Thiết kế phân khuôn và gia công khuôn vỏ xe ô tô mô hình

thiết kế phân khuôn,gia công khuôn vỏ xe,xe ô tô,mô hình ô tô, điều kiển số CNC ,quá trình gia công

 Đề tài: THIẾT KẾ PHÂN KHUÔN VÀ GIA CÔNG KHUÔN VỎ XE Ô TÔ MÔ HÌNH

Giáo viên hướng dẫn : Trần Đình Sơn

Sinh viên thực hiện : Phan Văn Tú

Lớp : 09CDT1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

YÊU CẦU ĐỒ ÁN CAD/CAM/CNC 4

CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CAD/CAM/CNC 6

1.1 Vai trò và chức năng của CAD/CAM/CNC 6

1.2 Ứng dụng CAD/CAM/CNC trong việc thiết kế chế tạo sản phẩm 6

1.3 Giới thiệu chung về chức năng của ProE trong tổ hợp CAD/CAM/CNC 7

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT 9

2.1 Lựa chọn chi tiết 9

2.2 Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết 9

CHƯƠNG III.PHÂN KHUÔN VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 10

3.1 Phân khuôn 10

3.2 Lập quy trình công nghệ gia công 17

3.2.1 Khả năng công nghệ gia công chi tiết 17

3.2.2 Chọn máy và các thông số kỹ thuật của máy 17

3.2.2.1Chọn máy 17

3.2.2.2Thông số kỹ thuật 18

3.2.3 Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công 18

3.2.4 Chọn dao và các thông số công nghệ 19

3.2.4.1Nguyên công 1 19

3.2.4.2Nguyên công 2 21

CHƯƠNG IV.LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT 27

4.1 Phân tích lập trình gia công 27

4.2 Tạo phôi chi tiết 27

4.3 Lập trình gia công 28

4.3.1 Nguyên công 1: Phay mặt chuẩn định vị 28

3.1.1 Nguyên công 2: Phay lòng khuôn 33

4.4 Xuất chương trình gia công 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

LỜI NÓI ĐẦU

Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển rộng khắp và đạt được nhữngthành tựu to lớn trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hóa sản xuất Việcứng dụng tin học và điều khiển vào trong các loại máy cắt kim loại khiến cho chúng có độ tincậy với tốc độ xử lí nhanh hơn và giá thành hạ hơn Trong dây chuyền sản xuất linh hoạt thìmáy điều kiển số CNC (Computer Numerical Control) đóng vai trò rất quan trọng Sử dụngmáy công cụ điều khiển số (CNC) cho phép giảm quá trình gia công chi tiết, nâng cao độchính xác gia công và hiệu kinh tế đồng thời rút ngắn được quá trình sản xuất

Chính vì những ưu điểm vượt bật đó, các máy CNC ngày càng được sử dụng rộng rãitrong nhiều lĩnh vực gia công chính xác Việc nắm bắt và sử dụng các máy công cụ điềukhiển số trở thành ưu tiên hàng đầu đối với các cán bộ khoa học cũng như sinh viên cáctrường kĩ thuật Với yêu cầu thực tế đó việc đào tạo về lĩnh vực CNC trong trường Đại họcBách khoa Đà Nẵng đang rất được quan tâm và đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể

Nằm trong sự định hướng trên là đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC Mục tiêu chủ yếucủa đồ án môn học này là giúp cho sinh viên vận dụng các kiến thức đã học, ứng dụng máytính để thiết kế và lập trình gia công chi tiết trên máy công cụ CNC

Do thời gian hoàn thành đồ án quá ngắn và đây là một lĩnh vực còn mới mẻ cũng như sựhạn chế của bản thân nên chắc chắn đồ án còn có nhiều thiếu sót, kính mong các thầy góp ý

để dần hoàn thiện hơn Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Đình Sơn đãhướng dẫn, giúp đỡ chúng em rất nhiều trong tiến trình hoàn thành đồ án này

Đà Nẵng, ngày 1, tháng 8, năm 2013

Sinh viên thưc hiện

Phan Văn Tú

YÊU CẦU ĐỒ ÁN CAD/CAM/CNC

I MỤC ĐÍCH:

Giúp cho sinh viên vận dụng các kiến thức đã học, ứng dụng máy tính để thiết kế vàlập trình gia công chi tiết trên máy công cụ CNC

II YÊU CẦU:

Nội dung của đồ án phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

- Chi tiết được chọn để thiết kế và lập trình gia công trên máy công cụ CNC phải cóhình dáng bề mặt phức tạp, không gia công được hoặc gia công không đạt được các yêu cầu

kỹ thuật cho trước trên máy công cụ vạn năng

- Bề mặt gia công có thể kết hợp nhiều bước công nghệ cho một nguyên công

III NỘI DUNG:

A PHẦN THUYẾT MINH

1 Phân tích và thiết kế chi tiết (đối tượng để thiết kế và lập trình gia công)

1.1 Lựa chọn chi tiết:

Có thể chọn đối tượng chi tiết thuộc một trong các dạng sản phẩm sau:

- Chi tiết là một bộ phận chính của các khuôn dập, khuôn dập vuốt, khuôn đúc, khuôn

ép để tạo ra các sản phẩm nhựa, composite hoặc các sản phẩm cơ khí,

- Chi tiết có hình dạng bề mặt phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao như: Turbin thủylực, khí nén, chân vịt tàu thủy…

- Chi tiết yêu cầu độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, yêu cầu phải tích hợp nhiềubước công nghệ trên một nguyên công khi thực hiện gia công chế tạo

1.2 Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết:

Tùy thuộc vào chi tiết được lựa chọn để làm đối tượng thiết kế, tiến hành phân tích kỹthuật và các yêu cầu làm việc cho phù hợp Trên cơ sở đó chọn vật liệu chi tiết và đưa ra cácquy định về yêu cầu kỹ thuật

1.3 Thiết kế chi tiết:

Sử dụng một trong các phần mềm CAD/CAM để thiết kế chi tiết (Pro_E, Esprit,Solidwork, MasterCAM )

2 Lập quy trình công nghệ gia công:

2.1 Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết

Trên cơ sở các dữ liệu về hình dáng hình học, độ chính xác, độ bóng bề mặt và vật liệucủa chi tiết, tiến hành phân tích các khả năng có thể gia công được trên máy công cụ CNCphù hợp

2.2 Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của máy

2.3 Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công

2.4 Lựa chọn dao phù hợp cho từng bước công nghệ hoặc nguyên công

2.5 Chọn các thông số công nghệ:

Tương ứng với mỗi bước công nghệ hoặc nguyên công, tiến hành chọn chế độ cắt phùhợp với trạng thái phôi, vật liệu chi tiết gia công, vật liệu dao, độ bóng bề mặt chi tiết và khảnăng làm việc của máy (tham khảo các tài liệu về dao của một số hãng sản xuất dao trên thếgiới như: Sanvik, Mitsubishi, Ceratizite, Garant, )

3 Lập trình gia công:

Sử dụng một trong các phần mềm CAD/CAM để tiến hành thực hiện các bước côngnghệ, nguyên công gia công chi tiết trên máy tính, chọn Postprocessor để xuất chương trình

gia công qua file NC phù hợp với máy đã chọn để gia công chi tiết (các hệ điều khiển máynhư: FANUC, SINUMERIK, HEIDENHAIN, )

4 Mô phỏng gia công:

Mô phỏng quá trình gia công trên các phần mềm CAD/CAM hoặc các phần mềm CNC

B PHẦN BẢN VẼ

1 Bản vẽ chi tiết (A3 hoặc A4):

Thể hiện đầy đủ các hình chiếu, hình cắt, mặt cắt cho các chi tiết, thể hiện đầy đủ kíchthước và yêu cầu kỹ thuật (trong trường hợp cần thiết có thể có thêm hình vẽ 3D của chi tiết)

2 Bản vẽ nguyên công (A0 hoặc A1):

Thể hiện các bước công nghệ hoặc nguyên công của chi tiết, thể hiện đầy đủ hệ tọa độlập trình, các thông số công nghệ, dao, máy, công suất cắt và các yêu cầu kỹ thuật đạt được

IV CÁC YÊU CẦU CHUNG

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CAD/CAM/CNC

1.1Vai trò và chức năng của CAD/CAM/CNC

CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) là thuật ngữ chỉviệc thiết kế và chế tạo được hổ trợ bởi máy tính Công nghệ CAD/CAM sử dụng máy tính đểthực hiện một số chức năng nhất định trong thiết kế và chế tạo Công nghệ này đang đượcphát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất, 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 máy tính để hổ trợ trong xâydựng, sửa đổi, phân tích hay tối ưu hoá Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm và phần cứngđược sử dụng để thực thi các chức năng thiết kế chuyên ngành Phần cứng CAD gồm có: máytính, cổng đồ hoạ, bàn phím và các thiết bị ngoại vi khác Phần mềm CAD gồm có cácchương trình thiết kế đồ hoạ, chương trình ứng dụng hổ trợ các chức năng kỹ thuật cho người

sử dụng như: phân tích lực ứng suất của các bộ phận, phản ứng động lực học của các cơ cấu,các tính toán truyền nhiệt và lập trình bộ điều khiển số

CAM (Computer Aided Manufacturing) là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kếhoạch, quản lý và điều khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay giántiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất

CNC (Computer Numerical Controlled): Trước đây các chương trình điều khiển NC đềuphải thực hiện thông qua băng đục lỗ, điều khển phải có bộ lọc để giải mã cung cấp các tínhiệu điều khiển cho các trục máy với cách này có nhiều hạn chế, mất thời gian, các chưongtrình phải viết lại và dung lượng bé Chương trình CNC đã khắc phục được các nhược điểm

đó bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin trong bộ nhớ Cho đến nay, CNC đã xuất hiệntrong hầu hết các ngành công nghiệp, đây là lĩnh vực có sự kết hợp chặt chẽ giữa máy tính vàmáy công cụ

1.2Ứng dụng CAD/CAM/CNC trong việc thiết kế chế tạo sản phẩm

Cho đến nay việc ứng dụng các thành tựu của khoa học kỷ thuật vào quá trình sản xuấtrất mạnh mẽ.Thay vào việc phải công nhân phải trực tiếp đứng máy gia công thì ngày naytrong các nghành công nghiệp nhiều máy công cụ cổ điển đã được thay thế bằng máy CNC.Ứng dụng CAD/CAM/CNC để tổ chức sản xuất kèm theo đó là các phần mềm ứng dụng đểlập trình và điều khiển máy

Toàn bộ các thao tác gia công trên máy đều được thiết kế và mô phỏng trong chươngtrình phần mềm Giúp tránh được nhũng sai sót có thể xẩy ra.

Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có thể coi là một tiêu chí đánh giá sự phát triển củanền công nghiệp Hiện nay, các sản phẩm trong các ngành công nghiệp được chế tạo bằngviệc sử dụng các hệ thống khuôn mẫu khác nhau Sản phẩm khuôn mẫu thuộc loại sản phẩm

Cơ - Tin - Điện tử (Mechatronics) kỹ thuật cao, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào côngnghiệp khuôn mẫu hiện nay theo các hướng sau:

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

- Xây dựng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE trợ giúp trong thiết kế và chếtạo khuôn mẫu Hướng phát triển của hệ thống tích hợp CAD/CAM là sẽ bổ sung các mô hìnhthiết kế, cập nhật thêm các phương pháp gia công chính xác, hiệu quả và hiện đại

Phát triển các phần mềm trợ giúp thiết kế, tính toán, kiểm định và mô phỏng Hướng pháttriển này mới mẽ và đang được đầu tư ưu tiên hàng đầu

- Ứng dụng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CNC hiện nay đang là thị trườngmua bán và ứng dụng khá sôi động Có thể nói rằng: không có phần mềm CAD/CAM thìkhông thể thiết kế và chế tạo khuôn mẫu phức tạp, có độ chính xác cao

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

tử Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bị điều khiển số làvấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong đào tạo cũng như trong sản xuất cơ khí

1.3Giới thiệu chung về chức năng của ProE trong tổ hợp CAD/CAM/CNC

Phần mềm ProE là phần mềm tập hợp đầy đủ tính năng thiết kế và mô phỏng quá trìnhgia công chi tiết, với chức năng như vậy chúng ta có thể sử dụng các chương trình đã đượclập trình bằng phần mên này để kết nối nhập vào bộ điều khiển của máy CNC, hay quan sátquá trình gia công trước khi đi vào gia công thực tế

Trong phần mềm ProE có nhiều Modul khác nhau, sau đây là một số modul cơ bản được

sử dụng để vẽ, phân khuôn và lập trình gia công:

nhiên, do kế thừa đợc các công cụ vẽ của CAD truyền thống, lại được bổ sung công cụ tham

số hoá, Sketcher của CAD hiện đại trở thành công cụ vẽ mạnh và linh hoạt để tạo ra các bản

vẽ kỹ thuật Người ta thờng dùng Sketcher để tạo các bản vẽ đơn giản

- Modul Part: Thiết kế các hình khối dạng 3D dựa vào phương pháp đùn khối hoặc quét

thành khối đặc (Solid) hoặc dạng mỏng (Shell) hay mặt (Surface)

- Modul Manufacturing: Thiết kế mô phỏng tách khuôn và gia công.

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT

2.1Lựa chọn chi tiết

Sản phẩm của quá trình sản xuất là chi tiết vỏ ô tô mô hình Chi tiết này được thiết kếchế tạo cho các mô hình ô tô

Sản phẩm

Trên cơ sở các yêu cầu kỹ thuật, hình dáng của chi tiết, chúng ta có thể chọn phươngpháp đột dập để chế tạo chi tiết Vì vậy, trong cơ cấu máy cần phải có hai khuôn, một khuônchuyển động tạo xung lực dập và một khuôn tĩnh để tạo hình dáng chi tiết

Để thiết kế bộ khuôn dập này trên thực tến là một vấn đề khá phức tạp Trong phạm vi

đồ án môn học, chúng em chỉ có thể giới thiệu cách tách khuôn trên phần mềm ProE và giacông bộ khuôn đó trên phần mềm này

2.2Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết

 Yêu cầu đối với khuôn dập:

- Có độ chính xác tương đối cao

CHƯƠNG III PHÂN KHUÔN VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

GIA CÔNG

3.1Phân khuôn

 Bước1: Vào file/new: Xuất hiện hộp thoại New, trong type chọn Manufacturing, trong

Sub-type chọn Mold Cavity Đặt tên trong mục Name, tick chon Use default

 Bước 2: Lấy chi tiết để tách khuôn

Các bước thực hiện như sau:

Thực hiện từ trái sang phải và trên xuống

- Tạo phôi bằng phương pháp tạo solid-part

- Chọn mặt trên cùng làm mặt phẳng vẽ phác và đùn về 2 phía

Vẽ phác thảo và tạo chi tiết giống như tạo chi tiết bình thường Chi tiết phôi

 Bước 4: Tạo mặt phân khuôn:

Các bước thực hiện:

 Bước 5: Tách khuôn:

Các bước thực hiện

3.2Lập quy trình công nghệ gia công

3.2.1Khả năng công nghệ gia công chi tiết

Từ chi tiết đã cho có thể nói rằng chi tiết này hoàn toàn có thể tạo ra chỉ trên máy phayCNC 3 trục với hai lần gá đặt Ngoài ra có thể gia công trên các trung tâm gia công tiện phayvới chất lượng và độ chính xác cao nhưng giá thành của chi tiết sẽ rất cao

Chi tiết trên có thể gia công với 2 nguyên công chính gồm 7 bước và có thể tập trungtrong 2 lần gá đặt, cùng một số loại dao chuyên dụng sẽ được nêu trong phần chọn dao

Theo kết cấu của sản phẩm, cũng như yêu cầu về mặt kỹ thuật thì việc chọn chuẩn đóngvai trò quan trọng trong việc gia công Nếu chọn chuẩn không hợp lý sẽ sinh ra sai số chuẩndẫn đến ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của kích thước khi gia công Để làm tốt điều này,

ta phải xác định gốc kích thước và hướng kích thước một cách hợp lý Bên cạnh đó việc chọnchuẩn phải bảo đảm hai chỉ tiêu sau:

- Chất lượng của chi tiết trong quá trình gia công

- Nâng cao năng xuất và giảm giá thành

Từ những phân tích trên ta áp dụng vào chi tiết, theo yêu cầu và kết cấu ta chọn mặt đáy

để làm chuẩn tinh thống nhất trong suốt quá trình gia công, hướng kích thước từ dưới lên trên

3.2.2Chọn máy và các thông số kỹ thuật của máy

3.2.2.1Chọn máy

Trong đồ án này ta chọn máy phay CNC model MCV-1000

- Khoảng cách theo chiều dọc từ mũi trục chính tới bàn máy: 120-630 (mm).

- Khoảng cách theo chiều dọc từ mũi trục chính tới mặt cột: 550 (mm)

 Khả năng tự động thay đổi:

- Công cụ lựa chọn 2 chiều

- Thân dao BT 40

- Khả năng tự động thay đổi dụng cụ: 16 dụng cụ

3.2.3Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công

Trên cơ sở các dữ liệu về hình dáng hình học, độ chính xác, độ bóng bề mặt và vật liệucủa chi tiết ta chọn các bước gia công như sau:

 Nguyên công 1: Phay mặt chuẩn định vị (mặt đáy).

- Bước 1: Phay thô

- Bước 2: Phay tinh

 Nguyên công 2: Phay lòng khuôn

- Bước 1: Phay thô mặt phân khuôn

- Bước 2: Phay thô lòng khuôn

- Bước 3: Phay tinh mặt phân khuôn

- Bước 4: Phay tinh mặt phẳng lòng khuôn

- Bước 5: Phay bán tinh mặt cong lòng khuôn

- Bước 6: Phay tinh mặt cong lòng khuôn

- Bước 7: Khoan lỗ chứa chốt định vị Φ9.8

- Bước 8: Doa lỗ chứa chốt định vị Φ10

(Xem bản vẽ các nguyên công)

3.2.4Chọn dao và các thông số công nghệ

3.2.4.1Nguyên công 1

Chọn dao ASX445-050A03R của hãng MITSUBISHI

 Bước 1: Phay thô mặt phân khuôn

Chọn dao và chế độ cắt giống như phay thô mặt chuẩn định vị

 Bước 2: Phay thô lòng khuôn

 Bước 3: Phay tinh mặt phân khuôn

Chọn dao và chế độ cắt giống phay tinh mặt chuẩn định vị

 Bước 4: Phay tinh mặt phẳng lòng khuôn

Chọn dao giống phay thô lòng khuôn

Chế độ cắt:

- Vận tốc cắt Vc = 210 m/phút

- Lượng chạy dao răng fz = 0.051mm/z

- Lượng ăn dao ngang ap = 0.2 mm

- Tốc độ quay trục chính n = 2800 vòng/phút

 Bước 5&6: Phay bán tinh và phay tinh mặt cong lòng khuôn

Chọn dao VC2PSB0250

Chế độ cắt:

- Vận tốc cắt Vc = 210 m/phút

- Lượng chạy dao răng fz = 0.1 mm/z

- Lượng ăn dao ngang ap = 0.2 mm

- Tốc độ quay trục chính n = 2800 vòng/phút

 Bước 8: Doa lỗ chốt định vị

Chọn dao PM50-10H7-EB

Chế độ cắt:

- Vận tốc cắt Vc = 210 m/phút

- Lượng chạy dao răng fz = 0.051 mm/z

- Lượng ăn dao ngang ap = 0.2 mm

- Tốc độ quay trục chính n = 2800 vòng/phút