Đồ án Thiết kế và chế tạo máy mài mẫu kim tương phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật liệu kim loại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI MẪU KIM TƯƠNG

PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẬT LIỆU KIM LOẠI

GVHD: Th.S NGUYỄN NHỰT PHI LONG

SVTH : NGUYỄN MẠNH TIẾN

MSSV: 13143348

SVTH : NGUYỄN QUỐC TOẢN

MSSV: 13143363

SKL005021

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI MẪU KIM TƢƠNG

PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẬT LIỆU KIM LOẠI

GVHD: Th.S NGUYỄN NHỰT PHI LONG

SVTH: NGUYỄN MẠNH TIẾN

MSSV: 13143348

SVTH: NGUYỄN QUỐC TOẢN

MSSV: 13143363

Khóa: 2013

Tp Hồ Chí Minh, tháng .... năm 2017

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY MÀI MẪU KIM TƢƠNG

PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM KIỂM TRA VẬT LIỆU KIM LOẠI

GVHD: Th.S NGUYỄN NHỰT PHI LONG

SVTH: NGUYỄN MẠNH TIẾN

MSSV: 13143348

SVTH: NGUYỄN QUỐC TOẢN

MSSV: 13143363

Khóa: 2013

Tp Hồ Chí Minh, tháng .... năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN MẠNH TIẾN MSSV: 13143348 Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC TOẢN MSSV: 13143363 Hội đồng:…………

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy mài mẫu kim tƣơng phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật

liệu kim loại.

Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy.

Họ và tên GV hƣớng dẫn: Th.S NGUYỄN NHỰT PHI LONG.

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

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

2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (không đánh máy)

2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

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

2.2 Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát

triển)

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

2.3.Kết quả đạt được:

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

2.4. Những tồn tại (nếu có):

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

3. Đánh giá:

Điểm tối Điểm đạt

Mục đánh giá

TT

đa

được

1. Hình thức và kết cấu ĐATN

30

ng a ớ đ đủ cả h nh hức n ng của các ục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

Tính cấp thiết của đề tài

2. Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuậ ,

h a học h

5

Khả năng hực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh g á

10

15

Khả năng h ết kế chế tạo m t hệ thống, thành ph n, hoặc quy

nh đáp ứng yêu c đưa a ới những ràng bu c thực tế.

Khả năng cải tiến và phát triển

15

5

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mề ch ên ng nh

3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN

Tổng điểm

10

100

4. Kết luận:

 Đƣợc phép bảo vệ

 Không đƣợc phép bảo vệ

TP.HCM, ngày tháng năm 20…

Giảng viên hƣớng dẫn

((Ký, ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Công nghệ chế tạo máy

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN MẠNH TIẾN MSSV: 13143348 Hội đồng…………

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC TOẢN MSSV: 13143363 Hội đồng…………

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo máy mài mẫu kim tƣơng phục vụ cho thí nghiệm kiểm tra

vật liệu kim loại.

Ngành đào tạo: Công nghệ chế tạo máy.

Họ và tên GV phản biện: (Mã GV): Th.S NGUYỄN VĂN THỨC

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

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

2. Nội dung đồ án:

(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát

triển)

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

3. Kết quả đạt được:

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

4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

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

5. Câu hỏi:

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

6. Đánh giá:

Điểm tối

Điểm đạt

được

TT

1. Hình thức và kết cấu ĐATN

Mục đánh giá

đa

30

10

ng a ớ đ đủ cả h nh hức n ng của các ục

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

Tính cấp thiết của đề tài

2. Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuậ , h a

học h

5

Khả năng hực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh g á

10

15

Khả năng h ết kế, chế tạo m t hệ thống, thành ph n, hoặc quy trình

đáp ứng yêu c đưa a ới những ràng bu c thực tế.

Khả năng cải tiến và phát triển

15

5

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên ngành

3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN

Tổng điểm

10

100

7. Kết luận:

 Đƣợc phép bảo vệ

 Không đƣợc phép bảo vệ

TP.HCM, ngày tháng năm 20

Giảng viên phản biện

((Ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CAM KẾT

Tên đề tài: “Thiết kế và chế tạo máy mài mẫu kim tương phục vụ cho thí

nghiệm kiểm tra vật liệu kim loại”.

Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. NGUYỄN NHỰT PHI LONG

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN MẠNH TIẾN

Địa chỉ sinh viên: 939/15, Kha Vạn Cân, p.Linh Tây, q.Thủ Đức, tp Hồ Chí

Minh

MSSV: 13143348

Số điện thoại liên lạc: 0122 871 3307

Email: [email protected]

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN QUỐC TOẢN

MSSV: 13143363

Địa chỉ sinh viên: A20/6 ấp Phƣớc Thắng, xã Phƣớc Tỉnh, huyện Long Điền,

tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu

Số điện thoại liên lạc: 0978 177 321

Email: [email protected]

Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN):

Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là

công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ

bất kỳ một tài liệu đã được công bố nào mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất

kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2017

Đại diện ký tên

LỜI CẢM ƠN

Trong học kỳ này, với sự phân công của khoa cơ khí máy trƣờng đại học Sƣ

phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, và sự đồng ý của giáo viên hƣớng dẫn Th.S

NGUYỄN NHỰT PHI LONG, chúng em đã thực đồ án tốt nghiệp “ Thiết kế và

chế tạo máy mài mẫu kim tương phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật liệu ”

Để hoàn thành đề tài này, chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã

tận tình hƣớng dẫn và hỗ trợ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở

trƣờng đại học Sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh.

Xin chân thành cảm ơn thầy hƣớng dẫn Th.S NGUYỄN NHỰT PHI

LONG đã tận tình chỉ dạy, góp ý và hƣớng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực

hiện đồ án tốt nghiệp này.

Mặc dù đã có nhiều có gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất.

Song do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực

tế sản xuất cũng nhƣ hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi

những thiếu sót nhất định mà bản thân chƣa thấy đƣợc. Chúng em rất mong nhận

đƣợc sự góp ý của quý thầy cô để đồ án đƣợc hoàn chỉnh hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Trân trọng. Tp Hồ Chí Minh ngày ...... tháng ..... năm 2017

Nhóm sinh viên thực hiện

Ký tên

i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

“ Thiết kế và chế tạo máy mài mẫu kim tƣơng phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật

liệu”

Ngày nay, khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, các máy móc, trang thiết bị mới

đƣợc nghiên cứu và ứng dụng thực tế vào sản xuất ngày càng đa dạng. Trong đó,

máy mài và đánh bóng mẫu kim tƣơng phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật liệu kim

loại với nhiều ƣu điểm, năng suất cao, chất lƣợng bề mặt tốt, đã đƣợc đƣa vào sản

xuất để phục vụ cho các phòng thí nghiệm vật liệu. Đánh bóng là bƣớc quan trọng

nhất trong việc chuẩn bị một mẫu để phân tích cấu trúc tế vi. Từ đó, ý tƣởng về thiết

kế, chế tạo máy mài mẫu kim tƣơng phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật liệu kim loại

đƣợc triển khai, nghiên cứu.

Đề tài đƣợc triển khai một cách khoa học qua nhiều bƣớc tìm kiếm cơ sở dữ liệu,

phát triển ý tƣởng, giải pháp, triển khai thiết kế, tính toán và mô phỏng tính bền

vững của máy, thực hiện gia công lắp ráp thành một máy hoàn chỉnh.

Giai đoạn cuối cùng của đề tài là tiến hành chạy thử nghiệm, kiểm tra và hiệu chỉnh

máy để đảm bảo đúng yêu cầu của đề tài. Máy mài mẫu sau khi hoàn thành sẽ mài

đƣợc sản phẩm có độ bóng cao để quan sát cấu trúc tế vi bằng kính hiển vi.

Nhóm sinh viên thực hiện

ii

MỤC LỤC

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU........................................................................................1

1.1. Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................1

1.2. ngh a khoa học và thực tiễn của đề tài..........................................................2

1.2.1 ngh a khoa học.........................................................................................2

1.2.2 ngh a thực tiễn .........................................................................................2

1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài ...............................................................................2

1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................2

1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu..................................................................................2

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................2

1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................2

1.5.1 Cơ sở phƣơng pháp luận..............................................................................3

1.5.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể ...........................................................3

CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI..............................................4

2.1. Vị trí và vai trò của mẫu kiểm tra.....................................................................4

2.2. Các biện pháp mài và đánh bóng mẫu..............................................................4

2.2.1 Biện pháp chuẩn bị mẫu bằng máy. ............................................................6

2.3. Các máy mài và đánh bóng mẫu.......................................................................7

2.3.1 Máy mài và đánh bóng mẫu thủ công ( mẫu đƣợc cầm bằng tay) ..............8

2.3.2 Máy mài và đánh bóng mẫu bán tự động..................................................11

2.3.3 Máy mài và đánh bóng mẫu tự động.........................................................14

CHƢƠNG 3 : : CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................19

3.1. Công thức tính toán.........................................................................................19

3.1.1 Tính toán chế độ cắt khi mài .....................................................................19

3.1.2 Tính toán công suất động cơ .....................................................................19

3.2. Giới thiệu về biến tần......................................................................................19

3.2.1 Khái niệm. .................................................................................................19

3.2.2 Phân loại....................................................................................................20

3.2.3 Nguyên lý làm việc....................................................................................20

3.2.4 Tiết kiệm điện............................................................................................21

3.2.5 Các loại tải nên sử dụng biến tần để tiết kiệm điện: .................................22

3.2.6 Biến tần Mitsubishi FR-E720 series..........................................................22

3.3. Động cơ bƣớc..................................................................................................25

3.3.1 Khái niệm ..................................................................................................25

iii

3.3.2 Động cơ bƣớc nam châm v nh cửu ...........................................................27

3.4. Vít-me đai ốc ..................................................................................................29

3.5. Giấy nhám mài mẫu........................................................................................31

3.5.1 Giới thiệu giấy nhám mài mẫu..................................................................31

3.5.2 Phân loại giấy nhám ..................................................................................32

3.5.3 ứng dụng cụ thể của từng loại giấy nhám .................................................34

3.5.4 Kích thƣớc giấy nhám ...............................................................................37

3.5.5 Hỗn hợp đánh bóng mẫu sau khi mài........................................................37

CHƢƠNG 4 : TƢỞNG VÀ GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MÁY MÀI VÀ ĐÁNH

BÓNG MẪU KIM TƢƠNG .....................................................................................39

4.1. Khảo sát các cơ cấu chính...............................................................................39

4.1.1 Cơ cấu gá mẫu...........................................................................................39

4.1.2 Cơ cấu nâng hạ đầu mài tháo lắp mẫu.......................................................39

4.1.3 Cơ cấu truyền chuyển động cho đầu mài mẫu ..........................................39

4.2. Các tồn tại và hạn chế.....................................................................................39

4.3. Định hƣớng nghiên cứu thiết kế máy .............................................................39

4.4. Thông số thiết kế ............................................................................................39

4.4.1 Các yêu cầu về hoạt động của máy ...........................................................40

4.4.2 Yêu cầu thiết kế.........................................................................................42

4.5. Phƣơng án thiết kế ..........................................................................................42

4.5.1 Phƣơng án 1...............................................................................................42

4.5.2 Phƣơng án 2...............................................................................................43

4.5.3 Phƣơng án 3...............................................................................................44

4.5.4 Lựa chọn phƣơng án..................................................................................46

CHƢƠNG 5 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ............................................................47

5.1. Dữ liệu ban đầu...............................................................................................47

5.2. Tính kích thƣớc đồ gá mẫu.............................................................................48

5.3. Tính đƣờng kính đ a mài ................................................................................48

5.4. Tính toán chế độ cắt (mài)..............................................................................49

5.5. Tính toán công suất động cơ (1).....................................................................50

5.6. Tính toán trục..................................................................................................50

5.7. Tính toán nối trục ống.....................................................................................52

5.8. Tính toán lò xo................................................................................................53

5.8.1 Chọn vật liệu .............................................................................................53

5.8.2 Tính toán lò xo ..........................................................................................53

iv

5.9. Tinh toán trục vít-me đai ốc............................................................................54

5.10. Sơ đồ mạch điện ...........................................................................................56

CHƢƠNG 6 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.............................................................57

6.1. Qui trình công nghệ gia công bạc trƣợt ..........................................................57

6.1.1 Bản vẽ chi tiết............................................................................................57

6.1.2 Bản vẽ lồng phôi........................................................................................58

6.1.3 Qui trình gia công......................................................................................59

6.2. Qui trình công nghệ gia công tấm đỡ vít-me dƣới .........................................65

6.2.1 Bản vẽ chi tiết............................................................................................65

6.2.2 Bản vẽ lồng phôi........................................................................................66

6.2.3 Qui trình gia công......................................................................................67

CHƢƠNG 7 : SẢN PHẨM.......................................................................................75

7.1. Bản vẽ lắp: ......................................................................................................75

7.2. Bản vẽ phân rã ................................................................................................76

7.3. hình ảnh chi tiết thiết kế và chế tạo: ...............................................................77

7.4. Hình ảnh sản phẩm .........................................................................................79

7.5. Video Clip.......................................................................................................80

CHƢƠNG 8 : KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN..............................81

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................83

v

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Máy mài mẫu kim tƣơng.............................................................................1

Hình 2.1: Mẫu kim tƣơng đƣợc đúc trong khối chất lỏng. .........................................4

Hình 2.2: Giấy nhám...................................................................................................5

Hình 2.3: Ảnh minh họa đánh bóng mẫu bằng tay. ....................................................5

Hình 2.4: Nguyên lý đánh bóng mẫu bằng tay. ..........................................................6

Hình 2.5: Nguyên lý đánh bóng mẫu tự động.............................................................7

Hình 2.6:Nguyên lý máy mài và đánh bóng mẫu vận hành thủ công.........................8

Hình 2.7: Máy mài và đánh bóng MINITECH(PRESI) 365 ......................................9

Hình 2.8: Máy mài và đánh bóng mẫu MINTECH 333............................................10

Hình 2.9: Nguyên lý máy mài và đánh bóng mẫu bán tự động. ...............................11

Hình 2.10: Máy mài và đánh bóng mẫu bán tự động EF series................................12

Hình 2.11: Metaserv 250/vector Buehler-Germany..................................................13

Hình 2.12: Nguyên lý máy mài và đánh bóng mẫu tự động. ....................................14

Hình 2.13: Máy mài và đánh bóng mẫu MECATECH 264......................................15

Hình 2.14: Máy mài và đánh bóng mẫu MECATECH 334......................................17

Hình 3.1: Biến tần .....................................................................................................20

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của biến tần ....................................................21

Hình 3.3: Biến tần Mitsubishi FR-E720 ...................................................................22

Hình 3.4: Bản vẽ kích thƣớc biến tần FR-E720........................................................24

Hình 3.5: Bản vẽ kích thƣớc biến tần FR-E720........................................................25

Hình 3.6: Động cơ bƣớc từ trở..................................................................................26

Hình 3.7: Các bƣớc hoạt động ..................................................................................26

Hình 3.8: Động cơ bƣớc lai......................................................................................27

Hình 3.9: Động cơ bƣớc đơn cực..............................................................................27

Hình 3.10: Loại đơn cực 8 dây..................................................................................28

Hình 3.11: Động cơ bƣớc lƣỡng cực.........................................................................28

Hình 3.12: Động cơ lƣỡng cực loại 6 dây và 8 dây ..................................................29

Hình 3.13: Động cơ nhiều pha ..................................................................................29

Hình 3.14: Vít-me đai ốc bi.......................................................................................30

Hình 3.15: Cấu tạo vít-me bi.....................................................................................30

Hình 3.16: Khử khe hở bằng tấm đệm......................................................................31

Hình 3.17: Khử khe hở bằng lo xo............................................................................31

Hình 3.18: Giấy nhám đ a .........................................................................................32

Hình 3.19: Giấy nhám thùng.....................................................................................33

Hình 3.20: Giấy nhám tờ...........................................................................................33

Hình 3.21: Giấy nhám cuộn ......................................................................................34

Hình 4.1:Chuyển động tháo lắp mẫu. .......................................................................40

Hình 4.2: Chuyển động mài mẫu. .............................................................................41

Hình 4.3:Chuyển động mài mẫu. ..............................................................................41

Hình 4.4: Chuyển động quay dùng bạc trƣợt............................................................42

Hình 4.5: Chuyển động quay dùng trục vít-me.........................................................44

Hình 4.6: Chuyển động quay dùng trục vít-me.........................................................45

Hình 5.1: Sơ đồ đồ gá................................................................................................48

Hình 5.2: Sơ đồ lực cắt..............................................................................................49

vi

Hình 5.3: Sơ đồ động. ...............................................................................................51

Hình 5.4: Sơ đồ mạch điện........................................................................................56

Hình 7.1: Trục trơn dẫn hƣớng thiết kế và thực tế chế tạo .......................................77

Hình 7.2: Trục đồ mẫu thiết kế và thực tế chế tạo....................................................77

Hình 7.3: Đỡ trục vít-me dƣới thiết kế và thực tế chế tạo ........................................77

Hình 7.4: Đỡ trục vít-me trên thiết kế và thực tế chế tạo..........................................78

Hình 7.5: Đ a dẫn hƣớng thiết kế và thực tế chế tạo.................................................78

Hình 7.6: Đ a gá mẫu thiết kế và thực tế chế tạo......................................................78

Hình 7.7: Đỡ trục trơn thiết kế và thực tế chế tạo.....................................................79

Hình 7.8: Mô hình máy chế tạo.................................................................................79

Hình 7.9: Mẫu sau khi đánh bóng .............................................................................80

vii

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2:1: Bảng thông số mài mẫu..............................................................................5

Bảng 3:1: Bảng thông số kỹ thuật của biến tần FR-E720.........................................23

Bảng 3:2: Bảng đo độ bóng mẫu thực tế bằng máy đo độ bóng Mitutoyo ...............36

Bảng 3:3: Dung dịch dùng đánh bóng. .....................................................................38

Bảng 4:1: Bảng xem xét lựa chọn phƣơng án...........................................................46

viii

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU

1.1. Tính p thiết ề t i

- Trong việc nghiên cứu tổ chức tế vi của vật liệu kim loại, hợp kim, công đoạn mài

và đánh bóng mẫu kim tƣơng là hết sức cần thiết để đảm bảo bề mặt cần kiểm tra,

đáp ứng yêu cầu về độ phẳng và độ bóng (R_a= 0,035÷0,05)

- Hiện nay, trên thị trƣờng có rất nhiều hãng máy mài mẫu kim tƣơng, điển hình

nhƣ: Buehler, Presi, Plato, ... Hầu hết, các máy đều đƣợc chế tạo và sản xuất ở nƣớc

ngoài. Tại thị trƣờng Việt Nam, hầu hết các máy sử dụng ở những phòng thí nghiệm

đều là nhập khẩu từ nƣớc ngoài. Chi phí khá cao do phải chịu các chi phí nhƣ thuế

nhập khẩu, vận chuyển, giá chênh lệch thị trƣờng, ... Đồng thời, do các máy đƣợc

chế tạo và sản xuất ở nƣớc ngoài nên việc bảo trì bảo dƣỡng là khá phức tạp. Khi

bảo trì bảo dƣỡng, ta phải nhập khẩu các linh kiện của sản phẩm vì thế chi phí và

thời gian bảo trì khá là cao.

Hình 1.1: Máy mài mẫu kim tương

- Hiện tại trong Phòng thí nghiệm vật liệu học, Bộ môn Hàn và Công nghệ Kim

loại, trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã đƣợc trang bị

hai máy mài mẫu kim tƣơng bao gồm: một máy mài hai đ a, hai động cơ độc lập

không điều chỉnh đƣợc tốc độ và một máy mài hai đ a, một động cơ truyền động đai

theo hình tam giác có thể điều chỉnh đƣợc tốc độ. Cả hai máy điều có nhƣợc điểm là

đều dùng tay để giữ mẫu vì thế không thể mài đƣợc nhiều mẫu cùng lúc, dễ bị văng

mẫu trong quá trình mài. Và hiện nay, một máy đã bị hỏng.

- Đồ án tốt nghiệp “ Nghiên cứu, thiết kế máy mài và đánh bóng mẫu thí nghiệm

vật liệu bán tự động “ năm học 2016 đã nghiên cứu, tính toán và thiết kế máy mài

mẫu kim tƣơng nhƣng chƣa đƣa vào chế tạo đƣợc máy.

1

- Trên cơ sở đó, nhóm đề xuất và nghiên cứu đề tài “Thiết kế và chế tạo máy mài

mẫu kim tƣơng phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật liệu kim loại”.

1.2. Ý ngh kho họ v thự tiễn ề t i

1.2.1 Ý ngh kho học

- Máy sử dụng kết cấu và nguyên lý làm việc đơn giản.

- Việc chuẩn bị mẫu và công đoạn mài và đánh bóng mẫu kim tƣơng đƣợc chuẩn

xác hơn.

1.2.2 Ý ngh thực tiễn

- Đáp ứng đƣợc nhƣ cầu chuẩn bị mẫu kim tƣơng phục vụ công tác kiểm tra vật liệu

kim loại trong phòng thí nghiệm.

- Bên canh đó, tăng năng suất chuẩn bị mẫu kim tƣơng phục vụ cho sinh viên trong

công tác nghiên cứu và giảng dạy trong phòng thí nghiệm vật liệu học.

- Cơ cấu gá và ép mẫu bán tự động, biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ khi mài và

đánh bóng, chi phí thấp.

1.3. Mụ ti u nghi n u ề t i

Thiết kế và chế tạo máy mài và đánh bóng mẫu kim tƣơng bán tự động phục vụ thí

nghiệm kiểm tra vật liệu kim loại với:

- Cơ cấu gá mẫu tự kẹp chặt ( có thể nâng hạ đƣợc ).

- Điều chỉnh tốc độ đ a mài bằng biến tần.

- Cơ cấu cấp nƣớc

1.4. Đ i tƣ ng v phạm vi nghi n u

1.4.1 Đ i tƣ ng nghi n u

- Mẫu kim tƣơng cho công đoạn mài và đánh bóng phục vụ thí nghiệm kiểm tra vật

liệu kim loại với kích thƣớc 25 x 15

1.4.2 Phạm vi nghi n u

- Thiết kế và chế tạo máy mài mẫu kim tƣơng, model TTPM01-SPK phục vụ thí

nghiệm kiểm tra vật liệu kim loại đảm bảo:

+ Công suất mài: 0,18÷0,2 KW

+ Số vòng quay: n = 200÷900 (v/ph)

+ Điều chỉnh tốc độ bằng biến tần

+ Gá 4 mẫu tự kẹp chặt bằng lò xo.

1.5. Phƣơng pháp nghi n u

2

1.5.1 Cơ ở phƣơng pháp uận

Trên cơ sở yêu cầu kỹ thuật khi mài và đánh bóng và căn cứ vào những kiến thức đã

học để tìm hiểu và đề xuất phƣơng án thực hiện tính toán thiết kế và chế tạo máy

TTPM01(SPK)

1.5.2 Cá phƣơng pháp nghi n u ụ thể

- Phƣơng pháp khảo sát, tham quan thực tiễn, nhà máy.

- Phƣơng pháp tham vấn chuyên gia.

- Phƣơng pháp tính toán, thiết kế.

- Phƣơng pháp chế tạo.

- Phƣơng pháp đánh giá, nhận xét và viết báo cáo.

3

CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

2.1. Vị trí v v i trò mẫu kiểm tr

- Quy trình chuẩn bị và kiểm tra mẫu kim tƣơng:

- Mẫu vật liệu kim loại (1)  Ép nhựa (2)  Mài thô và đánh bóng  Tẩm thực.

(1) : cắt từ phôi, chi tiết máy

(2) Kích thƣớc nhỏ, khó cầm bằng tay; khó tạo độ phẳng cho mẫu

Hình 2.1: Mẫu kim tương được đúc trong khối chất lỏng.

(chưa được mài và đánh bóng)

- Kích thƣớc mẫu thông dụng: (10÷30)x(10÷30)x(10÷30) (mm)

- Vật tƣ liên quan:

+ Giấy nhám: P180, P240, P320, P400, ...

+ Vải nỉ: sợi tự nhiên, polyeste, sợi tổng hợp, ...

+ Bột mài: Nhôm oxit (Al₂O₃), Crom oxit (Cr₂O₃), ...

2.2. Cá biện pháp m i v ánh bóng mẫu

Để quan sát đƣợc tổ chức thật của vật liệu, đòi hỏi phải có sự chuẩn bị hợp lý và

chính xác. Kết quả của quá trình chuẩn bị sẽ không còn lớp biến dạng và không vết

xƣớc. Công việc chuẩn bị mẫu khá phức tạp, sau đây là những phƣơng pháp chuẩn

bị mẫu phổ biến:

Biện pháp chuẩn bị mẫu bằng tay (Phƣơng pháp chuẩn bị truyền thống)

Phụ kiện đúc nguội: Khuôn đúc đƣờng kính 25mm, 30mm, 32mm.

Vật tƣ đúc nguội: Epoxy đông rắn nhanh.

4