MỤC LỤC
PHẦN I: NHIỆM VỤ………………………………………………………….2
PHẦN II: THUYẾT MINH…………………………………………………...3
Chương 1. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ CHI TIẾT…………………………….3
1.1. Phân tích tính công nghệ của chi tiết…………………………………….3
1.2. Thiết lập mô hình 3D……………………………………………………...4
1.3. Xây dựng bản vẽ kỹ thuật của chi tiết theo TCVN………………..…...10
Chương 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ…………………….......13
2.1. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi……………………………….13
2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ…………………………………………....14
2.3. Xác định lượng dư gia công……………………………………………..17
Chương 3. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG CHO BỀ MẶT CHỈ ĐỊNH………22
3.1. Thiết kế nguyên công 2…………………………………………………..22
3.2. Xác định các nội dung nguyên công…………………………………….22
Chương 4. LẬP TRÌNH GIA CÔNG………………………………………….23
4.1. Nội dung thực hiện……………………………………………………….23
4.2. Lập trình cắt dây trên Mastercam X5…………………………………….37
4.3. Cấu trúc chung của chương trình NC ........................................................ 42
KẾT LUẬN……………………………………………………………………48
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………..…………………………..49
PHẦN III: TÀI LIỆU KỸ THUẬT………………………………………….50
Chương 1. HOÀN THIỆN THIẾT KẾ CHI TIẾT
1.1. Phân tích tính công nghệ của chi tiết
1.1.1 Cấu tạo và chức năng
Chi tiết đồ gá khối chữ V cần gia công thuộc nhóm chi tiết dạng hình hộp. Đây là dạng chi tiết điển hình trong công nghệ chế tạo máy.
Chi tiết thuộc loại nhỏ với các kích thước: chiều dài 110 [mm], chiều rộng 30 [mm], chiều cao 60 [mm]. Một số kích thước chưa đúng đã được điều chỉnh lại trên bản vẽ.
Chi tiết là hình khối lập phương 110x30x22 [mm]
Trên khối có:
+ 4 lỗ ren M4x0,5
+ 1 lỗ trụ Ø20
+ 1 rãnh 30x30x1 ở mặt bên
1.1.2 Cấp chính xác
- Bề mặt chữ V của chi tiết có dung sai 0,016 [mm], cần đạt độ chính xác cấp IT6.
- Chiều dài chi tiết là 110 [mm] có dung sai 0,035 [mm], cấp chính xác là cấp IT7.
- Chiều rộng chi tiết là 30 [mm] có dung sai 0,025 [µm], cấp chính xác là cấp IT7.
1.1.4 Vật liệu
Vật liệu chế tạo là thép C45 với thành phần hóa học như bảng dưới.
1.2. Thiết lập mô hình 3D
Mô hình 3D của chi tiết được xây dựng bằng phần mềm Autodesk Inventor theo trình tự sau:
- Khởi động chương trình Autodesk Inventor;
- Bước 1: Dựng khối hộp bằng lệnh Extrude;
- Bước 2: Tạo biên dạng bên của chi tiết bằng lệnh Extrude;
- Bước 3: Tạo lỗ tròn bằng lệnh Extrude;
- Bước 4: Tạo 4 lỗ bằng lệnh Hole;
- Bước 5: Tạo ren bằng lệnh Thread;
1.2.1 Dựng khối hộp bằng lệnh Extrude
Bước này thực hiện bởi các thao tác sau:
- Chọn Standard(mm).ipt trong mục Metric để khởi tạo file xây dựng mô hình chi tiết;
- Tạo 1 Sketch trên mặt phẳng Oxy;
- Trong môi trường Sketch, sử dụng lệnh Line để vẽ biên dạng chi tiết có kích thước như trên hình 1.1;
1.2.3 Tạo lỗ tròn bằng lệnh Extrude
Các bước thực hiện:
- Tạo Sketch trên biên dạng lõm hình 1.4;
- Trong Sketch vừa tạo dùng lệnh Circle(Center point) để tạo biên dạng lỗ có kích thước và vị trí như hình 1.5;
- Thoát khỏi môi trường Sketch để chuyển sang môi trường 3D bằng lệnh Finish Sketch;
- Trong môi trường 3D, dùng lệnh Extrude với lựa chọn cắt về một phía cho biên dạng cắt là Sketch vừa tạo, chọn kiểu nhập chiều sâu cắt là Distance với kích thước cắt là 10 [mm] để tạo hình chi tiết như mô tả trên hình 1.6;
1.2.5 Tạo ren bằng lệnh Thread
- Dùng lện Thread để tạo ren trong 4 lỗ Ø4 như trên hình 1.9;
1.3. Xây dựng bản vẽ kỹ thuật của chi tiết theo TCVN
Các bước thực hiện:
- Vào open kích mục look in, chọn Đồ án CAD-CAM/CAD/TCVN đã thiết lập khung bản vẽ theo TCVN như hình 1.10;
- Vào Base chọn vật thể 3D, tỷ lệ 2:1, hình chiếu Hidden Line, hướng chiếu Front ta được hình chiếu đứng như trong hình 1.11;
- Sử dụng các lệnh để ghi kích thước, dung sai, yêu cầu kỹ thuật,… cho bản vẽ như hình 1.13;
Chương 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
2.1.1. Ưu, nhược điểm các loại phôi có thể dùng
a. Phôi đúc
- Ưu điểm: Đúc có thể tạo phôi có hình dáng, kích thước gần sản phẩm do đó tiết kiệm được vật liệu và chi phí gia công cắt gọt. Và có thể chế tạo được vật đúc có hình dáng, kết cấu phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ… mà các phương pháp khác chế tạo khó khăn hoặc không chế tạo được.
- Nhược điểm: Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ nhám bề mặt không cao (có thể đạt cao nếu đúc đặc biệt như đúc áp lực, đúc trong khuôn kim loại).
c. Phôi rèn tự do
- Ưu điểm: Phương pháp này đơn giản, sản phẩm có cơ tính tốt (hơn đúc), hệ số sử dụng kim loại trung bình, ưu điểm chính trong sản xuất nhỏ là giá thành hạ do không phải chế tạo khuôn dập.
- Nhược điểm: Lao động nặng nhọc, chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào thể lực và trình độ công nhân, độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp, năng suất thấp.
d. Phôi cán nóng
- Ưu điểm: Không cần phải chi phí gia công chế tạo phôi, phù hợp với chi tiết dạng trục bậc có các bậc chính chênh nhau không lớn lắm, hay hình đơn giản như hình vuông, hình thỏi, lăng trụ… Đảm bảo độ chính xác kích thước và độ đồng bộ đều về tổ chức, cơ tính.
- Nhược điểm: Hệ số sử dụng kim loại thấp.
2.1.2. Phân tích, chọn phương pháp chế tạo phôi
Chi tiết có hình dáng đơn giản có thể sử dụng các phương pháp chế tạo phôi sau : phương pháp dập, phương pháp đúc, phương pháp rèn tự do, phương pháp cán nóng.
Đối với dạng sản xuất đơn chiếc thì ta chọn phương pháp rèn tự do vì phương pháp này đơn giản. Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc thì giá thành hạ, các phương pháp khác không đảm bảo tính kinh tế. Nhưng lao động nặng nhọc, chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào thể lực và trình độ công nhân, độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp, năng suất thấp.
2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ
Thiết kế quy trình công nghệ là phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả nhất. Trong đó mỗi nguyên công được thực hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi ứng với các phương pháp gia công cho các bề mặt căn cứ vào các đặc điểm sau:
- Khả năng tạo hình của các phương pháp gia công;
- Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đạp khi cắt;
- Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia và phạm vi gá đặt phôi trên máy thực hiện phương pháp gia công;
- Độ chính xác có thể đạt được của phương pháp gia công;
a. Bề mặt rãnh chữ V và rãnh hình vuông
Có yêu cầu về cấp độ nhám là Ra = 0,32 (cấp 9), yêu cầu cấp chính xác IT.
Phương pháp gia công: Bằng điện cực dây vonfram Ø0,1 [mm] trên máy cắt dây.
b. Lỗ trụ Ø20
Yêu cầu về độ nhám Rz = 20 (cấp 5)
Phương pháp gia công: Phay bằng dao phay ngón theo thứ tự sau:
- Phay thô;
- Phay bán tinh;
- Mài.
d. Các bề mặt còn lại
Các bề mặt còn lại đều có yêu cầu về cấp độ nhám Rz = 20 (cấp 5)
Phương pháp gia công: Phay bằng dao phay mặt đầu theo thứ tự sau:
- Phay thô;
- Phay bán tinh;
- Mài.
e. Bảng thứ tự nguyên công
Thứ tự nguyên công như bảng dưới.
2.3. Xác định lượng dư gia công
2.3.1. Tính lượng dư gia công cho bề mặt chỉ định
Yêu cầu kỹ thuật của bề mặt được chỉ định như sau:
- Độ nhám Ra = 0,32;
- Vật liệu: C45;
- Cấp chính xác của kích thước: IT6
Các phương pháp gia công được lựa chọn để gia công bề mặt này như sau:
- Cắt dây;
- Mài tinh.
a. Tổng giá trị sai lệch chất lượng bề mặt Rz+T cho các bước nguyên công lần lượt là :
- Phôi cán nóng: Rz.+T = 200+300=500 [µm], trích bảng 3-2 [1];
- Cắt dây: Rz.+T = 10+15=25 [µm], sử dụng giá trị của phay tinh, trích bảng3-2 [1];
- Mài tinh: Rz.+T= 5+15 = 20 [µm], trích bảng 3-4 [1];
c. Sai lệch không gian còn lại của các bước nguyên công:
- Mài tinh: kcx =0,02;
Như vậy, sai lệch không gian còn lại là:
- Mài tinh : .kcx = 143.0,02 = 2,86 [ ];
d. Tính lượng dư gia công nhỏ nhất cho các bước nguyên công:
- Cắt dây: Zimin =25 + 143 = 168 [ ];
- Mài tinh: Zimin = 20 + 2,86 = 22,86 [ ];
e. Tính kích thước tính toán
- Mài tinh: 110,022 [mm]
- Cắt dây: 110,022 + 0,023 = 110,045 [mm]
- Phôi: 110,045 + 0,168 = 110,213 [mm]
f. Tra dung sai của các nguyên công theo bảng 3-91[2] ghi vào bảng bên dưới.
g. Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số kích thước tính toán và lấy 2 chữ số đằng sau dấu phẩy.Kết quả ghi trong bảng bên dưới.
h. Tính kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai nguyên công. Kết quả ghi trong bảng bên dưới.
j. Tính lượng dư giới hạn
Zbmin : là hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất giữa hai nguyên công;
Zbmax : là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất giữa hai nguyên công;
k. Xác định lượng dư tổng cộng
Zbmin = 0,16 + 0,03 = 0,19 [mm];
Zbmax = 0,85 + 0,05 = 0,9 [mm].
l. Lượng dư tính toán được trình bày trong bảng sau.
2.3.2. Tra lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại
Lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại như bảng dưới.
Chương 3. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG CHO BỀ MẶT CHỈ ĐỊNH
Ở đây em được chỉ định thiết kế nguyên công 2
3.1. Chọn máy
Sử dụng máy cắt dây Default trong Mastercam
Bước nguyên công này được thực hiện trên máy cắt dây với các thông số như sau:
- Dây cắt: Hợp kim;
- Đường kính dây cắt: 0,2[mm];
- Tốc độ cắt: 80[mm2/phút];
3.2. Xác định nội dung các nguyên công
- Nguyên công 1: Cán phôi
- Nguyên công 2: Cắt dây trên máy cắt dây.
+ Lần gá 1: Cắt dây để được biên dạng như bề mặt 5
+ Lần gá 3: Cắt dây để tạo rãnh nhỏ mặt bề mặt 3
- Nguyên công 4: Kiểm tra
Kiểm tra dung sai kích thước, hình dáng, vị trí các bề mặt.
Chương 4. LẬP TRÌNH GIA CÔNG
4.1. Nội dung thực hiện
4.1.1. Lập trình Phay
a. Bước 1: Nhập mô hình đã thiết kế trong Inventor vào Mastercam như Hình 4.1;
b. Bước 2: Định vị hệ trục tọa độ như Hình 4.2;
- Hiệu chỉnh mô hình hệ trục tọa độ , đưa chi tiết về hệ tọa độ của phôi, nhấn F9 mô hình hướng theo hướng gia công được;
- Vào menu chọn Xform Move to Origin (Di chuyển gốc tọa độ) G54;
d. Bước 4: Định nghĩa phôi
Vào Files chọn Tool Settings đặt tên cho chương trình và thiết lập,chọn vật liệu trong Material là STEEL như Hình 4.3a;
e. Bước 5: Nhập các thông số phay vào Mastercam
Vào WCS view manager chọn TOP (để mặt phẳng của dao với mặt phẳng gia công trùng nhau, cùng nằm ở mặt bên 2) tương tự như phay mặt bên 1.
Chọn Depth Cuts điền các thông số chiều sâu cắt phay thô,tinh và số lần phay tinh như Hình 4.7b;
Vào WCS view manager chọn BOTTOM (để mặt phẳng của dao với mặt phẳng gia công trùng nhau, cùng nằm ở mặt bên 2) tương tự như phay mặt bên 1,
Các bước tiếp theo làm tương tự.Tuy nhiên, cần chú ý ở phần Linking parameters, điền Depth sẽ khác nếu chọn hệ tọa độ tuyệt đối hay tương đối.
4.1.2. Phay lỗ trụ Ø20
Vào WCS view manager chọn LEFT SIDE (để mặt phẳng của dao với mặt phẳng gia công trùng nhau, cùng nằm ở mặt bên 3)
Chọn Toolpaths Pocket chọn mặt bên 3 theo định dạng như Hình 4.9b;
Đường chạy dao thể hiện như Hình 4.12;
4.1.3. Khoan 4 lỗ M4
Chọn Toolpath chọn Drill chọn tâm của lỗ khoan chọn mũi khoan sửa các thông số của mũi khoan và tốc độ quay;
4.2. Lập trình cắt dây trên Mastercam X5
a. Bước 1: Nhập mô hình đã thiết kế trong Inventor vào Mastercam như Hình 4.17;
b. Bước 2: Định vị hệ trục tọa độ như Hình 4.18;
- Hiệu chỉnh mô hình hệ trục tọa độ , đưa chi tiết về hệ tọa độ của phôi, nhấn F9 mô hình hướng theo hướng gia công được;
- Vào menu chọn Xform Move to Origin (Di chuyển gốc tọa độ) G54;
- Kiểm tra trục X,Y phù hợp , Đổi đơn vị : Setting / Configuration / Metric;
e. Bước 5: Nhập các thông số cắt dây vào Mastercam
4.2.1. Cắt biên dạng
Vào Toolpaths/Contour. Chọn biên dạng như hình 4.20;
Cut before tabs: Tích ô Perform rough cut, nhập 1 vào Additional skim cuts; Cutting method: chọn phương pháp cắt, One way (cắt 1 đường), Reverse (cắt thêm 1 đường ngược lại).
Mục Compensation: Chọn hướng bù dao như hình 4.23;
Tích vào ô Rapid to start position at end of program ở mục Lead để chọn điểm bắt đầu trong mục Start position được như hình 4.25;
4.3. Cấu trúc chung của chương trình NC
Cấu trúc chung của chương trình NC theo tiêu chuẩn ISO 6983.
Trong cùng một chương trình mỗi hàng lệnh là một khối lệnh có cấu trúc như sau.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm việc tích cực, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo: Th.S…………, đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao. Nội dung của đồ án đã lập được quy trình công nghệ gia công chi tiết một cách hợp lý, đảm bảo được yêu về kỹ thuật và tính kinh tế của chi tiết, ứng dụng các phần mềm CAD/CAM.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, khả năng, và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy giáo đóng góp ý kiến và chỉ bảo cho em để em ngày càng hoàn thiện đồ án của mình. Và cuối cùng em xin cảm ơn thầy giáo: Th.S…………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
…………….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Nguyễn Đắc Lộc, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà nội năm 2006.
2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1 - Nguyễn Đắc Lộc, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuât, năm 2007.
3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 2 - Nguyễn Đắc Lộc, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuât, năm 2007.
4. Các tài liệu sử dụng phần mềm CAD/CAM.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"