Đồ án công nghệ CAD CAM thiết kế ổ đỡ

Chương 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦASẢN PHẨM 1.1 Điều kiện làm việc : Ổ đỡ được dùng rất nhiều trong ngành cơ khí dường như là chi tiết không thể thiếu : máy ti

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật , người ta đã sử dụng những thành tựu của khoa học vào trong quá trình sản xuất và đời sống

Cũng như tất cả các ngành khác thì cơ khí đã cùng với sự thích ứng nhanh chóng với

sự phát triển nhanh của khoa học kĩ thuật thì cơ khí đã áp dụng tiến bộ của khoa học ,

kĩ thuật đặc biệt là điều khiển số

Đối với sinh viên cơ khí việc tìm hiểu và tham gia lập trình là việc có ý nghĩa rất lớn nhằm giúp sinh viên nắm được những kiến thức hiện đại

Cũng như hiều được bản chất của điều khiển số Vì vậy việc được làm đồ án cad/cam

đã góp phần nâng cao kiến thức cho sinh viên

Trong khuôn khổ đồ án cad/cam này em thực hiện một đề tài về thiết kế chi tiết thân ổ

đỡ Đề tài có ý nghĩa lớn trong việc trong cuộc sống giúp thiết kế chi tiết ổ đỡ được sửdụng rộng rãi trong phần lớn các chi tiết cơ khí

Em đã tham khảo tài liệu về phần mềm pro-e và dưới sử hướng dẫn của thầy giáo

Nguyễn Phạm Thế Nhân đã giúp em hoàn thành đồ án này Việc làm đồ án này

không tránh những sau sót mong được sự góp ý của thầy để giúp em hoàn thiện hơn trong quá trình làm để đạt kết quả tốt trong học tập và cuộc sống

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Ba

Chương 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA

SẢN PHẨM

1.1 Điều kiện làm việc :

Ổ đỡ được dùng rất nhiều trong ngành cơ khí dường như là chi tiết không thể thiếu : máy tiện, máy phay…

Ổ đỡ có chức năng là dùng đỡ các trục mà các trục đó truyền động giữa các cơ cấu vớinhau , tốc độ khác nhau …và thường được dùng với các chi tiết cần chịu lực hướng tâm lớn ,

Ngoài ra ổ đỡ cố định ổ lăn trên các trục , nữa gối đỡ trên dùng để cố định ổ trược hoặc ổ lăn trên các trục ở những nơi khó lắp ổ hoặc dùng cố định ổ trược trong cơ cấu trục khuỷa thanh truyền do vậy chi tiết có độ cứng vững khá cao

Thân ổ đỡ làm việc nhìu môi trường khác nhau đặc biệt là nơi có dầu mỡ, bôi trơn

1.2 Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm:

Phân tích yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm

Khi gia công chi tiết cần đạt những yêu cầu kĩ thuật của chi tiết sau

- Độ chính xác về kích thước

- Độ chính xác về vị trí tương quan

- Độ chính xác về hình dạng hình học

- Giữa 2 bề mặt đã gia công

+ Giữa 1 bề mặt đã gia công và chưa gia công

+Kích thước giữa 2 mặt không gia công

+Các góc lượn vát mép

- Độ không song song giữa các lỗ 56 với mặt đáy không vượt quá 0.02/100mm

- Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu trong khoảng (0.01:0.05)/100mm bán kính

Chương 2: THIẾT KẾ CHI TIẾT BẰNG PHẦN MỀM CAD-CAM

2.1 Giới thiệu chung về phần mềm:

2.1.1 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 sốchức năng nhất định trong thiết kế và chế tạo CAD_CAM sẽ tạo ra một nền tảng côngnghệ cho 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 tiếphay gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất

CNC(Computer Numerical Controlled ) trước đây các chương trình điều khiển

NC đều thực hiện thông qua băng đục lổ,điều khiển phải có bộ lọc để cung cấp giải mãtín hiệu điều khiển cho các trục máy,với cách này có nhiều hạn chế,tốn thời gian,cácchương trình phải viết lại và dung lượng bé.Chương trình CNC đã khắc phục cácnhược điểm đó bằng cách đọc hằng nghìn bit thông tin trong bộ nhớ.Cho đến naychương trình CNC đã xuất hiện trong hầu hết các ngành công nghiệp,đây là lĩnh vực

có sự kết hợp chặt chẻ giữa máy tính và máy công cụ

2.1.2 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

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 khôngthể thiết 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 cơđiện tử Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bịđiều khiển số là vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong đào tạo cũng nhưtrong sản xuất cơ khí

2.1.3 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 cácchương trình đã được lập trình bằng phần mềm này để kết nối nhập vào bộ điềukhiển máy CNC ,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

- Modul Sketcher:

Sketcher là modul phát thảo có nhiệm vụ chính là tạo ra các mô hình 2D và 3D để

từ đó hình thành các mô hình Solid hoặc Surface Tuy nhiên do kế thừa các công

cụ vẻ của CAD truyền thống, lại được bổ sung các công cụ tham số hóa,Sketchertrở thành công cụ vẻ mạnh và rất linh hoạt để tạo ra các bản vẻ kỹ thuật

Ta tiến hành chọn vào thư mục mà chúng ta muốn lưu lại để tránh sai sót và lưu khôngđúng nơi

Sau đó chúng ta chọn chế độ thiết kế chi tiết dưới dạng 3D và đơn vị với proe- 5.0 thì chương trình đã mặc định cho chúng ta rồi nên không chọn cũng được bằng cách chọn file- new và làm như sau

1/ Môđun tổng quát khối đặc

2/ Thiết kế nên vòm tròn chính là bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết

3/ Tạo 2 lỗ bậc với đường kính lớn nhất là 30mm

4/ Tạo lỗ với d=14mm

5/ Tạo 2 lỗ ren

Tiến hành thực hiện :

1 Tạo khối đặc tổng quát

Bước 1: Chọn vào biểu tương extrucde ( tạo khối đặc )

mặt phẳng nào đó với tôi sẽ chọn mặt TOP

Bước 2: Vẽ lại hình dạng chi tiết (cad)

Điều chỉnh các thông số kích thước cho đúng với bản vẽ

Sau khi hoàn thành bằng dấu tít thì sẽ có hình 3d như sau

Kết hợp với lện đối xứng chi tiết qua một mặt phẳng sẽ có khối sau

Bước 3: Dùng lệnh bo các cạnh và góc của chi tiết cho thích hợp với bản vẽ

Chọn round- ghi giá trị góc bo

2 Thiết kế nên vòm tròn chính là bề mặt làm việc chình của ổ đỡ

Bước 1: Cũng tương tự lệnh trên ta dùng extrucde để tạo nên chi tiết

Dùng các lệnh lấy lại chi tiết , vẽ đường tròn cùng tâm, để vẽ nên chi tiết như hình vẽ

Bước 2: Dùng lệnh chamfer để tạo nên hình dạng của chi tiết mà ta thiết kế theo bản vẽ

Với giá trị chamfer bằng= 5mm

Với chamfer với góc 45 và 2mm

3 Tạo 2 lỗ bậc với đường kính lớn nhất là 30mm:

Bước 1: Dùng lệnh hole để tạo lỗ bậc

Chọn vào chế độ thiết kế hốc đó

Vào môi trường sketch để tạo

Sau đó đặt và chọn các mối tương quan vị trí tâm của nó và các mặt phẳng khác

Bước 2:

Kết hợp với lệnh đối xứng để tạo nên 2 lỗ của chi tiết

4 Tạo lỗ với d=14mm

Bước 1:

Tạo lỗ có đường kính bằng lệnh extrucde

Đầu tiên ta cần chọn mặt phẳng và vẽ ra đường tròn cần tạo

Lấy mặt phẳng chiếu bằng của chi tiết để dùng làm sketch để tạo nên lỗ và dùng cắt vật liệu chiều sâu 5mm

Bước 2 : Dùng lệnh đối xứng qua mặt phẳng để tạo nên 2 hốc

5 Tạo 2 lỗ ren :

Dùng lệnh hole để tạo nên ren trong tiêu chuẩn

Bước 1 :chọn lệnh hole và sketch lại hình dạng chi tiết

Bước 2: Chọn và placement để chọn mặt phẳng đặt

Chi tiết hoàn chỉnh

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 3.1 Phân tích đặc điểm và yêu cầu kĩ thuật của bề mặt gia công

Dựa vào bản vẽ chi tiết thân ổ đỡ đã thể hiện hết những dung sai , sai lệch , độ nhám mà chi tiết mong muốn trong quá trình gia công ta tạo ra được

Vật liệu chế tạo thân ổ đỡ là gang xám 15-32 với độ cứng 170HB

Gang xám là loại với thành phần chủ yếu là sắt và cacbon và một số thành phần khác như (0.5:4.5)SI, (0.4:0.6)Mn, 0.8P, 0.12S và một số nguyên tố khác không đáng kể như : Cr, Ni, Al

Gang xám là loại cacbon mà chủ yếu tồn tại dưới dạng grapit dạng tấm và phiến chuỗi

… là loại gang phổ biến được sử dụng rộng rãi trong ngành kĩ thuật

Gang xám có độ bền nén cao , chịu mìa mòn , tính đúc tốt , có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng rộng rãi

Trong gối đỡ chịu nén là chủ yếu nên chi tiết làm bằng gang xám là thích hợp nhất + giới hạn bền kéo k=15(kG/mm2)

+ giới hạn bền uốn u=32(kG/mm2)

Với quy ước thì Ra=4Rz Vì phôi này được tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loại nên bề mặt chi tiết phần lớn có độ nhám đạt mức Rz=40

 Mặt đáy (1): với độ nhám Ra=2.5 thì tra bảng về mối quan hệ giữa cấp độ nhẳn

và độ nhám bề mặt thì bề mặt 1 cần đạt cấp độ 6 để đạt được độ nhám như vậy thì bước gia công cuối cùng sẽ là phay tinh

 Bề mặt ( 2 )và (3): gia công lỗ bu lông với 30 và 17 với độ nhẳn bóng là

Ra=2.5 tương ứng cấp độ nhẳn bóng 5 thì ta chọn phương pháp gia công là doa

để đạt được độ bóng mong muốn

 Bề mặt( 4), (5) (6): cũng tương tự bề mặt trân thì độ nhám cần xác định là Ra=2.5 thì phương pháp cuối là phay tinh

 Bề mặt (7) là mặt vòm với Ra=2.5 thì phương pháp cuối cùng để đạt được cấp

độ chính xác 4 bằng phương pháp doa

3.2 Chọn máy và các thông số kỹ thuật của máy

a)Lựa chợn máy phay : EMCO CONCEPTMILL- 450

b)Thông số kỹ thuật:

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

Thời gian thay dao s 8.2

+ Bước 1: Phay, doa lỗ bậc ø30 và ø17

+ Bước 2: Phay bề mặt trên cùng của chi tiết

+ Bước 3 : Khoan, toa rô lỗ ren M10

+ Bước 4: Phay bề mặt bậc

4 Lần gá 5 : Phay , doa bề mặt trụ ø56

Chi tiết này là chi tiết dạng hộp để tạo nên chuẩn tinh chính là bề mặt ngoài của nó và

2 lỗ vuông góc bề mặt của nó là chuẩn tinh phụ của chi tiết… vì vậy thứ tự các nguyêncông được sắp xếp như vậy

 Lần gá 1: Phay mặt đáy

- Để phay thô mặt (1)đạt cấp độ ,

- Sau đó phay tinh bề mặt (1) đạt độ bóng 6 và kích thước 210

 Lần gá 2,3 : Phay 2 mặt bên số 6

- Phay thô để độ bóng đạt cấp độ (3-4), sau đó phay tinh để đạt cấp độ 6

(Ra=2.5), đạt kích thước 560.5

 Lần gá 4 :

Bước 1 : Khoan , phay lỗ bậc

- Có các bước gia công sẽ là khoan và doa để đạt được kích thước 26, 29, đạt độbóng 6

Bước 2 : Phay mặt trên

- Phay thô đạt cấp độ bóng 3-4, sau đó phay tinh đạt độ bóng 6

Bước 4 : Gia công lỗ bắt bulong M10

- Khoan thô đạt cấp độ bóng 3-4 sau đó khoét để tạo độ bóng 5 và ta rô ren

3.4.1 Các định nghĩa và cách tính chế độ cắt

n=RBM: tốc độ quay của trục chính (vòng / phút)

ae: chiều rộng cắt mm/ chiều sâu cắt

ap: chiều sâu cắt mm/ chiều sâu cắt

Dc: đường kính dao (mm)

f: bước tiến mỗi vòng( mm/ vòng )

fz : bước tiến mỗi răng ( mm/ răng )

dựa vào catalog dao của hãng seco để chọn dao gia công và chế độ cắt cho thích hợp

Tiến hành chọn dao Octomill-07S 220.43-07s

Tiến hành tra chế độ cắt của dao để đạt được mức độ nhám mà ta mong muốn trong các lần gia công

 Phay thô

Khi gia công thô chi tiết ta nên chọn chế độ chạy dao dựa vào cấp độ phủ MP1500 -Thì fzthô=0.4mm/ răng , a=0.5D=32mm

-Vận tốc cắt sẽ là Vc=180m / phút

- Vận tốc chạy dao: vfthô=fz.n.z=0.4.910.4=1456 mm/ phút

Lượng dư gia công thô =0.5mm

- Vận tốc chạy dao: vfthô=fz.n.z=0.1.1441.4=576.4 mm/ phút

3.4.3 Phay 2 mặt bên của chi tiết

Tương tự như phay mặt đầu ở trên ta chọn dao và chế độ cắt của việc phay thô và tinh tương tự

3.4.4 Gia công lỗ bậc

Bước 1: Khoan lỗ có 17mm

Ta chọn loại dao khoan pertomax-SD502 vì thông số chúng phù hợp lỗ cần khoan

Chọn mũi khoan loại kí hiệu SD502-17-34-25R7

Bước 2: Dùng dao phay lỗ để tạo 30mm

-Chiều sâu cắt ap=0.01-0.3

-Bước tiến f=0.03-0.15 mm/ vòng

n=1380 vòng/ phút

Bước 3: Doa lỗ có 17mm và 30mm để tạo độ bóng cho chi tiết

Chọn loại dao doa BIFIXR, dao SR80 -17H6-EN1

Chế độ cắt được thiết lập cho doa là

3.4.5 Phay thô và tinh mặt trên của chi tiết

Tương tự gia công mặt đáy dưới với việc chọn dao và chế độ cắt

cho quá trình chạy thô và tinh không có gì khác nhau

3.4.6 Gia công lỗ bu lông

Với yều cầu cấp độ bón g là 7 thì cần thứ tự gia công để tạo nên lỗ ren bu lông như sau:

Chế độ cắt được chọn như sau

-Chế độ cắt Vc=130m/ phút ,Chiều sâu cắt ap=0.01-0.3.Bước tiến f=0.03-0.15 mm/ vòng

n=2957 vòng/ phút

Bước 3: Ta rô để gia công được ren M10

Dùng dao ta rô của hãng NACHI

Chế độ cắt như sau

3.4.6 Phay mặt bậc

Bước 1: Phay thô bậc

Chọn dao R217.96-1020-0908-2an

Bước 2: Phay tinh mặt bậc

Cũng tương tự như quá trình chạy thô, với việc chọn dao giống nhau Chỉ khác chế độ cắt

3.4.7 Phay mặt cong của chi tiết

Phay thô và tinh

 Chọn máy và hệ tọa độ

Steps => Operation.

Máy ta chọn là máy phay

a Phay mặt đáy

+ Phay thô

Chọn vào chế độ gia công face chọn vào manager thông số cần điền như : tên, dao ,

+ Phay tinh

Đối với mặt đáy việc gia công tinh cũng tương tự chỉ khác là chế độ cắt khác nhau và được trình bày dưới đây

b Phay thô và tinh 2 bên của chi tiết : Tương tự như các bước gia công các mặt trên

và đáy hình gia công chi tiết như sau:

c Gia công lỗ bậc

 Khoan lỗ 17mm

Chọn vào gia công chọn standard chọn vào các thông số cần điền đề có thể gia công chi tiết ( name, tool, paramer, hole)

 Phay lỗ

Doa lỗ ,

Để tạo độ bóng cho lỗ là một trong những nguyên công khó để giải quyết vấn đề này

ta chọn fishing chọn thông số cần điền

d Phay thô và tinh mặt trên

Cũng tương tự như phay thô và tinh mặt đáy giống nhau về mọi thông số và chế độ cắt

e Gia công tạo lô ren

 Khoan tạo lỗ 10

Tương tự như các lần khoan trên chỉ khác nhau ở dao và chế độ cắt của quá trình gia công

 Tạo lỗ

Dao và chế độ cắt của quá trình phay để tạo được kích thước 14mm

 Ta rô

Để ta rô ta tiến hành chọn vào fixed tap chọn các thông số để cần trong quá trình gia công

f Phay mặt bậc

 Phay thô mặt bậc

Chọn vào phương pháp gia công phay volume chọn các thông số và điền các thông số như sau

 Phay tinh mặt bậc

Cũng tương tự như phay thô nhưng phay tinh khác chế độc cắt được thể hiện như trên

g Gia công mặt cong

Bước 1: Phay lỗ

Ta chọn dao như sau:

Chế độ cắt

Kết quả gia công

Tổng hợp lại file gia công ta sẽ có kết quả chạy được như hình dưới

Ngôn ngữ CNC trong quá trình gia công