Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay CNC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ VĂN THANH

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN
MÁY PHAY CNC

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Mã số: 8.52.01.03

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. PHẠM ĐĂNG PHƯỚC

Phản biện 1: TS. TÀO QUANG BẢNG

Phản biện 2:TS. BÙI HỆ THỐNG

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm
Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ (ghi ngành của học vị được công nhận) họp tại Trường
Đại học Bách khoa vào ngày 28 tháng 12 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa

- Thư viện Khoa .........., Trường Đại học Bách khoa –


1
MỞ ĐẦU
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

I.

Công ty Sản xuất khuôn Chu Lai - Trường Hải đã thành lập được 2 năm. Lĩnh vực chủ

-

yếu của nhà máy là gia công khuôn mẫu và gia công cơ khí chính xác. Hiện tại nhà máy
chủ yếu sử dụng các máy CNC để gia công và đa số là các máy phay. Nhưng việc thực
hiện gá đặt và cấp phôi cho quá trình gia công chủ yếu là bằng tay, tốn nhiều thời gian
và sức lao động. Phát sinh nhiều chi phí trong quá trình gia công.
Xuất phát từ lý do trên, tôi đã chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh

-

trên máy phay CNC” cho Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai – Trường Hải làm luận
văn tốt nghiệp.
II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
-

Đáp ứng năng lực sản xuất và chất lượng sản phẩm.

-

Tiết kiệm thời gian gá đặt chi tiết.

-

Giảm chi phí gia công.

-

Giảm cường độ lao động của công nhân.
Linh hoạt trong quá trình sản xuất tiến đến khả năng tự động hóa trong quá trình sản

-

xuất.
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu:
-

Hệ thống cấp phôi và gá đặt chi tiết gia công trên máy phay CNC.

2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu các công đoạn để gá đặt, cấp phôi trên máy phay CNC và thiết kế, chế tạo

đồ gá.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực
nghiệm.
1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về gá đặt trên máy phay CNC (các trang bị công nghệ, các

phương pháp gá đặt,…).


2
2. Phương pháp thực nghiệm:
- Khảo sát quá trình vận chuyển phôi và gá đặt thực tế.
- Mô phỏng quá trình hoạt động của hệ thống gá đặt nhanh.

 Từ kết quả theo dõi quá trình gá đặt theo phương pháp cũ và mô phỏng quá trình hoạt
động của hệ thống gá đặt mới theo thực tế, dựa trên cơ sở lý thuyết và tính toán đánh
giá sơ bộ quá trình hoạt động của hệ thống.
V. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Ứng dụng cho việc gá đặt trong quá trình gia công trên máy phay CNC. Giảm thiểu thời
gian gá đặt, tiết kiệm chi phí và sức lao động của công nhân vận hành máy.
VI. DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Một hệ thống cấp phôi cho máy phay CNC gồm các nội dung thiết kế, bộ bản vẽ và hình
ảnh sản phẩm sau khi chế tạo.
VII. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Gồm:
Phần mở đầu.
Chương I: Tổng quan đồ gá trên máy phay CNC
Chương II: Khảo sát thực trạng và đề xuất gá đặt theo phương án mới
Chương III: Tính toán và thiết kế hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay CNC.
Chương IV: Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá hiệu quả.
Kết luận và kiến nghị.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC
1.1. Tổng quan về máy phay CNC
1.1.1. Khái niệm máy CNC
Máy CNC – viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) (điều khiển bằng
máy tính) – đề cập đến việc điều khiển các máy móc với sự hỗ trợ của máy tính với mục

đích sản xuất các bộ phận kim khí phức tạp với độ chính xác cao,


3
Máy tính – Bộ não
của máy CNC

Hình 1.1: Máy tính được kết nối với máy CNC
1.1.2. Ưu nhược điểm máy CNC
Ưu điểm:
 Máy CNC khi gia công không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển.
 Máy công cụ CNC có tính linh hoạt cao trong công việc lập tŕnh, tiết kiệm thời gian
hiệu chỉnh máy và đạt được hiệu quả kinh tế cao với sự trợ giúp của máy tính.
 Máy CNC là phương thức làm việc với hệ thống xử lý thông tin “điện tử – số hóa”, cho
phép nối ghép các hệ thống xử lý trong phạm vi quản lý của toàn xí nghiệp, tạo điều kiện
mở rộng tự động hóa toàn bộ quá tŕnh sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật hiện đại thông qua
mạng liên thông cục bộ (LAN) hay mạng liên thông toàn cầu (WAN).
 Trong lĩnh vực gia công cắt gọt, máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa
thời gian gia công, do mức tự động hoá nâng cao vượt bậc.
 Máy công cụ CNC có thể dễ dàng thay đổi chương tŕnh gia công.
 Máy điều khiển kỹ thuật số có thể thực hiện một lúc nhiều chuyển động khác nhau, tự
động điều chỉnh sai sót dao cụ, tự động khiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự động
hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết.
 Máy công cụ CNC gia công được loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh hoạt khi
nhiệm vụ công nghệ thay đổi.
 Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên công khác nhau
mà không cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết.


4

 Độ chính xác lặp lại đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình đảm bảo chất
lượng gia công cao, là ưu việt tuyệt đối của các máy điều khiển kỹ thuật số.
Nhược điểm:
 Giá thành chế tạo máy cao hơn.
 Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn.
 Vận hành máy phức tạp hơn.
 Thay đổi người đứng máy khó khăn hơn.
1.1.3. Cấu tạo
Máy phay CNC được chia thành 2 loại: Máy phay đứng và máy phay ngang. Máy phay
CNC được cấu tạo với các phần chính sau:
- ATC - Bộ thay dao tự động.
- Động cơ – Bộ điều kiển – Encoder.
- Vỏ máy.
- Hệ điều khiển.
- Bàn xe dao.
- Trục chính.
- Nguồn (Năng lượng).

1.1.4. Chức năng:
Chức năng của máy phay CNC dung để cắt gọt kim loại, khoan,... một cách chính xác,
máy sẽ gia công để tạo hình sản phẩm.
Máy phay CNC có khả năng cắt gọt nhiều chi tiết máy khác nhau và cắt gọt được nhiều
chi tiết cùng một lúc nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm.
Máy phay CNC còn có công dụng để đo khoảng cách với độ chính xác cao.
Máy CNC cắt phôi bằng các lưỡi dao. Các lưỡi dao này có bộ phận giữ nó trong q. Những
bộ phần này gọi là holder (cán dao). Holder được gắn trên các ụ dao hay đầu BT, HSK,….


5
Holder

(cán dao)

Mũi dao

Đầu BT, HSK
Ụ dao

Hình 1.4. Dao cụ gia công CNC
1.2. Tổng quan về đồ gá.
Đồ gá là một trong những trang bị công nghệ để thực hiện các bước, các nguyên công công
nghệ trên máy.
Vai trò đồ gá:

- Dùng để xác định nhanh chóng và chính xác vị trí của chi tiết gia công trên máy.
- Dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt trong máy Khoan , Khoét , Doa.
- Có thể tạo ra những chuyển động mà trên máy công cụ không có hoặc làm việc không
hiệu quả.

- Đảm bảo yêu cầu năng suất và giảm nhẹ sức lao động.
- Nâng cao tốc độ cơ khí hoá , tự động hoá của sản xuất.
- Mở rộng năng suất công nghệ của máy công cụ.
Phân loại:

- Phân loại theo nhóm:
+ Đồ gá trên máy tiện, máy tiện rơvonve.
+ Đồ gá trên máy phay.
+ Đồ gá trên máy bào.


6

+ Đồ gá trên máy mài.
+ Đồ gá trên máy khoan.
+ Đồ gá trên máy doa.
+ Đồ gá trên máy chuốt.

-

Đồ gá sử dụng trên máy phay

Đồ gá sử dụng trên máy mài

Đồ gá sử dụng trên máy tiện

Đồ gá sử dụng trên máy khoan

Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa:
+ Đồ gá văn năng thông dụng.
+ Đồ gá vạn năng điều chỉnh.
+ Đồ gá chuyên môn hóa điều chỉnh.
+ Đồ gá chuyên dùng.
+ Đồ gá tổ hợp.


7
1.2.1. Đồ gá kẹp cơ khí
Đồ gá cơ khí gồm các loại sau:

Đầu phân độ

Bàn kẹp

Ê tô

1.2.2. Đồ gá kẹp thủy lực và khí nén.
Các ê tô kẹp sử dụng khí nén, chân không và thủy lực:

Hình 1.11: Một số loại Ê tô máy
1.2.3. Đồ gá kẹp bằng từ tính.
Chi tiết gia công bằng thép có thể được kẹp bằng bàn từ tính. Chi tiết được hút vào bàn
kẹp sau khi dòng điện được mở và có thể lấy chi tiết một cách dễ dàng sau khi tắt dòng điện.

Hình 1.22: Bàn từ thực tế


8

CHƯƠNG II: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GÁ ĐẶT THEO PHƯƠNG
ÁN MỚI
2.1. Phương pháp gia công hiện tại:
Việc triển khai gia công hiện tại của Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai Trường Hải
được thực hiện theo các bước sau:
Sau khi gia công công nhân thực hiện chuẩn bị phôi và gá đặt phôi tiếp theo như sau:
Bước 1: Công nhân sử dụng cẩu trục, xe nâng vận chuyển phôi từ nơi tập kết đến máy
được sử dụng để gia công.

Vận chuyển phôi đến vị trí máy gia công
Bước 3: Canh chỉnh kích thước phôi
Bước 2: Cố định phôi trên bàn máy.

Khu vực tập trung phôi gia công

Gá chi tiết lên bàn máy và kẹp chặt sơ bộ

Dùng đồng hồ so rà các
kích thước phôi


9

Bước 4: Kẹp chặt chi tiết và lựa chọn gốc gia công theo yêu cầu bản vẽ.

Đưa chi tiết đã lập trình vào máy, gắn đầu so tâm và chọn gốc gia công cho theo bản
vẽ yêu cầu.
Bước 5: Cài đặt thông số và nhập chương trình gia công đã lập trình sẳn để gia công
chi tiết.

Bước 6: Tháo chi tiết và vận chuyển sản phẩm sau khi gia công đến khu vực bán
thành phẩm để chờ gia công cho công đoạn tiếp theo.
Bước 7: Công nhân tiếp tục vận chuyển phôi để gia công cho sản phẩm tiếp theo và
quy trình được lặp lại.
2.2. Đề xuất phương pháp gá đặt mới
Với quá trình gá đặt phôi theo phương pháp cũ thì thời gian dừng máy để phục vụ gá đặt
quá nhiều dẫn đến năng suất gia công chưa cao.


10

Hình 2.5. Giới thiệu phương án gá đặt mới
o Nguyên lý:
Bước 1: Phôi được gá đặt ở vị trí

.

Bước 2: Bàn gá đặt được chuyển từ vị trí

đến vị trí

nhờ xe đẩy phôi hay cầu

trục. Phôi và bàn gá đặt được lưu giữ tại vị trí này.
Bước 3: Khi gia công xong phôi và bàn gá được vận chuyển ra rồi di chuyển đến vị trí
. Sau đó vận chuyển phôi và bàn gá từ vị trí

đã lắp gá đặt sẵn vào máy.

Bước 4: Cài đặt thông số và tiếp tục gia công chi tiết mới. Còn bàn gá đã gia công
chuyển ra ngoài thì chi tiết sẽ được chuyển đến vị trí thành phẩm sau đó tiếp tục gá đặt
chi tiết gia công mới tại trung tâm gá đặt.


11
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁY
CNC
3.1. Tính toán thiết kế bàn gá đặt bên ngoài máy.
3.1.1. Thống kê các chi tiết sử dụng được sử dụng trên hệ thống.
Để thiết kế kết cấu hệ thống cần thống kê các sản phẩm thông dụng thường sử dụng
gia công trên máy CNC.
Dựa vào các thông số thống kê các kích thước gia công chi tiết yêu cầu kích thước
của bàn gá đặt trung tâm đảm bảo các thông số sau:

- Kích thước phôi gia công thông dụng nhất.
- Chiều cao bàn máy đảm bảo phù hợp với người sử dụng và chiều cao của các
máy sử dụng.

- Các chi tiết gia công tại công ty là những chi tiết đã được gia công tinh 6 mặt
(dung sai ±0.02 mm). Theo sản lượng và kích thước sản phẩm được gia công
thông dụng nhất thì công ty đã lựa chọn bàn gá đặt có thể gá đặt chi tiết với kích
thước 500x250x50 mm.
Mô hình cơ bản bàn gá đặt:

Hình 3.1. Tổng thể mô hình bàn gá đặt trung tâm


12
Nguyên lý hoạt động:

- Bước 1: Gá pallet lên bàn gá đặt nhờ ray trượt và hệ thống xi lanh nâng.
- Bước 2: Hạ xi lanh để định vị pallet với bàn gá đặt.
- Bước 3: Gá chi tiết lên pallet gá đặt.
- Bước 4: Kẹp chặt sơ bộ chi tiết trên pallet gá đặt sau đó dùng các đồng hồ so kiểm
tra lại độ chính xác của chi tiết theo các phương X, Y.

- Bước 5: Siết chặt chi tiết trên pallet bàn gá đặt.
3.1.2. Tính toán kích thước tổng thể bàn gá đặt
Để xác định kích thước thiết kế cần xác định theo các yêu cầu sau:

- Kích thước các sản phẩm đa phần gia công trên máy CNC.
- Kích thước bàn gá đặt đảm bảo vị trí lắp đặt: Vị trí so với các vật tư xung quanh, vị
trí so với khu vực an toàn.

- Kích thước bàn máy thuận tiện trong việc gá đặt chi tiết.
- Khối lượng pallet phải đảm bảo không quá nặng để thuận tiện cho việc gá đặt và vận
chuyển phôi vào trong máy gia công.

- Chiều cao của bàn gá đặt phù chiều cao thao tác của công nhân và chiều cao của xe
vận chuyển.
Dựa vào các kích thước của sản phẩm gia công và qua quá trình khảo sát vị trí, thao tác
mô phỏng quá trình thực hiện nên đã lựa chọn bàn với kích thước sau:
Kích thước tổng thể bàn: 1310x860x845 mm
3.1.3. Tính toán pallet gá trên bàn gá đặt.
a. Gá đặt pallet với bàn gá đặt:
Palet gá trên bàn máy là thành phần được gá với bàn gá đặt trung tâm. Pallet có nhiệm
vụ gá đặt chi tiết gia công (kích thước <500x250x50 mm) và định vị vị trí gốc chuẩn gia
công cho chi tiết khi gia công trên máy CNC.
o Cơ cấu tấm pallet:
Pallet là một tấm phẳng được gia công với độ chính xác cao. Gồm hệ thống lỗ định vị
pallet với bàn gá đặt và hệ thống lỗ dùng để phục vụ kẹp chặt các chi tiết với kích thước
khác nhau.


13
Chi tiết gia công
Bàn gá đặt

Pallet gá đặt

Hình 3.2. Kết cấu tổng thể pallet trên bàn gá đặt
o Chọn chuẩn và sơ đồ định vị pallet với bàn gá đặt:

Hình 3.3. Sơ đồ định vị pallet với bàn gá đặt

b. Gá đặt chi tiết với tấm pallet:

Hình 3.4. Kết cấu gá đặt chi tiết chi tiết trên pallet bàn máy
o Chọn chuẩn và sơ đồ định vị chi tiết với tấm pallet:


14
3.1.4. Tính toán lực kẹp chi tiết gia công với tấm pallet (500x250x50 mm).
Phay hốc và phay rãnh cho chi tiết
a. Các thông số của dao

DC = 10 mm

APMX = 22 mm

LF = 70 mm

DCON = 10 mm

b. Tính lực cắt
Chia làm 2 bước khi gia công chi tiết

- Phay thô: t=2 mm, Sz = 1,5.10-1 mm/răng (bảng 5-125 trang 113 CNCTM tập 2).
- Phay tinh: t = 1,5 mm; S = 1.5 mm/vòng (bảng 5-125 trang 113 CNCTM tập 2).
Vân tốc cắt tính theo công thức:

Theo bảng 5-39 sổ tay CNCTM trang 33 tập 2 ta có:
Cv = 57,4 ; q = 0,25 ; x = 0,1 ; y = 0,4 ; u = 0,15 ; D = 0,1 ; m = 0,2 ;
chu kỳ bền T = 180 (bảng 5-40 trang 34 sổ tay CNCTM tập 2)
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt:

Kv = 𝐾𝑀𝑣 . 𝐾𝑛𝑣 . 𝐾𝐻𝑣
Trong đó:
𝐾𝑀𝑣 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công
190

190

𝐾𝑀𝑣 = ( 𝐻𝐵 )𝑛𝑣 = (160)1,45 = 1,283

(số mũ nv = 1,45 theo bảng 5-2 trang 6 sổ tay CNCTM tập 2)
𝐾𝑛𝑣 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi
𝐾𝑛𝑣 = 1 theo bảng 5-6 trang 8 sổ tay CNCTM tập 2


15
𝐾𝐻𝑣 = 1,25 theo bảng 5-6 trang 8 sổ tay CNCTM tập 2

⇒

Kv = 1,283.1,25.1 = 1,6

- Đối với phay thô:
0,25

.1,6
V = 1800,2.1,057,4.100
0,1 .0,260,4 .600,15 .100,1 = 69,1 m/ph

⇒

Tốc độ quay tính toán:

nt =

1000.Vt
π.D

=

1000.69,1
3,14.100

= 220,06 vòng/ phút

Chọn theo tốc độ của máy nm = 220 vòng/ phút
+ Tốc độ cắt thực tế:
m
Vtt = π.D.n
= 3,14.100.220
= 69,08 m/ph
1000
1000

- Đối với phay tinh:
Sz = 1,5
= 0,15 mm/ răng
10
Theo bảng 5-39 trang 34 sổ tay CNCTM tập 2 ta có:
Cv 155 ; m = 0,2 , p = 0,1 , q = 0,25 , u = 0,15 , y = 0,4 ; x = 0,1.
Hệ số Kv = 1,6

⇒

V=

155.1000,25
1800,2 .0,150,4 .1,50,1 .600,15 .100,1

.1,6 = 244,67 m/ph

+ Tốc độ quay của dao:
t
nt = 1000.v
= 1000.244,67
= 779,2 vòng/ phút
π.D
3,14.100

Chọn theo tốc độ của máy nm = 750 vòng/ phút
+ Tốc độ cắt thực tế:
m
Vtt = π.D.n
= 3,14.100.750
= 235,5 m/ph
1000
1000

- Lực cắt Pz tính theo công thức:
y

Pz =

10.Cp .tx .Sz .Bu .Z
Dq .nw

.Kmp

Các hệ số tra theo bảng 5-41 trang 35 sổ tay CNCTM tập 2: Cp = 50 ; x = 0,95 ;
y = 0,8 ; u = 1,1 ; w = D
Hệ số điều chỉnh cho tốc độ bề mặt gia công: theo bảng 5-42 trang 35 sổ tay CNCTM
tập 2 các phần còn lại của lực cắt ta tính được Pz = 2768 N.
Ph = 0,35.2768 = 969 (N)
Py = 0,9.Pz = 0,9.2768 = 2491 (N)


16
Px = 0,525.Pz = 0.525.2768 = 1463 (N)

- Mômen cắt trên trục chính của máy:
P .D

z
Mx = 2.100
=

2768.100
2.100

= 1384 Nm

- Công suất cắt:

P .D

z
Nc = 2.100
=

2768.69,1
1020.60

= 3,125 Kw

So sánh với công suất máy:
Nc < Nm.M (Vì 3,125<4,08 = 3,2)
Vậy máy DMG MORI (DMC 1150 V BT 40) đủ công suất.
c. Tính toán lực kẹp:

- Sơ đồ gá đặt:

Hình 3.5. Sơ đồ gá đặt chi tiết

- Tính lực kẹp:
+ Lực kẹp chi tiết Wkẹp gây ra lực ma sát giữa chi tiết với các phiến tỳ. Để chi
tiết không bị xê dịch trong quá trình cắt gọt, lực ma sát không được nhỏ hơn thành
phần lực dọc trục Py do lực cắt sinh ra. Đồng thời mômen của lực ma sát không nhỏ
hơn mômen cắt Mx.
+ Để chi tiết không bị xê dịch:
Wkẹp.Fms ≥ K.Py
Trong đó:
K là hệ số an toàn, lấy K = 2,5

17
Fms là hệ số ma sát giữa chi tiết và các phiến tỳ (gối đỡ) fms = 0,45 ; Py = 2491 N.
⇒ Wkẹp ≥

2,5.2491
0,45

= 13838,9 N

+ Để chi tiết không bị xoay:
Wkẹp.fms.r ≥ K.Mx
Trong đó:
F = 17,5 = 55
2
Mx = Pz.R với R = 75 – 35 = 40
⇒ Wkẹp ≥

2,5.692.40
0,45.17,5

= 8787,3 N

⇒ Chọn lực kẹp ứng với trường hợp trên:

Wkẹp = 13838,9 N
+ Đường kính vít kẹp được tính theo công thức sau:
d = C.√𝑄𝛿
Chọn hệ số C = 1,4 ứng với δ = 400 Mpa
⇒ d = 1,4.√

13838,9
400

= 8,23 mm

Chọn theo tiêu chuẩn d = 10 mm

- Tính sai số:
+ Sai số chuẩn: εc = δmin + δE + δA
Trong đó:
δmin là khe hở nhỏ nhất được đảm bảo.

Chọn δmin = 0,001 mm
𝛿𝐸 là dung sai đối với kích thước chuẩn 𝛿𝐸 = 0,01 mm
δA là dung sai đốt với kích thước chốt gá. Chọn δA = 0,018 mm
⇒ εc = 0,001+0,01+0,018 = 0,029 mm
+ Sai số kep chặt: Phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện,
do đó sai số kẹp chặt εK = 0
+ Sai số mòn: εM = β.N0,5
Trong đó: β = 0,18
N là sản lượng chi tiết được gia công với một đồ gá chọn N = 100


18
⇒ εM = 0,18.1000,5 = 4,2 μm
+ Sai số điều chỉnh đồ gá trên máy: Lấy εdc = 10 μm
+ Sai số gá đặt cho phép: [εgd] = 0,1.δ = 0,1.1 = 0,1 mm
⇒ Sai số chế tạo đồ gá cho phép:
[εcp] = ([εgd]2 - ε2c - ε2K - ε2m - ε2dc )0,5

= (0,12 – 0,0292 – 0 – 0,0422 – 0,012)0,5 = 0,08 mm
3.2. Tính toán thiết kế bàn gá đặt bên trong máy.
3.2.1. Phương án đưa phôi vào và ra để gia công trên máy.

Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý chung bàn gá đặt trên máy
Bước 1: Xe đẩy phôi sẽ cấp phôi đã gá trên bàn gá đặt bên ngoài lên kệ đỡ Pallet trên
hệ thống cấp phôi đặt ngoài máy (một kệ đỡ nhận Pallet chứa phôi chờ gia công, một
kệ đỡ nhận Pallet chứa chi tiết đã gia công xong).
Bước 2: Sau khi chạy xong chương trình gia công cho phôi trước đó, người công nhân
vệ sinh chi tiết, sau đó tiến hành nâng Pallet (A) chứa phôi đã gia công xong (khoảng
cách nâng 30 mm phụ thuộc vào chiều dài nâng của xi lanh) bằng hệ thống khí nén.


19
Bước 3: Kéo Pallet (A) ra ngoài kệ đã được chờ sẵn bên ngoài nhờ hệ thống bi lăn kết
hợp giữa hai cơ cấu bên trong và bên ngoài máy.
Bước 4: Sau khi cụm Pallet (A) có chứa chi tiết được kéo ra ngoài bàn máy người
công nhân cho cụm này dịch chuyển sang phải.
Bước 5: Xả khí vệ sinh sạch sẽ, tiếp tục dịch chuyển cụm Pallet (B) đến vị trí để đưa
vào bàn máy.
Bước 6: Người công nhân bật khí nén cho xilanh nâng pallet trong bàn máy, tiếp tục
đẩy Pallet (B) chứa phôi vào máy, đúng vị trí đã định vị sẵn, nhả khí ra, Pallet (B) sẽ
được hạ xuống và định vị bởi chốt trụ trên bàn máy.
Bước 7: Tiếp tục tiến hành xét dao và nhập chương trình gia công. Quy trình được
thực hiện liên tục.

CHƯƠNG IV: CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ
4.1. Mô phỏng quá trình hoạt động của hệ thống gá đặt mới
Toàn bộ quá trình được mô phỏng thực hiện như sau:

Hình 4.1. Tổng thể quá trình hoạt động của hệ thống gá phôi
 Quá trình gá đặt phôi trên pallet gá đặt và vận chuyển đến máy


20

Pallet chưa gá đặt

Gá chi tiết lên pallet

Kẹp chặt cơ bộ chi tiết

Vận chuyển pallet gá đặt
đến kệ đỡ 1 của máy

Kết nối xe vận chuyển với
bàn gá đặt trung tâm

Rà lại độ chính xác gá đặt
chi tiết và kẹp chặt

 Vận chuyển pallet gá đặt vào máy gia công:

Pallet gia công xong trong
bàn máy và pallet gá đặt
dự trữ ở ngoài

Di chuyển pallet đã gia
công ra ngoài

Di chuyển chuyển pallet
gá đặt phôi gia công, và
pallet đã gia công qua phải

Cho máy gia công chi tiết
mới và vận chuyển chi tiết
đã gia công đến khu vực
để thành phẩm

Di chuyển pallet đã gá
phôi mới vào máy

Quá trình gia công tiếp tục
lặp lại ở các công đoạn
tiếp theo.


21
Với quá trình mô phỏng ta nắm được qui trình thực hiện sản xuất cho nhà máy.
- Xác định được thời gian tiết kiệm gá đặt cho chi tiết gia công so với phương pháp cũ.
4.2.2. Thực tế gia công lắp đặt

Hình 4.9. Tổng thể cơ cấu gá đặt sau khi lắp ráp tại máy CNC
4.3. Thử nghiệm và đánh giá thực tế hệ thống mang lại so với phương pháp cũ
1.3.1. Khả năng sử dụng và năng xuất sản xuất
- Hệ thống gá phôi nhanh là phương pháp gá đặt mới và có khả năng ứng dụng cao tại
công ty sản xuất Khuôn Chu Lai Trường Hải.
- Hệ thống tiết kiệm được khá nhiều thời gian gá đặt và sức lao động từ công nhân.
- Hệ thống giúp tiết kiệm nhiều chi phí gia công và tăng năng suất tạo ra sản phẩm

trong hoạt động sản xuất.
1.3.2. Thời gian gá đặt
Bảng 4.1. Kết quả so sánh gá phôi theo phương pháp cũ với phương pháp gá phôi nhanh.
Gá phôi theo phương pháp cũ

Gá phôi nhanh
Chênh

Stt
Bước thực hiện

Thời
gian

1

Lót gối (s)

60s

2

Cấp phôi (s)

30s

Bước thực hiện

Thời

lệch

gian
60s

Cấp phôi (s)

10s

20s


22
3

Kẹp phôi (s)

30s

30s

4

Rà phôi (s)

180s

80s

5

Kẹp chặt phôi (s)

30s

6

Chọn chuẩn (X,Y, Z)
(s)
Tổng thời gian

180s

Kẹp chặt phôi (s)
Chọn chuẩn (Z)
(s)

8ph30s

2s

28s

60s

60s

01ph12s

07ph18s

Nhận xét:
- Với việc áp dụng hệ thống gá phôi nhanh trên các máy phay hiện tại, các công đoạn được
rút ngắn từ 7 bước xuống còn 3 bước.
- Thời gian gá đặt giảm từ hơn 8 phút xuống còn dưới 2 phút, giảm 85% thời gian gá đặt.
1.3.3. Chi phí đầu tư hệ thống mới và hiệu quả mang lại từ hệ thống gá đặt
Bảng 4.2. Thống kê các cấu chính của hệ thống và chi phí dự kiến chế tạo

STT

1

2

3

4

Tên thiết bị

Thông số kỹ
thuật

Bàn trung

1310x860x845

tâm gá đặt

mm

Pallet gá phôi

Thiết kế theo
bàn máy

Cơ cấu ray

Thiết kế theo

trượt

bàn máy

Cơ cấu cấp

Thiết kế theo

phôi vào máy

bàn máy

Số máy
Hình ảnh

sử dụng
hệ thống
1

14

5

4

Đơn giá

Thành tiền

(VNĐ)

(VNĐ)

3.000.000,00

3.000.000,00

58.000.000,00 812.000.000.00

4.800.00,00

24.000.000,00

28.000.000,00 112.000.000,00


23
Bảng 4.3. Tính hiệu quả đầu tư hệ thống cho toàn bộ nhà máy

Kết luận: Với việc đầu tư hệ thống gá phôi nhanh, ta có kết quả như sau:

- Giảm thời gian gá đặt từ 08 phút xuống còn dưới 02 phút.
- Tiếp kiệm được hơn 1 tỷ đồng/ năm (01 ca) theo kế hoạch sản xuất năm 2018 của công
ty.

- Thời gian hoàn vốn: 10 tháng.