đồ án cad cam cnc

PH N I ẦN IPHÂN TÍCH ĐI U KI N LÀM VI C, YÊU C U KỸ THU T ỀU KIỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ẦN I ẬT VÀ TÍNH K T C U CÔNG NGH

L I NÓI Đ U ỜI NÓI ĐẦU ẦU

Những năm cuối thế kỷ 20, công nghệ CAD/CAM đã trở thành một lĩnh vực đột phá trong thiết kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp CAD (Computer Aided Design) là thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM (Computer Aided Manufacture) là sản xuất với sự trợ giúp của máy tính Hai lĩnh vực này ghép nối với nhau đã trở thành một loại hình công nghệ cao, một lĩnh vực khoa học tổng hợp của sự liên ngành Cơ khí- Tin học-Điện tử-Tự động hoá Cùng với sự phát triển của khoa học máy tính, CAD/CAM

đã được nhận thức và chấp nhận nhanh chóng trong công nghiệp( công nghiệp dệt may, công nghiệp nhựa, công nghiệp cơ khí chế tạo…)

Hệ CAD/CAM không thể trực tiếp gia công ra sản phẩm được, mà nó phải nhờ đến các máy CNC(Computer Numerical Control) Đây là các máy cắt kim loại đã được

tự động hoá, điều khiển bằng chương trình số với sự trợ giúp của máy tính điện tử.

Nhằm giúp cho sinh viên các ngành kỹ thuật nói chung, ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng làm quen với “Công nghệ CAD/CAM-CNC”, đồng thời, ứng dụng nó để chế tạo ra sản phẩm cụ thể Chúng em được trang bị môn học này và làm Đồ án

“CAD/CAM-CNC” Đây là một lĩnh vực rất rộng và phức tạp nhưng dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy Bùi Trung Kiên cộng với sự cố gắng tiếp thu, tìm tòi học hỏi,

em cũng đã hoàn thành được Đồ án Nhưng do kiến thức bản thân còn có hạn nên trong

Đồ án không tránh khỏi những thiếu sót.

Vì thế, em rất mong sự đóng góp ý kiến chân thành của quý thầy giáo để đồ án được hoàn thiện hơn.

Quảng Ngãi, 08 tháng 04 năm 2013

Sinh viên: Trần Tiền Phong

PH N I ẦN I

PHÂN TÍCH ĐI U KI N LÀM VI C, YÊU C U KỸ THU T ỀU KIỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ẦN I ẬT

VÀ TÍNH K T C U CÔNG NGH C A CHI TI T GIA ẾT CẤU CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT GIA ẤU CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT GIA ỆN LÀM VIỆC, YÊU CẦU KỸ THUẬT ỦA CHI TIẾT GIA ẾT CẤU CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT GIA

CÔNG

1.1 Điều kiện làm việc:

- Thân gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu tác động lớn của tải trọng và tải trọng

va đập.

- Trọng tải va đập thường xuất hiện ở các cơ cấu truyền động bánh răng, trục khuỷu trong động cơ đốt trong hoặc là các bánh dẫn trong bộ truyền xích Do vậy các yêu cầu về độ chính xác mối ghép là phải đảm bảo được để từ đó không làm thay đổi được các tỷ số truyền động Các trục của chi tiết này được gia công sao cho chịu được tải trọng va đập, chịu rung động và quan trọng là phải đảm bảo được độ chính xác yêu cầu, đủ độ cứng vững để làm việc chính xác.

1.2 Yêu cầu kỹ thuật:

2) Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

- Do đặc điểm làm việc của chi tiết hộp mà có yêu cầu khác nhau, thông thường ở các chi tiết dạng hộp phần đáy của hộp và các lỗ lắp ráp cần được gia công đạt độ chính xác cao Do vậy thân gối đỡ yêu cầu các lỗ được chế tạo cấp chính xác 7, độ nhám các

bề mặt lỗ Ra = 0,63mm.

- Độ không song song giữa tâm lỗ 42 so với mặt đáy không quá 0,03/100mm.

- Độ không vuông góc giữa tâm lỗ 42 so với mặt đầu không quá 0,02/100mm.

1.3 Tính kết cấu công nghệ:

- Thân gối đỡ là chi tiết dạng hộp nên có độ không đồng tâm của các lỗ lắp ghép

trên 1 hàng lỗ, độ không song song hoặc vuông góc giữa các hàng lỗ.

2,8 – 3,5 0,5 – 1 1,5 – 3 0,08 – 0,12

- Thân gối đỡ để đỡ các trục như trục bánh răng, trục vít, bánh vít…Thực hiện

nhiệm vụ nào đó của máy móc thiết bị Trên thân gối đỡ có các bề mặt cần gia công với

độ chính xác cao thấp khác nhau Ngoài ra còn có những bề mặt không cần gia công

Tính công nghệ của chi tiết có ý nghĩa rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính xác gia công, đặc tính kỹ thuật của chi tiết…Vì vậy khi thiết kế

ta cần chú ý đến kết cấu của nó như:

+ Độ cứng vững,

+ Kết cấu các bề mặt phải cho phép thoát dao dễ dàng.

+ Các lỗ trên hộp phải cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục + Có thể đưa dao để gia công các lỗ, các bề mặt một cách dễ dàng.

+ Hình dáng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tính thống nhất.

PH N II: VẼ CHI TI T ẦU ẾT

Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor Professional 2011

Vào môi trường thiết kế của Autodesk Inventor Professional 2011 (trong win 7) bằng

cách kích đúp vào biểu tượng của desktop, hoặc ta có thể vào

Start Programs Autodesk  Autodesk Inventor 2011 Chọn Autodesk Inventor

Professional 2011.(tùy vào cài đặt của từng máy mà chương trình Inventor 2011 có thể

nằm trong Start menu hoặc nằm trong Programs hoặc ngoài desktop).

Chọn menu File  New  chọn part  lưu tên bản vẽ (không dấu, không cách, không trùng với tên của chi tiết đã có)  Tiếp theo ta chọn:

a- Lệnh Extrude: Dùng tạo khối, tạo mặt, cắt khối, cắt mặt, tạo khối có thành mỏng Chọn mặt phẳng XY Dùng lệnh line và lệnh center để vẽ ra tiết diện sau:

Click vào icon của lệnh Extrude bên phải của cửa sổ Model chọn Profile 

Join Chọn mặt phẳng để vẽ tiết diện đầu tiên ở chi tiết này ta sẽ trên mặt Front (mp

xy) trước  nhập vào ô Distance “55”

Tiếp đó ta click vào biểu tượng bên phải phía dưới của cửa sổ Autodesk Inventor

2011 để kết thúc việc vẻ phác, và việc tạo khối.

Ta được khối có dạng sau:

Tiếp tục ta chon mặt phẳng Top để tiến hành lệnh Sketch, sau đó Extrude để được

4 lỗ 9 và 14, dùng lệnh Fillet để bo các góc R5 và R3 Ta được:

Tiếp tục dùng lệnh Extrude để tạo 2 mặt bên của lỗ 42

Vẫn dùng lệnh Extrude để tạo phần lõm 48

Bo các góc lượn còn lại và dùng lệnh Chamer vát mép lỗ 42

Bước cuối cùng tạo 4 lỗ ren M8x1.25 bằng lệnh tạo lỗ và tạo ren Threading

Ta hoàn thành việc vẽ chi tiết 3D.

- Công thức tính sản lượng hàng năm: N= N 1 m.(1 100 )

 



N: số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong 1 năm (chi tiết/năm).

N1: số sản phẩm cần tạo trong 1 năm; N 1 = 3500 chiếc/năm.

m: số chi tiết trong 1 sản phẩm (m = 1).

β : số chi tiết được chế tạo thêm dự trữ; chọn β = 5%.

 : sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi gây ra Chọn = 5%.

 N= 3750 1 [1+

(5 5)100



] = 4125 (chi tiết / năm).

- Xác định khối lượng của chi tiết: Q = V ct γ (kg)

V ct : thể tích chi tiết (dm 3 ) γ: khối lượng riêng của vật liệu;

Ta được V = 171562,691 (mm 3 ) = 0.1716 dm 3

 Q = 0.1716 x 7,3 = 1,25 kg < 4 kg

 Chi tiết thuộc DẠNG SẢN XUẤT LOẠT VỪA.

3.2 Phương pháp chế tạo phôi:

- Vật liệu chế tạo phôi là GX 15 – 32 nên chế tạo bằng phương pháp đúc.

- Nhưng vì chi tiết là thân gối đỡ có 1 số bề mặt yêu cầu không cao về độ bóng và quan trọng là chi tiết có hình dáng phức tạp và làm việc với tải trọng lớn đặc biệt là tải trọng va đập nên chi tiết phải được đúc sao cho hiện tượng thiếu, lệch xảy ra là tối thiểu.

Yêu cầu kỹ thuật của phôi:

 Tra lượng dư:

Phôi đúc có độ nhám bề mặt Rz80  độ chính xác phôi đúc cấp II:

Kích thước lớn nhất 130mm, ta chọn lượng dư cho các bề mặt:

1: 4.5mm A: 3.5mm

2: 4.5mm B: 3.5mm

PH N ẦN 4:

L P TI N ẬP TIẾN ẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

1-Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công.

Các bề mặt làm việc: như đã phân tích ở phần 1 ta có:

Độ nhám bề mặt trong lỗ Φ42 có Ra=0,63

Độ nhám bề mặt đáy A của chi tiết có Rz40

Độ nhám bề mặt bậc nghiêng có Rz20

Đồ gá và cơ cấu kẹp: Để thuận tiện cho quá trình gá đặt và tự động hóa, ta chọn

loại êtô kẹp chặt bằng thủy lực, cụ thể ta chọn êtô hiệu CHINCHAO, xuất xứ Đài Loan, seri CHV-130V và them một số chi tiết tham gia vào quá trình định vị.

Các thông số chính của êtô:

Khối

37 kg 540 405 18 70 15 0-180 115

4500kg

3- Xác định thứ tự các nguyên công, bước công nghệ trong từng nguyên công.

TRÌNH TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG.

- Nguyên công 1: Phay mặt đáy A

- Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ Φ9, khoét 4 lỗ Φ14

-nguyên công 3: Phay 2 mặt bên B

Phay mặt bậc nghiêng 95x55

Khoan ta-rô 4 lỗ M8

Phay mặt bậc nghiêng 68x55

- Nguyên công 4: Ghép nắp vào thân gối đỡ, khoét, doa, vát mép lỗ Φ42.

- Nguyên công 5: Kiểm tra.

PH N ẦN 5

1- Lựa chọn máy và một số thông số kỹ thuật chính của máy.

Lựa chọn máy phay : EMCO CONCEPTMILL-450

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

Khoảng làm việc hiệu quả theo phương Z [mm] 250

a- Nguyên công 1: - Phay mặt phẳng đáy:

Định vị 6 bậc tự do: mặt đáy 3 bậc, mặt bên 2 bậc, chốt tỳ 1 bậc

* Tính toán các thông số kỹ thuật :

Chọn dao phay mặt đầu của hãng SECO, model Quattromill 217.53-09 (trang 19 tài liệu của hãng Seco)

Ta chọn mã sản phẩm có đường kính dao phù hợp: R217.53-2020.3S-09-2A

- R : Chuyển động quay hướng phải.

- Chiều sâu cắt tối đa a= 4.5 mm

- số răng hiệu quả Z c =2

- A: Lỗ phun dung dịch làm nguội trong.

- Chọn hạt dao: (trang 90)

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì gang xám 15-32 sẽ thuộc nhóm vật liệu 12 tiêu chuẩn UNI.

- Số hạt dao gắn trên dao: 6

- Chọn chế độ cắt: Dựa vào phần mềm của hãng Seco, ta có

+ Bước tiến khuyên dùng : f z = 0.15-0.35 mm/răng

Áp dụng phần mềm ứng dụng của hãng ta tra được:

- phay 4 lỗ Φ14:

- Chọn dao phay bậc đa năng của hãng SECO, Nano Turbo 217.69-06model

(trang 112)

- Mã sản phẩm R217.69-1214.0-06-3AN Trang 118

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì GX15-32 sẽ thuộc

nhóm vật liệu 12 tiêu chuẩn UNI.

- Số hạt dao gắn trên dao: 3

Thông số của dao:

Dùng phần mềm của hãng seco ta tra được:

 PHAY MẶT NGHIÊNG 95X55

- CHỌN DAO KÝ HIỆU: R220.53-0032-09-4A.( Đường kính 32mm)

- Thông số của dao:

- Chọn hạt dao và bước tiến:

- Dùng phần mềm của hãng Seco:

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì GX15-32 sẽ thuộc

nhóm vật liệu 12 tiêu chuẩn UNI.

- Số hạt dao gắn trên dao: 3

Loại hạt: SEEX09T3AFTN-M08 MK1500

- + Bước tiến khuyên dùng : fz= 0,09-0,14 mm/răng

 KHOAN, TA-RÔ 4 LỖ M8

- Bước 1: Khoan 4 lỗ Φ 6.5mm:

Chọn dao ký hiệu: SD203A-6.5-23-8R5 (Φ 6.5mm).

- Thông số của mũi khoan:

- Dùng phần mềm Seco ta được:

- Bước 2: Ta-rô 4 lỗ M8:

Chọn dao ký hiệu:TM-M8X1.25ISO-8R5

Thông số của dao:

 PHAY MẶT BẬC NGHIÊNG 68X61

- CHỌN DAO KÝ HIỆU: R217.43-1624.RE-05-2A (Đường kính 24mm)

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì GX15-32 sẽ thuộc nhóm vật liệu 12 tiêu chuẩn UNI.

- Số hạt dao gắn trên dao: 1 - Loại hạt: HX

- Bước tiến khuyên dùng : fz= 0,08-0,12 mm/răng

Ký hiệu:R220.49-0035-22-XO12-45.3A

- Trang 480

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì GX15-32 sẽ thuộc

nhóm vật liệu 12 tiêu chuẩn UNI.

- Số hạt dao gắn trên dao: 9

- Loại hạt: XOMX120408TR-M12 MK1500

- Bước tiến khuyên dùng : fz= 0,16-0,31 mm/răng

 Dùng phần mềm của hãng Seco ta tra được chế độ cắt như sau:

PH N ẦN I 6 L P TRÌNH GIA CÔNG ẬT

Qua quá trình tìm tòi và tự nghiên cứu, đọc tài liệu và theo dõi các hướng dẫn khác, được biết Gia công trên phần mềm CAD/CAM InventorCAM2012 rất trực quan và

ưu việt, nên em đã ứng dụng nó để gia công chi thiết THÂN GỐI ĐỠ.

QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN THEO TỪNG BƯỚC SAU ĐÂY:

Vẽ chi tiết

Vẽ phôi

Thiết lập các thông số kỹ thuật cho máy

Thiết lập các thông số kỹ thuật cho quá trình chạy dao

Chạy chương trình và xuất chương trình gia công

Ta đã có bản vẽ chi tiết 3D

Ta vẽ bản vẽ phôi dựa trên các lượng dư đã tính trước đó.

Ta được phôi như sau:

Bước 2: Vào môi trường Add-in INVENTORCAM 2012.

Load file chi tiết lên ta xác định tọa độ ban đầu của chi tiết.

- Đến phần Define Stock: ta sang hội thoại Assemble, place Bản vẽ phôi

ra, hợp phôi và chi tiết thành 1 sao cho đúng vị trí

- Tiếp theo ta tạm thời ẩn Target đi, chuyển sang InventorCam maganer để

xác định lượng dư:

Xong ta nhấn finish và lưu lại.

- Ta làm tương tự với phần Define Target, như vậy xong bước 1 là nhập tọa độ và xác định lượng dư cũng như chi tiết cần gia công.

* NGUYÊN CÔNG 1: PHAY MẶT ĐÁY:

LƯỢNG DƯ: PHAY THÔ 3mm Phay tinh 0.5mm

CHỌN HỆ TỌA ĐỘ NHƯ HÌNH VẼ.

Nhập thông số của dao:

Trong cáp Tab tool, Level, technology, nhập các thông số ta đã tính và tra

từ trước.

Để mô phỏng quá trình gia công ta chọn Simulation

Xuất G-code nguyên công 1:

M98 P5003 (phay tho mat day)

M98 P5004 (phay tinh mat day)

Z5.5 G1 Z0.5 F33 Y73 F100 X27.

Y-18.

X48 Y-10.483 Y65.483

G0 Z10.

X101 Y-18.

Z5.5 G1 Z0.5 F33 Y73 F100 X122.

Y-18.

X143 Y-10.483 Y65.483

G0 Z10.

Y-18.

X143 Y-10.483 Y65.483

G0 Z10.

M99 :5002 (- CHANGE TOOL -) ( -)

M9 M5 G91 G30 Z0 M19 M1

G90 M99

%

NGUYÊN CÔNG 2: KHOAN 4 LỖ 9 KHOÉT 4 LỖ 14:

G0 X9 Y45.5 Z60.

G98 G85 Z-2 R2 F33 L0M98 P5006 (drill-79317999)M99

:5005( -)(KHOAN 4 LO DK9)( -)

X121 Y9.5 X10

X9 Y45.5G80

M99:5006( -)(KHOET 4 LO DK14)( -)

X10 Y9.5 X121

X120 Y45.5G80

M99:5002( -)(- CHANGE TOOL -)( -)

M9M5G91 G30 Z0 M19M1

G90M99

%

NGUYÊN CÔNG 3: PHAY MẶT NGHIÊNG 95X55

Khoan ta-rô 4 lỗ M8

Phay 2 mặt bên B

Phay mặt bậc nghiêng 68x55

Xuất G-code nguyên công 3: %

:5000 (NGC3.TAP) (AWEA AV-1000)

M98 P5003 (phay tho mat phang 95x55)

M98 P5004 (phay tinh face 95x55)

M8G43 H18 Z52.561M98 P5007 (phay2 mat ben)N49 M98 P5002 (-CHANGE TOOL-)N50 T19 M6

T7M01(*TOOL 19 - DIA 24.0*)G90 G0 M3 S4215 X42.3 Y30

M8G43 H19 Z52.561M98 P5008 (phay mat bac 68x61)G0X0 Y0

M9G91 G30 Z0 M19G90 G53 X500 Y0G90

M30:5003( -)(PHAY THO MAT PHANG 95X55 - FACE-

MILLING)( -)G0 X9.6 Y-22.2 Z12.561

Z6.5G1 Z1 F33 Y77.2 F100 X38.4 Y-22.2 X67.2

M29 S1000G84 Z-23 R5 Q0 P0 F1250 L0M98 P5009 (drill2-79317999)M99

:5007( -)(PHAY2 MAT BEN - PROFILE)( -)

G0 X75 Y68 Z12.561 Z5

G1 Z-1.889 F179.619M98 P5010

G0 X20 Y68 Z12.561 X75

Z1.111G1 Z-5.778 F179.619M98 P5010

G0 X20 Y68 Z12.561 X75

Z-2.778G1 Z-9.666 F179.619M98 P5010

G0 X20 Y68 Z12.561 X75

Z-6.666G1 Z-13.555 F179.619M98 P5010

G0 X20 Y68 Z12.561 X75

Z-10.555

G0 X20 Y-13 Z12.561 X75.

Z-6.666G1 Z-13.555 F179.619M98 P5011

G0 X20 Y-13 Z12.561 X75

Z-10.555G1 Z-17.444 F179.619M98 P5011

G0 X20 Y-13 Z12.561 X75

Z-14.444G1 Z-21.333 F179.619M98 P5011

G0 X20 Y-13 Z12.561 X75

Z-18.333G1 Z-25.222 F179.619M98 P5011

G0 X20 Y-13 Z12.561 X75

Z-22.222G1 Z-29.11 F179.619M98 P5011

G0 X20 Y-13 Z12.561 X75

Z-26.11G1 Z-33 F179.619

:5009( -)(KHOAN 4 LO 6.5)( -)

Y43.5 X81.5 Y11.5G80M99:5002( -)(- CHANGE TOOL -)( -)

M9M5G91 G30 Z0 M19M1

G90M99

%

- NGUYÊN CÔNG 4: GHÉP NẮP VÀO THÂN GỐI ĐỠ, KHOÉT, DOA, VÁT MÉP LỖ Φ42.

Xuất G-code nguyên công 4:

% :5000 (NGC4.TAP)

T21 M01 (*TOOL 22 - DIA 60.0*) G90 G0 M3 S1587 X65 Y40.

M8 G43 H22 Z53.

M98 P5004 (vat mep lo 42) G0X0 Y0.

M9 G91 G30 Z0 M19 G90 G53 X500 Y0

M99 :5002 ( -) (- CHANGE TOOL -) ( -) M9

M5 G91 G30 Z0 M19 M1

G90 M99

%

NGUYÊN CÔNG 5: KIỂM TRA.

K T LU N ẾT CẤU CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT GIA ẬT

“Quy trình công nghệ gia công chi tiết THÂN GỐI ĐỠ” đã được thiết lập gồm các nguyên công cùng với trình tự các bước công nghệ ở từng nguyên công

Toàn bộ công việc thiết kế làm đồ án cũng như trong việc thiết kế lập trình gia công trên trung tâm gia công CNC được thực hiện trong thời gian ngắn Lại thiếu kinh nghiệm trong tra cứu tài liệu cũng như kinh nghiệm về khuôn mẫu cũng chưa qua trường lớp.

Do đó,đồ án của em còn rất nhiều sai sót về mặt công nghệ cũng như trong lập trình gia công

Rất mong quý thầy giáo giúp đỡ và cho ý kiến bổ sung để em nâng cao kiến thức và kinh nghiệm trong quá trình thiết kế được hoàn thiện hơn.

Trong quá trình thực hiện đồ án nhờ sự hướng dẫn tận tình quý thầy và đặc biệt là thầy giáo Bùi Trung Kiên

Em xin chân thành cảm ơn.

Quảng Ngãi, 08 tháng 04 năm 2013

Sinh Viên Trần Tiền Phong