Báo cáo Nghiên cứu cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu tại phòng thí nghiệm vật liệu học (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu tại phòng thí nghiệm vật liệu học (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ KÉO MẪU TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM SKC0 0 3 6 5 4 VẬT LIỆU HỌC – KHOA CKM Mã số: T2011-53 S K C 0 0 3 6 7 1 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH —    — BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ KÉO MẪU TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC – KHOA CKM MÃ SỐ: T2011 - 53 Chủ nhiệm đề tài: KS: HOÀNG VĂN HƯỚNG TP. HỒ CHÍ MINH Tháng 11 năm 2011
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY —    — BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ KÉO MẪU TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU HỌC – KHOA CKM MÃ SỐ: T2011 - 53 Chủ nhiệm đề tài: KS: HOÀNG VĂN HƯỚNG TP. HỒ CHÍ MINH Tháng 11 năm 2011
4. Đề tài KH & CN cấp Trƣờng MỤC LỤC CHƢƠNG I: DẪN NHẬP 5 I. Lý do chọn đề tài 5 II. Mục tiêu nghiên cứu 6 III. Đối tượng nghiên cứu 6 IV. Thể thức nghiên cứu 6 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 I. Giới thiệu bài thí nghiệm 7 II. Thiết bị kéo mẫu tại phòng thí nghiệm 11 1. Cấu tạo 11 2. Công dụng 11 3. Ưu, nhược điểm 12 CHƢƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THẾT BỊ KÉO MẪU 14 I. Mẫu nhôm (Al) 14 1. Các đặc tính của nhôm nguyên chất 14 2. Thông số của mẫu nhôm 16 II. Phân tích cơ cấu kéo mẫu 17 III. Dụng cụ đo 19 IV. Mô hình bản vẽ lắp của thiết bị 23 V. Bảng thống kê chi tiết chính 24 VI. Các chi tiết của thiết bị kéo mẫu 25 1. Thân thiết bị (Hình 3.8) 25 2. Tay quay: GX 15-32(Hình 3.9) 25 3. Ổ bi chà: 20Cr (Hình 3.10) 26 4. Thanh ren: Thép C45 (Hình 3.11) 26 5. Tấm gá cơ cấu phải: Thép CT3 (3.12) 27 6. Cơ cấu kẹp phải (Hình 3.13) 27 7. Tay vặn phải: Thép CT3 (Hình 3.14) 28 8. Cơ cấu kẹp trái (Hình 3.15) 28 9. Tay vặn trái: Thép CT3 (Hình 3.16) 29 10. Thanh dẫn hướng: Thép CT3 (Hình 3.17) 29 Hoàng Văn Hƣớng Trang 1
5. Đề tài KH & CN cấp Trƣờng 11. Thanh chỉnh kích thước: Thép CT3 (Hình 3.18) 30 12. Đồ gá đồng hồ so (Hình 3.19) 30 VII. Trình tự lắp ráp các chi tiết của thiết bị kéo mẫu 31 CHƢƠNG IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 32 I. Chọn phôi gia công chi tiết 33 II. Số thứ tự bề mặt gia công 33 III. Thiết kế nguyên công 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 I. Kết luận 58 II. Kiến nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Hoàng Văn Hƣớng Trang 2
6. Đề tài KH & CN cấp Trƣờng DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thông số tính toán khi kéo mẫu Bảng 3-1: Bảng thống kê chi tiết chính của thiết bị kéo mẫu Hoàng Văn Hƣớng Trang 3
7. Đề tài KH & CN cấp Trƣờng THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: “Nghiên cứu cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu tại phòng thí nghiệm vật liệu – khoa CKM” - Mã số: T2011 -53 - Chủ nhiệm: Hoàng Văn Hướng - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: từ 12/2010 – 12/2011 2. Mục tiêu: - Nghiên cứu các loại thiết bị kéo mẫu hiện có tại phòng thí nghiệm - Cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu hoàn chỉnh. 3. Tính mới và sáng tạo: - Thiết kế được cơ cấu đo mẫu trực tiết, cơ cấu dẫn hướng ổn định khi kéo. 4. Kết quả nghiên cứu: - Thiết kế thiết bị kéo mẫu hoàn chỉnh. 5. Sản phẩm: - Bảng thuyết minh. - Tập bản vẽ. 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng: Đã thiết kế được thiết bị kéo mẫu hoàn chỉnh, có thể chế tạo thiết bị rồi chạy thửa sau đó áp dụng tại Phòng Thí nghiệm vật liệu – Bộ môn CNKL – Khoa CKM – trường ĐH SPKT TP. HCM & các trường CĐ, ĐH khác đào tạo ngành cơ khí. Hoàng Văn Hƣớng Trang 4
8. Đề tài KH & CN cấp Trƣờng CHƢƠNG I: DẪN NHẬP TỔNG QUAN Từ tình hình thực tế tại Phòng thí nghiệm vật liệu, việc làm các bài thí nghiệm vật liệu đạt được chính xác phụ thuộc rất nhiều vào thiết bị làm thí nghiệm. Trong khi đó việc trang bị thêm thiết bị thí nghiệm đòi hỏi phải có thời gian và kinh phí. Xuất phát từ yêu cầu thực tế việc nghiên cứu, cải tiến các thiết bị thí nghiệm đã có để tạo ra thiết bị thí nghiệm mới hoạt động tốt hơn và giá thành rẻ hơn là một vấn đề cấp bách trong giai đoạn hiện nay. Đề tài “Nghiên cứu cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu tại phòng thí nghiệm vật liệu – khoa CKM”. Vấn đề đặt ra của đề tài là phải tạo ra thiết bị thí nghiệm mới đảm bảo các yêu cầu tốt hơn khi làm các bài thí nghiệm, đạt được kích thước chính xác của mẫu thí nghiệm trong quá trình kéo và thao tác thuận tiện cho sinh viên, chính vì vậy đòi hỏi việc nghiên cứu cải tiến, thiết kế phải có những phương pháp tối ưu nhất để khắc phục những nhược điểm của thiết bị thí nghiệm đã có. I. Lý do chọn đề tài Ngành vật liệu học trên thế giới ngày càng phát triển và là lĩnh vực vô cùng quan trọng, đó là quá trình nghiên cứu tạo ra vật liệu mới. Không chỉ trên thế giới mà ở nước ta ngành vật liệu học đang từng bước đẩy mạnh sự phát triển. Ngành vật liệu học phát triển trên cơ sở ngành vật lý và hóa học, do yêu cầu sử dụng vật liệu kỹ thuật cao trong các thiết bị kỹ thuật tiên tiến, đặc biệt các màng mỏng kích thước micro trở xuống trong các chất bán dẫn, linh kiện điện tử, cơ khí, màng quang học, và công nghệ vật liệu polyme, ceramic, vật liệu nano hiện có nhu cầu rất cao. Để cho ra những sản phẩm trên cần phải qua quá trình nghiên cứu phức tạp về tổ chức, cấu tạo của các loại vật liệu. Trong quá trình phát triển mạnh mẽ của ngành vật liệu học, để phục vụ tốt cho quá trình nghiên cứu cần có những trang thiết bị hiện đại và có độ chính xác cao. Chính vì yêu cầu cấp thiết đó, phòng thí nghiệm vật liệu khoa Hoàng Văn Hƣớng Trang 5
9. Đề tài KH & CN cấp Trƣờng Cơ khí chế tạo máy Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM cần có những thiết bị chính xác phục vụ cho quá trình thí nghiệm vật liệu của sinh viên. Để phục vụ cho quá trình kéo mẫu thí nghiệm đạt độ chính xác về kích thước thì đòi hỏi cần có một thiết bị kéo mẫu đạt được những yêu cầu trên. Vì vậy, việc nghiên cứu cải tiến, thiết kế, chế tạo ra thiết bị kéo mẫu phục vụ cho môn thí nghiệm vật liệu là cần thiết. II. Mục tiêu nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu tại phòng thí nghiệm vật liệu – khoa CKM” tiến hành nhằm mục tiêu sau: - Nghiên cứu các loại thiết bị kéo mẫu hiện có tại phòng thí nghiệm - Cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu hoàn chỉnh III. Đối tƣợng nghiên cứu _Thiết kế thiết bị kéo mẫu nhôm. _Thiết kế và lập qui trình công nghệ cho một bộ phận của thiết bị kéo mẫu. IV. Thể thức nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu cải tiến, thiết kế thiết bị kéo mẫu, ngoài việc sử dụng phương pháp tham khảo tài liệu để tính toán, thiết kế, còn lại sử dụng phương pháp quan sát dựa trên mô hình thiết bị kéo mẫu đã có tại phòng thí nghiệm vật liệu để việc thiết kế thiết bị kéo mẫu mới được thực hiện hoàn thiện và tốt hơn. Hoàng Văn Hƣớng Trang 6