MỤC LỤC

MỤC LỤC..1

GIỚI THIỆU.. 6

1. Đặt vấn đề. 6

2. Mục đích của đồ án. 6

3. Phạm vi của đồ án. 7

4. Bố cục đồ án. 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TỰ HÀNH TRONG QUÂN SỰ.. 8

1.1. Nhu cầu sử dụng thiết bị tự hành trong chiến tranh hiện đại 8

1.2. Các nghiên cứu trong nước về thiết bị tự hành trong hoạt động quân sự. 15

1.3. Phân tích hồ sơ thiết kế sản phẩm.. 18

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG SẢN PHẨM   28

2.1. Phân tích yêu cầu và phân loại nhóm chi tiết 28

2.2. Những định hướng chung cho việc thiết kế quy trình công nghệ. 32

2.3. Thiết kế quy trình công nghệ cho một số chi tiết điển hình trong sản phẩm   38

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ 46

3.1. Tổng quan về công nghệ CAD/CAM/CNC.. 46

3.2. Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo các thành phẩn cơ khí của sản phẩm.. 51

CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP. 61

4.1. Chế tạo các thành phần của thiết bị 61

4.2. Lắp ráp. 64

KẾT LUẬN.. 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 68

GIỚI THIỆU

1. Đặt vấn đề

   Cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ, thiết bị tự hành cũng có những bước phát triển mạnh mẽ. Chỉ trong vòng nửa thế kỷ qua, rất nhiều thiết bị tự hành đã được nghiên cứu, chế tạo để phục vụ hoạt động của con người. Ngày nay, thiết bị tự hành đã được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống xã hội. Cùng với ứng dụng trong hoạt động dân sự, thiết bị tự hành đã và đang được sử dụng trong lĩnh vực an ninh quốc phòng.

   Thiết bị tự hành trong quân sự đóng vai trò to lớn trong chiến tranh hiện đại. Chúng thay thế cho người lính trong các công việc khó khăn, gian khổ và nguy hiểm như trinh sát, do thám, vượt qua bãi mìn được ngụy trang khéo léo, xung phong tấn công cứ điểm, rà phá bom mìn,.. Như vậy, người lính sẽ được an toàn hơn trong chiến đấu, nếu có vấn đề xảy ra, chúng ta chỉ phải tốn chi phí để sản xuất thiết bị mới. Và hơn nữa, với khả năng ngày càng cao, thiết bị tự hành hoàn toàn có thể trở thành trợ thủ đắc lực cho người lính trong chiến đấu. Trong các cuộc chiến tranh gần đây, nhiều mẫu thiết bị tự hành quân sự đã được đưa vào chiến trường. Chúng đã thực sự khẳng định tầm quan trọng trên thế giới. Từ yêu cầu xây dựng Quân đội Nhân dân Việt Nam trong giai đoạn hiện nay, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo các thiết bị tự hành quân sự là 1 vần đề cấp bách . Nhiệm vụ đó đòi hỏi các nhà khoa học, nhà nghiên cứu, đội ngũ kỹ sư và học viên, sinh viên Việt Nam phải khai thác được các kỹ thuật hiện đại để thiết kế chế tạo ra các thiết bị tự hành phục vụ cho hoạt động An ninh Quốc phòng. Là sinh viên theo học khối kỹ thuật nói chung và nghành Cơ Điện Tử nói riêng,theo xu hướng đó, chúng em chọn đề tài: “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo các thành phần cơ khí của mô-đun di động cho thiết bị tự hành phục vụ các nhiệm vụ quân sự” cho đồ án tốt nghiệp của mình.

2. Mục đích của đồ án

Từ 1 thiết kế mô-đun đi động cho thiết bị tự hành phục vụ các nhiệm vụ quân sự, bằng việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC, nhóm đồ án sẽ phân tích thiết kế, từ đó xác định phương án chế tạo và tiến hành chế tạo các thành phần cơ khí của mô - đun. Sản phẩm của đồ án là mô - đun đi động được lắp ghép hoàn chỉnh.

3. Phạm vi của đồ án

Đồ án tập trung vào các vấn đề:

- Tìm hiểu tổng quan về thiết bị tự hành trong hoạt động Quân sự.

- Phân tích 01 thiết kế mô - đun di động của thiết bị tự hành trong hoạt động quân sự.

- Xây dựng quy trình công nghệ gia công sản phẩm.

- Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo sản phẩm

- Lắp ráp và thử nghiệm 1 số tính năng chính của sản phẩm.

4. Bố cục đồ án

Đồ án gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về thiết bị tự hành trong quân sự

Chương 2: Xây dựng quy trình công nghệ gia công nghệ gia công sản phẩm

Chương 3: Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo sản phẩm

Chương 4: Chế tạo và thử nghiệm

                                                          Hà nội, ngày ... tháng ... năm 20....

                                                         Học viên thực hiện

                                                          ....................

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TỰ HÀNH TRONG QUÂN SỰ

1.1. Nhu cầu sử dụng thiết bị tự hành trong chiến tranh hiện đại

Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học quân sự, các thiết bị tự hành thông minh đang được ứng dụng ngày càng nhiều nhằm thay thế cho con người trong các cuộc chiến tranh hiện đại. Những thiết bị tự hành này có thể trực tiếp được trang bị vũ khí nhằm chiến đấu tiêu hao sinh lực địch. Chúng cũng có thể được trang bị các hệ thống quan sát thu thập dữ liệu phục vụ cho các mục đích trinh sát hay tham gia rà phá bom mìn. Chúng còn có thể hoạt động trong các môi trường khắc nghiệt, có nồng độ phóng xạ, hóa chất cao mà con người không thể tiếp cận.

1.1.1. Các thiết bị tự hành được tích hợp vũ khí

Đây là một trong những sản phẩm được các nước phát triển trên thế giới phát triển nhiều nhất. Các thiết bị tự hành này được tích hợp nhiều loại vũ khí hiện đại, hệ thống camera và các cảm biến, có khả năng điều khiển từ xa hoặc tự động tìm kiếm mục tiêu,... Các thiết bị này đã tham gia nhiều cuộc chiến tranh gần đây mà mang lại hiệu quả cao. Một số thiết bị tích hợp vũ khí điển hình như:

a) Maars Robot:

Đây là loại robot địa hình có tích hợp vũ khí đang được Quân đội Mỹ nghiên cứu phát triển, Maars Robot được sử dụng trong chiến tranh tại Iraq và Afghanistan và đã thực hiện khá tốt các nhiệm vụ. Hiện Maars Robot hoạt động thông qua hệ thống điều khiển từ xa kết hợp với hệ thống định vị toàn cầu – GPS. MAARS cao 0,9 m, có hình dáng tương tự một chiếc xe tăng mini. Nhờ hệ thống bánh xích mà MAARS có thể di chuyển linh hoạt và vượt nhiều loại địa hình phức tạp. 

b) Platform-M:

Platform-M là hệ thống robot chiến đấu mới nhất của Nga. Loại robot này có hình dạng như một chiếc xe tăng nhỏ, robot này nặng 816 kg, di chuyển với tốc độ 45 km/giờ. Platform-M có khả năng thực hiện các nhiệm vụ trinh sát và tuần tra, cũng như bảo vệ các mục tiêu chiến lược. Platform-M cũng đang được trang bị các thiết bị định vị do thám bằng radio và điện – quang, giúp thực hiện nhiệm vụ ngay cả vào ban đêm mà không bị kẻ địch phát hiện. Platform-M cũng có một khung gầm chung và có thể tích hợp nhiều loại vũ khí khác nhau.

1.1.2. Thiết bị tự hành rà phá bom mìn

Bên cạnh các thiết bị tích hợp vũ khí, các thiết bị tự hành còn được tích hợp các cánh tay máy nhiều bậc tự do cùng các hệ thống rà phá để thực hiện các nhiệm vụ ra phá bom mìn. Các thiết bị này được ứng dụng trong chiến trường hoặc xử lý vật liệu nổ trong việc chống khủng bố. 

1.1.3. Thiết bị tự hành thực hiện nhiệm vụ trinh sát

Một số thiết bị điển hình như:

a) Robot Nerva:

Robot được thiết kế nhỏ gọn, có thể đặt vừa trong balo, di chuyển linh hoạt và có khả năng chịu va đập tốt. Nerva được điều khiển từ xa, dữ liệu hình ảnh được truyền từ camera 360 độ đặt trên xe về trung tâm điều khiển. Nerve robot có thể hoạt động liên tục 24 giờ mà không cần sạc pin.

b) Robot Recon Scout:

Robot này được cấu trúc bằng nhôm và titan thiết bị có độ bền cao có thể ném qua cửa sổ, quăng qua tường. Chuyển động của thiết bị được điều khiển ở khoảng cách xa sử dụng bộ điều khiển bằng tay và ngay lập tức thiết bị bắt đầu truyền tín hiệu video.

1.1.4. Thiết bị tự hành vận chuyển, cứu hộ, cứu nạn

Một số thiết bị điển hình như:

a) Robot BEAR:

Robot BEAR thực hiện nhiệm vụ cứu nạn. Nó có thể nâng một trọng lượng lên tới 220 kg, khả năng di chuyển linh hoạt nên nó có thể thực hiện các nhiệm vụ cứu nạn trong nhưng vùng nguy hiểm như trong hỏa hoạn, hay trên chiến trường. Với chiều cao 1,8 m cùng hệ thống cảm biến và camera, thông tin được gửi về trung tâm chỉ huy sẽ cho người điều khiển cái nhìn bao quát về môi trường xung quanh, giúp dễ dàng tiếp cận cứu người bị nạn.

b) Thiết bị vận chuyển đa chức năng MULE:

MULE là thiết bị vận tải không người lái đa chức năng được sử dụng để vận chuyển trang thiết bị quân sự. MULE được thiết kế để di chuyển nhẹ nhàng và ít gây tiếng động nhất. Đây là phương tiện vận chuyển đạn dược tiếp tế hiệu quả (khả năng tải đến 900kg). 

1.2. Các nghiên cứu trong nước về thiết bị tự hành trong hoạt động quân sự

Trong khi việc triển khai ứng dụng thiết bị tự hành vào các nhiệm vụ quân sự đang trở thành xu hướng tất yếu tại nhiều quốc gia trên thế giới, để nâng cao hiệu quả hoàn thành nhiệm vụ cũng như giảm thiểu rủi ro thương vong về nhân lực, Việt Nam cũng đã từng bước tiếp cận với việc thiết kế và chế tạo các thiết bị tự hành phục vụ hoạt động Quân sự. 

1.2.1. Thiết bị tự hành tích hợp vũ khí

Một số nhóm nghiên cứu của HVKTQS đã và đang phát triển các mẫu thiết bị tự hành tích hợp vũ khí. Các thiết bị đều có khả năng vượt qua các địa hình phức tạp, khả năng di chuyển linh hoạt, điều khiển từ xa thông qua camera. Trên các thiết bị được tích hợp nhiều loại vũ khí khác nhau để phục vụ hoạt động Quân sự.

1.2.2. Thiết bị tự hành phục vụ nhiệm vụ trinh sát

Robot leo cầu thang và quan sát được thiết kế có khả năng leo lên, xuống các loại cầu thang thông dụng; di chuyển linh hoạt qua các địa hình không bằng phẳng (vượt vật cản có chiều cao tối đa 210mm, độ dốc lớn nhất 30 độ, chiều rộng rãnh tối đa 400mm). Robot có khả năng di chuyển với vận tốc trung bình là 0,4 m/s (vận tốc tối đa 0,8 m/s), có thể rẽ phải, trái, tiến, lùi một cách linh hoạt, quan sát được xung quanh nhờ các camera không dây và gửi hình ảnh về giao diện máy tính tại trung tâm điều khiển, ghi được video qua camera với khoảng cách tối đa 300 m.

1.3. Phân tích hồ sơ thiết kế sản phẩm

Sản phẩm của đồ án là 01 mô-đun di động cho thiết bị tự hành.  Sản phẩm có 1 số tính năng cơ bản sau:

- Hệ thống di chuyển bằng bánh đai với 2 càng nâng ở phía bánh đai bị động. Càng nâng có thể nâng hạ cho phép sản phẩm vượt qua các chướng ngại vật, di chuyển lên và xuống cầu thang.

- Hai hệ thống bánh đai ở 2 bên được dẫn động độc lập cho phép sản phẩm có khả năng thay đổi hướng linh hoạt.

- Hệ thống căng đai giúp bánh đai luôn giữ độ căng nhất định.

Sản phẩm gồm các bộ phận chính sau:

 - Hệ thống khung Robot (hình 1.15).

- Hệ thống bánh đai để di chuyển (hình 1.16)

- Hệ thống căng dây đai (hình 1.17).

- Hệ thống dẫn động bánh đai (hình 1.18).

- Hệ thống dẫn động càng nâng (hình 1.19).

1.3.1. Hệ thống khung sản phẩm

Khung sản phẩm được chế tạo bằng thép hộp 25x25x3 mm. Các thanh được liên kết với nhau bằng mối ghép hàn. Trên khung được khoan các vị trí định vị để lắp ráp với các hệ thống khác của sản phẩm. Phần trên của khung có các vị trí để lắp ráp mô - đun công tác.

1.3.2. Hệ thống bánh đai để di chuyển

Sản phẩm gồm 2 bộ bánh đai đối xứng 2 bên của sản phẩm  được dẫn động độc lập dùng để di chuyển. Sản phẩm sử dụng đai thang kiểu H có bước đai 12,7 mm, chiều rộng 50 mm. 

1.3.4. Hệ thống dẫn động bánh đai

Hệ thống dẫn động bánh đai gồm những bộ phận chính sau:

01 - Bích ôm động cơ.

02 - Bích bắt động cơ.

03 - Trục chủ động.

04 - Động cơ dẫn động chính.

05 - Ổ đỡ 6204.

06 - Ổ đỡ bi.

07 - Bulong M5x60.

08 - Đai ốc M5.

09 - Bạc chặn nhôm bị động.

10- Nhông chủ động.

11 - Nhông bị động.

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG SẢN PHẨM

2.1. Phân tích yêu cầu và phân loại nhóm chi tiết

Sản phẩm  54 loại chi tiết, trong đó có 28 loại chi tiết tiêu chuẩn nhưng với số lượng lắp ráp lớn (vít, đai ốc, ổ lăn, lò xo,...), và các chi tiết kim loại nhưng không hoặc ít phải gia công cơ (đai, vòng,...). Trong số các chi tiết phải gia công cơ còn có những chi tiết rất đơn giản, như các chốt. Với các chi tiết đơn giản này không cần thiết phải thiết kế quy trình công nghệ. Mặt khác, trong đồ án, nhóm đồ án cố gắng sử dụng tính kế thừa, tính tương tự của kết cấu, dùng chung chi tiết cho nhiều cụm để giảm chủng loại và tăng số chi tiết giống nhau, giảm chi phí và thời gian gia công.

2.1.1. Nhóm chi tiết dạng trục

Nhóm chi tiết dạng trục bao gồm bao gồm trục chủ động và bị động.

2.1.2. Nhóm chi tiết dạng bánh đai

Gồm các bánh đai chủ động, bánh đai bị động, mặt bích chặn đai. Chúng được chế tạo từ các phôi nhôm trụ, bằng các công nghệ phay và cắt dây. Trên chi tiết dạng này có bề mặt lắp ổ lăn nên yêu cầu cấp độ nhám Ra = 1,25, và độ đồng tâm 0,02, phải tiện tinh để đạt được độ nhám trên.

2.1.3. Nhóm chi tiết dạng càng

Gồm 2 càng nâng của sản phẩm. Chúng được chế tạo từ thép C45. Trong chế tạo hàng loạt, các chi tiết dạng này thường dùng phôi rèn, dập, nhưng vì gia công đơn chiếc, sử dụng phôi thép tấm và dùng phương pháp công nghệ là cắt dây. 

2.1.5. Nhóm chi tiết dạng tấm uốn

Bao gồm các tấm gá động cơ, tấm gá các cụm cơ cấu. Như tên gọi chúng được làm từ tấm thép tiêu chuẩn, có hàm lượng cacbon thấp, được cắt, hàn, khoan lỗ,... Như chi tiết dạng ống, nhưng chi tiết dạng tấm uốn không cần gia công chính xác, và không có yêu cầu chống mòn. 

2.2. Những định hướng chung cho việc thiết kế quy trình công nghệ

Quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm (gồm quy trình công nghệ các chi tiết, quy trình lắp ráp) không những phải thõa mãn các yêu cầu kỹ thuật theo thiết kế mà còn phải đảm bảo tính hiện thực (khả thi) và tính kinh tế. 

2.2.1. Phân tích điều kiện sản xuất

a) Kết cấu của sản phẩm:

Sản phẩm có kết cấu bộ phận di chuyển bẳng bộ truyền đai thang, dẫn động chính bằng 2 động cơ có giảm tốc và qua bộ truyền xích để tăng momen để đáp ứng di chuyển trên góc nghiêng do các bậc cầu thang tạo ra. Để giữ cho robot chống lật khi di chuyển trên các bậc cầu thang thì robot được giữ cân bằng bởi 2 càng nâng quay ra phía sau 180, ngoài ra 2 càng nâng này còn có nhiệm vụ phải nâng robot lên ở bậc cầu thang đầu tiên, dẫn đến động cơ để nâng được robot phải đủ khỏe, và có tính tự hãm, do vậy ở robot leo cầu thang phiên bản chúng em đang chế tạo có dùng động cơ trục vít - bánh vít có tỉ số truyền lớn, qua bộ truyền xích để tăng momen đáp ứng được yêu cầu nâng được robot. 

b) Điều kiện sản xuất:

Sản phẩm của đồ án là sản phẩm chế thử, chỉ chế tạo 1 bộ và không có lặp lại. Mặt khác, trong quá trình chế thử không thể tránh được việc thay đổi kết cấu, thiết kế lại, vừa làm vừa sửa.

2.2.2. Định hướng công nghệ

Từ phân tích về đặc điểm kết cấu của sản phẩm về điều kiện sản xuất, có một số định hướng chung về công nghệ như sau:

- Sử dụng các loại phôi sẵn trên thị trường, tạo hình sơ bộ bằng các phương pháp cắt, hàn, rèn uốn tự do, cắt dây,...

- Sử dụng thiết bị công nghệ vạn năng để gia công các bề mặt thông thường, kết hợp sử dụng các máy điều khiển số cho các bề mặt có hình dạng phức tạp hoặc yêu cầu cao về độ chính xác kích thước, vị trí tương quan và độ nhám bề mặt.

2.2.4. Chọn máy cắt

Sản phẩm được chế tạo tại các cơ sở khác nhau nên việc chọn máy cắt chỉ mang tính định hướng và làm cơ sở thiết kế quy trình công nghệ. Máy cắt gọt được chọn trong số các loại máy thông dụng ở Việt Nam. Các chi tiết của sản phẩm có thể được gia công trên các loại máy sau:

a) Máy tiện CNC TNC - 05:

+ Công suất động cơ dẫn động: 3,7 kW

+ Hành trình trục x: 300 mm

+ Hành trình trục z: 250 mm

b) Máy phay CNC FANUC OT – 10M:

+ Hiệu máy: MAKINO.

+ Hệ điều hành: FANUC 10M.

+ Kích thước bàn: 500x850 mm.

+ Hành trình X/Y/Z: 700/450/450 mm.

2.3. Thiết kế quy trình công nghệ cho một số chi tiết điển hình trong sản phẩm

Chi tiết được chọn để thiết kế quy trình công nghệ là trục chủ động có nhiệm vụ truyền momen từ động cơ đến hệ thống bánh đai để di chuyển.

2.3.1. Chọn phương pháp tạo phôi

a) Phôi dập:

- Ưu điểm: năng suất cao, sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, phôi có hình dạng gần giống chi tiết,  lượng dư gia công ít, hệ số sử dụng kim loại cao, thao tác đơn giản, thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá.

- Nhược điểm: chi phí đầu tư khuôn và máy lớn.

b) Phôi rèn tự do:

- Ưu điểm: phương pháp 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 nhiều vào thể lực và trình độ công nhân, độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp, năng suất thấp.

Kết luận: Chọn phương án phôi thép cán nóng để chế tạo chi tiết.

2.3.2. Thiết kế tiến trình công nghệ

a) Lập 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 thưc hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi xác định 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 đập khi cắt.

- Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia công 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.

- Điều kiện sản xuất thực tế ở đơn vị.

Thứ tự các nguyên công:

Nguyên công 1: Cắt phôi.

Nguyên công 2: Tiện.

Nguyên công 3: Phay rãnh then.

Nguyên công 4: Nhiệt luyện.

Nguyên công 5: Kiểm tra cơ tính chi tiết.

Nguyên công 6: Kiểm tra dung sai kích thước, hình dạng và vị trí các bề mặt của chi tiết.

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC TRONG CHẾ TẠO CƠ KHÍ

3.1. Tổng quan về công nghệ CAD/CAM/CNC

3.1.1. Khái niệm và xu hướng phát triển của CAD/CAM/CNC

CAD (Computer- Aided Design): Thiết kế kỹ thuật có sự trợ giúp của máy tính. Thuật ngữ CAD còn được định nghĩa là Computer Aided Drawing công cụ trợ trợ giúp vẽ trên máy tính. Các phần mềm CAD ngày càng phổ biến và phát triển cùng với sự phát triển của máy tính. Trong các ngành công nghệ mũi nhọn, hầu hết các sản phẩm đã được thiết kế nhờ CAD và các đặc tính của sản phẩm trở thành một bộ phận trong dữ liệu của CAD.

Quá trình ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo sản phẩm thông qua 4 bước (hình 3.2).

- Bước 1: Hình dạng hình học được phác thảo với sự trợ giúp của chương trình CAD.

- Bước 2: Lập trình viên tạo lập đường chạy dao (Toolpath) từ hình dạng hình học đã có. Phần này được gọi là CAM. Kết quả là dữ liệu toolpath theo định dạng chung được tạo lập. Tập tin này gọi là CL-File, với định dạng theo tiêu chuẩn ISO (ISO 3592 và ISO 4343). CL-File chứa dữ liệu mô tả Toolpath mà dụng cụ sẽ phải chuyển động theo khi gia công tạo hình. Với mọi thời điểm các giá trị XYZ là vị trí của mũi dao (Tooltip) và cosin chỉ phương IJK của trục dụng cụ. Bên cạnh đó, CL-File cũng chứa các thông tin về công nghệ, như tốc độ trục chính và lượng tiến dao.

- Bước 4: Là thực hiện chương trình gia công sau khi hậu xử lý. Dữ liệu được gửi trực tiếp từ máy tính tới máy CNC qua kết nối DNC. Việc thực hiện chương trình CNC 3 trục có thể được mô phỏng trên máy do đó có thể phát hiện được các lỗi. Mô phỏng và kiểm soát va chạm các chương trình CNC 5 trục yêu cầu các gói phần mềm chuyên dụng riêng biệt. Hiện nay có hàng chục hệ thống CAD/CAM trên thị trường để hỗ trợ lập trình CNC 5 trục.

3.1.2. Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC

Hiện nay, công nghệ CAD/CAM/CNC đang được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thiết kế và sản xuất cơ khí. Nhiều phần mềm CAD/CAM/CNC hỗ trợ tối đa cho người sử dụng trong việc thiết kế và sản xuất các sản phẩm cơ khí. Một số ứng dụng chính của công nghệ CAD/CAM/CNC

3.2. Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC trong chế tạo các thành phẩn cơ khí của sản phẩm

Trong đồ án này, công nghệ CAD/CAM/CNC được ứng dụng trong việc lập trình gia công và gia công các chi tiết của sản phẩm. Căn cứ vào kết quả thiết kế, tính toán quy trình công nghệ ở chương 2, nhóm đồ án sẽ lập trình gia công các chi tiết thuộc nhóm 1 (hình 2.2), nhóm 2 (hình 2.3), nhóm 3 (hình 2.4), nhóm 4 (hình 2.5).  Các chi tiết thuộc nhóm 5 (hình 2.6), nhóm 6 (hình 2.7) được chế tạo bằng các công nghệ gò, hàn, nguội.

Trong thuyết minh đồ án, trình bày quá trình sử dụng phần mềm CAD/CAM để lập trình gia công 01 chi tiết điển hình trong nhóm 1. Phần mềm sử dụng là phần mềm MasterCAM X5.

3.2.1. Lập trình nguyên công tiện

- Bước 1: Khởi động Mastercam X5.

- Bước 2: Đưa chi tiết được thiết kế bằng Inventor (.ipt) vào môi trường Mastercam X5.

- Bước 3: Chọn máy.

Machine Type -> Lathe ->  Chọn loại máy phù hợp

Bước 4: Dùng lệnh Xform -> Translate để di chuyển chi tiết về gốc tọa độ gia công.

- Bước 6: Xác định các đường chạy dao cho lần gá 1.

Căn cứ vào phiếu công nghệ, xác định các đường chạy dao phù hợp.

Với mỗi loại dao đường chạy dao, cần điền đầy đủ các tham số (parameters) : số hiệu dao (Tool number), tốc độ trục chính (Spindle speed), lượng chạy dao ( Feed rate), chiều sâu cắt (Depth of cut) ...(hình 3.12).

Vào Coolant để thiết lập các chế độ làm mát trong quá trình gia công.

Vào Home Position để thay đổi điểm thay dao.

- Bước 8: Mô phỏng quá trình gia công 3D và tạo G-code (hình 3.15, hình 3.16 ).

 3.2.2. Lập trình nguyên công phay

- Bước 1: Đưa chi tiết được thiết kế bằng Inventer (.ipt) vào môi trường Mastercam X5.

- Bước 2: Chọn máy.

Machine Type " Mill " chọn loại máy phù hợp

- Bước 3: Dùng lệnh Xfrom " Move to Origin để di chuyển chi tiết về gốc tọa độ gia công.

- Bước 4: Lựa chọn phôi cho chi tiết

Chi tiết được lồng phôi từ chi tiết đã tiện xong

- Bước 7: Lựa chon dụng cụ cắt

Vào Tool, click đúp vào dao để điều chỉnh các thông số của dao (hình 3.20)

Với mỗi loại dao đường chạy dao, cần điền đầy đủ các tham số (parameters): số hiệu dao (Tool number), tốc độ trục chính (Spindle speed), lượng chạy dao ( Feed rate) ...(hình 3.21).

CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP

4.1. Chế tạo các thành phần của thiết bị

- Khung sản phẩm:

- Cụm động cơ truyền lực chính:

- Trục chủ động:

- Trục bị động:

- Bộ truyền đai:

4.2. Lắp ráp

Sau khi chế tạo và lắp ráp, được sản phẩm hoàn chỉnh như hình sau.

KẾT LUẬN

   Sau hơn 3 tháng thực hiện đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy tại bộ môn Công nghệ thiết bị và Hàng không Vũ trụ, đặc biệt là thầy giáo :T.S ………….., chúng em hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định. Kết quả đạt được của đồ án gồm:

1. Đã hoàn thành được nhiệm vụ đặt ra: Từ 1 bản vẽ thiết kế mô-đun đi động cho thiết bị tự hành phục vụ các nhiệm vụ quân sự do giáo viên cung cấp, bằng việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC, nhóm đồ án đã phân tích thiết kế, từ đó xác định phương án chế tạo và tiến hành chế tạo các thành phần cơ khí của mô – đun và lắp ghép thành sản phẩm hoàn thiện.

2. Các nội dung cụ thể đã đạt được trong đồ án là:

- Phân tích hồ sơ thiết kế của sản phẩm, phân chia các chi tiết trong sản phẩm thành các nhóm chi tiết.

- Xây dựng  quy trình gia công các chi tiết.

- Sử dụng phần mềm CAD/CAM để lập trình gia công các chi tiết.

- Gia công các chi tiết và lắp ráp thành sản phẩm hoàn chỉnh.

3. Hạn chế: Mối hàn trong các chi tiết còn chưa được đẹp. Một số chi tiết gia công, chế tạo có sai số lớn. Chưa tiến hành sơn được sản phẩm

4. Kiến nghị: Qua quá trình chế tạo sản phẩm và quá trình thử nghiệm đơn giản, nhóm đồ án có một số đánh giá và kiến nghị với nhóm thiết kế sản phẩm để có những thay đổi phù hợp như sau:

- Khối lượng sản phẩm nặng, cần thay đổi vật liệu nhẹ hơn hoặc tính toán bỏ bớt các phần vật liệu thừa trên các bộ phận để giảm khối lượng sản phẩm.

- Động cơ cung cấp để thử nghiệm yếu nên sản phẩm di chuyển chậm. Động cơ nâng càng yếu nên khó khăn trong việc nâng sản phẩm.

- Cần gắn them các răng vào mặt ngoài của đai để có thể leo cầu thang hoặc vượt vật cản.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

[1]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS. TS Ninh Đức Tốn, PGS. TS Trần Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 1, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 2007.

[2]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS. TS Ninh Đức Tốn, PGS. TS Trần Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 2, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 2007.

[3]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS. TS Ninh Đức Tốn, PGS. TS Trần Xuân Việt, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy Tập 3, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 2007.

Tiếng Anh:

[4]. https://knowledge.autodesk.com/support/inventor-products.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"