đồ án công nghệ cad/cam ( quy trình công nghệ chế tao tay biên )

Trang 1

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nhiều nước trên thếgiới đã và đang ứng dụng rộng rãi các máy điều khiển số vào lĩnh vực cơ khí chế tạo.Nhằm để giảm khối lượng gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quảkinh tế cũng như rút ngắn thời gian sản xuất

Với sự phát triển của lĩnh vực công nghệ thông tin đã tạo ra các phần mềm tiện ích

để thiết lập nhanh, chính xác các bản vẽ hình chiếu 2D, bản vẽ hình chiếu trục đo 3D, môphỏng quá trình lắp rắp cho đến quá trình hoạt động của máy, tạo khuôn mẫu và cho phép

tự động lập chương trình gia công trên các máy CNC Quan sát quá trình gia công trênmàn hình máy tính Do đó chúng ta có thể kiểm tra toàn bộ quá trình gia công, sữa chữanhững lỗi trong chương trình tránh được các sai sót trước khi gia công đem lại hiệu quảkinh tế cao

Đồ án CAD/CAM/CNC tập hợp tất cả các tính năng trên bằng việc ứng dụng phầnmềm Pro/Engineer đã được học để thiết kế lập trình gia công xuất chương trình gia côngtrên máy CNC

Trong quá trình làm chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót, kính mong sự góp ý của

các thầy để đồ án đươc hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bùi Trương

Vỹ đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Đà Nẵng, Ngày….tháng….năm 2012 Sinh viên thực hiện

Cao Văn Thắng

Trang 2

MỤC LỤC

Chương 1

GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT

CỦA NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1.1.Giới thiệu về đề tài

Tên đề tài : “ Gia công tay biên”

Tay biên (thanh truyền) là một chi tiết máy nằm trong động cơ đốt trong Tay biênnhận lực tác động từ piston truyền xuống trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến củapiston thành chuyển động quay của trục khuỷu

Trang 3

Hình 1.1 Sơ đồ lắp tay biên

Điều kiện làm việc:

Tay biên chịu các lực:

- Lực khí thể của quá trình nén và cháy – giản nở trong xylanh

- Lực quán tính của chi tiết chuyển động tịnh tiến

- Lực quán tính của bản thân thanh truyền

Khi làm việc lực quán tính và lực khí thể thay đổi theo chu kỳ bởi vậy tải trọng tácđộng vào tay biên thay đổi và có tính chất va đập mạnh Thân tay biên chịu nén và chịuuốn dưới tác dụng của lực khí thể và lực quán tính

Trang 4

Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

2.1 Kết cấu tay biên:

Kết cấu tay biên gồm 3 phần như hình vẽ

- Đầu nhỏ tay biên: đầu lắp ghép tay biên

với chốt piston

Trang 5

- Thân tay biên: phần tay biên nối đầu nhỏ với đầu to

- Đầu to tay biên: đầu lắp ghép với chốt trục khủy

Hình 2.1 Kết cấu tay biên

a) Đầu nhỏ tay biên

Kết cấu đầu nhỏ tay biên phụ thuộc phụ thuộc vào kích thước chốt piston vàophương pháp lắp ghép chốt piston vào đầu nhỏ tay biên

Hiện nay dùng phổ biến chốt piston lắp tự do: đầu nhỏ tay biên có dạng hình trụrỗng Do có sự chuyển động tương đối giữa chốt piston và đầu nhỏ tay biên nên cần phảibôi trơn bề mặt ma sát

Trong những động cơ làm mát đỉnh piston bằng cách phun dầu nhờn vào bên dướiđỉnh piston, trên đầu nhỏ tay biên phải bố trí lỗ phun dầu Dầu sau khi bôi trơn bề mặtbạc lót và chốt piston sẽ phun vào mặt dưới của đỉnh piston để làm mát đỉnh

Mặt trong của đầu nhỏ tay biên được lắp với bạc theo kiểu lắp chặt, mặt trong bạclắp lỏng với chốt piston để đảm bảo chốt piston chuyển động tương đối so với đầu nhỏtay biên

b) Thân tay biên

Chiều dài của thân tay biên tính từ tâm đầu nhỏ đến đầu to tay biên Thân tay biênchịu lực phức tạp: lực quán tính, kéo, nén, uốn,…để phù hợp với tình hình chịu lực, taybiên có cấu tạo một đầu to và một đầu nhỏ

Thân tay biên thường có tiết diện hình chữ I, là loại phân bố vật liệu hợp lý nhất vì

nó đảm bảo độ cứng vững mà trọng lượng lại giảm

c) Đầu to tay biên

Trang 6

Đầu to của tay biên là phần trụ rỗng ôm lấy chốt trục khuỷu Để chống mòn vàthuận tiện trong bảo dưỡng, sữa chữa người ta dùng bạc lót lắp vào đầu to tay biên Mặtlàm việc của bạc lót được tráng lớp hợp kim chống mòn.

Để đảm bảo tính năng làm việc tốt, đầu to tay biên cần đảm bảo các yêu cầu:

- Bảo đảm cứng vững để bạc lót không bị bến dạng

- Phải nhỏ gọn để giảm lực quán tính

- Giữa đầu to và thân có góc lượn để tránh gây ứng suất tập trung

- Thuận lợi cho việc lắp ghép với chốt khuỷu

Mặt trong của tay biên được lắp chặt với bạc, mặt trong của bạc lót lắp lỏng vớichốt khuỷu

Vật liệu chế tạo:

Do phải truyền lực rất lớn nên vật liệu chế tạo tay biên thường là thép cácbon hoặcthép hợp kim Thông thường thép cácbon được dùng nhiều vì giá thành thấp, vì vậy tachọn vật liệu chế tạo là thép C45

2.2. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Từ chức năng của tay biên , để đảm bảo khả năng cho tay biên làm việc tốt thì khichế tạo các bề mặt làm việc phải đáp ứng các yêu cầu

 Dung sai độ song song của hai đường tâm lỗ đầu to và lỗ đầu nhỏ: tra bản

2.16 - Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép (Ninh Đức Tốn), xác định được cấp chính xác độ songsong là 7, dóng vào bảng 2.15- Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép (Ninh Đức Tốn), ta xác địnhđược dung sai độ song song của hai đường tâm là 0,025mm

Trang 7

 Dung sai độ song song của mặt đầu hai lỗ: xác định tương tự ta được cấp chínhxác độ song song của nó là 9, tra bảng 2.15 như trên ta xác định được dung sai độ songsong của mặt đầu hai lỗ là 0,02mm

 Từ cấp chính xác 7 và 9, tra bảng 2.12- Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép (Ninh ĐứcTốn), ta xác định được cấp chính xác về kích thước tương ứng 7-IT8, 9-IT10 Tra bảngdung sai tiêu chuẩn ta được các giá trị dung sai ghi trong bản vẽ chi tiết

Trang 8

Hình 2.2 Kiểu lắp của tay biên

Trang 9

Nếu ko đảm bảo những yêu cầu này, thì

sự sai lệch sẽ gây nên sự chuyển động lệch

tâm của piston trong xi lanh mà người ta

thường gọi là độ đâm biên Khi đó ma sát

giữa các cặp tiếp xúc như piston, xéc măng và

xilanh hay cổ trục, cổ biên với các ổ đỡ tăng

lên rất nhiều, có thể dẫn đến phá hoại lớp dầu

bôi trơn, tốc độ mài mòn tăng và phân bố

không đồng đều trên bề mặt làm việc

Hình 2.3 Tay biên bị lệch

Vì vậy khi chế tạo, việc đảm bảo các yêu cầu trên là hết sức cần thiết

- Để phù hợp ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi dập, dập cho năng suất cao

và độ bền cao

- Để giảm giá thành sản phẩm ta sản xuất theo hàng loạt nhỏ

- Vật sau khi dập có 2 lỗ chưa thấu, ta cần gia công mặt đầu, gia công 2 lỗ, gia công

lỗ tra dầu

Trang 10

Chương 3 THIẾT KẾ CHẾ TẠO 3.1 Chọn phôi.

Phôi sử dụng để gia công CNC là phôi dập, sau khi dập phôi có dạng gần giống

với chi tiết với 2 lỗ chưa thấu

Hình 3.1 Chi tiết lồng phôi

Trang 11

3.2 Thiết lập quy trình công nghệ

3.2.1 Lựa chọn máy và thông số kỹ thuật chính của máy

 Lựa chợn máy phay : EMCO CONCEPTMILL- 450

Hình 3.2 Máy phay EMCO CONCEPTMILL- 450

Ngoài chức năng phay của máy thì máy còn có thể thực hiện được các công việc

- Khoan

- Khoét

- Doa

- Ta ro

Trang 12

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

Trang 13

 Chi tiết cần gia công những mặt

Hình 3.3 Các mặt cần gia công

- Gia công hai mặt đầu của 2 lỗ 1 và 2

- Gia công lỗ và lỗ

- Gia công mặt đầu 3

- Gia công lỗ tra dầu

3.2.2.1 Nguyên công 1

Bước 1 : Phay mặt đầu 2 lỗ ( mặt 1)

Định vị: Dùng mặt đáy 2 làm chuẩn thô hạn chế 3 bậc tự do, mặt ngoài lỗ lớn 2 bậc tự

do, mặt ngoài lỗ nhỏ 1 bậc tự do Số bậc tự do bị khống chế là 6 bậc tự do (như hình vẽ)

Kẹp chặt: Kẹp chặt vào khối V tùy động ở mặt trụ ngoài lỗ nhỏ

Trang 14

Chọn dao: Ta chọn dao phay mặt đầu của hãng dao: MITSUBISHI

Hình 3.4 Dao phay mặt đầu và bản thông số kích thước dao.

Với mã dao: APX3000-032A05RA Dựa vào bảng ta có các thông số dao:

Kiểu hình học dao: tròn Loại : 1 Số lưỡi cắt: Z = 5

D1 = 32mm D8 = 9mm D9 = 16mm D11 = 14mm D12 = 30mm

L1 = 40mm L7 = 18mm L8 = 5.6mm

Chọn lưỡi cắt có mã số AOMT123602PEER-M có các thông số

Trang 15

Hình 3.5 Bảng thông số lưỡi cắt dao phay mặt đầu.

 Các thông số công nghệ:

Bảng thông số điều kiện cắt của nhà sản xuất

Hình 3.6 Bảng thông số điều kiện cắt.

 Với đường kính dao phay mặt đầu 32mm

Khi phay thô:

- Vận tốc cắt Vc = 180 (m/phút) ( tra bảng)

- Lượng chạy dao răng: fz = 0,1 (mm/răng) ( tra bảng).

- Lượng chạy dao phút: Vf = fz.n.Z = 0,1 1790 5 = 895 (mm/phút)

- Lượng ăn dao vòng: S0 = fz.Z = 0,1 5 = 0,5 (mm)

Trang 16

- Chọn chiều sâu cắt: t = 1 (mm).

Khi phay tinh:

- Vận tốc cắt: Vc = 200 (m/phút) ( tra bảng)

- Lượng chạy dao răng: fz = 0,1 (mm/răng) ( tra bảng)

- Lượng ăn dao vòng: S0 = fz.Z = 0,1 5 = 0,5 (mm)

Trang 17

Hình 3.7 Bảng thông số dao khoan

Trang 18

Đường kính mũi khoan D1 = 15 mm

Trang 19

Hình 3.8: Mũi doa FSWUP1413R/L-04S và bảng thông số mũi doa

Chọn dao với mã số mũi doa: FSWUP1413R/L-04S Dựa vào hình, ta có các thông

số mũi doa như sau:

Trang 20

Bước 4 : Vát mép lỗ đầu nhỏ

Ta chọn dao phay ngón vát mép 45o của hãng dao: MITSUBISHI

Với mã dao: CFSPR041S16S

Bảng 3.9: Bảng thông số dao phay vát mép CFSPR081S20.

Ta có các thông số của dao như sau:

Trang 21

Kiểu hình học dao: vát mép 45o Số lưỡi cắt: Z = 1

D1 = 8mm D2 = 24,6mm D4 = 20mm D6 = 19,5mm

L1 = 110mm L2 = 40mm L4 = 25mm

Lưỡi cắt được chọn có mã số SPMW1203 có các thông số

Hình 3.10: Bảng thông số điều kiện cắt CFSPR081S20.

Đường kính dao phay vát mép mm

Ta có :

- Chọn chiều sâu cắt: t = 0,2 (mm).

Trang 22

Bước 5 : Phay bán tinh lỗ

Ta chọn dao phay ngón của hãng dao: MITSUBISHI

Hình 3.11 Dao phay ngón và bản thông số kích thước dao

Với mã dao: APX3000R161SA16SA Ta có các thông số dao:

Kiểu hình học: dao tròn Số lưỡi cắt: Z = 2

D1 = 16mm D4 = 16mm L1 = 85mm L2 = 25mm

Trang 23

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương VỹLưỡi cắt được chọn có mã số AOMT123602PEER-M có các thông số

Hình 3.12 Bảng thông số lưỡi cắt dao phay ngón

Hình 3.13 Bảng thông số điều kiện cắt của dao phay ngón

Các thông số công nghệ:

Trang 24

phay bán tinh

Trang 25

- Lượng chạy dao vòng: s = 0,25 ( mm/vòng)

Bước 7 : Vát mép lỗ đầu lớn

Ta chọn dao phay ngón vát mép 45o của hãng dao: MITSUBISHI

Với mã dao: CFSPR041S16S

Ta có các thông số của dao như sau:

Kiểu hình học dao: vát mép 30o Số lưỡi cắt: Z = 3

D1 = 32mm D2 = 43,8mm D4 = 32mm D6 = 31,5mm

L1 = 125mm L2 = 45mm L4 = 36mm

Đường kính dao phay vát mép mm

Ta có :

Trang 26

- Vận tốc cắt: Vc = 100 (m/phút) ( tra bảng).

- Chọn chiều sâu cắt: t = 0,2 (mm).

Bước 1 : Phay mặt đầu 2 lỗ ( mặt 2)

Chọn dao và chế độ cắt như gia công bước 1(NC1)

Bước 2: Vát mép lỗ đầu nhỏ

Trang 27

Chọn dao và chế độ cắt như gia công bước 7 (NC1)

3.2.2.10 Nguyên công 2

Bước 3 : Vát mép lỗ đầu lớn

Trang 28

Chọn dao và chế độ cắt như gia công bước 7 (NC1)

3.2.2.11 Nguyên công 3

Bước 1 : Phay mặt đầu lỗ tra dầu

Trang 29

Chọn dao và chế độ cắt như phay bán tinh ở bước 5 (NC1)

3.2.2.12 Nguyên công 3

Bước 2 : Khoan lỗ tra dầu

Trang 30

Chọn dao khoan MQS của hãng Mitsubishi

Đường kính mũi khoan D1 = 3 mm

Trang 31

Trang 32

Chương 4 THIẾT KẾ CHẾ TẠO CHI TIẾT TAY BIÊN VỚI PHẦN MỀM PRO ENGINEER

Sử dụng phần mềm Pro Engineer Wildwire 4.0 để thực hiện các bước công nghệ,nguyên công gia công chi tiết trên máy tính

4.1 Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM

4.1.1 Vai trò của CAD_CAD_CNC:

CAD_CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) là thuậtngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo trên máy tính.Sử dụng máy tính để thực hiện một số chứcnăng nhất định trong thiết kế và chế tạo CAD_CAM sẽ tạo ra một nền tảng công nghệcho việc tích hợp máy tính trong sản xuất

CAD(Computer Aided Design ) là việc sử dụng hệ thống may tính để hổ trợ xâydựng,phân tích hay tối ưu hóa

CAM (Computer Aided Manufacturing) là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập

kế hoạch quản lý và điều khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp haygián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất

CNC(Computer Numerical Controlled ) trước đây các chương trình điều khiển NCđều thực hiện thông qua băng đục lổ,điều khiển phải có bộ lọc để cung cấp giải mã tínhiệu điều khiển cho các trục máy,với cách này có nhiều hạn chế,tốn thời gian,các chươngtrình phải viết lại và dung lượng bé.Chương trình CNC đã khắc phục các nhược điểm đóbằng cách đọc hằng nghìn bit thông tin trong bộ nhớ.Cho đến nay chương trình CNC đãxuất hiện trong hầu hết các ngành công nghiệp,đây là lĩnh vực có sự kết hợp chặt chẻgiữa máy tính và máy công cụ

Trang 33

4.1.2 Ứng dụng CAD_CAM trong thiết kế và chế tạo sản phẩm:

Cho đến nay việc ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ vào sản xuất rấtmạnh mẽ.Ngày nay,nhiều máy công cụ đã được thay bằng máy CNC.Ứng dụngCAD_CAM_CNC để tổ chức sản xuất kèm theo đó là các phần mềm ứng dụng để lậptrình và điều khiển máy

Toàn bộ các thao tác gia công trên máy đều được thiết kế và mô phỏng trên máybằng các phần mềm giúp tránh được các sai sót có thể xảy ra

Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có thể được coi là tiêu chí đánh giá sự pháttriển của nền công nghiệp Sản phẩm khuôn mẫu hiện nay là các sản phẩm cơ điện tử kỹthuât cao,việc ứng dụng công nghệ thông tin vào khuôn mẫu hiện nay theo các hướngsau:

Hoàn thiện và phát triển phần cứng số điều khiển CNC,phát triển phần mềm theohướng đơn giản trong lập trình,tích hợp nhiều tính năng ,giao diện linh hoạt,thuận lợi

Ứng dụng hệ thống các phần mềm tích hợp CAD_CAM_CNC đang là thị trươngmua bán và ứng dụng khá sôi động.Nếu không có phần mềm CAD_CAM thì không thểthiết kế và chế tạo các khuôn mẫu phức tạp có độ chính xác cao

Trong việc chế tạo sản phẩm khuôn mẫu công nghệ cao thì việc ứng dụng côngnghệ thông tin rất có hiệu quả và đóng vai trò quyết định quan trọng trong ngành cơ điện

tử Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bị điều khiển

số là vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong đào tạo cũng như trong sản xuất

cơ khí

4.1.3 Giới thiệu chung về chức năng của PROE trong tổ hợp CAD CAM CNC:

Phần mềm PROE là phần mềm tích hợp đầy đủ các tính năng thiết kế và mô phỏngquá trình gia công chi tiết, với chức năng như vậy chúng ta có thể sử dụng các chươngtrình đã được lập trình bằng phần mềm này để kết nối nhập vào bộ điều khiển máyCNC ,hay quan sát quá trình gia công trước khi đi vào gia công thực tế

Trong phần mềm PROE có nhiều modun khác nhau,sau đây là một số mondundùng để thiết kế chi tiết, phân khuôn và lập trình gia công

Tiêu đề	Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC (Quy trình công nghệ chế tạo tay biên)
Tác giả	Cao Văn Thắng
Người hướng dẫn	Bùi Trương Vỹ, GVHD
Trường học	Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ CAD/CAM/CNC
Thể loại	đồ án
Năm xuất bản	2012
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	3,47 MB