ỨNG DỤNG MASTER CAM THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG GIA CÔNG PHAY CHỮ ‘‘KHOA CƠ KHÍ’’ TRÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục vít Z1= 1, môđun m = 6, hệ số đường kính q = 10 và chuyên đề sử dụng phần mềm Master CAM thiết kế chi tiết, lập trình NC, gia công mô phỏng phay chữ KHOA CƠ KHÍ trên mặt phẳng nghiêng” do chính tôi thực hiện với sự giúp đỡ, hướng dẫn của thầy Trần Ngọc Hải. Các số liệu thu thập và kết quả tính toán trong đề tài là hoàn toàn trung thực, được thu thập từ các nguồn khác nhau đã được nêu rõ trong phần tài liệu tham khảo.
Trong đề tài này nếu có bất cứ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước khoa và nhà trường.
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian làm việc nghiêm túc và nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô và bạn bè em đã hoàn thành đề tài này. Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô trong khoa Cơ khí, những người đã hết lòng chỉ bảo dạy dỗ em trong toàn bộ thời gian học tập tại trường cũng như quá trình thực hiện đề tài. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Hải đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn toàn bộ các thành viên của lớp ĐHCK2ANĐ, những người luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn và chúc sức khỏe Thầy cô và các bạn!
MỤC LỤC
Tên đề tài .................................................................................................... i
Lời cam đoan ............................................................................................. ii
Lời cảm ơn ................................................................................................. iii
Mục lục ....................................................................................................... iv
Lời mở đầu .................................................................................................... 1
PHẦN 1:THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC VÍT
Chương 1: Giới thiệu đôi nét về chi tiết trục vít .......................... 2
1.1 Phân loại trục vít .................................................................................. 2
1.2 Đặc điểm kết cấu của trục vít .............................................................. 3
1.3 Các phương pháp gia công trục vít ...................................................... 5
1.3.1 Tiện trục vít ................................................................................. 5
1.3.2 Phay trục vít .................................................................................. 6
Chương 2: Phân tích chức năng làm việc và tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ................................................................. 9
2.1 Thông số hình học của trục vít sẽ chế tạo ........................................... 9
2.2 Đặc điểm, chức năng làm việc của chi tiết ........................................ 10
2.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ............................ 12
Chương 3: Xác định dạng sản xuất và các phương pháp chế tạo phôi .......................................................................................................... 14
3.1 Xác định dạng sản xuất ...................................................................... 14
3.2 Các phương pháp chế tạo phôi .......................................................... 16
3.3 Thiết kế bản vẽ lồng phôi .................................................................. 18
Chương 4: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết ....... 19
4.1 Xác định đường lối công nghệ ......................................................... 19
4.2 Chọn phương pháp gia công ............................................................ 19
4.3 Lập tiến trình công nghệ .................................................................. 20
4.3.1 Chọn chuẩn định vị .................................................................... 20
4.3.2 Trình tự các nguyên công ............................................................ 20
4.4 Thiết kế nguyên công .......................................................................... 21
4.4.1 Nguyên công 1: Cắt phôi ............................................................ 21
4.4.2 Nguyên công 2: Phay 2 mặt đầu, khoan 2 lỗ tâm ….……......... 23
4.4.3 Nguyên công 3: Tiện thô 2 đầu trục ….............……...……..... 28
4.4.4 Nguyên công 4 : Tiện tinh 2 đầu trục, vát mép ......….……..... 43
4.4.5 Nguyên công 5 : Phay ren vít ….......................…….……...... 52
4.4.6 Nguyên công 6: Tiện ren đầu trục M24 …......……….…...…. 59
4.4.7 Nguyên công 7: Phay rãnh then 50x12x4,5 …......….….…….. 64
4.4.8 Nguyên công 8: Phay rãnh then 25x8x4 …......…...….…..……. 67
4.4.9 Nguyên công 9: Kiểm tra trung gian …..........….…………….. 68
4.4.10 Nguyên công 10: Nhiệt luyện .......................….......…..…….. 70
4.4.11 Nguyên công 11: Mài 2 lỗ tâm ........................…......…..……. 76
4.4.12 Nguyên công 12: Mài các cổ trục ......................…................... 78
4.4.13 Nguyên công 13: Mài các cổ trục .......................….......…..….. 83
4.4.14 Nguyên công 14: Mài Profin ren ......................…........……..... 84
4.4.15 Nguyên công 15: Tổng kiểm tra, đóng gói ........…...……......... 85
4.5 Tính lượng dư gia công cho bề mặt 
....................................... 91
4.6 Tính chế độ cắt cho nguyên công 8 phay rãnh then 25x8x4 ............... 94
Chương 5: Tính thời gian gia công cho các nguyên công ........ 99
5.1 Nguyên công 2: Phay mặt đầu, khoan tâm ........................................ 99
5.2 Nguyên công 3: Tiện thô 2 đầu trục …...................……............…. 101
5.3 Nguyên công 4 : Tiện tinh 2 đầu trục, vát mép ..........….......……... 104
5.4 Nguyên công 5 : Phay ren vít ….........................…………...…....... 106
5.5 Nguyên công 6: Tiện ren đầu trục M24 …...........……….…........... 107
5.6 Nguyên công 7: Phay rãnh then 50x12x4,5 ……..........……...…... 109
5.7 Nguyên công 8: Phay rãnh then 25x8x4 ….........…......….…..…… 109
5.8 Nguyên công 11: Mài 2 lỗ tâm ...........................….......….…........ 110
5.9 Nguyên công 12: Mài các cổ trục .........................…..............….... 111
5.10 Nguyên công 13: Mài các cổ trục ........................…...........…........ 113
5.11 Nguyên công 14: Mài Profin ren …...............................…..……... 115
Chương 6: Tính toán thiết kế đồ gá ....................................... 117
6.1 Các cơ cấu định vị và kẹp chặt ........................................................ 117
6.2 Xác định kích thước cúa bàn máy phay 6H13 .................................. 118
6.3 Phương pháp định vị ........................................................................ 118
6.4 Phương chiều của lực kẹp ................................................................ 118
6.5 Tính lực kẹp cần thiết ...................................................................... 119
6.6 Chọn các cơ cấu kẹp chặt ............................................................... 120
6.7 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá ............................................ 121
6.8 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá .............................................................. 124
PHẦN 2: ỨNG DỤNG MASTER CAM THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG GIA CÔNG PHAY CHỮ ‘‘KHOA CƠ KHÍ’’ TRÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG
Chương 1: Thiết kế chi tiết gia công ........................................... 125
1.1 Thiết kế phôi ................................................................................... 126
1.2 Thiêt kế chi tiết ................................................................................ 130
Chương 2 : Lập trình, mô phỏng gia công và xuất file NC .... 132
2.1 Quy trình công nghệ gia công chi tiết ............................................... 132
2.1.1 Phân tích chi tiết gia công ........................................................ 132
2.1.2 Lập quy trình công nghệ gia công ............................................. 133
2.1.1.1 Nguyên công 1 Chuẩn bị phôi .......................................... 133
2.1.1.2 Nguyên công 2 Cắt chữ ................................................... 133
2.2 Lập trình gia công ............................................................................ 134
2.2.1 Chọn máy .................................................................................. 135
2.2.2 Định nghĩa phôi ......................................................................... 136
2.2.3 Thiết lập đường chạy dao .......................................................... 137
2.3 Mô phỏng gia công ......................................................................... 156
2.4 Xuất file .NC .................................................................................. 158
PHẦN 3: KẾT LUẬN ............................................................................ 165
Tài liệu tham khảo .................................................................................. 167
...........................................................................
LỜI MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trong quá trình phát triển và hội nhập. Tỷ trọng ngành công nghiệp trong cơ cấu ngành kinh tế ngày càng tăng. Trong tiến trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước việc phát triển ngành cơ khí là một trong những ưu tiên hàng đầu. Do đó việc đào tạo đội ngũ kỹ sư cơ khí có trình độ chuyên môn cao về công nghệ truyền thống cũng như nắm bắt được các công nghệ gia công tiên tiến, hiện đại về CAD/CAM/CNC để áp dụng có hiệu quả vào sản xuất trong nước là một nhiệm vụ quan trọng của ngành cơ khí
Đồ án tôt nghiệp là một phần quan trọng trong quá trình đào tạo của chuyên ngành cơ khí tại các trường đại học. Nó giúp sinh viên tổng hợp lại toàn bộ kiến thức chuyên môn trong quá trình học tập, tìm hiểu để áp dụng vào quá trình sản xuất thực tế. Bên cạnh đó nó cũng giúp sinh viên có điều kiện tìm hiểu làm quen với thực tế sản xuất. Để phục vụ cho quá trình làm việc, công tác của sinh viên khi ra trường
Với đề tài nhận được là thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục vít Z1, môdun m = 6, hệ số đường kính q = 10, vật liệu thép C45 và chuyên đề sử dụng phần mềm Master CAM thiết kế chi tiết, lập chương trình NC, mô phỏng gia công phay chữ KHOA CƠ KHÍ trên mặt phẳng nghiêng. Em đã vận dụng toàn bộ kiến thức mà mình đã được học tập và tìm hiểu để thực hiện đề tài. Đây cũng là cơ hội để em có thể học hỏi bổ xung những kiến thức chuyên môn cũng như tìm hiểu về những công nghệ sản xuất, gia công mới của ngành cơ khí.
Trong qúa trình làm bài em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của thầy Trần Ngọc Hải cũng như các thầy cô giáo trong khoa. Mặc dù có nhiều cố gắng, nghiêm túc trong công việc tuy nhiên do thời gian thực hiện có hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Hải cũng như các thầy cô khác trong khoa cơ khí đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn em trong toàn bộ quá trình làm bài
Em xin chân thành cảm ơn!
PHẦN 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC VÍT Z = 1, MÔ ĐUN m = 6, HỆ SỐ ĐƯỜNG KÍNH q = 10, N = 4000 CHI TIẾT/NĂM
Chương 1, GIỚI THIỆU ĐÔI NÉT VỀ CHI TIẾT TRỤC VÍT
1.1, PHÂN LOẠI TRỤC VÍT
- Theo biên dạng ren trục vít, phân ra:
Trục vít Acsimet: có cạnh ren thẳng trong mặt cắt dọc chứa đường tâm trục vít. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang (vuông góc với trục) là đường xoắn ốc Acsimet.
Trục vít Acsimet có thể gia công ren bằng phương pháp tiện, song muốn mài phải dùng đá định hình có biên dạng phức tạp nên thường sử dụng ở các bộ truyền yêu cầu có độ rắn mặt ren nhỏ hơn 350 HB và cắt ren không mài.
Trục vít convolut: có cạnh ren thẳng trong mặt cắt pháp tuyến, giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khai kéo dài. Trục vít convolut dễ gia công bằng phương pháp phay và mài (do có cạnh ren thẳng trong mặt cắt pháp tuyến).
Trục vít thân khai: có cạnh ren thẳng trong mặt cắt tiếp xúc với mặt trụ cơ sở. Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khai. Trục vít thân khai khi mài ren có thể dùng phương pháp mài bằng đá định hình (phải sửa đá phức tạp) hoặc có thể mài bằng đá dẹt, khi này đòi hỏi phải có máy mài trục vít chuyên dùng.
- Theo đường sinh của trục vít, phân ra:
Trục vít trụ: có đường sinh thẳng, loại này được dùng phổ biến
Trục vít lõm (trục vít glôbôit): Đường sinh là một cung tròn
Trục vít thường được sử dụng trong các bộ truyền trục vít bánh vít
Sơ đồ các bộ truyền động trục vít
Hình 1.2 a) Trục vít hình trụ b) Trục vít lõm
- Bộ truyền trục vít-bánh vít thuộc bộ truyền động ăn khớp, dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau. Góc giữa hai trục thường bằng . Thông thường trục vít là khâu dẫn động.
1.2, ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA TRỤC VÍT
Các thông số hình học
a, Mô đun
Mô đun dọc của trục vít bằng môđun ngang của bánh vít:
bước dọc ren trục vít
Môđun m được tiêu chuẩn: ( Dãy 1 là dãy ưu tiên)
Dãy1 : m = 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10; 12,5…25
Dãy 2 m = 1; 1,5 ; 3 ; 3,5; 6; 7 12
b, Hệ số đường kính q
Vì vành bánh vít lõm, khi cắt bánh vít không những phải dùng dao có cùng môđun với trục vít mà còn có kích thước và hình dạng giống như trục vít ăn khớp với bánh vít (trừ đường kính vòng đỉnh lớn hơn để tạo khe hở hướng tâm).
Như vậy, kích thước bánh vít không những phụ thuộc vào môđun mà còn phụ thuộc vào đường kính dao. Để hạn chế số lượng dao và sử dụng dao tiêu chuẩn, cần đưa vào hệ số đường kính q:
Các trị số q được tiêu chuẩn hóa (cho trong sổ tay)
c, Số mối ren trục vít (hoặc k)
Số mối ren trục vít được tiêu chuẩn hóa, có các giá trị 1, 2 và 4. Khi tăng thì hiệu suất tăng song chế tạo phức tạp và kích thước bộ truyền tăng. Khi truyền công suất lớn không nên dùng vì mất mát công suất nhiều và nóng.
Hình 1.3 Sơ đồ xác định góc nâng, bước ren và bước xoắn vít
d, Bước ren p và bước xoắn vít
e, Góc vít
Là góc hợp bởi tiếp tuyến của đường xoắn vít trong mặt trụ chia với mặt phẳng đáy (vuông góc với trục đường xoắn vít).
thường lấy:
f, Chiều dài đoạn cắt ren
Chiều dài cắt ren được xác định theo điều kiện để bánh vít có số răng đồng thời ăn khớp nhiều nhất.
g, Góc bánh vít ôm trục vít
Đó là góc ở tâm trục vít chắn cung giới hạn bởi 2 mặt mút bánh vít và đường kính bằng với m là môđun.
Các thông số hình học của bánh vít thường đo trong mặt phẳng chính (mặt phẳng trung bình) là mặt phẳng vuông góc với trục bánh vít và chứa đường tâm trục vít.
1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TRỤC VÍT
1.3.1, Tiện trục vít.
Tiện có thể gia công được nhiều loại bề mặt khác nhau như các mặt tròn xoay trong và ngoài, các loại ren, các bề mặt côn, các mặt định hình v.v…
Khi tiện ren độ chính xác có thể đạt cấp 7, Ra = 2,5 ¸1,25mm.
Tiện trục vít: là phương pháp gia công trục vít thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.
- Chuyển động cắt ren khi tiện
Phôi quay với tốc độ phù hợp với từng trường hợp cụ thể. Tốc độ cắt ren được tra cứu trong các sổ tay về chế độ cắt.
Lượng chạy dao dọc trục của dao tiện ren bằng đúng bước S của ren cần cắt.Trên hộp chạy dao của máy tiện vạn năng có S phù hợp với các bước ren tiêu chuẩn. Điều chỉnh máy để có S trên máy bằng bước ren cần tiện.
Chiều sâu cắt khi tiện ren được chọn theo chiều cao của ren. Ren nhỏ, chiều cao ren không lớn, chất lượng không cần cao có thể cắt 1 lần. Ren lớn, chiều cao ren lớn, yêu cầu chất lượng ren cao thì có thể cắt nhiều lần để hết chiều cao ren. Chiều sâu cắt giảm dần để đảm bảo chất lượng biên dạng ren.
Hình 1.4 a, Sơ đồ gá dao hai phía để cắt ren trục vít
b, Sơ đồ gá dao khi tiện trục vít
c, Sơ đồ gá dao một phía khi tiện ren trục vít
Dao được gá sao cho lưỡi cắt chính nằm trong mặt phẳng đi qua tâm của trục vít. Phương pháp này chỉ được dùng cho trục vít có góc nâng của đường xoắn nhỏ. Khi gia công tinh trục vít có góc nâng của đường xoắn nhỏ hơn 
nên cắt từng phía phải và trái của đường xoắn bằng các dao một phía. Bằng dao một phía có thể cắt tuần tự cả hai phía của đường xoắn (răng trục vít) nếu đổi đầu trục vít.
Khi góc nâng của đường xoắn vít lớn hơn nên cắt bằng dao hai phía. Cắt răng bằng phương pháp này có năng suất thấp nhưng nó được sử dụng rộng rãi vì phương pháp đơn giản và dụng cụ rẻ tiền.
1.3.2, Phay trục vít (phay trục vít bằng dao phay đĩa)
Phay ren cho năng suất cao hơn khi tiện ren và được thực hiện trên các loại máy phay ren chuyên dùng . Phay ren có thể tiến hành bằng dao phay ren dạng đĩa hoặc dao phay ren răng lược, nếu dùng dao phay ren dạng đĩa cần quay nghiêng trục chi tiết gia công đi một góc bằng góc nâng của ren. Thực tế góc ngiêng này được tính trên đường kính vòng chia, nên khi gá trục xoay đi một góc cố định do đó dạng ren có sai số. Ngoài ra lưỡi cắt không nằm trong mặt phẳng đi qua tâm nên yêu cầu lưỡi cắt phải có dạng đường cong phướng pháp chế tạo phức tạp hơn đường thẳng nên ở đây ta chấp nhận sai số.
Hình 1.5 Sơ đồ gá dao phay đĩa khi cắt răng trục vít
Nếu dùng dao răng lược để gia công độ chính xác sẽ cao hơn năng suất cao hơn, vì dao phay ren dạng răng lược có thể xem như nhiều dao phay ren dạng đĩa ghép lại.
Hình 1.6 Sơ đồ gá dao phay đĩa khi cắt răng trục vít
Các chuyển động của phay:
- Chuyển động cắt chính : dao quay tròn. Vận tốc cắt phụ thuộc vào vật liệu phôi, vật liệu dao, thông số hình học dao…và được chọn tối ưu theo sổ tay gia công.
- Chuyển động phụ:
Chuyển chạy dao ngang để đạt được chiều cao của ren. Có các cách ăn dao: ăn dao hướng kính và ăn dao hướng nghiêng, cách ăn dao thứ nhất cho chất lượng mặt ren cao hơn nhưng lực cắt lớn do vậy tùy vào dạng sản xuất để chọn cách ăn dao. Vì chiều cao ren đôi khi lớn nên quá trình chạy dao ngang có thể phải được thực hiện nhiều lần. Và lượng ăn dao nhỏ dần khi gần đạt được chiều cao ren yêu cầu để đảm bảo độ chính xác gia công.
Chuyển động chạy dao dọc: để cắt hết chiều dài của ren. Chuyển động dọc của dao được xác định trên cơ sở bước ren cần gia công, phôi quay một vòng thì dao quay và tiến được một khoảng bằng bước ren.
- Khi cắt ren bằng dao phay đĩa, dao phải được gá sao cho điểm A của dao phay nằm trong mặt phẳng nằm ngang đi qua tâm của trục vít, còn trục quay của dao phải nghiêng một góc bằng góc nâng 
của đường xoắn vít. Với cách gá như vậy trục vít được hình thành ở tiết diện vuông góc với rãnh răng. Cắt răng trục vít bằng dao phay đĩa chủ yếu được dùng để gia công thô trục vít có cấp chính xác 9 và nhỏ hơn.
- Còn khi cắt bằng dao phay răng lược dao quay chậm còn dao vừa quay vừa tịnh tiến theo chiều trục. Lượng tịnh tiến chỉ cần khoảng 1-2 bước ren. Trục dao không cần gá nghiêng đi một góc so với trục chi tiết. Điều đó gần giống như khi tiện nên nếu gá dao để đường tâm của nó và của chi tiết cùng trong mặt phẳng nằm ngang và song song với nhau thì dạng lưỡi cắt là đường thẳng nên việc chế tạo đơn giản, độ chính xác của ren cao hơn, có thể đạt độ chính xác cấp 2 hoặc 3
- Ngoài ra để gia công ren còn có nhiều phương pháp khác như
+ Cán ren là phương pháp gia công ren bằng biến dạng dẻo ở nhiệt độ thường, phương pháp này cho phép đạt năng suất cao và giảm tiêu hao kim loại. Phương pháp được thực hiện trên các máy cán với các trục cán dạng con lăn.
+ Phương pháp cắt răng trục vít bằng dao xoáy được dùng cho phôi không nhiệt luyện hoặc tôi cải thiện trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hang khối. Cắt răng trục vít bằng dao xoáy (hoặc cắt xoáy) có hai phương pháp: tiếp xúc bên trong và tiếp xúc bên ngoài
Chương 2, PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT
2.1, THÔNG SỐ HÌNH HỌC CHẾ TẠO TRỤC VÍT
Hình 2.1 Thông số trục vít cần chế tạo
Yêu cầu kỹ thuật của trục vít:
- Nhiệt luyện ren vít tôi bằng dòng điện tần số cao đạt độ rắn HRC 22
- Sai lệch gới hạn bước chiều trục
- Độ không tròn, không trụ của bề mặt lắp ổ không quá 0.01
- Độ đảo hướng kính của mặt ren vít không quá 0.02
- Dung sai độ song song rãnh then không lớn hơn 0.018
- Dung sai độ đối xứng rãnh then không lớn hơn 0.072
- Dung sai độ đảo hướng tâm của trục ren vít
2.2, ĐẶC ĐIỂM CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Các chi tiết dạng trục là loại chi tiết được dùng phổ biến trong ngành chế tạo máy, chúng có bề mặt gia công là mặt tròn xoay, những bề mặt này thưòng được dùng làm các bề mặt lắp ghép.
Các loại trục như: trục trơn, trục bậc, trục răng, trục ren, trục cam, trục khuỷu tuy nhiên các loại trục đều có yêu cầu chung về điều kiện kỹ thuật, độ chính xác về kích thước, hình dạng hình (độ côn, độ ô van, độ đồng tâm, độ tròn, độ trụ…) kích thước các cổ lắp ghép yêu cầu đạt độ chính xác cấp 7-8 trong một số trường hợp cần đạt độ chính xác cấp 5, 6 độ nhám các cổ trục lắp ghép mặt đầu và bề mặt không lắp ghép và phải đảm bảo được cơ, lý tính của trục. Các chi tiết dạng trục được gia công trên máy tiện là chủ yếu, ngoài ra còn dùng phương pháp phay, mài…
Chi tiết trục vít thuộc dạng chi tiết dạng trục thường được dùng khá nhiều trong các kết cấu máy. Trục vít thường được dùng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động quay và ngược lại trong các bộ truyền của hộp giảm tốc, cơ cấu phân độ… Hay được dùng để truyền chuyển động trong các máy bơm máy ép…. Bề mặt làm việc chủ yếu của trục vít là mặt trụ ngoài và bề mặt ren vít. Bề mặt ngoài thường được dùng để lắp ổ trục, bề mặt ren vít được dùng để truyền động.
Ở đây với đề bài là chế tạo trục vít môđun m=6, hệ số đường kính q = 10, số đầu mối Z= 1, góc biên dạng ren . Yêu cầu gia công cụ thể cho các bề mặt là: - Chiều dài
- Đường kính lớn nhất để cắt ren vít
- Phần ren M24x3 có thể được dùng để bắt bu lông cố định bánh răng hoặc bánh đai lắp vào đoạn trục
- Đoạn trụ được dùng để lắp bánh đà hoặc bánh đai. Yêu cầu gia công của bề mặt này là đạt độ nhẵn Ra =
- Hai đoạn trụ được dùng để lắp ổ. Yêu cầu gia công của bề mặt là đạt độ nhẵn Ra = . Độ tròn đạt 0,01mm, độ trụ đạt 0,01mm
-Đoạn trụ được dùng để gia công ren vít. Yêu cầu của bề mặt độ đảo hướng kính so với mặt A và B đạt 0,02 mm
- Đoạn trụ được dùng để lắp bánh răng hoặc bánh đai. Độ nhám bề mặt yêu cầu đạt Ra =
- Đoạn trụ để tạo khoảng cách giữa các chi tiết. Yêu cầu gia công đạt dộ nhám đạt Rz =
Các đoạn trục dùng làm vai trục để có tác dụng khi lắp ổ trục, rãnh thoát ren , rãnh lắp ghép ổ trục là các kích thước không yêu cầu về độ chính xác cao
Vật liệu làm trục vít
Chọn vật liệu trục vít có thể dựa vào các yếu tố sau:
- Điều kiện làm việc, tải trọng
- Vận tốc trượt
- Dạng sản xuất
- Vật liệu bánh vít: vật liệu trục vít và bánh vít phải tạo ra một cặp giảm ma sát.
- Cơ sơ vật chất và kỹ thuật hiện có
- Hiệu quả kinh tế
Vì thế trục vít thường được chế tạo từ thép C45 vì thép C45 rẻ, dễ chế tạo, gia công nhưng loại thép này đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật về cơ, lý tính: bề mặt cứng nhưng bên trong vẫn đảm bảo độ dẻo, dai, thường dùng là phôi thanh tròn, phôi rèn. Tuy nhiên vật liệu này còn hạn chế: chỉ dùng để chế tạo trục vít có công suất không lớn lắm, tỉ số truyền nhỏ.
Thành phần hóa học của thép C45
|
0.4-0.5 |
0.17-0.37 |
0.5-0.8 |
0.045 |
0.045 |
0.30 |
0.30 |
Tính chất cơ học của thép 45
|
Sau cán |
Sau ủ |
|||||
|
360 |
610 |
16 |
40 |
50 |
241 |
197 |
2.3 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy kết cấu cử chi tiết như vậy là tương đối hợp lí việc thay thế bằng các kết cấu hàn và lắp ghép là không phù hợp. Vật liệu gia công là thép C45 đã đáp ứng được các yêu cầu về tính công nghệ, điều kiện làm việc và tính kinh tế cho sản phẩm. Dung sai và độ nhám bề mặt của chi tiết phù hợp với yêu cầu làm việc khả năng gia công trong thực tế
Chi tiết là trục vít có đường kính giảm dần về hai phía đầu trục
- Phần ren vít:
Mô đun :
Số mối ren :
Chiều cao ren :
Chiều ren : phải
Cấp chính xác :
Bước xoắn vít :
Hệ số đường kính :
Góc biên dạng ren :
Góc dẫn của ren :
Sản lượng yêu cầu N1 = 4000 chi tiết/ năm
- Phần ren vít vô cùng quan trọng và đòi hỏi độ chính xác, độ bền cao, độ nhám nhỏ vì trong quá trình làm việc trục vít ăn khớp với bánh vít xuất hiện vận tốc trượt làm cho ma sát trên mặt ren tăng làm mòn tróc rỗ đặc biệt là dính bề mặt ren vì vậy phải áp dụng phương pháp nhiệt luyện để nâng cao cơ, lý tính của ren, sau đó phải mài lại ren.
- Khi gia công thô phần ren ta có rất nhiều phương pháp như tiện, phay… Tuy nhiên phần ren vít phải gia công là đoạn ren không có rãnh thoát ren vì vậy trong công nghệ chế tạo chúng tôi quyết định sử dụng phương pháp phay ren bao hình trên máy chuyên dùng
- Do trục vít có nhiều bậc trục có đường kính khác nhau nên có các mép vát, góc lượn ở phần chuyển tiếp giữa các đoạn trục có tác dụng làm giảm ứng suất tập trung, ở đây ta tạo các góc lượn với R = 2 mm
- Trong quá trình gia công ta sử dụng hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất (nghĩa là sử dụng hai lỗ tâm định vị để thực hiện tất cả các nguyên công ) làm giảm sai số do gá đặt.
- Đối với chi tiết trục vít sau khi gia công cắt gọt ta phải tiến hành nhiệt luyện đề đảm bảo yêu cầu làm việc của chi tiết. Đối với các bề mặt làm việc quan trong của chi tiết ( các mặt trụ 
) ta phải tiến hành mài để đảm bảo độ bóng bề mặt yêu cầu
- Thiết kế trục phải dựa vào điều kiện làm việc cụ thể của chi tiết. Nếu tải trọng của trục nhỏ ta có thể giảm đường kính trục để giảm kích thước phôi, giảm giá thành sản phẩm.
- Do trục vít thường rất dài nên độ võng, góc xoay lớn do vậy phải lưu ý tới các biện pháp xử lý nhiệt.
- Dụng cụ kiểm tra trong quá trình gia công thường là thước cặp 1/50, panme, đồng hồ so, dưỡng đo, calip, dụng cụ đo chuyên dùng.
- Do sản xuất với số lượng lớn nên ta có thể áp dụng một số biện pháp làm tăng năng suất cũng như hạ giá thành sản phẩm:
+ Máy, gá, dao chuyên dùng
+ Sử dụng nhiều dao trong một lần gia công
+ Ngoài ra ta nên sử dụng máy móc tự động, máy CNC, trung tâm gia công … để làm giảm thời gian gá đặt, rút ngắn số nguyên công.
Chương 3: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
3.1, XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Theo đầu bài ban đầu ta có số lượng chi tiết cần chế tạo trong 1 năm là N=4000 chi tiết tuy nhiên trong khi gia công sẽ có một số lượng chi tiết để dự phòng hư hỏng, khuyết tật trong quá trình sản xuất
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
Trong đó:
+ = 4000( CT): Số lượng chi tiết cần sản xuất trong một năm
+ - Số lượng sản phẩm chế tạo trong một năm
+ - số chi tiết trong một sản phẩm,
+ - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ (5% - 7%). Lấy
............................................................................
6.8, YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ
- Độ không song song tâm khối V và đáy đồ gá trên 100 mm chiều dài
- Độ không song song tâm khối V và then dẫn hướng trên 100 mm chiều dài
- Độ không song song của mặt đáy giá đỡ và đáy đồ gá trên 100 mm chiều dài
- Độ bóng của các bề mặt định vị và lắp ráp đạt cấp 8
- Chốt cố định được làm bằng thép CD70, khối V được làm từ thép 20Cr thấm than đạt chiều dày 0,8-1,2 mm đọ cứng 55-60 HRC
PHẦN 3 KẾT LUẬN
Trên đây là toàn bộ nội dung nghiên cứu của đề tài:
1. Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục vít Z1, môđun m = 6, hệ số đường kính q = 10, sản lượng N=4000 chi tiêt / năm.
2. Chuyên đề sử dụng phần mềm Master Cam thiết kế lập chương trình NC, gia công mô phỏng chữ “ KHOA CƠ KHÍ“ trên mặt phẳng nghiêng.
Trong nội dung đề tài phần thiết kế quy trình công nghệ đã được trình bày tương đối hợp lí và phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước. Các số liệu trong đề tài đã được tính toán, tra cứu chính xác từ các sổ tay, tài liệu, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
Trong quy trình công nghệ việc sử dụng những máy gia công, các công nghệ sản xuất tiên tiến hiện đại ( máy phay ren vít 561, thiết bị và công nghệ tôi cao tần...) là phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và dạng sản xuất hàng loạt lớn. Các cơ sở sản xuất có nhu cầu gia công các chi tiết tương tự có thể sử dụng đề tài vào sản xuất.
Về phần chuyên đề đã thực hiện sử dụng phần mềm Master Cam để thiết kế, lập trình và mô phỏng gia công phay chữ “ KHOA CƠ KHÍ“ trên mặt phẳng nghiêng bằng các máy CNC. Chương trình NC được viết ra bởi phần mềm Master Cam đã được tác động, điều chỉnh các thông số về chế độ cắt để phù hợp với khả năng gia công của các máy trong thực tế. Việc giải thích một số câu lệnh trong chương trình NC tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm soát chương trình gia công. Chương trình NC được viết ra hoàn toàn có thể điều khiển quá trình gia công trên các máy CNC trong thực tế khi được kết nối phù hợp với máy.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài em đã gặp một số khó khăn như: Còn thiếu các thiết bị kiểm tra biên dạng ren có độ chính xác cao nên ảnh hưởng đến quá trình kiểm tra.
Còn gặp khó khăn trong việc sử dụng thiết bị và công nghệ tôi cao tần do thiết bị và công nghệ này còn chưa phổ biến tại Việt Nam.
Việc gia công trên các máy CNC còn chưa phổ biến chủ yêu được dùng để gia công khuôn mẫu, dụng cụ cắt trong các máy CNC sản xuất trong nước còn ít phần lớn phải nhập từ nước ngoài nên giá thành cao.
Hướng phát triển của đề tài:
- Phổ biến rộng rãi về quy trình công nghệ chế tạo truyền thống và chuyên đề tới các đồng nghiệp hoặc cơ sở sản xuất có nhu cầu tham khảo
- Tiếp tục theo dõi để hoàn thiện công nghệ gia công và xây dựng được bộ thông số tối ưu về chế độ cắt.
- Đề xuất một số kết cấu đồ gá chuyên dùng để có thể tháo lắp phôi một cách chính xác, nhanh chóng và tiện dụng. Từ đó có thể mở rộng khả năng công nghệ của máy ví dụ việc phay chữ trên mặt phẳng nghiêng mà chỉ cần thực hiện trên các máy pháy 2 trục ( lệnh G17).
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của thầy Trần Ngọc Hải cũng như các thầy cô trong khoa, trong toàn bộ quá trình thực hiện đề tài.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình - Chế độ cắt gia công cơ khí,. NXB Đà Nẵng, Đà Nẵng 2006
[2] GS.TS Trần Văn Địch - Đồ gá,. NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2010
[3] GS.TS Trần Văn Địch - Atlas đồ gá,. NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2006
[4] GS.TS Trần văn Địch - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy. NXB Khoa học và kĩ thuật – Hà nội 2005
[5] 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 và kĩ thuật – Hà nội 2006
[6] 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
[7] 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, 3.. Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà nội 2000
[8] Th.Sỹ Trần Ngọc Hải - Giáo trình công nghệ chế tạo máy - Trường đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp.
[10] Nghiêm Hùng - Vật liệu học cơ sở. Nxb Khoa Học Và Kỹ Thuật
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
ỨNG DỤNG MASTER CAM THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH MÔ PHỎNG GIA CÔNG PHAY CHỮ ‘‘KHOA CƠ KHÍ’’ TRÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG
