nghiên cứu công nghệ gia công chi tiết nắp động cơ d50 trên máy cnc

Chế tạo máy là nghành sản xuất ra các loại thiết bị máy móc phục vụcho mọi ngành sản xuất nói chung và trình độ công nghệ nói riêng của một nếnsản xuất.. Trên máy CNC có khả năng gia côn

Trang 1

MỤC LỤC

2 THIếT Kế QUY TRìNH NắP đẫNG Cơ D50 TRêN MáY CNC 3 PHẦN III: KẾT LUẬN 140

Lời Nói Đầu

  

Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc, cơ khí là mộtngành then chốt Trong đó chế tạo máy là một phần quan trọng trong nền sảnxuất cơ khí Chế tạo máy là nghành sản xuất ra các loại thiết bị máy móc phục vụcho mọi ngành sản xuất nói chung và trình độ công nghệ nói riêng của một nếnsản xuất Đặc biệt đối với nớc ta, một nớc nông nghiệp lạc hậu, lại bị chiến tranhtàn phá, thì vấn đề phát triển cơ khí và công nghệ chế tạo máy lại càng cấp thiếttrong sự nghiệp Cơ Khí hoá nền sản xuất Trong những năm gần đây, cơ khí đã cóbớc phát triển mạnh mẽ nhng nói chung còn cha đáp ứng đợc sự đòi hỏi của thực

tế sản xuất Công nghệ chế tạo máy của nớc ta còn lạc hậu, kém phát triển so vớicác nớc trong khu vực Nên việc ứng dụng các công nghệ gia công mới còn ít, vàcha đồng bộ do nhiều lý do khác nhau Do vậy đổi mới công nghệ, ứng dụng cácthành tựu mới trong công nghệ chế tạo máy vào quá trình sản xuất là một vấn đềcấp bách mang tính sống còn trong quá trình hội nhập vào nền kinh tế khu vực vànền kinh tế thế giới Công nghệ CAD/CAM và máy CNC đã đợc ứng dụng rộngrãi ở các nớc có nền sản xuất tiên tiến từ những năm 50 của thế kỷ XX, và nó đãthực sự thúc đẩy công nghệ chế tạo máy lên một tầm cao mới Tuy nhiên ở nớc

ta, công nghệ này còn khá mới mẻ Điều đó đặt ra cho những ngời làm cơ khí

Trang 2

nhất là những ngời làm cơ khí trẻ phải luôn luôn trau dồi kiến thức, cập nhật kịpthời những tiến bộ của ngành sản xuất cơ khí thế giới để đa nền cơ khí Việt Namtiến kịp với khu vực và thế giới Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó mà chúng em

chọn đề tài tốt nghiệp là: “ Nghiên cứu công nghệ gia công nắp động cơ D50

trên máy CNC ” Qua đề tài này, em có thể hiểu hơn về công nghệ gia công trên

máy CNC, là phơng pháp công nghệ còn khá mới và tổng quan về hệ thốngCAD/CAM/CNC trong thực tế

Quá trình thực hiện, đọc kỹ bản vẽ chi tiết và lập qui trình công nghệ giacông đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, phù hợp với điều kiện công nghệ, mày mócvới chi phí sản xuất là thấp nhất nhng vẫn đảm bảo chất lợng Trong đồ án này,qui trình công nghệ gia công cơ bản đợc thiết kế cho máy CNC, một xu hớngphát triển chung của quá trình gia công cơ hiện nay

Đồ án của chúng em lấy đề tài “Nghiờn cứu cụng nghệ gia cụng chi tiết nắp

động cơ D50 trờn mỏy CNC”

Trang 3

Thiết kế quy trình nắp động cơ D50 trên máy CNC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC

I Khỏi niệm về lập trỡnh trờn mỏy CNC:

Mặc dù đã có những code NC tiêu chuẩn, nh tiêu chuẩn quốc tế ISO 6983/1nhng các hệ thống điều khiển đợc chế tạo bởi các nhà sản xuất khác nhau vẫn sửdụng các code NC khác nhau Bởi thế, một chơng trình NC có thể không tơngthích với các hệ thống điều khiển khác nhau Nói cách khác, chơng trình NC viếtcho các máy đợc sản xuất bởi các hãng sản xuất khác nhau sẽ khác nhau Trongphạm vi đồ án này xin đợc trình bày về loại máy CNC do hãng Mori Seiki củaNhật Bản, viết cho hệ điều khiển FANUC

1.2 Ưu điểm của ph ơng pháp gia công trên máy CNC:

Hiện nay, linh hoạt hoá, tự động hoá quá trình gia công cơ khí đợc coi là mộtgiải pháp hữu hiệu về mặt kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất trong qui môhàng loạt vừa và nhỏ Phơng pháp gia công trên máy CNC có những nét u việthơn hẳn so với các máy thờng ở những điểm sau:

- Gia công đợc các chi tiết phức tạp hơn

- Qui hoạch thời gian sản xuất tốt hơn do có thể tính toán chính xác thời gianmáy

Trang 4

- Thời gian lu thông lớn hơn do tập chung nguyên công cao và giảm thời gianphụ Trên máy CNC có khả năng gia công bằng nhiều dao nên có thể gia côngnhiều bề mặt trong cùng một thời gian, thay đổi dụng cụ đợc thực hiện tự động.

- Tính linh hoạt cao hơn do việc thay đổi chơng trình nhanh chóng và đơn giản

- Độ lớn loạt tối u nhỏ hơn

- Độ chính xác gia công cao, ổn định đều

- Chi phí kiểm tra giảm

- Chi phí cho phế phẩm giảm

- Hoạt động liên tục nhiều ca sản xuất

- Một công nhân có thể vận hành nhiếu máy đồng thời

- Hiệu suất cao hơn

- Tăng năng lực sản xuất

Những nét u việt trên của máy CNC là không phụ thuộc vào kiểu máy

1.3 Các hệ toạ độ của máy CNC:

Đặc trng của máy công cụ chính là các chuyển động của mà nó có thể thựchiện Chẳng hạn nh chuyển động thay đổi quan hệ về vị trí giữa dụng cụ và phôibao gồm chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay theo các trục khác nhau.Tuy nhiên, nó không bao gồm các chuyển động quay của dụng cụ hoặc của phôi

để duy trì hoạt động cắ Ví dụ, đối với máy tiện chỉ có hai chuyển động song song

và vuông góc với trục chính, còn đối với máy phay lại có ba trục chuyển động đặctrng

Quy tắc bàn tay phải đã đợc tiêu chuẩn hoá để xác định chiều chuyển độngcủa dụng cụ hay phôi Theo nguyên tắc này ngón tay cái chỉ chiều dơng trục X,ngón tay giữa chỉ chiều dơng trục Z, còn ngón tay trỏ chỉ chiều dơng trục Y Cáctrục quay tơng ứng với trục X, Y, Z đợc kí hiệu bởi các chữ A, B, C Chiều quay d-

ơng là chiều quay theo chiều kim đồng hồ nếu nhìn theo chiều dơng của các trục

X, Y, Z

Ba trục chuyển động chính của máy CNC là trục X, Y, Z Trục Z vuông gócvới trục X, Y và có chiều dơng xác định sao cho khoảng cách giữa dụng cụ cắthoặc phôi và dụng cụ kẹp tăng dần khi gia công Cụ thể nh sau:

Trang 5

Trên máy tiện, chiều trục X là chiều chuyển động của dụng cụ và chiều dơng

là chiều di chuyển dụng cụ từ phôi ra

Máy phay ngang trục X song song với bàn máy

Máy phay đứng trục X nằm trên bàn máy và chiều dơng hớng về ngời điều khiểnkhi đứng đối diện với máy

Xác định theo qui tắc bàn tay phải

Chuyển động của mỗi trục đợc đảm bảo bởi một nguồn động cơ riêng biệt Nguồn

động cơ này có thể là động cơ DC, động cơ bớc hoặc động cơ thuỷ lực căn cứ vào

độ chính xác của máy CNC

1.4 Các điểm không :

Là điểm gốc của hệ toạ độ máy, phụ thuộc vào từng loại máy khác nhau Điểm

M xác định vùng giới hạn làm việc của máy Máy phay, điểm M thờng nằm ở

Trang 6

điểm giới hạn dịch chuyển của bàn máy Máy tiện, điểm M thờng nằm ở tâm trấukẹp.

Là điểm gốc toạ độ của chi tiết Điểm này do ngời lập trình quyết định dựatrên bản vẽ chi tiết sao cho thuận tiện cho việc lập trình và đảm bảo các yêu cầu

2.1 Lập trình bằng tay:

Cấu trúc chơng trình gia công chi tiết lập bởi ngời lập trình đợc ghi lại trên tàiliệu (recorder) gọi là một chơng trình viết tay Chơng trình viết tay đợc thiết lậpthành thứ tự các quan hệ vị trí giữa dụng cụ cắt và phôi mà theo đó ta gia công chitiết Chơng trình viết tay đợc viết trên Flexowriter để tạo ra một chơng trình, các

ký tự Alphabet hoặc ký tự đặc biệt tơng ứng với các hoạt động trên băng và đợcliên hệ với các ký tự Mỗi dòng của chơng trình ứng với mỗi khối trên băng dục lỗtheo ký tự EOB (End of block)

a Mã máy:

Một chơng trình bao gồm một tập hợp các câu lệnh (khối) đợc liệt kê theo dãychỉ định các chuyển động cắt và các hoạt động đợc hình thành Ký tự, biểu tợng,con số là các nguyên tố hợp lại thành từ

Ví dụ: Câu lệnh N1G20G90X0Y0Z1.5

Bao gồm các từ “N1”, “G20”, “G90”, “X0”, “Y0”, “Z1.5”, các nguyên tố củacác từ trong câu lệnh là “N”, “G”, “X”, “Y”, “Z”, “0”, “1”, “5”, “9”, “2” và “;”

Trang 7

Nh đã biết, tín hiệu điện tín đợc truyền đi và đợc hiểu bởi con ngời thông quaviệc sử dụng mã M Tơng tự, máy NC có thể hiểu đợc một chơng trình NC thôngqua việc sử dụng mã nhị phân hoặc thập phân Hai loại mã này đang đợc sử dụngtrong máy NC, mã EIARS_224B và ASCII Vật trung gian truyền thống mà mộtchơng trình NC đợc chuyển đổi đến hệ thống điều khiển NC là dải băng Với sựphát triển của việc ứng dụng trong chế tạo, một chơng trình NC cũng đợc tải vàomột máy tính hoặc hệ thống chuyển đổi NC đợc nối với hệ thống điều khiểnthông qua một cáp RS232 Mã ASCII cũng đợc chấp nhận bởi EIA nh mãRS_558_B và ISO Cả hai mã này đều đợc chấp nhận bởi nhiều máy NC Chúng

đợc hiểu là mã EIA và ISO

b Định dạng khối của một ch ơng trình NC:

Có nhiều cách khác nhau để thể hiện một từ NC trong câu lệnh (khối), phụthuộc vào thiết kế của hệ thống điều khiển NC [XIII] Một trong những địnhdạng sớm nhất là dãy cố định liên tiếp (fixed sequential) ở đây, sự liên tiếp rõràng đợc yêu cầu với mọi từ trong khối và những từ đó đợc sử dụng bởi hệ thống

điều khiển yêu cầu trong bất cứ trờng hợp nào cũng phải chỉ rõ ý nghĩa thay đổitrạng thái máy NC Mỗi từ bao gồm một số chỉ rõ trạng thái (chẳng hạn vị trí theophơng X, tốc độ trục chính ) của máy NC Bởi vậy, một câu lệnh bao gồm một

số cố định các chữ số đợc liệt kê theo một trật tự nhất định và tợng trng cho các từ

NC khác nhau

Kiểu thứ hai của định dạng khối đợc sử dụng trong quả trình phát triển củacông nghệ NC là dạng địa chỉ khối (Block address format), ở dạng này mã khối đ-

ợc chỉ rõ ở đầu mỗi khối để truyền thông tin đến máy về phía những từ sẽ bị thay

đổi, bị chỉ định hoặc cả hai trong câu lệnh đặc biệt

Loại định dạng thứ 3 là dãy nhãn (tab sequential), nó là một dạng khác của

định dạng dãy cố định ở dạng này, một ký tự nhãn phải đợc chỉ định trớc mỗi từ.Các từ cũng phải đợc chỉ định theo một trật tự rõ ràng, mọi ký tự trong từ có thể

bị bỏ qua nếu nó không làm thay đổi nội dung của từ quan hệ tới lệnh trớc đó.Tuy nhiên, mã nhãn trớc một từ đặc biệt vẫn cần thiết, mặc dù từ đó bị bỏ qua

Ba kiểu định dạng trình bày ở trên đợc sử dụng trong hệ thống điều khiển cũ.Với sự ra đời của hệ thống điều khiển có ứng dụng máy tính, chúng đợc thay thếbởi định dạng địa chỉ từ (word address format)

Trang 8

Định dạng địa chỉ từ là một loại sử dụng trong hệ thống điều khiển CNC Mỗi

từ trong câu lệnh (khối) có một ký tự đánh dấu nghĩa của từ hoặc địa chỉ của từ vàmột số thể hiện nội dung của nó

Ví dụ: Từ chỉ định vị trí của dụng cụ là 1.0 là: X1.0

Một trong những đặc trng quan trọng của kiểu định dạng địa chỉ khối là từtrong một khối không cần đợc chỉ định theo trật tự cố định bởi vì nghĩa của từ đợcchỉ rõ bởi các chữ cái alphabet Thêm nữa, nếu một mã giống với mã trong câulệnh trớc nó sẽ đợc bỏ qua

Khi lập trình bằng tay, việc tính toán toạ độ của các điểm trên quỹ đạo dụng cụ

đợc thực hiện “bằng tay” trớc khi bắt đầu viết chơng trình Hoạt động cắt đợcthiết lập dựa vào các mã G, M, S, T đã đợc mã hoá cho từng loại máy cụ thể.Bảng dới đây liệt kê các mã thông dụng đợc sử dụng trên các máy kiểu GV503của hãng Mori Seiki:

Bảng mã lệnh:

Mã Chức năng

G00 Di chuyển nhanh dụng cụ từ điểm đến điểm

G01 Nội suy đờng thẳng

G02 Nội suy cung tròn theo chiều kim đồng hồ

G03 Nội suy cung tròn ngợc chiều kim đồng hồ

G04 Tạm dừng trong một khoảng thời gian xác định trớc

G05 Tạm dừng trong một khoảng thời gian không xác định

G06 Nội suy parabol

G10 Nhập giá trị hiệu chỉnh

G17 Chọn mặt phẳng làm việc là XY

G18 Chọn mặt phẳng làm việc là ZX

G19 Chọn mặt phẳng làm việc là YZ

G28 Quay về điểm tham khảo

G40 Huỷ hiệu chỉnh dụng cụ cắt

G41 Hiệu chỉnh dụng cụ cắt về bên trái

G42 Hiệu chỉnh dụng cụ cắt về bên phải

G80 Huỷ chu kỳ các khoan, doa

G81 Chu kỳ khoan

G83 Chu kỳ khoan phá

G85 Chu kỳ khoét, doa

G86 Các chu kỳ gia công đặc biệt

G90 Lập trình kích thớc tuyệt đối

G91 Lập trình kích thớc tơng đối

G92 Đặt gốc toạ độ

M00 Dừng trục chính, dung dịch trơn nguội và dao tại vị trí bất kỳ

M03 Trục chính quay theo chiều kim đồng hồ

M04 Trục chính quay ngợc chiều kim đồng hồ

M05 Dừng trục chính

Trang 9

M06 Thay đổi dụng cụ

Txxxx Hai số đầu xác định số hiệu dao, hai số sau là số hiệu chỉnh

; Dấu hiệu EOB

2.2 Lập trình với sự trợ giúp của máy tính:

Trong lập trình với sự trợ giúp của máy tính, máy tính thông dụng đợc sửdụng nh một ứng dụng trong lập trình và ngôn ngữ lập trình bậc cao có mục đích

đặc biệt để thực hiện các công việc tính toán nhàm chán nhng cần thiết Máy tínhcho phép lập trình một cách kinh tế quá trình gia công các chi tiết phức tạp khôngthể lập trình bằng tay Công việc của ngời lập trình đợc chia làm hai nhiệm vụ.Xác định sự xắp của chi tiết trên cơ sở các yếu tố hình học nh điểm, đờng, mặt,cung tròn và điều khiển dụng cụ cắt thực hiện các bớc gia công theo các yếu tốhình học Ngôn ngữ lập trình có thể chạy trên các máy tính thông dụng đã đợcphát triển Những ngôn ngữ đó dựa trên các từ tiếng Anh thông dụng và nhữngquy tắc toán học nên dễ sử dụng

Một bộ sử lý NC là một chơng trình ứng dụng máy tính chấp nhận các câulệnh ngôn ngữ ngời dùng trong đó mô tả các hoạt động mà máy thực hiện

Có ba loại ngôn ngữ lập trình chính chủ yếu [XIII]: ngôn ngữ máy chính xác,ngôn ngữ thông dụng và APT (Automatically Programed Tool: Công cụ lập trình

Trang 10

năng tạo ra lỗi rất lớn Việc tạo một chơng trình NC từ nay đã đợc cung cấp một

sự lựa chọn khác cho phép ngời lập trình truy cập các khả năng tính toán của máytính qua thiết bị giao tiếp đồ hoạ tơng tác [XIV] Nó cho phép các yếu tố hình học

đợc miêu tả dạng điểm, đờng thẳng, cung tròn đã có trên bản vẽ, hơn là chuyển

đổi sang các quy ớc văn bản cố định Việc sử dụng các thiết bị hiển thị đồ hoạcũng cho phép hệ thống hiển thị quỹ đạo hình học sẽ tạo ra, cho phép kiểm tra ch-

ơng trình nhanh hơn, có thể tránh đợc các tốn phí cho việc cài đặt các chơng trìnhkiểm tra

III Đặc điểm của chi tiết, dụng cụ cắt và đồ gá trên máy CNC:

3.1 Chi tiết gia công trên máy CNC:

Các loại chi tiết gia công trên máy CNC có hiệu quả kinh tế đợc xác địnhtrên cơ sở nhiên cứu những yêu cầu kỹ thuật và những giới hạn phụ thuộc vào

điều kiện sản xuất cụ thể của chi tiết

Tiêu chuẩn để đánh giá sự lựa chọn chủng loại chi tiết gia công trên máyCNC đợc dùng nhiều nhất là chỉ tiêu kinh tế, các chi phí chế tạo chi tiết Nh vậy,trên máy CNC nên gia công những loại chi tiết có nguồn gốc và yếu tố kinh tếphù hợp

Những chi tiết gia công trên máy CNC mang lại hiệu quả cao nhất là các chitiết phức tạp có nhiều bề mặt cong, nhiều đờng thẳng và mặt phẳng không songsong với các trục của máy

Các chi tiết gia công trên máy CNC phải đảm bảo các yêu cầu về tính côngnghệ nh: tiêu chuẩn hoá đợc các kích thớc mặt trong và mặt ngoài cũng nh cáckích thớc khác của chi tiết, đồng thời hình dáng chi tiết phải đảm bảo cho việc

định vị an toàn và thuận tiện khi gia công

Gia công trên máy CNC giảm đợc chủng loại dụng cụ cắt, tăng khả năng sửdụng dụng cụ có năng suất cao và tạo khả năng thay thế các dụng cụ cắt chuyêndùng bằng các dụng cụ cắt tiêu chuẩn, giảm số lần gá đặt chi tiết, giảm số lợng vàgiá thành đồ gá, tăng độ chính xác gá đặt, nâng cao độ chính xác gia công vànăng suất lao động,giảm mức độ cong vênh của chi tiết khi gia công, giảm chi phícho tính toán và lập trình gia công

Để đảm bảo các yêu cầu về tính công nghệ của chi tiết gia công trên máyCNC ngời ta có thể thay đổi hình dáng hình học hoặc một số bề mặt chi tiết

Trang 11

Các chi tiết gia công trên máy phay CNC phải đảm bảo vị trí chính xác sovới các trục toạ độ của máy Vì vậy khi phân tích tính công nghệ của chi tiết phảichú ý đến các bề mặt chuẩn của nó Nếu trên chi tiết không có các lỗ để làmchuẩn thì ta phải tạo ra các lỗ phụ để làm chuẩn và khoảng cách giữa các lỗ phải

là xa nhất mà ta có thể tạo ra

Để thuận lợi cho quá trình lập trình ngoài các yêu cầu nh đối với các chi tiếtgia công trên máy thông thờng, bản vẽ chi tiết gia công trên máy CNC cần phảituân theo những nguyên tắc sau:

- Tất cả các kích thớc của chi tiết phải đợc thể hiện trong hệ toạ độ Đề các vàphải xuất phát từ các mặt chuẩn thiết kế

- Nên ghi các kích thớc của chi tiết xuất phát từ đờng tâm chi tiết tới các tâm củavòng tròn nếu nh không ảnh hởng tới khối lợng tính toán

- Cố gắng ghi kích thớc chi tiết theo một hình chiếu (một trục) còn chuỗi kích

th-ớc nên có dung sai theo hai phía(±) để tạo điều kiện thuận lợi cho lập trình

- Tất cả các phần của chi tiết (kể cả các phần đợc cắt trích) phải đợc thể hiện theocùng một tỉ lệ

3.2 Dụng cụ cắt trên máy CNC :

Dụng cụ cắt trên máy CNC có ảnh hởng rất lớn đến năng suất đến độ chínhxác và năng xuất gia công Nó cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Dụng cụ cắt phải đợc quản lý chặt chẽ các kích thớc đờng kính và chiều dài.Các thông số này cần đợc khai báo trớc khi gia công

- Có tính cắt gọt ổn định

- Có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt

- Có tính vạn năng cao để có thể gia công đợc các bề mặt điển hình của nhiều chitiết khác nhau trên các máy khác nhau

- Có khả năng thay đổi nhanh khi cần gá dao khác để gia công chi tiết khác loạihoặc khi dao bị mòn

- Có khả năng điều chỉnh kích thớc ở ngoài vùng gia công khi sử dụng nhữngdụng cụ phụ

Nh vậy, trong nhiều trờng hợp không thể sử dụng những dụng cụ thông thờng

để gia công trên các máy điều khiển số CNC Hiện nay để gia công trên máyCNC ngời ta thiêt kế những loại dao đặc biệt và một số loại dao tiêu chuẩn [IX]

Trang 12

H×nh 1 : C¸c lo¹i dao phay.

Trang 13

.

Trang 14

Hinh 2: C¸c lo¹i mòi khoan.

Trang 15

Hình 3: Các loại mũi doa.

Các máy CNC có độ cứng vững rất cao, do đó đồ gá trên các máy đó không

đợc làm giảm độ cứng vững của hệ thống công nghệ khi sử dụng máy với côngsuất tối đa Điều đó có nghĩa là đồ gá trên máy CNC phải có độ cứng vững caohơn các đồ gá thông thờng khác Vì vậy, đồ gá trên máy CNC phải đợc chế tạo từthép hợp kim với phơng pháp tôi bề mặt

Trong nhiều trờng hợp đồ gá phải đảm bảo sự định hớng hoàn toàn chi tiếtgia công, tức là phải hạn chế tất cả các bậc tự do Điều này cũng có nghĩa là phảihạn chế tất cả các bậc tự do của đồ gá trên máy

Trong quá trình gia công, đồ gá không đợc ảnh hởng đến dụng cụ cắt khichuyển bề mặt gia công Phơng pháp kẹp chặt có hiệu quả nhất là kẹp chặt đốidiện với bề mặt định vị

Đồ gá trên máy CNC đợc chia thành 6 loại sau:

Là loại đồ gá có các chi tiết đã đợc điều chỉnh cố định để gá nhiều loại chi tiếtgia công khác nhau trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ Đó là những loại mâncặp dùng để truyền mômen xoắn cho chi tiết gia công

Trang 16

Đợc sử dụng trong sản xuất hàng loạt nhỏ, đặc biệt là khi thực hiện gia côngnhóm Trên các máy CNC đồ gá vạn năng điều chỉnh là các mâm cặp ba chấuthay đổi điều chỉnh.

Cho phép gá đặt một số loại chi tiết điển hình có kích thớc khác nhau Đồ gáloại này cho phép thay đổi chi tiết gia công ngoài vùng làm việc của máy Nó th-ờng đợc ứng dụng trong sản xuất hàng loạt

Thành phần của đồ gá vạn năng lắp ghép là những chi tiết chuẩn đợc chế tạovới độ chính xác cao Các chi tiết này có các rãnh then để lắp Sau khi gia côngmột loại chi tiết nào đó ngời ta tháo đồ gá ra và lắp ghép lại để gá đặt chi tiếtkhác Do độ chính xác của chi tiết rất cao cho nên sau khi lắp ghép ta không phảigia công bổ xung Thời gian để lắp ghép một đồ gá mới khoảng 3ữ4 giờ Loại đồgá này thờng đợc sử dụng trên các máy phay, máy khoan với các cơ cấu kẹp thuỷlực, đợc dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

Loại đồ gá này đợc dùng trên các máy phay CNC hoặc các máy khoan CNC.Trên chi tiết cơ sở ngời ta gia công các hệ lỗ để lắp ghép các chi tiết định vị vàkẹp chặt khi muốn tạo thành đồ gá mới Hệ lỗ trên đế đồ gá lắp ghép điều chỉnh

đảm bảo độ chính xác, độ cứng vững và độ ổn định cao hơn hệ rãnh trên đế đồ gávạn năng lắp ghép

Đợc dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối Nó chỉ đợc dùng để giacông một loại chi tiết nhất định Trên các máy CNC loại đồ gá này chỉ đợc dùngtrong những trờng hợp không thể dùng đợc các loại đồ gá điều chỉnh Kết cấu củacác đồ gá nh vậy phải thật đơn giản để nâng cao hiệu quả kinh tế khi sử dụng

Trang 17

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ XÁC ĐỊNH TIẾN TRèNH CễNG NGHỆ GIA CễNG NẮP ĐỘNG CƠ D50 TRấN MÁY CNC

I Phân tích chức năng làm việc và kết cấu của chi tiết:

1 Chức năng làm việc của chi tiết:

Chi tiết đợc thiết kế qui trình công nghệ là nắp động cơ D50 Trong kết cấuchung của động cơ, nắp có chức năng đậy kín một đầu xi lanh, kết hợp với piston

và xi lanh tạo thành buồng cháy Trên nắp máy có bố trí lắp ráp với rất nhiều chitiết khác nh xu páp nạp, xả, các đờng nớc làm mát, đờng dầu bôi trơn… Chi tiếtlàm việc trong môi trờng làm việc có nhiệt độ rất cao, áp suất khí lớn và bị ănmòn hoá học bởi các chất trong sản phẩm cháy Do đó , chi tiết có yêu cầu kỹthuật nh độ chính xác, độ bóng cao để đảm bảo độ kín khít khi lắp ghép, tránh rò

rỉ khí cháy trong quá trình làm việc dẫn đến giảm công suất động cơ Cụ thể :

- Hai bề mặt phẳng A và B đòi hỏi đợc chế tạo với độ phẳng, độ bóng bề mặt cao(độ không phẳng 50àm/ toàn bộ chiều dài, độ bóng bề mặt 2,5àm)

- Các lỗ xu páp phải đảm bảo độ vuông góc đối với mặt B để có thể dẫn hớng tốtcho xu páp Đế xu páp phải đợc mài bóng rất cao để đảm bảo không thoát khítrong quá trình làm việc và chống mài mòn xu páp

- Các lỗ vòi phun nhiên liệu cần đợc gia công chính xác để thuận tiện cho việclắp vòi phun và góc làm việc chính xác

- Ngoài ra cũng cần quan tâm đến vị trí của các chốt, các lỗ bu lông đảm bảo cóthể lắp ghép chính xác với các bộ phận khác của động cơ

2 Kết cấu của chi tiết:

Do có nhiều bộ phận của động cơ đợc lắp trên chi tiết nên kết cấu của chi tiết khá phức tạp Kích thớc của chi tiết khá lớn, kích thớc bề mặt lớn, các lỗ có

chiều sâu lớn Có một số bề mặt và lỗ nghiêng không thuận lợi cho quá trình gia công Vì yêu cầu làm việc của chi tiết nên không thể thay đổi kết cấu làm việc của chi tiết để đơn giản hơn Tuy nhiên, chi tiết có một số hệ lỗ có kích thớc giống nhau nên rất thuận lợi cho việc gia công trên máy CNC

3 Dạng sản xuất:

Trang 18

Trong đó:

N: Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1 :Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm ,N1 =4500 chiếc/năm

m : Số chi tiết trong một sản phẩm, m=1

Trọng lợng của chi tiết: 52KG

Căn cứ vào đó ta xác định đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn

II Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi:

1 Chọn ph ơng pháp gia công phôi:

Trong quá trình làm việc chi tiết phải chịu một môi trờng làm việc có nhiệt độcao, ăn mòn hoá học nên vật liệu để chế tạo chi tiết đợc sử dụng là GX21_40 Đặc

điểm của loại gang này là khả năng tản nhiệt tốt,sức bền cơ và nhiệt cao

Kết cấu của chi tiết rất phức tạp với rất nhiều lỗ, mặt nghiêng, gân tản nhiệt.Căn cứ về các yếu tố về vật liệu và kết cấu đó chọn phơng pháp chế tạo phôi bằng

đúc Phơng pháp này cho phép lợi dụng tính đúc dễ của vật liệu gang đồng thờicũng là phơng pháp chế tạo phôi có thể tạo ra các chi tiết phức tạp

2 Ph ơng pháp đúc:

a Chọn mặt phân khuôn:

Căn cứ vào hình dạng và yêu cầu về độ chính xác của chi tiết để tiến hànhchọn mặt phân khuôn Mặt phân khuôn đợc chọn cũng cần đảm bảo khả năng lấymẫu ra dễ dàng, khả năng điền đầy kim loại vào lòng khuôn, đảm bảo chế tạo dễdàng, không tạo ra các khuyết tật đúc… Để đảm bảo các yêu cầu đó khi chọn mặtphân khuôn nên chọn là mặt phẳng, phần lớn chi tiết đúc nằm ở khuôn dới Vớinắp động cơ D50 là một chi tiết có kết cấu phức tạp để đảm bảo ta chọn mặt phânkhuôn nh hình vẽ

b Chọn loại khuôn đúc:

Trang 19

Thông thờng nắp động cơ làm bằng gang đúc trong khuôn cát mẫu nóng chảy

do yêu cầu phức tạp của kết cấu chi tiết Loại khuôn này ngoài yêu điểm đúc đợcnhững chi tiết phức tạp còn có giá thành chế tạo rẻ Để đảm bảo chất lợng của chitiết đúc tốt hơn chọn phơng pháp làm khuôn bằng máy

em chọn phơng pháp gia công trên máy CNC kết hợp với máy thông thờng để tậptrung nguyên công, để đạt độ chính xác và năng suất cao

Trang 20

Do máy CNC là độ chính xác rất cao nên ta phải tập chung nguyên công: giacông mặt phẳng, các lỗ xupap và các lỗ nớc, lỗ dầu trên hai mặt đáy trên máyCNC Cuối cùng hoàn thiện nốt các nguyên công còn lại Cụ thể nh sau:

- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi.

- Nguyên công 2: Phay mặt phẳng A.

- Nguyên công 3: Phay mặt phẳng, gia công các lỗ và lỗ xupáp, phay rãnh,

mài đế xupáp trên mặt phẳng B bằng máy CNC.

- Nguyên công 4: Gia công các lỗ trên mặt phẳng A.

- Nguyên công 5: Phay mặt phẳng F1 và gia công các lỗ trên mặt phẳng F1.

- Nguyên công 6: Phay mặt phẳng F2 và gia công các lỗ trên mặt phẳng F2.

- Nguyên công 7: Phay mặt phẳng E và gia công các lổ trên mặt phẳng E.

- Nguyên công 8: Phay mặt phẳng C và gia công các lỗ trên mặt C.

- Nguyên công 9: Phay mặt phẳng nghiêng, gia công các lỗ trên mặt đó

- Nguyên công 10: Mài mặt phẳng A.

- Nguyên công 11: Mài mặt phẳng B.

- Nguyên công 12: Nguyên công kiểm tra.

Trang 21

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CÁC NGUYấN CễNG

I Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi.

Chi tiết sau khi đúc phải đợc qua giai đoạn thờng hoá, độ cứng của chi tiết

+Thời gian không cắt đợc tối thiểu hoá.

Thời gian thay dụng cụ 0,9s

+ 2 trạm gia công APC

(Automatic Pallet Changing).

Thời gian đổi Pallet 7s

Trang 22

Thời gian đổi dụng cụ: 0,9s.

Kích thớc dụng cụ lớn nhất: 125mm (theo đờng kính)

- Phay thô: chiều sâu cắt là: t = 3,5 (mm)

- Phay tinh: chiều sâu cắt là: t = 0,5 (mm)

Trang 23

Lợng chạy dao răng: Sz= 0,2 (mm/răng) [II_ Tr29].

q

Z B S t T

D C

.

=

Trong đó:

T: là tuổi bền dao, T = 240 (phút) Tra bảng 5-40 [II_Tr34]

Kv: là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể:

250 445

0 2 0 35 , 0 15 , 0 32 , 0

2 , 0

=

Trang 24

Số vòng quay tính toán:

128 , 1

250

1000 6 , 100

250 445

0 2 0 35 , 0 15 , 0 32 , 0

2 , 0

1000 4 , 174

Chỉ tính cho quá trình phay thô :

- Lực cắt khi phay đợc tính theo công thức sau [II- Tr28]:

w q

u y z

x v

n D

Z B S t C

.

10

Trang 25

HB = 190

⇒kMV=1

110 250

14 234 2 , 0 5 , 3 5 , 54 10

2 , 0 1

74 , 0 9 , 0

250 2618 100

2

.

N D

4 , 86 2618 60

1020

.

kW V

Chiều dài dao: L = 200 mm

Chiều dài làm việc: l = 120 mm

Dao kí hiệu T05, mũi doa P9 có các thông số

nh sau [I_ Tr286]:

Đờng kính dao: d = 15,3 mm

Chiều dài dao: L = 100 mm

Chiều dài làm việc: l = 60 mm

3.2.2 Tính l ợng d :

Khoan lỗ đặc nên lợng d nh sau:

Trang 26

7,5mm.

2

152

* Lợng tiến dao khi khoan:

Lợng tiến dao tra theo bảng phụ thuộc vào vật liệu gia công và vật liệu làmdao [II_ Tr21]:

D.C

V=

Trong đó:

T: là tuổi bền dao, T = 60 (phút) [II_Tr23]

Trang 27

KV = kMV kUV kIV

kMV: hÖ sè phô thuéc vµo chÊt liÖu cña bÒ mÆt gia c«ng [II_ Tr6]

nv MV

150.2,34v

3 , 0 2 , 0

45 , 0

1000.42,32D

1000.V

π

=π

ChiÒu dµi dao: L = 100 mm

ChiÒu dµi lµm viÖc: l = 60 mm

Trang 28

Dao kÝ hiÖu T11, mòi khoÐt P9 cã th«ng sè nh sau [I_ Tr286]:

§êng kÝnh dao: d = 17,6 mm

Dao kÝ hiÖu T12, mòi doa P9 cã th«ng sè nh sau [I_ Tr286]:

§êng kÝnh dao: d = 18 mm

Dao kÝ hiÖu T33, mòi khoÐt cã th«ng sè:

* Lîng tiÕn dao khi khoan:

Lîng tiÕn dao tra theo b¶ng phô thuéc vµo vËt liÖu gia c«ng vµ vËt liÖu lµmdao [II_ Tr21]:

Sb = 0,3 mm/vßng

S = Sb.kls

Trang 29

kls: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu lỗ và chất lợng lỗ gia công, kls = 0,5.

q

v kS.T

D.C

V=

Trong đó:

KV = kMV kUV kIV

kMV: hệ số phụ thuộc vào chất liệu của bề mặt gia công [II_ Tr6]

nv MV

kIV: hệ số phụ thuộc chiều sâu lỗ gia công, knv = 1,0 [II_ Tr24]

kUV: hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt, kUV = 0,6 [II_ Tr8]

Các hệ số mũ trong công thức trên nh sau [II_ Tr23]:

Trang 30

3 , 0 2 , 0

45 , 0

1000.2,57D

1000.V

π

=π

D C

.

1 , 11 1 6 , 0 85 , 0 1 2 5 , 0 60

18 109

5 , 0 0 2 , 0

2 , 0

1000.1,11D

1000.V

π

=π

Chän n = 200 (vßng/phót)

Trang 31

Lợng tiến dao khi khoan là: S = 2.196 = 392 (mm/phút)

T

D.C

V=

Trong đó:

kIV: hệ số phụ thuộc chiều sâu lỗ gia công, kIV = 1,0 [II_ Tr24]

kNV: hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt phôi, kNV = 0,85 [II_ Tr8]

5,42.5,105

v 0,4 0,15 0,45

4 , 0

1000.58,30D

1000.V

π

=π

Chọn n = 230 (vòng/phút)

Trang 32

Lîng tiÕn dao khi khoÐt lµ: S = 1,12.229 = 256,48 (mm/ phót).

Dao kÝ hiÖu T24, mòi khoÐt P9 cã th«ng sè nh sau [I_ Tr286]: §êng kÝnh dao: d = 52 mm

Trang 33

* Lợng tiến dao khi khoét lỗ φ 52:

q

v kS.t

T

D.C

V=

Trong đó:

Kv: là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể, nh các nguyên công trớc:

KV = kMV kUV kNV.kIV

nv MV

k NV: hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt phôi, kNV = 0,85 [II_ Tr8]

50 5 , 105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0

=

Số vòng quay tính toán:

Trang 34

235 66

50

1000 37

T

D.C

V=

Trong đó:

Kv: là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể, nh các nguyên công trớc:

KV = kMV kUV kNV.kIV

kMV: hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu gia công [II_ Tr6]

nv MV

k NV: hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt phôi, kNV = 0,85 [II_ Tr8]

52 5 , 105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0

1000 40

Trang 35

Lîng tiÕn dao khi khoÐt lç φ 52:

Dao kÝ hiÖu T27, mòi tar« cã th«ng sè sau:

Lîng tiÕn dao tra theo b¶ng phô thuéc vµo vËt liÖu gia c«ng vµ vËt liÖu lµmdao [II_ Tr21]:

S = 0,2mm/vßng

Trang 36

Lợng tiến dao khi tarô [II_ Tr37]:

D.C

V=

Trong đó:

kv: là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụthể:

kV = kMV kUV kIV

nv MV

5,6.2,34

v 0,2 0,3

45 , 0

1000.14,21D

1000.V

π

=π

Chọn n = 1000(vòng/phút)

Lợng tiến dao khi khoan là: S = 0,2.1035 = 207 (mm/ phút)

Trang 37

D.C

V=

Trong đó:

kV = kMV kUV ktV

kMV: hệ số phụ thuộc vật liệu gia công, kMV = 0,5 [II_ Tr43]

KTV: hệ số phụ thuộc độ chính xác của ren, kTV = 1,2 [II_ Tr43]

8.8,64

v 0,9 0,5

2 , 1

1000.75,5D

1000.V

π

=π

Trang 38

3.6.1 Chän dông cô c¾t:

Dao kÝ hiÖu T28, mòi khoan cã th«ng sè nh sau:

Lîng tiÕn dao tra theo b¶ng phô thuéc vµo vËt liÖu gia c«ng vµ vËt liÖu lµm dao[II_ Tr21]:

D.C

V=

Trang 39

Trong đó:

kV = kMV kUV kIV

nv MV

5 , 8 2 , 34

3 , 0 2 , 0

45 , 0

1000 24

D.C

V=

Các thông số trong công thức xác định nh sau:

T = 90 (phút) [II_Tr40]

kV = kMV kUV kIV

Trang 40

v 0,9 0,5

2 , 1

1000.1,7D

1000.V

π

=π

= D

Lîng d cho tar«:

Tiêu đề	Nghiên cứu công nghệ gia công nắp động cơ D50 trên máy CNC
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	142
Dung lượng	3,72 MB