ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Đề tài:

LẬP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ

Giáo viên hướng dẫn :  Thạc sỹ Trần Đức Quý

Sinh viên thực hiện   :  Nguyễn Công Kiên

Lớp                            : CTM4-K3

Để góp phần xây dựng công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nghành sản xuất cơ khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lượng và năng suất chế tạo, vì nghành cơ khí là chuyên chế tạo các thiết bị và phụ tùng cung cấp cho các nghành sản xuất khác.

        Từ đó thấy rằng, nếu tổ chức công tác sản xuất, chế tạo không tốt sẽ không tránh khỏi sự lãng phí, gây trở ngại cho sản xuất nhất là sản xuất

mang tính dây chuyền. Hiện nay các máy móc cắt gọt như tiện, phay, bào, mài…đang được sử dụng ngày càng nhiều trong nghành chế tạo máy.Đồng thời có những máy móc rất hiện đại có sự trợ giúp của máy tính như máy CN, CNC…dẫn đến năng suất và độ chính xác rất cao. Do đó, đòi hỏi những người chế tạo phải biết đầy đủ về cơ khí chế tạo, đặc biệt là nghành công nghệ chế tạo máy, phải nắm vững được nguyên lý làm việc thì mới có điều kiện phát huy hết năng suất cũng như chế tạo được nó.

Quy trình công nghệ gia công chi tiết :²Cơ cấu vi sai ” là một trong những quy trình thực tế cơ bản. Nó là một trong những nguyên lý của quy trình công nghệ chế tạo máy.

Mục đích của nó giúp cho việc học tập và nghiên cứu của mọi đối tượng liên quan đến ngành cơ khí . Nó là nền tảng để tiếp cận sản phẩm chi tiết dựa trên thực tế . Do đó, việc tính toán và lập quy trình công nghệ là nhiệm vụ hết sức quan trọng như về kỹ thuật và nhu cầu thị hiếu của người sử dụng.

Trong phần thuyết minh đồ án môn học công nghệ chế tạo máy không thể tránh những điều thiếu sót. Em rất mong các thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí góp ý và chỉ bảo thêm để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Để giúp em rút ra kinh nghiệm cũng như củng cố kiến thức cho em trước khi ra trường.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa đã dạy dỗ em trong suốt 3 năm học vừa qua nhất là sự tận tình của thầy giáo chủ nhiệm đồng thời cũng là giáo viên hướng dẫn để em hoàn thành đồ án công nghệ chế tạo máy này.

Em xin chân thành cảm ơn.

I.phân tích yêu cầu kĩ thuật của chi tiết :

Chi tiết  gối đỡ là chi tiết được dùng để đỡ trục khi trục chuyển động. Nó như một chiếc ổ trượt giúp cho chi tiết chuyển động giảm ma sát.

Vì khi chuyển động đòi hỏi phải trục phải  song song với đế. Do vậy, mặt đế  là chuẩn định vị chính. Rãnh tròn để trục quay tròn, do vậy nó phải đảm bảo độ bóng cao.

Các lỗ F 8 dùng để lắp ghép cần phải đạt độ bóng cao. Và phải đảm bảo độ vuông góc với bề mặt D.

Chi tiết gối đỡ gồm nhiều lỗ với yêu cầu độ chính xác khá cao.

1. phân tích tình hình công nghệ trong kết cấu của chi tiết :

vật liệu phôi là gang xám với đặc điểm của gang là giòn, dễ vỡ

ưu điểm là chống mòn tốt. Khi gia công rất khó.

 Bề mặt rãnh tròn rất khs gia công. Nừu mà tiện thì rất khó trong việc chế tạo đồ gá, mà còn nếu phay thì dùng dao định hình.

4 lỗ F 24 với yêu cầu kĩ thuật: là độ bóng R_Z = 80 thích hợp với dao phay ngón

các lỗ F 8 với yêu  cầu độ vuông góc  với mặt D là 0,03. nếu  chọn chuẩn

 là mặt D để gia công hai lỗ này.

rãnh với yêu cầu kĩ thuật là R _Z = 20 dùng dao phay ngón

2. xác định dạng sản xuất:

việc xác định dang sản xuất là một khâu rất quan trọng trong việc tính toán chuẩn bị sản xuất. Nó liên quan mật thiết với việc lập thứ tự và số lượng các nguyên công, số lượng máy số lượng công nhân, muốn xác định dạng sản xuất phải biết sản lượng hàng năm. sản lượng hàng năm được tính thưo công thức:

N= N₁. m. ( 1 +

N: số chi tiết sản xuất trong một năm

N₁: số lượng máy cần sản xuất trong một năm

m: số chi tiết trong một máy hay một sản phẩm trong một năm

: số phần trăm chi tiết cần chế tạo thêm sử dụng phế phẩm; thường lấy  5- 7 %

 và phải bù trọng lượng của chi tiết.

 Thể tích của chi tiết được xác định bằng cách lấy thể tích của hai khối hộp hình chữ nhật trừ đi thể tích của rãnh 42; của rãnh F 30 và của các lỗ

Ta gọi:

 V là thể tích của chi tiết

V₁ là thể tích khối hình chữ nhật – mặt đế.

V₂ là thể tích khối hộp chứa rãnh tròn.

V₃ là thể tích của rãnh 42.

V₄ là thể tích của của rãnh F 30 .

V₅ là thể tích của các lỗ không đáng kể.

Vậy ta có :

 V = V₁ + V₂ - V₃ - V₄ - V₅

Theo hình vẽ ta tính được như sau:

V₁ = 110880 mm³

V₂ = 40 ´ 60 ´74 = 177600 mm ³

V₃ = 42 ´ 6 ´74 = 18648mm³

V₄ = (´15²´ 74) = 26154 mm ³

V₅ = 4(´5²´ 14) + 6(´4²´ 12) + 4(´12²´ 3)

=( 1600 + 1152+ 1728)

=13990 mm ³

vậy ta có:

V = V₁ + V₂ - V₃ - V₄ - V₅

=110880 +177600 –18648-26154-13990

=229688 mm³

=0,229688 d m³

trọng lượng Q của chi tiết được tính theo:

Q= V.

  : là trong lượng riêng của chi tiết .

Q= V.

=0,229688´ 7 = 1,6 KG

Dạng sản xuất	Q: trọng lượng của chi tiết
	>200 kg	4¸200 kg	<4 kg
	Sản lượng hàng năm của chi tiết
Đơn chiếc	< 5	< 10	< 100
Hàng loạt nhỏ	10 ¸55	10 ¸ 200	100 ¸ 500
Hàng loạt vừa	100 ¸300	200¸ 800	500 ¸ 5000
Hàng loạt lớn	300 ¸ 1000	500 ¸ 5000	5000 ¸ 50000
Hàng loạt khối	> 1000	> 5000	> 50000

Dựa vào bảng --> sản lượng loạt vừa.

Chương II: xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi.

1. xác định phương pháp chế tạo phôi

Phôi của chi tiết được làm bằng gang xám có thành phần hoá học như sau:

C= 3--3,8 %;  Si= 0,3--3 %;  Mn= 0,5---0,8 %; P= 0,1---0,4 %;  S= 0,1--0,2 %; 

Gang xám là vật liệu dòn , dễ vỡ khi va đập mạnh nên không thể gia công áp lực được. Tuy nhiên gang xám có khả năg chịu nén tốt, dễ đúc và dễ gia công cắt gọt.

Dựa vào vật liệu của chi tiết ; dựa vào dạng sản lượng  ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát.

2/ thiết kế bản vẽ lồng phôi:

tính lượng dư gia công:

tính lượng dư cho bề mặt treen và dưới

các bước công nghệ; phay thô + phay tinh

lượng gia công khi phay mặt phẳng đáy dưới xác định theo công thức;

Z_{i min} = R_Zi-1 + T_i-1 +P_i-1 +M_i

Trong đó: R_Zi-1 chiều cao nhấp nhô lớp tế vi do bước công nghệ trước để lại

T_i-1 : chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ trước để lại

P_i-1 : tổng sai lệch về vị trí không gian  do bước công nghệ sát trước để lại( độ công vênh, độ lệch tâm, độ không song song....)

M  _i : sai lệch gá đặt do bước công nghệ đang thực hiện theo bảng và giá trị R_Zvà T _i của phôi là: R_Z = 250Mm và T _i = 350 Mm

theo bảng ta có các thông số đạt được sau khi gia công là:  R_Z = 50Mm

 sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức:

giá trị r_c được xác định theo công thức:

r_c= DK

 giá trị DK lấy theo bảng 13 C( thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)

DK = 0,7

L: chiều dài bề mặt gia công.

Do đó, r_c= DK´120 = 84 Mm

Giá trị r_cm được xác định theo công thức sau:

r_cm = M

với d_b và d_c : là dung sai kích thước của chiều dài và chiều rộng của bề mặt gia công.

Tra bảng 3-98 sổ tay công nghệ , ta có sai lệch cho phép của vật đúc cấp thiết cấp chính xác 2 là d_D = 0,8 mm; và d _D = 1 mm

Do đó, d_cm = 1280 Mm

Vậy sai lệch không gian tổng cộng là:

r_cm = M= 84 + 1280 =1364 Mm

sai lệch không gian còn lại sau khi phay là d_d = 0,06 ´1370 = 82,2  Mm

sai số gá đặt sau khi phay thô mặt đáy được xác định như sau:

r_gđ = M

sai số kẹp chặt đồ gá được xác định  như trong bảng 23, ta có: e_K = 120 Mm

 

sai số gá đặt sau khi phay thô mặt đáy là:e_K = e_gđ = 120 Mm

vậy lượng dư khi gia công tinh mặt đáy là:

Z_1min = 250+350+1364+120=2084Mm

lượng dư khi gia công mặt đáy là:

 Z_2min = 50 + 82,2+120=250Mm

 Z_min = Z_1min+ Z_2min = 2084 +250 = 2334 Mm

Tra lượng dư cho bề mặt còn lại;

Các lượng dư còn lại  tra bảng 395 sổ tay công nghệ tập 1: Z_min=3,5 mm

tính chế độ cắt cho các nguyên công:

NGUYÊN CÔNG II: PHAY MẶT PHẲNG ĐÁY

sơ đồ nguyên công :

phân tích nguyên công : phay mặt đáy là nguyên công công dùng để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau. Do đó, ta phải gia công tinh bề mặt này bằng cách phay tinh đạt độ nhám cấp 5 tức là R_Z = 20Mm

1. chọn máy: chọn máy phay đứng 6 HB có công suất động cơ N= 10 KW

hiệu suất của máy h= 0,75

2. chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 có đường kính dao là= 100 mm ; số răng Z= 10 răng; chiều cao dao B= 39 mm; đường kính lỗ dao F32H7
3. định vị: sơ đồ kẹp dao như hình vẽ:

dùng cơ cấu kẹp chặt ren và có phương chiều như hình vẽ

4. dụng cụ kiểm tra: thước cặp.
5. Bậc thợ: 3/7
6. Xác định chế độ cắt;

Chế độ cắt khi phay thô:

1/Chiều sâu cắt t= 2 mm

2/ xác định lượng chạy dao S:

tra bẳng 5-33 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lượng chạy dao răng là; S= 0,2¸ 0,9 mm/vòng . do đó, ta có: S = 0,25 mm/ răng

3/ xác định chế đọ cắt V( m/ ph):

tốc độ cắt được xác định như sau:

V=

Hệ số điều chỉnh chung  cho tốc độ cắt phụ thuộc vào  các điều kiện cắt cụ thể: Bảng(5-39):

CV	q	x	y	u	p
445	0,2	0,15	0,35	0,2	0

m= 0,32

Sổ tay công nghệ  chế tạo máy tập II

Bảng(5-1); Bảng(5-5); Bảng (5-6)

K_mv= 1 ; K_nv= 0,8¸0,85;chọn K_nv=0,85 ; K_uv= 1

Với                  K_v= K_mv.K_nv. K_uv=0,85

Thay số vào ta có:

Số vòng quay trong một phút của dao:Theo thuyết minh máy chọn n= 753( vòng/ phút).

Lúc này tốc độ cắt thực tế là:

5/ lực cắt P_Z tính theo công thức:
Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II;

C	x	y	u	w	q
54,5	0,9	0,34	1	1	0

 

 

 

Theo bảng ( 5-9): K_p= K_mp=với n= 1/ 0,55

 Thay vào công thức trên:

Vậy

Tinh toán mômen xoắn trên trục chính của máy. Mômen xoắn được xác định theo công thức sau;

M_x=

ở đây D: là đường kính dao phay.

Do đó,
6/ Công suất cắt:được xác định theo công thức sau:

N_e < N_m = 7,5 KW do đó máy có đủ công suất và đọ cứng vững khi gia công.

7/ thời gian:

Khi phay thời gian cơ bản được xác định theo công thức sau.

T₀ =

Chiều dài bề mặt gia công là L=120 mm

Chiều dài ăn dao được xác định theo công thức sau:

L₁ =

Chiều dài thoát dao L₂= 2 ¸5 mm chọn L₂= 3 mm

Thời gian gia công là: T₀ =

Chế độ cắt khi phay tinh:

1/Chiều sâu cắt t= 1 mm

2/ xác định lượng chạy dao S:

tra bẳng 5-34 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lượng chạy dao răng là;

 S = 1,4¸ 3 mm/vòng . do đó, ta có: S = 0,3 mm/ răng

S = 0,2¸ 0,4 mm/vòng; chọn S = 0,2 mm/ v

Do đó, S = 0,025 mm/ răng

3/ xác định chế độ cắt V( m/ ph):

tốc độ cắt được xác định như sau;

V=

Hệ số điều chỉnh chung  cho tốc độ cắt phụ thuộc vào  các điều kiện cắt cụ thể: Bảng(5-39):

CV	q	x	y	u	p
445	0,2	0,15	0,35	0,2	0

m= 0,32

Sổ tay công nghệ  chế tạo máy tập II

Bảng(5-1); Bảng(5-5); Bảng (5-6)

K_mv= 1 ; K_nv= 0,8¸0,85;

chọn K_nv=0,85 ; K_uv= 1

Với                  K_v= K_mv.K_nv. K_uv=0,85

Thay số vào ta có:
Số vòng quay trong một phút của dao:

Theo thuyết minh máy chọn n= 753( vòng/ phút).
Lúc này tốc độ cắt thực tế là:

Lượng chạy dao phút được xác định là lượng chạy dao răng thực tế theo máy.

S_M = S_zb .Z. n =3,14.10.753 = 1500 ( mm/phút)

Chọn theo máy S_m = 1200 mm/ph

S_Zt=

5/ lực cắt P_Z tính theo công thức:

C	x	y	u	w	q
54,5	0,9	0,34	1	1	0

Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II;

 

Theo bảng ( 5-9): K_p= K_mp=với n= 1/ 0,55 ; K_p  = 1

 Thay vào công thức trên:

Vậy

Tính toán mômen xoắn trên trục chính của máy. Mômen xoắn được xác định theo công thức sau;

M_x=

ở đây D: là đường kính dao phay.

Do đó,

M_x=
6/ Công suất cắt:được xác định theo công thức sau:

N_e < N_m = 7,5 KW do đó máy có đủ công suất và độ cứng vững khi gia công.

7/ thời gian:

Khi phay thời gian cơ bản được xác định theo công thức sau.

T₀ =

Chiều dài bề mặt gia công là L=120 mm

Chiều dài ăn dao được xác định theo công thức sau:

L₁ =

Chiều dài thoát dao L₂= 2 ¸5 mm chọn L₂= 3 mm

Thời gian gia công là: T₀ =

NGUYÊN CÔNG 3: PHAY  2 MẶT BÊN

1. sơ đồ nguyên công như hình vẽ:
2. phân tích nguyên công : nguyên công này yêu cầu đạt đọ nhám bề mặt R_z40 tức là chỉ yêu cầu gia công thô.

a/ chọn máy: chọn máy phay đứng 6 H13 có công suất động cơ N=  10 KW;

Hiệu suất của máy h=0,75

b/ chọn dao:chọn dao phay ngón đuôi côn có răng làm việc mặt đầu:

Có B= 40 mm, số răng Z= 6 răng

c/ định vị: như hình vẽ

d/kẹp chặt bằng ren vít

e/ dụng cụ kiểm tra ; thước cặp

f/ bậc thợ; 3/7

g/ xác định chế độ cắt:

 1/Chiều sâu cắt t= 2 mm

     2/ xác định lượng chạy dao S:

tra bẳng 5-33 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lượng chạy dao răng là; S= 0,2¸ 0,29 mm/vòng . do đó, ta có: S = 0,25 mm/ vòng

à S =  mm/ răng

3/ xác định chế đọ cắt V( m/ ph):

tốc độ cắt được xác định như sau:

V=

Hệ số điều chỉnh chung  cho tốc độ cắt phụ thuộc vào  các điều kiện cắt cụ thể: Bảng(5-39):

CV	q	x	y	u	p
46,7	0,45	0,5	0,5	0,2	0,1

m= 0,33

Sổ tay công nghệ  chế tạo máy tập II

Bảng(5-1); Bảng(5-5); Bảng (5-6)

K_mv= 1 ; K_nv= 0,8¸0,85;chọn K_nv=0,85 ; K_uv= 1

Với                  K_v= K_mv.K_nv. K_uv=0,85

Thay số vào ta có:

Số vòng quay trong một phút của dao:

Theo thuyết minh máy chọn n= 753( vòng/ phút).

Lúc này tốc độ cắt thực tế là:

5/ lực cắt P_Z tính theo công thức:
Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II;

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

6/ Công suất cắt:được xác định theo công thức sau:

N_e < N_m = 5,25 KW do đó máy có đủ công suất và đọ cứng vững khi gia công.

PHAY TINH:

1/Chiều sâu cắt t= 1 mm

2/ xác định lượng chạy dao S:

Tra bẳng 5-33 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lượng chạy dao răng là: S= 0,2¸ 0,4 mm/vòng . do đó, ta có: S = 0,2 mm/ răng

3/ tốc độ cắt được xác định như sau:

V=

Hệ số điều chỉnh chung  cho tốc độ cắt phụ thuộc vào  các điều kiện cắt cụ thể:

Bảng(5-39):

CV	q	x	y	u	p
72	0,2	0,5	0,4	0,1	0,1

m= 0,15

Sổ tay công nghệ  chế tạo máy tập II

Bảng(5-1); Bảng(5-5); Bảng (5-6)

K_mv= 1 ; K_nv= 0,8¸0,85;chọn K_nv=0,85 ; K_uv= 1

Với                  K_v= K_mv.K_nv. K_uv=0,85

Thay số vào ta có:

Số vòng quay trong một phút của dao:

Theo thuyết minh máy chọn n= 475 vòng/ phút).

Lúc này tốc độ cắt thực tế là:

Lượng chạy dao phút là lượng chạy dao răng thực tế:

S_M= S_Zb´Z´n= 0,3´20´475 =1900 (mm/ph)

Chọn theo máy S_M= 900 mm/ph

5/ lực cắt P_Z tính theo công thức:

Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II;

CP	x	y	u	q	w
30	0,83	0,63	1	0,83	0

 

 

 

Theo bảng ( 5-9): K_p= K_mp=với n= 1/ 0,55

 Thay vào công thức trên:

Vậy Vậy

M_x=

ở đây D: là đường kính dao phay.

Do đó,

M_x=
6/ Công suất cắt:được xác định theo công thức sau:

N_e < N_m = 5,25 KW do đó máy có đủ công suất và đọ cứng vững khi gia công.

7/ thời gian:

Khi phay thời gian cơ bản được xác định theo công thức sau

T₀ =

Chiều dài bề mặt gia công là L=74 mm

Chiều dài ăn dao được xác định theo công thức sau:

L₁ =

Chiều dài thoát dao L₂= 2 ¸5 mm chọn L₂= 3 mm

Thời gian gia công Phay thô:

là: T₀ =

Thời gian gia công Phay tinh:

là: T₀ =

vậy thời gian tổng cộng là: T=2,34’

II.tính toán và thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan 4 lỗ.

1. tính toán và thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan hai lỗ và F8.

Nguyên công này phải qua hai  bước công nghệ đó là khoan lỗ F7và khoan lỗ F8, hai bước này giống hệt nhau do đó khi thiết kế đồ gá ta chỉ cần tính cho bước công nghệ khoan lỗ F7.

2. phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kĩ thuật của nguyên công khoan:

để gia công 4 lỗ này thì chi tiết phải được định vị đủ 6 bậc tự do.

Mặt phẳng đáy định vị khống chế 3 bậc tự do. Mặt phẳng này dùng phiến tì để định vị ,chốt trụ một chốt chán vào lỗ F8.

Phương của chuyển động cắt vuông góc với mặt phẳng đáy .

Hướng của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị và vuông góc với phương của chuyển động cắt.

3. tính lực chiều trục P_o và mô men cắt M_x theo phần tính toán chế độ cắt ta có:

lực chiều trục: P_o =927 (N)

mô men cắt: M_x =3,1(Nm)

4. Tính lực kẹp khi khoan khi chi tiết được định vị bằng lỗ và mặt đầu:

Khi khoan lực tấc dụng chủ yếu và gây ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cắt gọt là lực gây xoay chi tiết. Muốn cho các chi tiết không bị xoayvà bị văng ra khỏi chốt dịnh vị thì mô men ma sát do lựchưóng trục và lực kẹp gây ra thắng mô men cắt

Vậy ở dây chi tiết gối đỡ được định vị bằng mặt phẳng và kẹp chặt bằng mỏ kẹp.nếu không tính đến lực hướng trục P_o thì phương trình cân bằng có dạng:

K.M = Q.f.a.

Trong đó :

• a : là khoảng cách từ tâm dao tới tâm mỏ kẹp
• K: là hệ số an toàn.
• F: hệ số ma sát.
• Q: lực kẹp

 ta có : Q =

hệ số K phụ thuộc vào từng điều kiện gia công cụ thể và đựoc tính như sau:

            K=K₀´ K₁´ K₂´ K₃´ K₄´ K₅´ K₆

K₀ là hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp  K₀=1,5

K₁ là hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi

 khi gia công thô   K₁ =1,2;

K₂ là hệ số tăng lực cắt do dao mòn K₂ = 1

K₃ là hệ số tăng lực cắt do gia công gián đoạn K₃= 1,2

K₄ là hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt; kẹp bằng tay K₄= 1,3

K₅ là hệ số tính đến mức đọ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay; thuận lợi K₅= 1

 K₆ là hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, K₆ =1,5

 ở trường hợp gá này, ta có:

K₀ = 1,5;

K₁ = 1,2;

K₂ = 1 ;  K₃ = 1,2;  K₄ = 1,3;  K₅ = 1; K₆ = 1,5

Þ K= 1,5´1,2 ´1,2 ´1,3 ´1 ´1,5 = 4,212

hệ số ma sát: f = 0,4

a: khoảng cách từ tâm dao tới tâm mỏ kẹp:

a =31,5 (mm)

suy ra:

vì dùng cơ cấu 2 mỏ kẹp nên: Q_ttế =  == 518(N)

5. chọn cơ cấu sinh lực:

chọn cơ cấu sinh lực phải thoản mãn yệu cầu khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi ,lực kẹp 

tạo ra phải đủ lớn ,không làm biến dạng phôi ,kết cấu nhỏ gọn ,thao tác nhanh dễ dàng

với các yêu cầu trên ta chọn cơ cấu sinh lực là mỏ kẹp chặt bằng ren.

6.tính bu lông đòn kẹp :

từ công thức : d

7. chọn cơ cấu dẫn đường và các cơ cấu khác:

đối với đồ gá khoan thì cơ cấu dẫn đường là quan trọng nhất do vậy phải có bạc dẫn

hướng để tăng độ chính xác gia công và tăng năng suất cơ cấu dẫn đường này có thể tháo

lắp dễ dàng vì dùng cơ cấu bản lề. kết cấu của đồ gá đ*ược bố trí sao cho thao tác dễ

dàng nó gồm các bộ phận sau:

thân đồ gá: gồm nhiều lỗ để dịnh vị và bắt bu lông

phiến tì để định vị phôi

bạc dẫn hướng

bu lông kẹp chặt và đai ốc

các chốt định vị

8. xác định sai số chế tạo đồ gá:

sai số gá được xác định theo công thức sau đây:

e_c = : sai số chuẩn

e_kc = : sai số kẹp chặt

e_ct = : sai số chế tạo

e_m = : sai số do mòn

e_đc = : sai số điều chỉnh

e_gđ = : sai số gá đặt

trong đó:

sai số chuẩn do  chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra . sai số chuẩn trong trừờng hợp này là e_c =0

sai số kẹp chặt e_k = 0 do phương của lực kẹp

sai số mòn e_m = ..=0,1...=7,05 (..m)..

sai số điều chỉnh e_dc = 5 ¸ 10 . chọn e_dc = 5 (..)

sai số  gá dặt: e_gd = .. với .. là dung sai nguyên công

..  =0,032 .. e_gđ = .. = 0,0107 (nm) = 10,7 (..)

sai số cho phép của đồ gá được xác định theo công thức:

CHƯƠNG IX: ĐIỀU KHIỂN THEO CHƯƠNG TRÌNH SỐ.

 

I/ Lịch sử phát triển :

Ý tưởng điều khiển một dụng cụ thông qua một chuỗi lệnh kế tiếp liên tục, mà chúng được ứng dụng trong các máy điều khiển NC ngày nay, thực ra đã được phát kiến từ thế kỷ 14, bắt đầu từ những cụm chuông được điều khiển bởi các trục đục lỗ.

Năm 1808, Joseph M. Jacquard dùng những tấm tôn đục lỗ điều khiển tự động các máy dệt. Những “vật mang tin thay đổi được” đã ra đời.

Năm 1863, M. Fourneaux đăng ký bằng phát minh “ đàn dương cầm tự động”, nổi tiếng thế giới với tên gọi Pianola, trong đó dùng một băng giấy có chiều rộng khoảng 30 cm đục các lỗ theo vị trí tương thích để điều khiển luồng khí nén tác động vào các bím bấm cơ khí. Băng đục giấy lỗ  dùng làm vật mang tin được phát kiến .

Năm 1938, claud E. Shannon trong khi làm  luận án tiến sĩ tại M.I.T ( Massachusetts institute of Techonogy) đã đi tới kết luận việc tính toán và truyền tải nhanh dữ liệu có thể duy nhất thực hiện được nhờ dạng mã nhị phân. Cơ sở khoa học cho các máy tính  hiện nay, kể cả các hệ điều khiển sốđã được hoàn thiện.

Năm 1946, DR. John W. Mauchly  và Dr. J.Presper Eckert đưa ra các máy tính số điện tử đầu tiên : “ENIAC” cho quân đội Mỹ. Cơ sở của xử lý số bằng điện tử đã có được ứng dụng.

Trong những năm 1949 – 1952, John Parsons và M.I.T. đã thiết kế theo hợp đồng không lực Hoa Kỳ “một hệ thống điều khiển” dành cho máy công cụ , để điều khiển trực tiếp vị trí của các trục thông qua dữ liệu đầu ra của máy tính, làm chức năng cho gia công một chi tiết. Parsons đã đưa ra bốn tiền đề cơ bản cho ý tưởng này:

1/ Những vị trí được tính ra trên một biên dạng được ghi nhớ vào các thẻ đục lỗ.

2/ Các thẻ đục lỗ được đọc trên máy một cách tự động.

3/ Những vị trí được đọc ra liên tục chuyển đi và bổ sung thêm tính toán cho các giá trị trung gian nội tại.

4/ Các động cơ Servo ( vô cấp tốc độ) có thể điều khiển được chuyển động của các trục.

Với các trục như vậy cần phải chế tạo được các phần tử tích phân  phức tạp hơn cho công nghiệp chế tạo máy bay. Những chi tiết đó vào thời kỳ này đã được miêu tả chính xác với một số ít các dữ liệu toán học, nhưng việc chế tạo chúng bằng tay rất khó khăn.

Việc nối ghép máy tính và hệ NC đã được nhìn nhận ngay từ buổi đầu của quá trình phát triển .

Năm 1952, tại M.I.T. đã cung cấp chiếc máy phay điều khiển số đầu tiên mang tên:  “Cincinati Hydrotel” có trục thẳng đứng. Tủ điều khiển lắp các bóng đèn điện tử , có thể dịch chuyển đồng thời trên ba trục( nội suy tuyến tính ba kích thước= 3D Linear interpalation) , tiếp nhận dữ liệu qua băng trục lỗ mã nhị phân.

Năm 1954, Bendix mua bản quyền phát minh của Parson và chế tạo thiết bị điều khiển NC công nghiệp đầu tiên, thiết bị này vẫn dùng các bóng đèn điện tử.

Năm 1957, không lực Hoa Kỳ trang bị những máy phay điều khiển NC đầu tiên trong các phân xưởng của họ.

Năm 1958, giới thiệu ngôn ngữ lập trình biểu trưng đầu tiên- APT- gắn liền với máy tính IBM 704.

Năm 1960, các nhà chế tạo Đức trình bày những máy điều khiển NC đầu tiên tại hội chợ Hannover.

Năm 1968, kỹ thuật mạch tích hợp IC ( Intergarted Circuit) làm cho các tủ điều khiển có kích thước nhỏ hơn và tin cậy hơn.

Năm 1972, các tủ điều khiển NC đầu tiên có cài đặt các cụm vi tính chế tạo hàng loạt, đưa ra thế hệ mới các thiết bị NC cà đặt các cụm vi sai vi tính có công năng mạnh mẽ hơn ( CNC ). Thế hệ này mau chóng được thay thế bởi cụm điều khiển CNC cài đặt microprocessor (mP).

Nawm 1980, trong khi phát kiến các công cụ trợ giúp lập trình tích hợp CNC, xuất hiện một cuộc chiến lòng tin ủng hộ hay chống  đối giải pháp điều khiển qua cấp lệnh bằng tay.

Năm 1984, hệ điều khiển CNC có công năng mạnh mẽ, được trang bị các công cụ trợ giúp lập trình Graphic tiến thêm một bước phát triển mới “lập trình tại phân xưởng sản xuất”.

Những năm 1986- 1987, các giao diện tiêu chuẩn hoá( Interface)  mở ra con đường tiến tới các xí nghiệp tự động trên cơ sở một hệ thống trao đổi thông tin liên thông: CIM( Computer intergrated Manufacturing).

Năm 1990, các giao diện số giữa điều khiển NC và hệ truyền động cải thiện độ chính xác và đặc tính điều khiển của các trục điều khiển NC và trục chính.

2/ TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM

2-1. Tổng quan về điều khiển số cho các máy công cụ.

Ngày nay cùng với sự lịch sử phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật số nói chung và điều khiển số cho máy công cụ nói riêng đã được áp dụng rộng rãi, đem lại những thành quả to lớn, tạo ra một bước ngoặt trong việc chế tạo và sản xuất ra các sản phẩm cơ khí.

Các thế hệ máy điều khiển số CNC ( Computerrized Numerical Control) lần lượt ra đời và ngày càng hoàn thiện hơn, cho phép tạo ra được các sản phẩm mà thế hệ trước không tạo ra được. Nó cũng cho phép linh hoạt hoá, tự động hoá trên từng máy riêng lẻ hoặc trên cả hệ thống sản xuất. Việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vi điện tử và tin học tạo điều kiện nâng cao tính năng của máy CNC, giảm thời gian chuẩn bị sản xuất. Quá trình thiết kế sản phẩm và lập chương trình gia công trực tiếp trên máy nhờ đối thoại giữa người và máy đang làm cho máy công cụ CNC trở lên hữu dụng và kinh tế ngay cả trong các xí nghiệp có quy mô nhỏ và trung bình.

Quá trình chế tạo sản phẩm trên máy công cụ điều khiển số được thực hiện như sau:

Từ ý tưởng sản phẩm cần chế tạo, ta đưa ra được bản vẽ thiết kế về sản phẩm đó. Qua khâu lập trình CNC ta đưa ra được chương trình gia công chi tiếtcho hệ điều khiển máy công cụ CNC. Chương trình này được lưu trữ bởi vật mang tin có thể là bìa đục lỗ, băng đục từ, đĩa từ. Khi chương trình gia công được nạp vào hệ điều khiển ( từ vật mang tin), nó sẽ được máy tính đọc, nhớ, giải mã và phân phối đến các phần của bộ xử lý trung tâm. Nừu chương trình không có lỗi, máy tính sẽ đưa ra các tín hiệu điều khiển để chuyển tới bộ nội suy có chức năng tính toán toạ độ điểm trên đường dịch chuyển  dọc theo biên dạng cần được gia công, đưa ra các tín hiệu giá trị cần về vị trí theo các trục toạ độ và chuyển tới bộ so sánh. Bộ so sánh cũng nhận các tín hiệu giá trị thực về công cụ từ hệ thống đo, xác định chênh lệch:

D_CT = GT_C – GT_T và cấp lệnh điều khiển. Lệnh này được chuyển đổi từ tín hiệu số thành tín hiệu tương tự, qua bộ khuếch đại công suất, động cơ bước và điều khiển các cơ cấu chấp hành.

2-2.tổng quan về kỹ thuật CAD/ CAM:

a/ Ngày nay kỹ thuật ứng dụng máy tính( CAD/ CAM) đặc biệt là hệ thống phần mềm là công cụ đắc lực của các nhà kỹ thuật trong thiết kế và điều hành sản xuất.

Bài toán công nghệ cơ bản được đặt ra trong lĩnh vực sản xuất cơ khí nghiên cứu, xây dựng phương pháp thiết kế  và điều khiển dây truyền công nghệ sao cho sản phẩm đạt chất lượng tốt, năng suất lao động cao và giá thành sản phẩm hạ để tạo sức cạnh tranh trên thị trường.

Để giải các bài toán công nghệ , vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu, xây dựng phương pháp thiết kế và điều khiển công nghệ sao cho nó đáp ứng được những yêu cầu mà bài toán đặt ra. Trong các phương pháp thiết kế và điều khiển công nghệ được áp dụng ở các nước có nền công nghiệp phát triển thì kỹ thuật CAD/CAM. CNC là một phương pháp  áp dụng và phát triển mạnh mẽ.

Các từ CAD/CAM, CNC là các thuật ngữ được viết tắt bởi các định nghĩa tiếng Anh và được định nghĩa trong tiếng viết như sau:

CAD: Computer Aided Design – kỹ thuật thiết kế , tính toán kết cấu có sự trợ giúp của máy tính; hay sử dụng máy tính để thiết kế , tính toán, phác thảo, phát triển kết cấu, bao gồm việc sử dụng các phương trình tính toán toán học, các biện pháp xử lý dữ liệu để tạo ra các mô hình, hình vẽ về sản phẩm theo hai chiều(2 D) , ba chiều (3D) thể hiện trên màn hình máy tính.

CAD xoay quanh việc liên kết các thuộc tính của 3 phần chính:

Phần cứng CAD ( hardware) và Phần mềm CAD(  Software)- Người dùng( User).

Cho dù nhiều người nghĩ rằng CAD giống như một bản vẽ điện tử , các chức năng của nó đã vượt ra ngoài việc vẽ các bản vẽ. Các công việc tính toán , phân tích khác nhau như: Phân tích các phần tử hữu hạn, tính toán sự truyền nhiệt, tính toán ứng suất, mô phỏng động lực học kết cấu, tính toán động lực học chất lỏng....... được thực hiện ngay trong  các hệ CAD. ở đó chúng ta có thể sử dụng ngay các mô hình đã được tạo ra một cách trực quan trên màn hình, nơi đó mà ta có thể dễ dàng gán cho nó các thuộc tính vật lý khác nhau như: vật liệu , các lực tác dụng...

CAM- Computer Aided Manufacturing: kỹ thuật gia công kết cấu có sự trợ giúp của máy tính  để điều khiển quá trình gia công như điều khiển máy công cụ , trung tâm gia công , người máy công nghiệp...; tạo lập, xử lý và quản lý các dữ liệu.

Kỹ thuật CAD/CAM bao trùm hai giai đoạn của quá trình sáng tạo ra sản phẩm công nghiệp; CAD là thiết kế sản phẩm còn CAM là chế tạo sản phẩm có kết cấu như thiết kế của CAD.

Kỹ thuật CAD/ CAM là một cuộc cách mạng trong quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm. Nó cho phép:

• Tiết kiệm thời gian thiết kế sản phẩm, dễ dàng thay đổi mẫu mã.
• Chế tạo được các sản phẩm có bề mặt phức tạp.
• Nâng cao năng suất chế tạo sản phẩm.
• Tránh được các sai sót trong quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm.
• Dễ dàng cơ khí hoá và tự động hóa sản xuất tính toán

b/ Vai trò của CAD/ CAM trong sản xuất tích hợp:

Trong đó:

 CAD : thiết kế có sự trợ giúp  của máy tính điện tử .

CAE: ( Computer Aided Enginering) : Phân tích kỹ thuật.

CAPP: (Computer Aided Proces Planning ): lập quy trình chế tạo.

CAM: gia công với sự trợ giúp của máy tính điện tử.

CNC : Computer  Numerical Control- thiết kế điều khiển số.

CAQ: Computer Assurances Quality – giám sát chất lượng sản phẩm.

MRP: Manufacturing Resources Planning – Hoạch định nguồn lực sản xuất.

PP: Production Planning-  lập kế hoạch sản xuất.

Mối liên hệ CAD/CAM:

Để chuyển từ CAD sang CAM chúng ta phải trải qua quá trình lập quy trình công nghệ chế tạo CAPP. Khi đó máy tính cần nhập các dữ liệu sau.

-Kích thước phôi liệu.

• thứ tự các bề mặt gia công .
• Lựa chọn chu trình gia công cho các bề mặt.Chọn dụng cụ cắt để gia công cho từng loại bề mặt: số hiệu dao, các thông số hình học của dao.....
• Các thông số công nghệ như: những,sử dụng,vị trí....
• Các dữ liêụ dịch chuyển, bù bán kính dao...

KHI ĐÃ KHAI BÁO XONG CÁC DỮ LIỆU CẦN THIẾT, TA CÓ THỂ CHẠY MÔ PHỎNG TRÊN MÁY TÍNH ĐỂ THẤY ĐƯỢC QUÁ TRÌNH GIA CÔNG.NẾU QUÁ TRÌNH  THIẾT LẬP CÓ LỖI, SAI SÓT MÁY TÍNH SẼ THÔNG BÁO ĐỂ NGƯỜI DÙNG THIẾT LẬP LẠI. NGƯỢC LẠI MÁY TÍNH SẼ CÓ CHỨC NĂNG TỰ ĐỘNG LẶP CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT( CHƯƠNG TRÌNH NC) ĐỂ ĐIỀU KHIỂN MÁY CÔNG CỤ.

Trao đổi dữ liệu của CAD:

Mỗi một hệ CAD có các cách ghi dữ liệu riêng theo từng phần mềm. Vì vậy sẽ có những bản vẽ có thể truy cập được ở hệ CAD này mà không truy cập được ở hệ CAD khác. Khi thực hiện chức năng CAD, các bản vẽ thiết kế được lưu trữ theo các định dạng khác nhau như: DXF, IGES, PDES, WMF, DWG....các định dạng này được xây dựng trên cơ sở bảng mã chuẩn ISO, ASCII, DIN.... hoặc theo từng hãng thiết kế. Một phần mềm CAD/CAM chỉ có thể đọc được một vài các định dạng này và chuyển đổi sang dạng định dạng của bản thân phần mềm đó để thực hiện thao tác CAM.

LẬP CH­ƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT

Gia công các lỗ của chi tiết gối đỡ.{Tên ch­ơng trình }

O23782;

G50G90X100Y-100Z100;

G97S1500D0202M03;

G00X14YA5Z-39;

G01Z-60;

G00X14Y15Z-39;

Y33;

G00X14Y33Z-39;

G00Y51.;

G01Z-60;

G00Z2;

G00X36Y10Z2;

G01Z-16;

G000Z2;

G00X84Y56Z2;

G01Z-16;

G00Z10;

G00X106;

G00X106Y51Z-39;

G01Z-60;

G00Z-39;

G00Y33;

G01Z-60;

G00Z-39;

G00Y150;

G01Z-60;

G00Z2; ( tiện tinh)

G00X100Y-100;

M05;

G50G90M06;

G97S1000D0404M03;

G00X36Y56Z2;

G01Z-12;

G00Z2;

G00X84Y10Z2;

G01Z-12;

G00Z2

G00X100Y-100Z100;

M05;

M30;

TÀI LIỆU THAM KHẢO

   1: Vật liệu cơ khí-  NXB GD- PGS.PTS Nguyễn Hoành Sơn

2].Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-PGS.TS. Trần Văn Địch

3.Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I – Gs.Ts. Nguyễn Đắc Lộc/ Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật ; Hà Nội 2003

4. Dung sai và lắp ghép.

5.Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II – Gs.Ts. Nguyễn Đắc Lộc/ Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật ; Hà Nội 2003

6.Chế độ cắt gia công cơ khí- Nguyễn Ngọc Đào/ Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM.

7. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III – Gs.Ts. Nguyễn Đắc Lộc/

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật ; Hà Nội 2003

8.Cơ sở công nghệ chế tạo máy- Trường Đại học Bách Khoa/ NXB khoa học kỹ thuật

9.Giáo trình máy tiện CNC.

10.Atlas đồ gá - NXB KHKT- PGS.TS . Trần Văn Địch.

11. Bản vẽ kỹ thuật tiêu chuẩn quốc tế- NXB GD – Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấn.

                     KẾT LUẬN

Trong thời đại ngày nay đòi hỏi mỗi Sinh Viên, học sinh còn đang ngồi trên ghế nhà trường phải biết làm, nắm chắc những kiến thức cơ bản làm được những vấn đề có liên quan tới chuyên nghành của mình. Chính vì thế mà sắp kết thúc khoá học nhà trường cũng như Khoa Cơ Khí cho Sinh Viên làm quen với đồ án môn học và đồ án tốt nghiệp; để sau khi ra trường làm việc khỏi bỡ ngỡ với công việc mà người kỹ sư, kỹ thuật viên cần biết.

Do khối lượng công việc nhiều, nó đòi hỏi lượng kiến thức tập trung của mỗi môn học có liên quan tới trong suốt quá trình 3 năm học như : Vẽ kỹ thuật, Nguyên lý cắt, Dung sai, Sức bền vật liệu ….; vì vậy, với sự nỗ lực của mình, cùng với sự góp ý của bạn bè và nhất là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: đó là Thầy Trần Đức Quý đã chỉ dẫn từng chỗ kiến thức còn bị hạn chế đồng thời gợi ý cho em . Giúp em phát huy những kiến thức trong 3 năm học vừa qua vào quá trình làm đồ án, để hoàn thành đồ án được tốt hơn. Em chân thành cảm ơn những đóng góp, giúp đỡ quý báu đó.Cuối cùng, em xin cảm ơn công lao dạy dỗ của thầy  chủ nhiệm lớp trong suốt 3 năm học vừa qua đối với em.

Vì điều kiện thời gian và sự hiểu biết về chuyên môn còn hạn chế nên trong quá trình hoàn thành đề tài chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của bạn bè và các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khí .

Em xin chân thành cảm ơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK