ĐỒ ÁN CADCAMCNC : LẬP TRÌNH GIA CÔNG LÒNG KHUÔN ( ĐH NHA TRANG )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ NHA TRANG, 2022 Giảng viên hướng dẫn PGS TS Nguyễn Văn Tường Sinh viên thực hiện Lê Phước Trung Nguyên Mã số sinh viên 57130824 Lớp 57 CTM Đ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CAD/CAM/CNC

Đ TÀI: Ề MÔ HÌNH HÓA L P TRÌNH GIA CÔNG CHI TI T LÒNG KHUÔN Ậ Ế

(T P THUY T MINH) Ậ Ế

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I Tên nhiệm vụ: Mô hình hóa và lập trình gia công chi tiết lòng khuôn

II Số liệu ban đầu:

- Bản vẽ chi tiết lòng khuôn

- Dạng sản xuất: Hàng loạt nhỏ

III Nội dung chính phần thuyết minh:

1 Phân tích chi tiết gia công và chọn phôi

2 Mô hình hóa chi tiết gia công

3 Thiết kế nguyên công

- Các bản vẽ nguyên công, A3 hoặc A4

V Thời gian thực hiện đồ án

Đồ án được thực hiện từ ngày đến ngày

Ngày tháng năm 2022

PGS.TS Nguyễn Văn Tường TS Nguyễn Hữu Thật

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó là sự phát triển của khoa học kĩ thuậtngày càng tiến bộ Cùng với sự phát triển đó các ngành khoa học nói chung và ngành

cơ khí nói riêng cũng đã nhanh chóng áp dụng các thành tựu đó Trong ngành cơ khí

sự áp dụng của điều khiển số đã đem đến phát triển cho ngành nghề, nâng cao hiệusuất lao động

Chính những ưu điểm trên, áp dụng công nghệ thông tin là xu hướng của thờiđại Việc nắm bắt và sử dụng các máy công cụ điều khiển số trở thành quan trọng hàngđầu đối với các cán bộ khoa học cũng như các sinh viên các trường kĩ thuật

Để có cái nhìn sâu sắc hơn, thông qua việc làm Đồ án Công nghệ CAD/ CAM/CNC sẽ giúp chúng em hệ thống hóa được các kiến thức đã học một các bài bản, nângcao kiến thức cho sinh viên Thông qua đó việc tìm hiểu, tham gia điều kiển số, quátrình lập trình có ý nghĩa giúp sinh viên có thể tiếp cận gần hơn với kiến thức hiện đạicũng như có thể nắm rõ bản chất của máy điều khiển số

Do thời gian hoàn thành đồ án quá ngắn và đây là một lĩnh vực còn mới mẻ cũngnhư sự hạn chế của bản thân nên chắc chắn đồ án còn có nhiều thiếu sót, kính mongcác thầy góp ý để dần hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầyNguyễn Văn Tường đã hướng dẫn, giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình hoàn thành đồán

Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Khánh

MỤC LỤC

Chương 1 Phân tích chi tiết gia công

1.1 Phân tích chi tiết gia công

1.1.1 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Hình 1.1 Lòng khuôn

- Kích thước bề rộng 200mm, cấp chính xác IT12, độ nhám bề mặt Rz = 20

- Kích thước bề dài 300mm, cấp chính xác IT12, độ nhám bề mặt Rz = 20

- Chiều cao bề dài 85mm, cấp chính xác IT9, độ nhám bề mặt Ra = 2,5

- Bề mặt 2 ta có thể sử dụng mũi khoan để gia công , lỗ khoan suốt nên dễ dànggia công

- Bề mặt 3 sau khi đã khoan lỗ 2 ta có thể phay lỗ 3 bằng dao phay ngón , lỗ bậcnhưng kết cấu dao phù hợp gia công trên máy CNC

Kết luận: kết cấu của chi tiết lòng khuôn các bề mặt dễ gia công cắt gọt, đảm

bảo độ cứng vững khi làm việc, các bề mặt lắp ghép , bề mặt làm việc đảm bảo độbóng nên không cần phải thay đổi kết cấu của chi tiết

1.2 Chọn phôi

Có nhiều phương pháp chế tạo phôi Do đó cần phân tích (ưu điểm và nhượcđiểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương án chọn dạng phôi thíchhợp nhất

+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm

+ Phù hợp vơi dạng sản xuất đơn chiêc loạt nhỏ

b Nhước điểm

+ Phôi đúc dễ gây và sinh ra nhiều khuyết tật như: rỗ khí, lỗ xỉ…

+ Tốn nhiều vật liệu cho hệ thống đậu ngót, đậu hơi

1.2.2 Phôi dập

a Ưu điểm :

+ Phôi dập độ chính xác và chất lượng bề mặt cao, sau quá trình dập phôi có thểđạt độ nhám Ra = 8µm độ chính xác IT 11 ÷ IT 13 giảm được tiến trình giacông

+ Gia công cơ rất ít vì vậy hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao

+ Vật liệu phôi là thép 40Cr nên quá trình dập thể tích có khả năng đảm bảo cơtính

b Nhược điểm :

+ Dễ tạo ra những vết nứt nẻ, khuyết tật

+ Giá thành làm khuôn cao vì vật liệu chế tạo là thép 40Cr ,tuy nhiện không ảnhhưởng đến tính kinh tế vì dạng sản xuất hàng loạt vừa

+ Chi tiết có hình dạng khối chữ nhật chiều cao tương đối nên khó dập

+ Phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt

1.2.3 Kết luận

Từ những phân tích về ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp chế tạo phôi,

ta chọn được phương án phù hợp nhất để gia công chi tiết trục là phôi đúc

Chương 2 Mô hình hóa chi tiết gia công

2.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng để mô hình hóa

Autodesk Inventor là phần mềm xây dựng mô hình 3D, thiết kế, hình mẫu vàkiểm tra ý tưởng các sản phầm Inventor tạo ra các nguyên mẫu mô phỏng chuẩn xáckhối lượng, áp lực, độ ma sát, tải trọng,… của các đối tượng sản phẩm trong môitrường 3D Các công cụ mô phỏng, phân tích được tích hợp trong Inventor cho phépngười dùng thiết kế từ khuôn đúc cơ bản đến nâng cao như thiết kế chi tiết máy, trựcquan hóa sản phẩm Inventor còn được tích hợp CAD và các công cụ giao tiếp thiết kếnhằm nâng cao năng suất làm việc của CAD và giảm thiếu phát sinh lỗi, tiết kiệm thờigian

Sử dụng AutoCAD sẽ thừa hưởng được nhiều lợi ích của Inventor Inventor cũngcấp một môi trường thiết kế và phím tắt tương tự với AutoCAD, hỗ trợ tập tin DWG,cho phép người dùng chuyển từ vẽ 2D hiện hành sang xây dựng mô hình 3D Inventorđược sử dụng phổ biến trong tạo nguyên mẫu kỹ thuật số, các mẫu được tạo ra từ bản

vẽ 2D AutoCAD được tích hợp và các dữ liệu 3D, hình thành nên sản phẩm ảo Bằngcách này, các kỹ sư có thể thiết kế, mô phỏng sản phẩm mà không phải tạo ra các mẫuvật lý Người dùng có thể sử dụng các công cụ thiết kế 3D cơ khí trong Inventor đểnghiên cứu và đánh giá mô hình thuận tiện và hiệu quả hơn AutoDesk Inventor cònđưa ra các công cụ và tính năng khác nhằm nâng cao năng suất làm việc như: Integrated Data Management, Design Automation, Automatic Drawing Updates andViews, Automatic Bill of Materials,…

Khả năng kết hợp và trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác: Inventor sử dụngcác định dạng tập tin cụ thể cho các chi tiết (IPT), cụm (IAM), và bản vẽ (IDW hoặcDWG) Tập tin có thể được nhập hoặc xuất trong định dạng DWG Định dạng bản vẽtrên Web (DWF) được ưa thích của Autodesk 2D/3D có thể dùng để trao đổi dữ liệu dễdàng

Inventor có thể trao đổi dữ liệu với hầu hết các phần mềm được phát triển bởiAutodesk

Ngoài ra Inventor có thể trao đổi dữ liệu với các ứng dụng như CATIA V5, UGS,SolidWorks, và ENGINEER / Pro Inventor hỗ trợ nhập trực tiếp và xuất của CATIAV5, Parasolid, Granite, UG-NX, SolidWorks, Pro / E, với các tập tin SAT, STEP, IGS.Phần mềm cung cấp rất nhiều công cụ để đơn giản hoá, nhận biết và chuyển đổisang thiết kế 3D cho những người dùng AutoCAD Tất cả các gói phần mềm củaInventor đều hỗ trợ phiên bản mới nhất của phần mềm AutoCAD Mechanical trongnhững trường hợp người dùng cần sử dụng công cụ thiết kế bản vẽ kỹ thuật với năngsuất cao

Một giải pháp về CAM cho Inventor là InventorCam với các phiên bản InventorCam 2010, 2011, 2012, 2013 và mới nhất là 2014 do SolidCam phát triển, được tíchhợp hoàn toàn trong Autodesk Inventor và với đầy đủ đường chạy dao nhằm tối ưu từthiết kê phân tích đên gia công sản phẩm đều được thực hiện trên một phầnmềm Inventor HSM mang CAD và CAM lại với nhau tạo nên sự kết hợp giữa thiết

kế và giải pháp gia công

Tích hợp vào phần mềm CAD tạo nên một quy trình làm việc liền mạch với công cụ chuyển hướng bên trong CAD Cho phép thay đổi thiết kế và được cập nhậttrực tiếp trên đường chạy dao ngay lập tức mà không làm mất dữ liệu Trong thế giớigia công, thời gian rất có giá trị và được tính bằng giây, đó là lý do Inventor HSMđược phát triển trên nền xử lý đa nhân 64 bit cho tốc độ xử lý vượt trội Tốc độ xuấtcode lên đến 200.000 trên mỗi giây Inventor HSM được trang bị tính năng có thể tựđộng sử dụng các máy tính nhàn rỗi trong mạng để nâng cao khả năng xử lý, giảm thờigian đáng kể cho việc tính toán đường chạy dao Inventor HSM tối ưu hóa các đườngchạy dao để giảm thời gian gia công, nâng cao chất lượng bề mặt và kéo dài tuổi thọcông cụ Ngoài các cách bù trừ dao truyền thống, Inventor HSM có các đường chạydao thích ứng làm giảm thời gian gia công thô bằng 40% hoặc nhiều hơn và tăng tuổithọ công cụ .Tùy chỉnh Code phù hợp với máy CNC cần dùng Mô phỏng và chỉnhsửa code

2.2 Trình tự mô hình hóa sản phẩm

Xây dựng mô hình hóa 3D của chi tiết bằng phần mềm Inventor 2018 có thểthực hiện các bước sau:

Bước 1: Ta chọn lệnh Start 2D Sketch và mặt phẳng vẽ như hình ta có.

Hình 2.1 Thể hiện kết quả vẽ Sketch Bước 2: Ta chọn lệnh Extrude và chọn Sketch như hình ta có.

Hình 2.2 Kết quả lệnh extrude

Bước 3: Ta chọn lệnh Start 2D Sketch và mặt phẳng vẽ như hình ta có.

Hình 2.3 Thể hiện kết quả vẽ Sketch Bước 4: Ta chọn lệnh Start 2D Sketch và mặt phẳng vẽ như hình ta có.

Hình 2.4 Thể hiện kết quả vẽ Sketch Bước 5: Ta chọn lệnh Start 2D Sketch và mặt phẳng vẽ như hình ta có.

Hình 2.5 Thể hiện kết quả vẽ Sketch Bước 6: Ta chọn lệnh Loft và chọ các Sketch.

Hình 2.6 Thể hiện xem trước kết quả lệnh Loft

Hình 2.7 Kết quả lệnh Loft Bước 7: Ta chọn lệnh Start 2D Sketch và mặt phẳng vẽ như hình ta có.

Hình 2.8 Thể hiện kết quả vẽ Sketch Bước 8: Ta chọn lệnh Extrude và chọn Sketch như hình ta có.

Hình 2.9 Thể hiện xem trước kết quả extrude

Hình 2.10 Kết quả lệnh extrude Bước 10: Dùng lệnh Filet

Hình 2.11 Thể hiện xem trước kết quả Filet Bước 11: Ta chọn lệnh Start 2D Sketch và mặt phẳng vẽ như hình ta có.

Hình 2.12 Thể hiện kết quả vẽ Sketch Bước 12: Dùng lệnh Hole

Hình 2.13 Thể hiện xem trước kết quả Hole Kết quả mô phỏng chi tiết trên Inventor 2018

Hình 2.14 Kết quả hoàn thành chi tiết trục vít

Chương 3 Thiết kế nguyên công

3.1 Lập tiến trình gia công các bề mặt của chi tiết

Trên hình 3.1 là bản vẽ đánh số các bề mặt trên chi tiết gia công

Hình 3.1 Đánh số các bề mặt trên chi tiết gia công

Bảng 3.1 nêu trình tự các nguyên công và bước gia công các bề mặt của chi tiết

Bảng 3.1 Trình tự gia công lòng khuôn.

1 Bước 1 : Phay thô ,

phay tinh 1 4 Máy phayCNC

2 Bước 1 : Phay thô ,

công Bước nguyên công Bề mặt gia công Bề mặtđịnh vị Máy côngnghệ

4 Bước 1 : Phay thô ,

phay tinh

7 1,10 Máy phay

CNCBước 2 : Phay thô ,

5 Bước 1: Phay thô,

phay tinh 5,6 1,7,10Bước 2: Phay vét

Bước 3:

+ Khoan lỗ 4 + Khoét 4 lỗ lỗ

2,3

3.2 Thiết kế nguyên công

3.2.1 Nguyên công 1

Sơ đồ gá đặt:

Hình 3.1: Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

Máy công nghệ: máy phay Magnum II.

Thông số kỹ thuật của máy.

+ Không gian làm việc: 1,2m x 2,4m

Dung dịch trơn nguội: Emunxi

Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0–150x0,02 mm

Hình 3.3 : Chế độ cắt nguyên công 1Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Kích thước bề mặt gia công ; và chiều sâu cắt để đưa ra thông số chế

độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

3.2.2 Nguyên công 2

Sơ đồ gá đặt:

Hình 3.4: Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

Máy công nghệ: máy phay Magnum II.

Thông số kỹ thuật của máy

+ Không gian làm việc: 1,2m x 2,4m

Dung dịch trơn nguội: Emunxi

Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0–150x0,02 mm

Hình 3.6 : Chế độ cắt nguyên công 2Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Kích thước bề mặt gia công ; và chiều sâu cắt để đưa ra thông số chế

độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

3.2.2 Nguyên công 3

Sơ đồ gá đặt:

Hình 3.7: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

Máy công nghệ: máy phay Magnum II.

Thông số kỹ thuật của máy

+ Không gian làm việc: 1,2m x 2,4m

Hình 3.8: Dao phay và mảnh hợp kimBảng 3.3: Thông số dao cắt C6-R217.69-050-098-XO16.4A:[www.secotools.com].

DC APM

Dung dịch trơn nguội: Nhũ tương

Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0–400x0,02 mm

Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Kích thước bề mặt ( Lượng dư bề mặt : 2,5mm, chiều sâu bề mặt 85mm ) để đưa ra thông số chế độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

3.2.2 Nguyên công 4

Sơ đồ gá đặt:

Hình 3.10: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4

Máy công nghệ: máy phay Magnum II.

Thông số kỹ thuật của máy

+ Không gian làm việc: 1,2m x 2,4m

Dung dịch trơn nguội: Nhũ tương

Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0–400x0,02 mm

Hình 3.12: Chế độ cắt nguyên công 4Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Kích thước bề mặt ( Lượng dư bề mặt : 2,5mm, chiều sâu bề mặt 85mm ) để đưa ra thông số chế độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

3.2.2 Nguyên công 5

Sơ đồ gá đặt:

Hình 3.13: Sơ đồ gá đặt nguyên công 5

Máy công nghệ: máy phay Magnum II.

Thông số kỹ thuật của máy

+ Không gian làm việc: 1,2m x 2,4m

+ Tốc độ dịch chuyển trục X, Y: 240m/ph

+ Bước 1 đến 2 : Dao cầu gia công tinh , MM08-16120.3-5048M , đầu dao

MM08-08009-B90A30-M03 F40M [www.secotools.com]

Hình 3.15: Chuôi dao và đầu daoBảng 3.5: Thông số dao cắt B29 – JABRO-SOLID2:[www.secotools.com].

DMM OAL LPR LF BHTA DCSFW

S

APMXS

+ Bước 3: Mũi khoan , kí hiệu SD207A-1800-103-18R1-P [www.secotools.com]

Hình 3.16: Mũi khoan Bảng 3.6: Thông số dao cắt B29 – JABRO-SOLID2:[www.secotools.com]

+ Bước 3: Dao khoét , kí hiệu R217.69-2020.0-10-3A , mã mảnh hợp kim

XOMX10T308TR-M09 MP2501 [www.secotools.com]

Hình 3.17: Dao khoét và mảnh hợp lim Bảng 3.7: Thông số dao cắt R217.69-2020.0-10-3A:[www.secotools.com].

Dung dịch trơn nguội: Nhũ tương Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp 0–200x0,02 mm Tính thông số chế độ cắt:

Gia công thôChọn fz = 0,046mm [www.secotools.com]

ap = 2,5 mm [www.secotools.com]

ae =2,5 mm [www.secotools.com]

Kết quả tính chế độ cắt bằng web www.secotools.com như trên hình 3.12

Hình 3.18 Chế độ cắt phay thô nguyên công 5Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Với bước gia công phay kích thước bề mặt ( Lượng dư bề mặt : 2 mm,chiều sâu biên dạng 45mm và bán kính lõm tối thiểu R=10) để đưa ra thông số chế độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

Gia công tinh Chọn fz = 0,07mm [www.secotools.com]

ap = 0,85 mm [www.secotools.com]

ae =6 mm [www.secotools.com]

Kết quả tính chế độ cắt bằng web www.secotools.com như trên hình 3.12

Hình 3.19: Chế độ cắt phay tinh và phay vét nguyên công 5Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Với bước gia công phay kích thước bề mặt ( Lượng dư bề mặt : 2 mm,chiều sâu biên dạng 45mm và bán kính lõm tối thiểu R=10) để đưa ra thông số chế độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

Khi khoanChọn f = 0,36mm [www.secotools.com]

S = 1050 mm [www.secotools.com]

RPM =2918 mm [www.secotools.com]

Kết quả tính chế độ cắt bằng web www.secotools.com như trên hình 3.12

Hình 3.20: Chế độ cắt khoan nguyên công 5Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Kích thước bề mặt ( Đường kính lỗ : 18 mm, chiều sâu lỗ 85mm) để đưa ra thông số chế độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó

Khi khoétChọn fz = 0,095mm [www.secotools.com]

ae = 15 mm [www.secotools.com]

ap =4,5 mm [www.secotools.com]

Kết quả tính chế độ cắt bằng web www.secotools.com như trên hình 3.12

Hình 3.21: Chế độ cắt khoét nguyên công 5Giải thích kết quả :

Dữ liệu chế độ cắt được tính toán trên web [www.secotools.com] dựa vào vật liệu gia công 40Cr , Kích thước bề mặt ( Đường kính lỗ : 27 mm, chiều sâu lỗ 15mm) để đưa ra thông số chế độ cắt và dụng cụ cắt đáp ứng với nguyên công đó