn Địch đã giúp em hoàn thành đồ án này.

CHƯƠNG 1: SƠ ĐỒ ĐỘNG VÀ QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG THAY DAO TỰ ĐỘNG  

1.1.Xây dựng sơ đồ khối cho toàn hệ thống thay dao tự động

           1.1.1.Khái niệm sơ đồ động

             Sơ đồ động của máy là những hình vẽ quy ước biểu diễn các bộ truyền,các cơ cấu liên kết với nhau tạo nên các xích truyền động,xác định những chuyển động cần thiết của máy.Đồng thời trên đó còn chỉ rõ công suất và số vòng quay của động cơ điện,đường kính bánh đai,số răng của bánh răng ,số đầu mối của trục vít,số răng của bánh vít

Dưới đây là một số hình vẽ quy ước của sơ đồ động :

          1.1.2.Sơ đồ động của toàn hệ thống thay dao tự động

Từ định nghĩa sơ đồ động như trên và phân tích các chuyển động cần thiết của hệ thống thay dao CNC ,cùng với các hình vẽ quy ước ta xây dựng nên sơ đồ động của toàn hệ thống thay dao tự động bằng Cad như sau :

 

 

     1.2.Quy trình thiết kế hệ thống thay dao tự động với 16 đài dao

           1.2.1.Quy trình tính toán thiết kế hệ thống thay dao tự động

 

Các dữ liệu đầu vào

N: số lượng dao của ổ chứa dao N=16

Dmax:đường kính lớn nhất của dao Dmax= 80mm

BT40: loại chuôi dao

M: khối lượng 1 con dao m=7kg

Dtrc: đường kính trục chính Dtrc=120mm

Xác định các thông số hình học của Đĩa tích dao

a) Bán kính từ tâm dao đến tâm Đĩa tích dao R0

b) Khoảng cách giữa các dao gần nhau trong Đĩa tích dao

c) Kiểm tra độ an toàn khi trục chính vào thay dao

d) Lựa chọn cơ cấu kẹp trên Đĩa

e) Tính toán các thông số hình học của Đĩa

 

Tính toán và lựa chọn xy lanh khí nén

a)     Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khí nén

b)     Tính toán hệ dẫn động khí nén

 

 

Tính toán cơ cấu Malte cho Đĩa tích dao

a)     Tính toán các thông số hình học của Malte

b)     Tính toán động học của Malte

c)     Tính toán động lực học của Malte

d)     Tính toán và lựa chọn động cơ

 

Tính toán và lựa chọn ổ lăn

a)     Lựa chọn loại ổ lăn

b)     Chọn sơ bộ kích thước ổ

c)     Tính và kiểm nghiệm khả năng tải của ổ

d)     Lựa chọn ổ bi lăn

 

           1.2.2.Tính toán Đĩa tích dao

             1.2.2.1.Xác định các thông số hình học của Đĩa tích dao

Các thông số ban đầu:

- Số lượng đầu dao N=16 dao

- Đường kính lớn nhất của một con dao Dmax= 80mm (lấy theo đường kính lớn nhất của dao phay mặt đầu)

- Chuôi dao BT40

- Khối lượng của 1 con dao :7kg

- Đường kính trục chính :DTrc=120mm

- Hành trình của trục chính trong quá trình vào thay đổi dụng cụ: Ltd= 130mm

Để đảm bảo an toàn trong quá trình thay dao ta cần tính toán cho cơ cấu sao cho kết cấu của hệ thống phải gọn nhẹ, phải có độ chính xác cao, không xảy ra va đập khi trục chính vào thay dụng cụ.

Để Đĩa tích dao chứa dao chứa đủ 16 dao mà vẫn đảm bảo cho quá trình thay dao không xảy ra sự cố thì trước tiên ta cần đi tính toán bán kính từ tâm trục ổ chứa dao:

Sơ đồ tính toán kích thước hình học của đĩa tích dao

A.Bán kính từ tâm của dao đến tâm của Đĩa tích dao chứa dao Ro được xác định:

                   R0 >

Trong đó:

C : Chu vi của đa giác chứa dao được xác định

C = 2.Rmax . N = 2.40.16 = 1280 (mm)

Rmax : bán kính lớn nhất của dao Rmax= = = 40 mm

N : số dao của ổ chứa N = 16 dao

     Vậy :    

R0 > = 203,7 mm

Để giữa các dao có Rmax có khoảng cách ta lấy R0 =300 (mm).

Khi đó chu vi của vòng tròn chứa dao là:

C = 2.p.R0 = 2.3,14.300 = 1884 (mm)

B.Xác định khoảng cách giữa các dao gần nhau trong Đĩa tích dao :

Khoảng cách giữa hai tâm của dao có thể xác định gần đúng :

               L = = = 117.75 mm

Khoảng cách giữa các dao có đường kính lớn nhất có thể xác định gần đúng :

               L’= L – 2.Rmax = 117.75 – 2.40 = 37.75 (mm)

C. Kiểm tra độ an toàn khi trục chính vào thay dao:

........................

Trong máy gia công CNC trên các đài dao các dao đã được nhớ vị trí và mặc định bằng số trong bộ nhớ của bộ điều khiển

Mỗi lần thay dao (trả dao/lấy dao) thì sensor sẽ gửi tín hiệu về cho bộ nhớ để biết vị trí mới của dao cũng như hốc dao.Nên ở chương trình con CT3,CT7 ta sẽ làm bài toán tối ưu việc xoay đài dao sao cho thời gian xoay đài dao ngắn nhất

Bài toán tối ưu

Quy ước:

  • Dao được đánh số từ 1 à 12 theo chiều kim đồng hồ
  • Ổ dao hướng với trục chính trên mặt phẳng thay dao,tạo với vị trí T thành một đường thẳng ở vị trí ổ dao thứ I
  • Con dao (hốc dao) cần lấy ở vị trí ổ dao thứ J
  • C: là kí hiệu của việc quay đài dao ngược chiều kim đồng hồ từ J à I trong sơ đồ khối thuật toán của bài toán tối ưu
  • D: là kí hiệu của việc quay đài dao cùng chiều kim đồng hồ từ J à I trong sơ đồ khối thuật toán của bài toán tối ưu
  • Chiều quay chính được chọn sẽ là ngược chiều kim đồng hồ C

 

CHƯƠNG 3.BẢN VẼ SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN VÀ KHÍ NÉN

         3.1.Sơ đồ điều khiển Đĩa tích dao di chuyển tịnh tiến để thực hiện nhiệm vụ thay dao

Nguyên lý hoạt động:

               Khi đóng công tắc S1 cuộn dây Y1 được cấp điện, các tiếp điểm thường mở Y1 đóng để duy trì dòng điện cho cuộn dây Y1. Lúc này dưới tác dụng của lực từ do cuộn dây sinh ra, con trượt của van điều khiển 5/3 bị kéo sang trái. Khí nén được đưa vào buồng bên phải của xi lanh sinh lực đẩy pittong sang trái (đài dao được đưa đến điểm thay dao). Ở cuối hành trình cán pittong chạm vào công tắc hành trình S2, Y1 mất điện, mất đi lực từ lò xo đang bị biến dạng đưa con trượt về vị trí giữa hệ thống đứng yên.

             Ngược lại khi đóng công tắc S3, hệ thống đài dao được đưa trở lại vị trí ban đầu.

 

         3.2.Sơ đồ điều khiển cơ cấu kẹp dao

Nguyên lý hoạt động:

           Khi đóng công tắc S5 cuộn dây Y3 được cấp điện, các tiếp điểm thường mở Y3 đóng để duy trì dòng điện cho cuộn dây Y3. Lúc này dưới tác dụng của lực từ do cuộn dây sinh ra, con trượt của van điều khiển 5/2 bị kéo lên trên. Khí nén được đưa vào buồng dưới của xi lanh sinh lực đẩy pittong lên trên (cơ cấu kẹp dao nhả dao). Ở cuối hành trình cán pittong chạm vào công tắc hành trình S6, Y3 mất điện, mất đi lực từ lò xo đang bị nén dạng đưa con trượt về vị trí bên dưới ( hệ thống nhả dao kẹp dao kẹp chặt dao lại).

         3.3.Sơ đồ điều khiển cơ cấu xoay đài dao

Nguyên lý hoạt động:

         Khi ta đóng điện K1, động cơ xoay đài dao được cấp điện sinh ra momen xoay đài dao, các tiếp điểm thường mở đóng lại duy trì nguồn cho động cơ. Đồng thời lúc này ta cấp một xung PV quy định số lượng đếm cho bộ đếm. Khi động cơ quay được 1 vòng thì cảm biến CB sinh ra một xung làm tăng bộ đếm tức thời của bộ đếm lên 1 đơn vị. Khi bộ đếm đạt được giá trị quy định thì bộ đếm sinh ra 1 xung kích hoạt hệ thống phanh và ngăt nguồn của động cơ. Cuối cùng ta cấp 1 xung R có tác dụng reset lại bộ đếm.

...........................

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THAY DAO TỰ ĐỘNG BẰNG PHẦN MỀM SOLITWORK

3.1     Giới thiệu phần mềm SOLIDWORKS

Đây là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault systemn, bên cạnh một sản phẩm nổi tiếng khác của hãng này làCatia.

SolidWorks là phần mềm thiết kế ba chiều được sử dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, kiến trúc, cơ khí… được sử dụng các công nghệ mới nhất về lĩnh vực đồ họa máy tính. Phần mềm SolidWorks do công ty SolidWorks phát triển là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất trên thế giới. Phần mềm này cho phép người sử dụng xây dựng các mô hình chi tiết 3D, lắp rápchúnglạivớinhauthànhmộtbộphậnmáy(máy)hoànchỉnh,kiểmtrađộnghọc, cung cấp thông tin về vậtliệu…

Phần mềm SolidWorks cũng cho phép nhiều phần mềm ứng dụngnổitiếngkhácchạytrựctiếptrênmôitrườngcủanó.SolidWorkscóthểxuấtracácfiledữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác mô hình trongmôitrường các phần mềm phân tích khác như ANSYS, ADAMS, Pro-Casting…Trướcsựphát triển lớn mạnh của phần mềm SolidWorks, hiện nay nhiều phầnmềmCAD/CAM

đã viết thêm các modul để nhận trực tiếp file của phần mềm Solidworks.

3.2     Quá trình thiết kế mô hình 3D của hệ thống thay dao tự động bằng phần mềm SOLITWORK

Từ thiết kế ,tính toàn hệ thống thay dao tự động ta đi thiết kế mô hình 3D bằng phần mềmSOLIDWORKvớicáckíchthướcđãđượctínhởChương2tađivẽtừngchitiếtvàlắpghép với nhau được file lắp ráp của hệ thống hệ thống thay dao tự động như hìnhvẽ:

Close