1 MỤC LỤC PHẦN I: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT Chương 1: Phân tích sản phẩm…………………………………………………… 1.1 Phân tích chức làm việc chi tiết…………………………………… 1.2 Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết………………………… Chương 2: Phân tích điều kiện sản xuất ………………………………………… 2.1 Xác định dạng sản xuất …………………………………………………… 2.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi …………………………………………… 2.3 Phân tích chi tiết lồng phôi ………………………………………………… Chương 3: Lựu chọn phương án ………………………………………………… Chương 4: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm …………………… 10 4.1 Phân tích chi tiết lồng phôi ………………………………………………… 10 4.1.1 Xác định đường lối công nghệ ……………………………………… 10 4.1.2 Lập tiến trình công nghệ ……………………………………………….10 4.2 Sơ đồ nguyên công ………………………………………………………… 11 4.2.1 Nguyên công 1: Chế tạo phôi ………………………………………… 11 4.2.2 Nguyên công 2: Làm phôi ……………………………………… 12 4.2.3 Nguyên công 3: Phay mặt đầu a ……………………………………… 12 4.2.4 Nguyên công 4: Phay mặt đầu b, c ………………………………… 17 4.2.5 Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa, vát méplỗ Ф20 ………………… 21 4.2.6 Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф25 ………………… 28 4.2.7 Nguyên công 7: Khoan, taro lỗ M6x1 ……………………………… 34 4.2.8 Nguyên công 8: Kiểm tra độ vuông góc lỗ mặt đầu ………… 38 4.3 Tính lượng dư chế độ cắt cho nguyên công ………………………… 38 4.3.1 Tính lượng dư cho nguyên công 6…………………………………… 37 4.3.2 Tính chế độ cắt cho nguyên công …………………………………… 44 4.4 Tính thời gian gia công …………………………………………… 53 4.4.1 Nguyên công 3: Phay mặt đầu ………………………………………… 53 4.4.2 Nguyên công 4: Phay mặt đầu b, c…………………………………… 54 4.4.3 Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф20 ………………… 55 4.4.4 Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф25 ………………… 57 4.4.5 Nguyên công 7: Khoan, taro lỗ M6x1 ……………………………… 58 4.4.6 Thời gian gia công để gia công chi tiết ………………………… 61 4.5 Tính toán thiết kế đồ gá ………………………………………………… 61 4.5.1 Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công ……………………… .61 4.5.2 Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công ………………………… 67 PHẦN II: CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC Chương 1: Tổng quan công nghệ CAD/CAM/CNC………………………… 73 1.1 Tổng quan CAD/CAM/CNC……………………………………………73 1.1.1 Lịch sử phát triển CAD/ CAM ……………………………………… 77 1.1.2 Định nghĩa công cụ CAD/ CAM ………………………………………… 77 1.2 Tổng quan máy công cụ điều khiển chương trình số ………………… 79 1.2.1 Đặc trưng máy CNC ……………………………………………………….78 1.2.2 Mô hình khái quát máy CNC ……………………………………… 80 Chương 2: Ứng dụng phần mềm Master CAM thiết kế gia công……… .83 2.1 Lập quy trình công nghệ gia công phay ………………………………… .83 2.1.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi ………………………………………… 84 2.1.2 Nguyên công 2: Phay mặt đầu a………………………………………… 85 2.1.3 Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø25 Ø20……… 86 2.2 Thiết kế lập trình gia công mô phỏng………………………………… .87 2.2.1 Chọn phôi ……………………………………………………………… 87 2.2.1.1 Phay mặt đầu a………………………………………………………… 89 2.2.1.2 Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø25 Ø20………………………… 96 2.3 Mô gia công………………………………………………………….100 2.4 Xuất file chương trình NC……………………………………………… 102 CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM 1.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT: Căn vào vẽ chi tiết ta thấy bề mặt làm việc chủ yếu chi tiết lỗ Ф25 Ф20 mặt đầu a, b c Hai lỗ Ф25 Ф20 có chức đỡ trục trục lắp vào Mặt khác lỗ ren M6 có tác dụng giữ chặt trục trục lắp vào lỗ Khi lắp trục có rãnh then vào lỗ ren có tác dụng làm cho trục di chuyển dọc theo giá đỡ mà không bi xoay Giá đỡ làm việc điều kiện chịu lực chịu tải trọng lớn trục quay giá gây Các lực lực dọc trục, lực hướng tâm, trọng lực chi tiết đặt 1.2 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT: Giá đỡ chi tiết có kết cấu đơn giản ta giảm lược kết cấu Chi tiết có khả chịu lực chịu tải trọng lớn nên ta chọn vật liệu gang xám GX 15-32 Theo vẽ chi tiết lỗ chi tiết gia công phải có độ xác cao phải đảm bảo số yêu cầu kỹ thuật đường tâm lỗ phải vuông góc với mặt đầu chi tiết đường tâm phải song song với Khi thiết kế chi tiết cần ý tới kết cấu sau: - Độ cứng vững - Đường tâm lỗ phải song song với nhau, mặt đầu nên nằm mặt phẳng song song với tốt - Do lỗ gia công đạt độ xác cao nên trình đúc phải ý tới trình đúc để không tạo lỗ khí →Qua phân tích ta thấy chi tiết giá đỡ thuộc họ chi tiết dạng CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN SẢN XUẤT 2.1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT : Số lượng hàng năm: N= N1.m( 1+ N1= 5000 ; m= ; = N= 5000 1(1+ ) ; = 7% ) = 5650 ( chiếc/ năm) Trọng lượng chi tiết: Q1= V = GX (kg) = ( 6,8- 7,4) kg/dm3 Thể tích chi tiết: V= V1 + V3 + V5 – ( V2+ V4) Trong đó: V1 = x r2 x h1 = 3,14 x 242 x 60 = 108518,4 (mm3) = 0,108 (dm3) = 92400(mm3) = 0,0924 (dm3) V3 = V5 = x r2 x h2 = 3,14 x 202 x 30 = 0,0377 (dm3) V2 = x 12,52 x 60 = 0,0294 (dm3) V4 = x 102 x 30 = 0,00942 ( dm3) V = V + V3 + V5 – ( V + V4 + ) = 0,17228 ( dm3) Ta có: Q1 = 0,172 x 7,4 = 1,3 (kg) Có thông số N = 5650 ( chiếc/năm) Q1 = 1,3 (kg) Tra bảng 2( TKĐACNCTM) trang 13 ta có: dạng sản xuất hàng loạt lớn 2.2.CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI: Chế tạo phôi phương pháp đúc sử dụng rộng rãi Vì phôi đúc có hình dạng kết cấu phức tạp đạt kích thước từ nhỏ tới lớn mà phương pháp khác rèn, dập khó đạt Cơ tính độ xác phôi đúc tùy thuộc vào phương pháp đúc kỹ thuật làm khuôn Căn vào dạng sản xuất hàng loạt lớn chi tiết đạt cấp xác cấp II nhờ mẫu gỗ dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp sấy khô Ảnh hưởng đến tính công nghệ gia công chi tiết đúc xuất lỗ Trong sản xuất hàng khối người ta thường đúc lỗ có đường kính lớn 20 (mm), dạng sản xuất hàng loạt lớn 30 (mm), dạng sản xuất dơn lên tới 50 (mm) Khi đúc khuôn kim loại dung sai kích thước độ nhám bề mặt chi tiết đúc đạt (IT 14 – IT 17) tới Rz = 40 µm có bảng – 13 (I – T185) 2.3 PHÂN TÍCH CHI TIẾT LỒNG PHÔI: Căn dạng sản xuất hàng loạt lớn lỗ Ф25 Ф20 đúc đúc lỗ xuất rỗ khí Do mà lỗ Ф25 Ф20 phải để đặc Từ cách chế tạo phôi ta tra bảng 3- 110( I – T259) Khi ta có lượng dư gia công vật đúc gang đúc khuôn kim loại - Mặt mặt bên giá đỡ 1,4 mm - Mặt 2.0 mm - Các lỗ đúc đặc Dưới vẽ lồng phôi chi tiết: CHƯƠNG 3: LỰU CHỌN PHƯƠNG ÁN Giá đỡ chi tiết dạng càng, khối lượng gia công chủ yếu tập trung vào lỗ Ф25 Ф20 Việc chọn chuẩn thô ban đầu quan trọng Với chi tiết ta có phương án lựu chọn chuẩn thô: Phương án 1: Chọn mặt (a) làm chuẩn thô để gia công bề mặt (b) bề mặt (c) Phương án 2: Chọn mặt phẳng (b), mặt phẳng (c) chuẩn thô để gia công mặt phẳng (a) Phương án 3: Dùng mặt trụ Ф48 Ф40 làm chuẩn thô để gia công mặt phẳng lại Nhận xét: Phương án Phương án chọn chuẩn thô không đủ để đảm bảo số yêu cầu chuẩn thô: - Không đảm bảo phân phối lượng dư gia công - Rất khó đảm bảo độ đồng tâm lỗ Ф25 Ф20 - Bề mặt làm chuẩn thô dạng tròn việc gá đặt khó khăn phức tạp Với phương án đưa ta thấy đảm bảo số yêu cầu sau chuẩn thô: - Bề mặt (b), (c) có lượng dư gia công nhỏ nên đảm bảo phân phối đủ lượng dư gia công - Đảm bảo vị trí tương quan, lỗ mặt đáy với độ dịch chuyển sai khác nhỏ Do ta chọn phương án với mặt chuẩn thô bề mặt b, c Khi ta có thứ tự nguyên công sau: - Nguyên công 1: Đúc chi tiết khuôn kim loại - Nguyên công 2: Làm vật đúc - Nguyên công 3: Phay mặt đầu a - Nguyên công 4: Phay mặt đầu b, c - Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф20 - Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф25 - Nguyên công 7: Khoan, ta rô lỗ M6x1 - Nguyên công 8: Tổng kiểm tra 10 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SẢN PHẨM 4.1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: 4.1.1 Xác định đường lối công nghệ: Dạng sản xuất xác định dạng sản xuất hàng loạt lớn, ta chọn phương pháp gia công phân tán nguyên công sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công chi tiết máy vạn thông dụng 4.1.2 Lập tiến trình công nghệ: Chi tiết thuộc họ chi tiết dạng càng, khối lượng gia công chủ yếu tập trung vào gia công lỗ Do để gia công nhiều lỗ nhiều bề mặt khác qua giai đoạn thô tinh Ta cần chọn chuẩn tinh thống mặt phẳng (a) đạt số yêu cầu sau: - Bề mặt có lượng dư gia công nhỏ nên đảm bảo phân phối đủ lượng dư gia công - Đảm bảo vị trí tương quan lỗ * Lập thứ tự nguyên công: Nguyên công 1: Chế tạo phôi Nguyên công 2: Làm chi tiết Nguyên công 3: Phay mặt đầu a Nguyên công 4: Phay mặt đầu b,c Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф20 Nguyên công 6: Khoan khoét, doa, vát mép lỗ Ф25 94 : Số giá trị bù dao theo chiều dài = 270 : Số giá trị bù dao theo bán kính = 270 : Chiều quay trục chính, CW: Theo chiều kim đồng hồ = 763: Số vòng quay trục = 305,2 : Lượng chạy dao = 152,6 Lượng chạy dao theo phương Z = 152,6 Tốc độ lùi dao : Lùi dao nhanh : Tốc độ cắt - Holder : Thiết đặt cán dụng cụ ta để theo mặc định - Cut Parameters: Thiêt đặt thông số trình cắt + Stype : Tại cung cấp kiểu cắt khác Zigzag, oneway, onepass, dynamic Ta chọn kiểu cắt oneway: Cắt theo chiều 95 lượng gia công tinh sau gia công thô chọn = không cầ phay thô : Khoảng vượt theo chiều rộng Chon = 50%.D=25 mm : Khoảng vượt theo chiều dài Chon = 50%.D =25 mm : Khoảng vào dao Chon = 10%.D = 5,0 mm : Khoảng thoát dao Chon = 20%.D = 10 mm Genera start location: Vị trí bắt đầy gia công Chọn Bottom left: vị trí bên trái phía : Khoảng cách lớn bước chuyển dao Chọn = 75%.D = 37,5 mm : Phay nghịch - Depth cut: Chiều sâu cắt 96 : Giá trị lớn chiều sâu cắt thô, lấy = 2mm : Số lát cắt tinh Không cắt tinh nên ta để = : Chiều sâu cắt tinh - Linking Parameters: Tham số khoảng cách dụng cụ căt phôi 97 : vị trí dụng cụ cắt bắt đầu kết thúc gia công Để theo mặc định : Mặt phẳng bắt đầu gia công Nhập giá trị =2 : Khoảng lùi dao gia công Lấy = 25mm so với vị trí trước lùi dao : Điểm phôi Lấy = trùng với gốc phôi : Chiều sâu cắt Lấy = 1mm, nhập vào giá trị -1 Absolute: Tọa độ tuyệt đối, Incrementer : Tọa độ tương đối Đường chạy dao: Mô trình phay mặt phẳng ta sau: 98 2.2.1.2 Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø25, Ø20 : * Khoan lỗ Ø23: Cũng phần chọn dao phần phay mặt phẳng ta có sau: Chọn dao chọn mũi khoan thép gió Vào Toolpath type chọn Drill Mũi khoan có đường kính D = 23 mm 99 Các thông số trình cắt: Lượng cắt mũi khoan Khoan lỗ sâu Sau chọn dao xong mô trình khoan sau: 100 Khoét, doa, vát mép làm tương tự phần khoan Như sau lập trình xong khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø25 có sau: Ở lỗ Ø20 quy trình gia công làm tương tự phần gia công lỗ Ø25 101 Ta có sau: Như sau lập quy trình công nghệ gia công mô phay mặt đầu a, khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø25 khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø20 thấy hình dạng sau: 2.3 MÔ PHỎNG GIA CÔNG: Để mô toàn trình gia công ta thực sau: 102 Trong hộp thoại Operations Manage nhâp chuột vào nút select all để lựa chọn tất bước Sau nhấp vào nút Verify hình vẽ để mô hộp thoại Verify xuất Ý nghĩa nút hộp thoại Bắt đầu mô Chỉ hiển thị dao , Tạm dừng , Hiển thị cán dao , chuyển sang bước gia công Điều chỉnh tốc độ mô , 103 Sau mô ta nhận hình dáng chi tiết sau: 2.4 XUẤT FILE RA CHƯƠNG TRÌNH NC: Để xuất file ta thực sau: Trong hộp thoại Operations Manage ta nhấp vào nút Post Selected Hộp thoại Post Processing 104 Nhấp vào nút OK để tiếp tục chọn vị trí lưu file NC sau nhấn save Master Cam tự đông xuất chương trình file NC 105 * Ý nghĩa số câu lệnh G21 : Đơn vị đo hệ mét G17 : Gia công mặt phẳng XOY G90 : Ghi tọa độ tuyệt đối G49 : Hủy bù chiều dài dao G40 : Hủy bù dao bán kính dao G41, G42: Bù bán kính dao bên trái, bên phải G43: Bù dao theo chiều dài G80 : Hủy bỏ chu trình đóng hộp trước M3, M4 Cho trục quay cùng, ngược chiều kim đồng hồ 106 M8, M9: Mở, tắt dung dich trơn nguội M5: Dừng trục M1: Dừng chương trình có điều kiện M30 Dừng chương trình M6 Gọi thay dao G54 :Thiết lập gốc phôi S: Số vòng quay trục F : lượng chạy dao G91 G28 Z0: Cho dao trở điểm chuẩn máy G00 : Chạy nhanh không cắt đến vị trí gia công G01 : nội suy theo đường thẳng G02 : Nội suy cung tròn theo chiều kim đồng hồ G03 : Nội suy cung tròn theo chiều ngược kim đồng hồ X, Y, Z : Tọa độ điểm cần gia công KẾT LUẬN Trong trình làm em rút nhiều học bổ ích em biết học tìm hiểu thêm phần mềm quan trọng Mastercam Đây phần mềm ứng dụng thực tế sản xuất nhiều có lợi cho em sau em trường Trong trình làm không tránh sai sót mong thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài em hoàn thiện Em chân thành cảm ơn Nam Định, ngày 15 tháng năm 2012 107 SVTH: Lê Đăng Giang TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Trần Văn Địch - Đồ gá, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2010 GS.TS Trần Văn Địch - Atlas đồ gá, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2006 GS.TS Trần văn Địch - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy NXB Khoa học kĩ thuật – Hà nội 2005 GS.TS Trần Văn Địch, PGS.TS Nguyễn Trọng Bình, PGS.TS Nguyễn Thế Đạt, PGS.TS Nguyễ Viết Tiếp, PGS.TS Trần Xuân Việt - Công nghệ chế tạo máy NXB Khoa học kĩ thuật – Hà nội 2006 108 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lưu Văn Nhang - Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2004 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt - Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Tập 1, 2, Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2000 Th.Sỹ Trần Ngọc Hải - Giáo trình công nghệ chế tạo máy - Trường đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp Vật liệu công nghệ khí, PGS.TS Hoàng Tùng Nxb Giáo Dục Vật liệu học sở, Nghiêm Hùng Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật ... CỦA CHI TIẾT: Giá đỡ chi tiết có kết cấu đơn giản ta giảm lược kết cấu Chi tiết có khả chịu lực chịu tải trọng lớn nên ta chọn vật liệu gang xám GX 15-32 Theo vẽ chi tiết lỗ chi tiết gia công phải... dụng 4.1.2 Lập tiến trình công nghệ: Chi tiết thuộc họ chi tiết dạng càng, khối lượng gia công chủ yếu tập trung vào gia công lỗ Do để gia công nhiều lỗ nhiều bề mặt khác qua giai đoạn thô tinh... công 6: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ф25 - Nguyên công 7: Khoan, ta rô lỗ M6x1 - Nguyên công 8: Tổng kiểm tra 10 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SẢN PHẨM 4.1 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: