BÀI TẬP CAD CAM CNC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHI TIẾT GỐI ĐỠ
, file 2D, 3D  thuyết minh....,file báo cáo, nguyên lý vận hành khuôn, tháo lắp, và cách bảo quản khuôn....Bản vẽ chi tiết sản phẩm, quy trình chế tạo các chi tiết trong khuôn......

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành cơ khí đã phát triển ngày cành nhanh chóng với các phương pháp gia công chính xác. Công nghệ CAD/CAM/CNC không còn mới trên thế giới tuy nhiên ở nước ta ngành này đã và đang phát triển rất mạnh, nhu cầu nhân lực đã và đang là bài toán đặt ra cho các trường kĩ thuật. Quá trình làm đồ án CAD/CAM/CNC sẽ giúp cho  sinh viên là những kĩ sư tương lai có được những kiến thức nền tảng ban đầu, bước đầu tiếp cận với nền sản xuất tiên tiến.

Đồ án CAD/CAM/CNC là sự tổng hợp các kiến thức của môn học những hiểu biết về thiết kế một chi tiết, gia công mô phỏng và xuất thành FILE để đưa vào máy CNC gia công như thế nào bằng cách sử dụng sự hỗ phần mềm PRO/ENGINEER hay các phần mềm khác. Bên cạnh cũng cần phải kết hợp kiến thức chuyên ngành đã học như về thiết kế, công nghệ chế tạo máy…Vì vậy thông qua việc làm Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC đã góp phần nâng cao kiến thức cho sinh viên, giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với công việc sau này.

Trong quá trình thực hiện đồ án môn học này, em luôn được sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn Th.S ..... và các thầy bộ môn trong khoa Kỹ thuật công nghệ.

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án môn học này.

                                                                        Quảng Ngãi, ngày 22 tháng 03 năm 201...                                                                                                     Sinh viên thực hiện

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1. Chức năng

Gối đỡ dùng để đỡ trục và các vật nặng. Được sử dụng trên các cơ cấu truyền động cơ khí khi yêu cầu về độ chính xác của chi tiết. Ngoài ra gối đỡ còn cố định các ổ lăn trên trục.

1.2. Điều kiện làm việc

Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết: Theo đề bài thì chi tiết cần thiết kế ở đây là “gối đỡ” chi tiết có dạng hộp. Gối đỡ được sử dụng truyền động cơ khí khi yêu cầu về độ chính xác của chi tiết và khi làm việc dưới tác động của tải trọng và rung động lớn.\

Do điều kiện làm việc trên đòi hỏi gối đỡ có độ chính xác cao, đủ độ cứng vững để làm việc chính xác chịu va đập và rung động tốt.

1.3. Tính công ngệ của chi tiết

Tính công nghệ trong kết cấu không những ảnh hưởng đến khối lượng lao động mà còn ảnh hưởng đến việc tiêu hao nguyên vật liệu . Vì vậy ngay từ khi thiết kế chúng ta phải chú ý đến kết cấu của chúng như :

• Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng, có thể dùng chế độ cắt cao để đạt năng suất cao.
• Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh.
• Các mặt gia công của hộp không có dấu lồi lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao nhanh và thoát dao nhanh, kết cấu bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công nhiều bề mặt cùng một lúc trên máy nhiều trục.

1.4. Yêu cầu kĩ thuật

- Chi tiết cần chế tạo được dùng để đỡ trục. Hình dạng của chi tiết chế tạo rất phức tạp. Điều kiện làm việc của trục phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cao, độ song song, độ đồng tâm giữa các gối đỡ phải đảm bảo khi quay không bị lệch tâm, giảm được các mômen uốn, giảm được sự rung động, nâng cao suất bền mỏi cho trục và tuổi thọ của gối đỡ.

- Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra yêu cầu chi tiết phải đạt độ cững vững cao, chống mài mòn tốt, điều kiện bôi trơn đảm bảo. Cấp chính xác, độ bóng , độ song song giữa tâm trục và mặt đáy, độ vuông góc giữa các bề mặt ,dung sai giữa các bề mặt phải đảm bảo theo yêu cầu đặt ra của các chi tiết cần chế tạo.

-      Độ chính xác về kích thước các bề mặt:

• Kích thước lỗ Ø8 có R_a = 1.6mm, tra Sổ Tay Dung Sai và Lắp Ghép - Ninh Đức Tốn ta được IT=7. Tra bảng -ta được T₈ = 15mm, Æ8 là lỗ cơ bản nên Æ8^+0.015.
• Kích thước lỗ Ø16 có dung sai T­­₁₆ = 27um. Tra bảng -ta được IT8.
• Kích thước lỗ Ø20 được chế tạo đạt cấp chính xác 9, với độ nhám bề mặt R_z = 40
• Kích thước lỗ Ø25 có R_a = 1,6; dung sai T₂₅ = 0,021. Tra bảng -ta được IT7.

• Độ chính xác vị trí tương quan các bề mặt:

• Độ không song song giữa lỗ Ø20 so với mặt đáy không quá 0,03/100mm chiều dài.
• Độ không đối xứng giữa 2 lỗ Ø8 qua rãnh 42 không quá 0,02/100mm chiều dài.

1.5. Vật liệu

- Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trên: Vật liệu chế tạo cần độ bền nén khả năng chống mài mòn, độ biến dạng dẻo phải thấp để gia công cắt gọt, chế tạo phôi phải đơn giản, bên trong (cấu trúc tế vi) phải ổn định sau gia công cắt gọt, phải đảm bảo độ bóng, độ chính xác cao và tính kinh tế.

            - Như vậy theo kinh nghiệm thực tế cũng như tài liệu nghiên cứu, vật liệu để chế tạo ta có thể dùng gang xám, gang cầu…Đối chiếu theo yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ chế tạo ta sử dụng gang xám GX 16-32 để chế tạo phôi là tốt nhất vừa đảm bảo tính kinh tế vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật với:

Mác gang	Độ cứng HB (kG/mm)	Thành phần hoá học ( % )
		C	Si	Mn	P	S
					Không quá
GX 16 – 32	200	(2.8--3.5)%	(1.5--3)%	(0.5--1)%	(0.1-0.2)% P	(0.08-0.12)%.

PHẦN II:       THIẾT KẾ CHI TIẾT BẰNG PHẦN MỀM CAD-CAM

2.1. Giới thiệu chung về phần mềm CAD-CAM sử dụng

2.1.1. Phần mềm AUTOCAD 2007

• AutoCAD là một phần mềm dùng để thực hiện các bản vẽ kỹ thuật trong ngành xây dựng, cơ khí, kiến trúc, điện, bản đồ…Sử dụng AutoCAD ta có thể vẽ các bản vẽ kỹ thuật 2D, 3D và tô bóng vật thể (render). Phần mềm AutoCAD được trình làng đầu tiên vào tháng 11/1982 tại Hội chợ Comdex
• AutoCAD 2007 sản phẩm này là của hãng Autodesk và mục đích chính là: giúp bạn tăng khả năng làm việc. Từ những ý tưởng thiết kế ban đầu, thông qua các bản vẽ, AutoCAD có tất cả những gì ta cần mà có thể tạo ra các bản vẽ chi tiết, mô hình hóa, xây dựng các tài liệu và chia sẻ ý tưởng của mình. AutoCAD kết hợp các câu lệnh AutoCAD và giao diện người dùng quen thuộc như bạn đã từng biết trước trong một môi trường thiết kế được nâng cấp.
• AutoCAD 2007 tăng cường hiệu suất làm việc của bạn với những cải tiến trong giao diện người dùng như tùy biến giao diện theo sở thích, các phần mở rộng, nhằm vào việc tăng năng suất tạo hình sản phẩm của bạn bằng cách giảm bớt đi những bước thiết kế để sử dụng các câu lệnh. Môi trường thiết kế mới, với những chức năng sáng tạo như thiết kế theo từng lớp và giúp người sử dụng mới làm quen với chương trình có thể thích nghi trong thời gian sớm nhất. Những thanh công cụ dễ sử dụng có thể giúp bạn quan sát mô hình 3D và chỉnh sửa từng chi tiết nhỏ trong mô hình. AutoCAD  giúp bạn nâng cao năng suất làm việc với tầm cao mới.
• Các phiên bản AutoCAD gồm có: AutoCAD 2000, AutoCAD 2002, AutoCAD 2004, AutoCAD 2007, AutoCAD 2008, AutoCAD 2009, AutoCAD 2010, AutoCAD 2012 và phiên bản mới nhất hiện nay là AutoCAD 2013.

2.1.2. Phần mềm INVENTOR 2010

Autodesk INVENTOR là phần mêm CAD ứng dụng trong thiết kế cơ khí  với khả năng mạnh trong thiết kế mô hình Solid, có giao diện người dùng thân thiện và trực quan.

Cấu trúc hệ thống của Autodesk INVENTOR tạo ra thế mạnh về thiết kế mô hình 3D, quản lý thông tin, hợp tác thiết kế và hỗ trợ kỹ thuật. Các điểm mạnh của hệ thống này là:

    - Thiết kế mạch lạc, sử dụng công nghệ phát triển thông dụng như COM và VBA

    - Tương tích với phần cứng hiện đại như: Card OpenGL và Dual Processors

    - Có khả năng xử lý hàng nghìn chi tiết và các cụm lắp lớn.

    - Cung cấp giao diện lập trình ứng dụng (Application Program Interface – API) và cấu trúc mở rộng với công nghệ COM chuẩn để tạo lập và chạy các ứng dụng thứ ba

    - Có khả năng trao đổi trực tiếp dữ liệu thiết kế với bản vẽ 2D của AutoCAD, mô hình 3D của Mechanical Destop hoặc mô hình STEP từ các hệ thống CAD khác.

Sử dụng phần mềm ta có thể thực hiện các công việc sau:

     - Derived Parts: Tạo một chi tiết dẫn xuất từ một chi tiết khác và dùng để khảo sát các bản vẽ thiết kế hay quá trình sản xuất khác nhau

     - Solid modeling: Tạo đối tượng hình học phức tạp bằng khả năng tọa mô hình lai, tích họp các bề mặt với các Solid

     - Sheet metal: Tạo các đối tượng và các chi tiết từ kim loại tấm

     - Adaptive Layout: Dùng các Work Feature để lắp các chi tiết 2D với nhau.

     - Adaptive parts and assembly: Tạo các chi tiết và các mối lắp thích nghi

     - Design Element: Truy cập và lưu trữ các đối tượng trong một Catalog điện tử để có thể sử dụng lại được.

     - Collaborative engineering: Môi trường cho nhóm có nhiều người cùng làm việc với một cụm lắp.

     - Projects: Duy trì sự liên kết giữa các file.

     - Quản lý bản vẽ: Cho phép tạo các bản vẽ nhờ công cụ đơn giản hóa quá trình

     - Design Assistant: Tìm kiếm chi tiết theo thuộc tính như: mã số chi tiết, vật liệu…

Engineer’s Notebook: Truy cập và ghi chú thông tin thiết kế và gắn các đối tượng, cho phép lưu trữ thông tin về quá trình thiết kế.

2.1.3. Phần mềm PRO/E WILDFIRE 5.0

• Một trong những phần mềm có được những tính năng trên như Catia, Unigraghics NX, Pro/engineer Widfire 5.0 … là một trong những phần mềm được đánh giá rất mạnh và rất nổi tiếng trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC. Tùy vào thế mạnh của mỗi phần mềm mà chúng có những ứng dụng riêng biệt. Chẳng hạn như : Catia, Unigraphics NX phục vụ triệt để cho ngành hàng không, oto, tàu thủy. Pro/E 5.0. phục vụ rất tốt cho ngành cơ khí khuôn mẫu (thiết kế và gia công) như khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa…Ưu điểm của phần mềm này là giá rẻ.
• Hiện nay, số người sử dụng Pro/E 5.0 trên thế giới rất nhiều, kể cả Việt Nam nen chúng ta sẽ có cơ hôi học hỏi, trao đổi lẫn nhau những vấn đề liên quan đến CAD/CAM với thế giới bên ngoài. Do vậy, việc chọn học Pro/E là một hướng đi tốt cho chúng ta trước khi vào nghề và cũng là cách duy nhất chúng ta đuổi kịp công nghệ thể giới.

Pro/E là phần mềm của hãng Parametric Technology Corporation. Là một phần mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC. Sử dụng phần mềm ta có thể thực hiện các công việc sau:

• Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn
• Tạo các modun bằng các khái niệm và các phần tử thiết kế
• Thiết kế thông số
• Sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất
• Mô phỏng động học, động lực học
• Phầm mêm Pro/E có các modun sau:
• Pro/ASSEMBLY: tạo điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào hệ thống và dưới hệ thống. Nó hỗ trợ cho phần lắp ráp và lắp ráp nhóm, giải quyết tình huống xung đột, thiết kế thay đổi,…

• Pro/DETAIL: modun tạo trực tiếp mô hình 3D của các bản vẽ thiết kế và chế tạo trong đó đảm bảo liên kết 2 phía giữa các bản vẽ và modun 3D

• Pro/SHEETMETAL: modun hỗ trợ thiết kế những chi tiết dạng tấm, vỏ và hỗ trợ cho việc tạo lập các chi tiết phát triển kể cả chuẩn bị cho chương trình NC cho sản xuất.

• Pro/SURFACE: modun hỗ trợ vẽ, tạo các mặt tự do, xử lý các mặt cong và các bề mặt phức tạp.
• Pro/MANUFACTURING: bao gồm dữ liệu NC, mô phỏng, fomat dữ liệu CL, thư viện các phẩn tử.

• Pro/MESH: hỗ trợ tái tạo mạng lưới cho việc phân tích phần tử hữu hạn, xác định điều kiện biên, gắn liền với ANSYS, PATRAN, NASTRAN, ABAQUS, SUPERTAB và COSMOS/M
• Pro/MECHANICA: Mo phỏng động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến dạng tuyến tính và phi tuyến tính, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu…
• Pro/INTERFACE: tạo điều kiện gắn với các hệ CAD khác như: iges, dxf, render…
• Pro/PROJECT: xác định để điều khiển dự án thiết kế và tổ hợp một số đội thiết kế và lập dự án.
• Pro/FEATURE: mở rộng khả năng thiết lập những phần tử thiết kế bằng thư viện các bộ phận, nhóm, tái tạo các hình dạng chuẩn.
• Pro/DESIGN: Hỗ trợ thành lập mô hình 3D, sơ đồ khối, xây dựng kế hoạch thiết kế và mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho sự phân tích nhanh chóng hiệu quả và sắp xếp phương án.
• Pro/LIBRARY: Modun chứa thư viện rông lớn các phần tử trên chuẩn có thể bỏ sung hoặc hiệu chỉnh.
• Pro/VIEW: Modun tạo điều kiện kiểm tra mô hình hóa chi tiết và hệ thống từ một hướng quan sát bất kỳ, phóng đại, ảo ảnh. Sử dụng để có cái nhìn tổng thể để đạt được kết quả hoặc mục đích phòng ngừa.
• Pro/DRAFT: Modun hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều kiện đọc bản vẽ của các hệ CAD khác và bổ sung modun 3D về thiết kế thông số.

• Pro/NLO: Modun hỗ trợ cho việc gia công mạng cục bộ, hòa hợp với các modun khác trong hệ
• Pro/MOLD: Modun thiết kế khuôn

• Pro/DEVELOP: Modun hỗ trợ việc lập trình ứng dụng riêng. Chứa các thư viện của hàm số C, thư viện chương trình con của ngôn ngữ lập trình FORTRAN và đặc biệt tiếp cận được với cấu trúc thiết lập các hệ thống và cấu trúc dữ liệu của hệ thống. Ngoài ra Pro/E còn có Pro/CASTING. Pro/LEGACY, Pro/TOOKIT, Pro/PiP.
• Một số phiên bản hay dùng của Pro/E là Pro/E 2000i, Pro/E 2.0, Pro/E 3.0, Pro/E 4.0, Pro/E 5.0, Pro/E 6.0; phiên bản Creo 1.0 và Creo 2.0 của hãng Parametric Technology Corporation đã ra đời.

2.2. Trình tự thiết lập mô hình chi tiết trên phần mềm INVENTOR 2010

• Vào giao diện inventer2010 bằng cách kích đúp chuột vào biểu tượng sau:
• ..............................

2.3. Thiết lập bản vẽ chi tiết

Như vậy, sau khi hoàn thành bước thiết kế mô hình 3D ta tiến hành thiết lập bản vẽ chi tiết như sau:

• Bước 1: dùng lệch New  am_iso_dwg  ok   ta có hình vẽ như sau:

• Bước 2: dùng lệch Base  bottom  ok   ta có hình vẽ như sau .

• Bước 3: dùng lệch Projected( để tạo hình chiếu bằng + cạnh + trục đo)  Kích chuột phải chọn create   ta có hình vẽ như sau .

• Bước 4: chọn I_pro  save as  save copy as   xuất hiện bảng chọn save as type ( chọn lưu với tên đuôi Autocad drawings(*.dwg))  chọn save   ta đã chuyển bản vẽ chi tiết qua Autocad. Muốn có bản vẽ hoàn chỉnh ta chỉ cần vào Autocad mở file và hiệu chỉnh.

PHẦN III: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1. Xác định dạng sản xuất.

Muốn xác định dạng sản xuất thì ta tính được số chi tiết được sản xuất trong một năm và khối lượng chi tiết, từ đó tra được sản lượng sản xuất

1. Số chi tiết được sản xuất trong một năm

• Mục đích  là xác định loại hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết.
• Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm theo công thức sau:

Trong đó:

• N: số lượng sản phẩm được sản xuất trong một năm
• N₁:số lượng sản phẩm cần chế tạo một năm theo kế hoạch

N₁ = 4600chiếc/năm

• m: số lượng chi tiết trong một sản phẩm, m = 1
• α :Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi chế tạo phôi ( đúc hoặc rèn) gây ra, α = 3%
• β: Lựợng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc phế phẩm trong quá trình gia công cơ  β = 5%.

Vậy:

2. Xác định khối lượng của chi tiết

Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức: 

Trong đó:

• Q là khối lượng của chi tiết (kg)
• V là thể tích của chi tiết (dm³)
• là khối lượng riêng của vật liệu (kg/dm³)

Như vậy, theo yêu cầu thì chi tiết được chế tạo từ vật liệu là gang xám nên: , chọn

Thể tích của chi tiết (V): ta dùng phần mềm inventor5.0 ta có thể tích như saU

Ta có: V = 235535,933 mm³

=> Q =

Tra bảng ta được dạng sản xuất loạt vừa.

1. Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
   1. Chọn dạng phôi

• Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi như: đúc, rèn, dập, cán,...do chi tiết em là gang xám nên chọn phôi đúc vì phôi đúc có những ưu điểm sau:

• Lượng dư phân bố đều.
• Tiết kiệm được vật liệu.
• Giá thành rẻ, được dùng phổ biến.
• Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm
• Kết luận:Từ các phương pháp tạo phôi, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vật liệu chi tiết là gang xám.
• Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết là dạng phôi đúc.

1. Phương pháp chế tạo phôi

5. Đúc có nhiều cấp chính xác khác nhau:

• Chi tiết đúc chính xác cấp I được được bảo bằng mẫu kim loại cùng với việc cơ khí hoá chế tạo khuôn, sấy khuôn và rót kim loại. để tạo nên các chi tiết đúc có hình dạng phức tạp và thành mỏng.
• Chi tiết đạt cấp chính xác II nhận được từ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại để tháo lắp và sấy khô. Phương pháp này thường dùng trong dạng sản xuất hàng loạt.
• Chi tiết đúc cấp chính xác III phương pháp này dùng trong khuôn các chế tạo khuôn bằng phương pháp thủ công. Phương pháp này thuận lợi khi chế tạo các chi tiềt đúc có hình dạng, kích thước, trọng lượng bất kỳ từ những hợp kim đúc khác nhau trong dạng sản xuật đơn chiếc và loạt nhỏ.

5. Kết luận:

•  Với những yêu cầu của chi tiết như sảng lượng 4968 chiếc/năm, khối lượng 1,65kg, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất hàng loạt vừa, ta chọn đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng tay, cùng với việc cơ khí hoá chế tạo khuôn, sấy khuôn và rót kim loại, được phôi đúc đạt cấp chính xác là II.
• Loại phôi này có cấp chính xác IT15, độ nhám Rz = 80µm.

1. Thiết kế bản vẽ lồng phôi

 Muốn thiết kế chi tiết lồng phôi  phải xác định lượng dư gia công từng bề mặt. Có hai phương pháp xác định lượng dư là xác định lương dư bằng phương pháp tính toán và tra bảng. Ở đây em xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng.

 Đối với vật đúc có cấp chính xác II tra bảng  kích thước lớn nhất của chi tiết là 126 mm, do đó ta có lượng dư tổng cộng của từng mặt như sau:

• Lượng dư cho các bề mặt 2 là 3,5 mm.
• Lượng dư cho các bề mặt 1, 4, 5 là 2,5 mm.
• Lượng dư cho các bề mặt 3 là 3,5mm

PHẦN IV: THIẾT LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1. Xác định trình tự các nguyên công

4.1.1. Mục đích

  Việc xác định trình tự các nguyên công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan và độ nhám các bề mặt theo yêu cầu đề ra.

4.1.2. Chọn các phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Dựa vào yêu cầu đặc tính kỹ thuật ta chọn phương pháp gia công cho các bề mặt sau như: phay, khoan, khoét, doa…

1. Lập tiến trình công nghệ.
   1. Đánh thứ tự bề mặt gia công
   2. ........................

1. Lập trình tự công nghệ

• Phương án 1:

• Nguyên công 1: phay CNC mặt A, khoan - doa 2 lỗ B. Mặt định vị là mặt trên mặt đáy 3 bậc tự do, cạnh bên 2 bậc và mặt trước 1 bậc.
• Nguyên công 2: phay CNC mặt C, khoan - doa lỗ D. mặt định vị là mặt A, cạnh bên 2 bậc và mặt trước 1 bậc.
• Nguyên công 3: Phay CNC mặt E, Khoan – doa lỗ F, sau đó trở đầu chi tiết để gia công mặt đối diện. Định vị mặt đáy A 3 bậc, 2 lỗ B+D định vị 3 bậc.
• Nguyên công 4: Phay CNC mặt H, khoan –vát mép – taro lỗ I. Định vị mặt đáy A 3 bậc, 2 lỗ B+D định vị 3 bậc.

• Phương án 2:

• Nguyên công 1: phay CNC mặt A, khoan-doa 4 lỗ B. Mặt định vị là mặt trên mặt đáy 3 bậc tự do, cạnh bên 2 bậc và mặt trước 1 bậc.
• Nguyên công 2: phay CNC mặt C, khoan - doa lỗ bậc D. mặt định vị là mặt A, cạnh bên 2 bậc và mặt trước 1 bậc.
• Nguyên công 3: Phay CNC mặt E, Khoan – doa lỗ F, sau đó trở đầu chi tiết để gia công mặt đối diện. Định vị mặt đáy A 3 bậc, 2 lỗ B+D định vị 3 bậc.
• Nguyên công 4: Phay CNC mặt H, khoan – vát mép – taro lỗ H. Định vị mặt đáy A 3 bậc, 2 lỗ B+D định vị 3 bậc.

5. Từ 2 phương án đã trình bày trên, thì em phương án 1 là hợp lý nhất. Phương án 1 đảm bảo được trình tự gia công hợp lý, đảm bảo độ song song, vuông góc, đạt được độ chính xác kích thước của chi tiết và hiệu quả kinh tế trong sản xuất hàng loạt vừa. Sau đây là hình vẽ trình tự gia công các nguyên công và chế độ cắt.

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

PHẦN V: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ CHI TIẾT

5.1. Phân tích các đặc điểm yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công

Các bề mặt làm việc như đã phân tích ở phần I và phần IV ta có:

• Độ nhám bề mặt đáy A của chi tiết có Rz = 25
• Độ nhám bề mặt C của chi tiết có R_Z = 25
• Độ nhám bề mặt đầu E, G của chi tiết có Rz = 25
• Độ nhám bề mặt H của chi tiết có R_Z = 25
• Độ nhám bề mặt lỗ B của chi tiết có Ra = 1,6
• Độ nhám bề mặt lỗ F của chi tiết có R_Z = 40

1. Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết

Theo nguyên tắc chung nguyên công thì qui trình công nghệ thực hiện trên máy phay CNC – EMCO CONCEPTMILL- 450. Dựa vào nguyên tắc trên ta phân loại phương án gia công theo các đặc điể

- Dạng sản xuất: hàng loạt vừa.

 - Gia công nhiều vị trí ứng với nhiều bước công nghệ.

- Gia công bằng nhiều loại dao.

- Đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa, để chuyên môn hóa cao và đạt năng suất cao trong điều kiện Việt Nam đường lối công nghệ thích hợp ở đây là máy CNC kết hợp với đồ gá chuyên dùng

1. Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của máy

Lựa chợn máy phay : EMCO CONCEPTMILL - 450

Bảng thông số kỹ thuật máy:

Không gian làm việc của máy
Giới hạn không gian làm việc theo phương  X	[mm]	600
Giới hạn không gian làm việc theo phương Y	[mm]	500
Giới hạn không gian làm việc theo phương Z	[mm]	500
Khoảng làm việc hiệu quả theo phương  Z	[mm]	250
Bàn máy và dao
Kích thước bàn máy	[mm]	700--520
Thời gian thay dao	S	8,2
Đường kính dao lớn nhất	[mm]	80
Chiều dài lớn nhất của dao	[mm]	250
Thông số khác
Công suất máy	kW	13
Tốc độ quay trục chính	[v/ph]	50 ¸10000
Nguồn cung cấp	[V,Hz]	450V,50/60Hz
Tổng trọng lượng máy	[Kg]	4000
Số trục		3
Các hệ điều khiển dùng trong máy		Fanuc/Siemens/ Heidenhain

1. Lựa chọn dao và chọn chế độ cắt cho các nguyên công
   1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy A, khoan - doa 2 lỗ B

Nguyên công này gồm các bước sau:

• Bước 1: Phay thô mặt A.
• Bước 2: Phay tinh mặt A.
• Bước 3: Khoan 2 lỗ B.
• Bước 4: Doa thô 2 lỗ B.

Sơ đồ gá đặt cho tất cả các bước của nguyên công 1 như sau:

5. Chọn dao:

• Bước 1 và bước 2: Phay mặt đáy A:

Dao phay dùng trong nguyên công là dao phay của hãng sandvik, thông số được tra qua bảng catalog cung cấp bởi nhà sản suất tại website: www.sandvik.com.

Chọn dao phay có góc cắt 45⁰ . Tra catalog (trang 16 [IV]) ta chọn dao có mã R245-040A32-12L với các thông số như sau :   

L₂= 39mm                  L₃=  12mm

Dm_m= 32mm             D_c= 32mm                 D_c2= 52.5mm

Max a_p= 6mm

Chọn lưỡi cắt:

Chọn lưỡi cắt cho dao có mã số R245-12 T3 M-PM GC4230, số lưỡi cắt là 3. Theo catalog lưỡi cắt nhà sản xuất lưỡi cắt cho loại dao CoroMill 245 có f_z= 0.05- 0.42mm/răng. Ứng với lưỡi cắt loại M ta chọn f_z= 0.2mm/răng cho phay thô và 0.15mm/răng cho phay tinh.

• Lượng dư gia công:

• phay thô Z_n= 3mm
• phay tinh Z_n= 0,5mm

• Chế độ cắt:

Khi phay thô chọn bước ăn dao dọc ap = 3mm, bước ăn dao ngang ae = 10mm. Khi phay tinh ap = 0.5mm, chọn ae = 8mm.

Theo catalog trang 202 [IV]:

Vật liệu có độ cứng 200HB. Khi phay thô ap.ae = D_c = 30mm nên ta chọn V_c=100m/min. Khi phay tinh ae.ap<0,5Dc nên ta chọn V_c = 110m/min.

            Ta có:

                        Tốc độ quay trục chính:      n =    (vg/phút)

                        Lượng chạy dao phút:         V_f = f_z . n . Z (mm/phút)

• Vận tốc trục chính:

n = 995 vòng/phút (phay thô)

   n = 1095 vòng/phút (phay tinh)

• Vận tốc cắt:

V_c = 100 m/phút (phay thô)

V_c = 110 m/phút (phay tinh)

• Vận tốc chạy dao:

V_f = 597 mm/phút (phay thô)

 V_f  = 493 mm/phút (phay tinh)

• Lượng chạy dao răng:

f_z = 0.20 mm/răng (phay thô)

f_z = 0.15 mm/răng (phay tinh)

• Công suất cắt

P_z = 2,6 kW (Phay thô)

P_Z = 1,4 kW (Phay tinh)

• Bước 3: Khoan 2 lỗ Ø7

Chọn mũi khoan của nhà sản xuất SeCo có mã số SD203A-7.0-25-8R1-M (trang 71 [V]) có các thông số cơ bản sau:

Dùng phần mềm SeCo để tính các thông số cắt sau:

• Vận tốc cắt: 110 m/phút
• .........................................

KẾT LUẬN

Trong suốt quá trình làm đồ án môn học này đã giúp em tổng hợp lại những kiến thức của những môn học mà mình đã học, nghiên cứu phần mềm ứng dụng trong sản xuất như Inventor, Pro/E......vận dụng một cách linh hoạt vào những yêu cầu thực tế đề ra, bên cạnh đó còn giúp em củng cố những kiến thức căn bản của môn học Công nghệ chế tạo máy, Công nghệ CAD/CAM/CNC. Việc tìm hiểu kỹ hơn về khả năng công nghệ của các phương án gia công khác nhau và cách lập trình gia công trên các máy CNC mà hiện nay đang áp dụng cũng như việc so sánh ưu nhươc điểm của các phương án để từ đó lựa chọn được phương án tối ưu là một yêu cầu rất thực tế trong nền sản xuất hiện nay.

Mặc dù đã cố gắn tìm tòi học hỏi thầy cô và bạn bè cùng trao đổi kĩ năng nhưng do hiểu biết và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình  làm đồ án môn học.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, đặc biệt là thầy Trần Văn Thùy đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Quảng Ngãi, ngày 22 tháng 03 năm 2013                                          Sinh viên thực hiện

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[I]. Nguyễn Đắc Lộc – Lưu Văn Nhang, Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2009.

[II]. Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Trần Thế San, Chế độ cắt gia công cơ khí, NXB Đà Nẵng, 2001.

[III]. GB_LR_Threading.

[IV]. SANVIK coromant Tools_codientubkdn.com.

[V]. LR_VN_Holemaking.

[VI]. Milling_2012_VN_LR-seco.

[VII]. Ninh Đức Tốn, Sổ tay dung sai lắp ghép, NXB Giáo dục Việt Nam.

[VIII]. Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy 1, NXB Khoa học và kĩ thuật, 2007

[IX]. Trần Văn Địch, Đồ Gá, NXB Khoa học và kĩ thuật, 2009.

Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy 1, NXB Khoa học và kĩ thuật, 2007

[X]. Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn – Trần Xuân Việt, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy 2, NXB Khoa học và kĩ thuật, 2005.

LỜI MỞ ĐẦU.. 1

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.. 2

1.1. Chức năng. 2

1.2. Điều kiện làm việc. 2

1.3. Tính công ngệ của chi tiết 2

1.4. Yêu cầu kĩ thuật 2

1.5. Vật liệu. 3

PHẦN II:       THIẾT KẾ CHI TIẾT BẰNG PHẦN MỀM CAD-CAM... 5

2.1. Giới thiệu chung về phần mềm CAD-CAM sử dụng. 5

2.1.1. Phần mềm AUTOCAD 2007. 5

2.1.2. Phần mềm INVENTOR 2010. 6

2.1.3. Phần mềm PRO/E WILDFIRE 5.0. 7

2.2. Trình tự thiết lập mô hình chi tiết trên phần mềm INVENTOR 2010. 11

2.3. Thiết lập bản vẽ chi tiết 19

PHẦN III: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. 21

3.1.    Xác định dạng sản xuất. 21

3.2.    Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi. 22

3.2.1.    Chọn dạng phôi 22

3.2.2.    Phương pháp chế tạo phôi 23

3.2.3.    Thiết kế bản vẽ lồng phôi 24

PHẦN IV: THIẾT LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ.. 25

4.1. Xác định trình tự các nguyên công. 25

4.1.1. Mục đích. 25

4.1.2. Chọn các phương pháp gia công các bề mặt phôi 25

4.2.    Lập tiến trình công nghệ. 25

4.2.1.    Đánh thứ tự bề mặt gia công. 25

4.2.2.    Lập trình tự công nghệ. 25

PHẦN V: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ CHI TIẾT.. 27

5.1. Phân tích các đặc điểm yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công. 27

5.2.    Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết 27

5.3.    Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của máy. 27

Lựa chợn máy phay : 27

5.4.    Lựa chọn dao và chọn chế độ cắt cho các nguyên công. 29

5.4.1.    Nguyên công 1: Phay mặt đáy A, khoan - doa 2 lỗ B.. 29

5.4.2.    Nguyên công 2: Phay mặt C, khoan - doa lỗ D.. 36

5.4.3.    Nguyên công 3: Phay CNC mặt E, Khoan – doa lỗ F.. 43

5.4.4.    Nguyên công 4: Phay CNC mặt H, khoan – vát mép – taro lỗ H.. 48

PHẦN VI: LẬP TRÌNH GIA CÔNG.. 53

6.1. Phân tích lập trình gia công. 53

6.2. Phân tích quá trình lập trình gia công. 53

6.3. Gia công chi tiết trên phần mềm Pro/Engineer Wildfire 5.0. 53

6.3.1. Tạo phôi ban đầu và gắn tọa độ gia công cho tất cả các nguyên công. 53

6.3.2. Trình tự thực hiện gia công chi tiết trên Pro/Engineer Wildfire 5.0. 55

PHẦN VII: MÔ PHỎNG VÀ XUẤT CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG.. 85

7.1. Mô phỏng quá trình gia công trên các phần mềm CAD/CAM (ta đã làm ở phần VI). 85

7.2. Các bước xuất chương trình gia công sang mã lệnh G Code. 85

7.3. Xuất chương trình gia công sang mã lệnh G Code của các nguyên công. 86

7.3.1. Chương trình gia công của nguyên công 1. 86

7.3.2. Xuất chương trình gia công của nguyên công 2. 89

7.3.3. Xuất chương trình gia công của nguyên công 3. 90

7.3.4. Xuất chương trình gia công của nguyên công 4. 91

KẾT LUẬN.. 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 93

 

BÀI TẬP CAD CAM CNC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHI TIẾT GỐI ĐỠ
, file 2D, 3D  thuyết minh....,file báo cáo, nguyên lý vận hành khuôn, tháo lắp, và cách bảo quản khuôn....Bản vẽ chi tiết sản phẩm, quy trình chế tạo các chi tiết trong khuôn......