đồ án công nghệ cad/cam ( quy trình công nghệ chế tao tay biên )
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nhiều nước trên thế giới đã và đang ứng dụng rộng rãi các máy điều khiển số vào lĩnh vực cơ khí chế tạo. Nhằm để giảm khối lượng gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế cũng như rút ngắn thời gian sản xuất. Với sự phát triển của lĩnh vực công nghệ thông tin đã tạo ra các phần mềm tiện ích để thiết lập nhanh, chính xác các bản vẽ hình chiếu 2D, bản vẽ hình chiếu trục đo 3D, mô phỏng quá trình lắp rắp cho đến quá trình hoạt động của máy, tạo khuôn mẫu và cho phép tự động lập chương trình gia công trên các máy CNC. Quan sát quá trình gia công trên màn hình máy tính. Do đó chúng ta có thể kiểm tra toàn bộ quá trình gia công, sữa chữa những lỗi trong chương trình tránh được các sai sót trước khi gia công đem lại hiệu quả kinh tế cao. Đồ án CAD/CAM/CNC tập hợp tất cả các tính năng trên bằng việc ứng dụng phần mềm Pro/Engineer đã được học để thiết kế lập trình gia công xuất chương trình gia công trên máy CNC Trong quá trình làm chắc sẽ không tránh khỏi thiếu sót, kính mong sự góp ý của các thầy để đồ án đươc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bùi Trương Vỹ đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng, Ngày….tháng….năm 2012 Sinh viên thực hiện Cao Văn Thắng SVTH: Cao Văn Thắng Trang 1 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1. Giới thiệu về đề tài Tên đề tài : “ Gia công tay biên”. Tay biên (thanh truyền) là một chi tiết máy nằm trong động cơ đốt trong. Tay biên nhận lực tác động từ piston truyền xuống trục khuỷu, biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. SVTH: Cao Văn Thắng Trang 2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Hình 1.1 Sơ đồ lắp tay biên Điều kiện làm việc: Tay biên chịu các lực: - Lực khí thể của quá trình nén và cháy – giản nở trong xylanh - Lực quán tính của chi tiết chuyển động tịnh tiến - Lực quán tính của bản thân thanh truyền Khi làm việc lực quán tính và lực khí thể thay đổi theo chu kỳ bởi vậy tải trọng tác động vào tay biên thay đổi và có tính chất va đập mạnh. Thân tay biên chịu nén và chịu uốn dưới tác dụng của lực khí thể và lực quán tính. SVTH: Cao Văn Thắng Trang 3 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2.1 . Kết cấu tay biên: Kết cấu tay biên gồm 3 phần như hình vẽ - Đầu nhỏ tay biên: đầu lắp ghép tay biên với chốt piston SVTH: Cao Văn Thắng Trang 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ - Thân tay biên: phần tay biên nối đầu nhỏ với đầu to - Đầu to tay biên: đầu lắp ghép với chốt trục khủy Hình 2.1 Kết cấu tay biên a) Đầu nhỏ tay biên Kết cấu đầu nhỏ tay biên phụ thuộc phụ thuộc vào kích thước chốt piston vào phương pháp lắp ghép chốt piston vào đầu nhỏ tay biên. Hiện nay dùng phổ biến chốt piston lắp tự do: đầu nhỏ tay biên có dạng hình trụ rỗng. Do có sự chuyển động tương đối giữa chốt piston và đầu nhỏ tay biên nên cần phải bôi trơn bề mặt ma sát. Trong những động cơ làm mát đỉnh piston bằng cách phun dầu nhờn vào bên dưới đỉnh piston, trên đầu nhỏ tay biên phải bố trí lỗ phun dầu. Dầu sau khi bôi trơn bề mặt bạc lót và chốt piston sẽ phun vào mặt dưới của đỉnh piston để làm mát đỉnh. Mặt trong của đầu nhỏ tay biên được lắp với bạc theo kiểu lắp chặt, mặt trong bạc lắp lỏng với chốt piston để đảm bảo chốt piston chuyển động tương đối so với đầu nhỏ tay biên. b) Thân tay biên Chiều dài của thân tay biên tính từ tâm đầu nhỏ đến đầu to tay biên. Thân tay biên chịu lực phức tạp: lực quán tính, kéo, nén, uốn,…để phù hợp với tình hình chịu lực, tay biên có cấu tạo một đầu to và một đầu nhỏ. Thân tay biên thường có tiết diện hình chữ I, là loại phân bố vật liệu hợp lý nhất vì nó đảm bảo độ cứng vững mà trọng lượng lại giảm. c) Đầu to tay biên SVTH: Cao Văn Thắng Trang 5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Đầu to của tay biên là phần trụ rỗng ôm lấy chốt trục khuỷu. Để chống mòn và thuận tiện trong bảo dưỡng, sữa chữa người ta dùng bạc lót lắp vào đầu to tay biên. Mặt làm việc của bạc lót được tráng lớp hợp kim chống mòn. Để đảm bảo tính năng làm việc tốt, đầu to tay biên cần đảm bảo các yêu cầu: - Bảo đảm cứng vững để bạc lót không bị bến dạng - Phải nhỏ gọn để giảm lực quán tính - Giữa đầu to và thân có góc lượn để tránh gây ứng suất tập trung - Thuận lợi cho việc lắp ghép với chốt khuỷu. Mặt trong của tay biên được lắp chặt với bạc, mặt trong của bạc lót lắp lỏng với chốt khuỷu. Vật liệu chế tạo: Do phải truyền lực rất lớn nên vật liệu chế tạo tay biên thường là thép cácbon hoặc thép hợp kim. Thông thường thép cácbon được dùng nhiều vì giá thành thấp, vì vậy ta chọn vật liệu chế tạo là thép C45. 2.2. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Từ chức năng của tay biên , để đảm bảo khả năng cho tay biên làm việc tốt thì khi chế tạo các bề mặt làm việc phải đáp ứng các yêu cầu. Dung sai độ song song của hai đường tâm lỗ đầu to và lỗ đầu nhỏ: tra bản 2.16 - Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép (Ninh Đức Tốn), xác định được cấp chính xác độ song song là 7, dóng vào bảng 2.15- Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép (Ninh Đức Tốn), ta xác định được dung sai độ song song của hai đường tâm là 0,025mm. SVTH: Cao Văn Thắng Trang 6 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Dung sai độ song song của mặt đầu hai lỗ: xác định tương tự ta được cấp chính xác độ song song của nó là 9, tra bảng 2.15 như trên ta xác định được dung sai độ song song của mặt đầu hai lỗ là 0,02mm. Từ cấp chính xác 7 và 9, tra bảng 2.12- Sổ Tay Dung Sai Lắp Ghép (Ninh Đức Tốn), ta xác định được cấp chính xác về kích thước tương ứng 7-IT8, 9-IT10. Tra bảng dung sai tiêu chuẩn ta được các giá trị dung sai ghi trong bản vẽ chi tiết. SVTH: Cao Văn Thắng Trang 7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Hình 2.2 Kiểu lắp của tay biên SVTH: Cao Văn Thắng Trang 8 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Nếu ko đảm bảo những yêu cầu này, thì sự sai lệch sẽ gây nên sự chuyển động lệch tâm của piston trong xi lanh mà người ta thường gọi là độ đâm biên. Khi đó ma sát giữa các cặp tiếp xúc như piston, xéc măng và xilanh hay cổ trục, cổ biên với các ổ đỡ tăng lên rất nhiều, có thể dẫn đến phá hoại lớp dầu bôi trơn, tốc độ mài mòn tăng và phân bố không đồng đều trên bề mặt làm việc. Hình 2.3 Tay biên bị lệch Vì vậy khi chế tạo, việc đảm bảo các yêu cầu trên là hết sức cần thiết. - Để phù hợp ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi dập, dập cho năng suất cao và độ bền cao. - Để giảm giá thành sản phẩm ta sản xuất theo hàng loạt nhỏ. - Vật sau khi dập có 2 lỗ chưa thấu, ta cần gia công mặt đầu, gia công 2 lỗ, gia công lỗ tra dầu. . SVTH: Cao Văn Thắng Trang 9 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Chương 3 THIẾT KẾ CHẾ TẠO 3.1. Chọn phôi. Phôi sử dụng để gia công CNC là phôi dập, sau khi dập phôi có dạng gần giống với chi tiết với 2 lỗ chưa thấu. Hình 3.1 Chi tiết lồng phôi SVTH: Cao Văn Thắng Trang 10 [...]... (m/phút) ( tra bảng) - Vận tốc trục chính là: n = - Lượng chạy dao răng: fz = 0,4 (mm/răng) ( tra bảng) - Lượng chạy dao phút: Vf = fz.n.Z = 0,4 995 3 = 1193 (mm/phút) - Chọn chiều sâu cắt: t = 0,2 (mm) 3.2.2.8 Nguyên công 2 Bước 1 : Phay mặt đầu 2 lỗ ( mặt 2) Chọn dao và chế độ cắt như gia công bước 1(NC 1) 3.2.2.9 Nguyên công 2 Bước 2: Vát mép lỗ đầu nhỏ SVTH: Cao Văn Thắng Trang 26 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ... CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC Chọn dao và chế độ cắt như gia công bước 7 (NC 1) 3.2.2.10 Nguyên công 2 Bước 3 : Vát mép lỗ đầu lớn SVTH: Cao Văn Thắng Trang 27 GVHD: Bùi Trương Vỹ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC Chọn dao và chế độ cắt như gia công bước 7 (NC 1) 3.2.2.11 Nguyên công 3 Bước 1 : Phay mặt đầu lỗ tra dầu SVTH: Cao Văn Thắng Trang 28 GVHD: Bùi Trương Vỹ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC Chọn dao và chế độ cắt... 1790 5 = 895 (mm/phút) - Lượng ăn dao vòng: S0 = fz.Z = 0,1 5 = 0,5 (mm) SVTH: Cao Văn Thắng Trang 15 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ - Chọn chiều sâu cắt: t = 1 (mm) Khi phay tinh: - Vận tốc cắt: Vc = 200 (m/phút) ( tra bảng) - Vận tốc trục chính là: n = - Lượng chạy dao răng: fz = 0,1 (mm/răng) ( tra bảng) - Lượng chạy dao phút: Vf = fz.n.Z = 0,1 1989 5 = 995 (mm/phút) - Lượng ăn... Vỹ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC SVTH: Cao Văn Thắng Trang 31 GVHD: Bùi Trương Vỹ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Chương 4 THIẾT KẾ CHẾ TẠO CHI TIẾT TAY BIÊN VỚI PHẦN MỀM PRO ENGINEER Sử dụng phần mềm Pro Engineer Wildwire 4.0 để thực hiện các bước công nghệ, nguyên công gia công chi tiết trên máy tính 4.1 Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM 4.1.1 Vai trò của CAD_CAD_CNC: CAD_CAM (Computer... (m/phút) ( tra bảng) - Vận tốc trục chính là: n = - Lượng chạy dao răng: fz = 0,25 (mm/răng) ( tra bảng) - Lượng chạy dao phút: Vf = fz.n.Z = 0,25 4973 2 = 2486 (mm/phút) - Chọn chiều sâu cắt: t = 1 (mm) 3.2.2.6 Nguyên công 1 Bước 6 : Doa lỗ đầu lớn Chọn dao có đường kính : D1 = 35 mm - Vận tốc trục chính: n = 800 (vòng/phút) - Vận tốc cắt: Vc = SVTH: Cao Văn Thắng Trang 24 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD:... 5 = 0,5 (mm) - Chọn chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm) 3.2.2.2 Nguyên công 1 Bước 2 : Khoan lỗ Chọn dao khoan MQS của hãng Mitsubishi có thông số như hình dưới SVTH: Cao Văn Thắng Trang 16 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC Hình 3.7 Bảng thông số dao khoan SVTH: Cao Văn Thắng Trang 17 GVHD: Bùi Trương Vỹ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC Đường kính mũi khoan D1 = 15 mm - Vận tốc trục chính: Vc = 100 (m/phút) - Vận tốc... Trang 22 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Lưỡi cắt được chọn có mã số AOMT123602PEER-M có các thông số Hình 3.12 Bảng thông số lưỡi cắt dao phay ngón Hình 3.13 Bảng thông số điều kiện cắt của dao phay ngón Các thông số công nghệ: Đường kính dao phay ngón Ф16mm SVTH: Cao Văn Thắng Trang 23 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ phay bán tinh - Vận tốc cắt: Vc = 200 (m/phút) ( tra... (m/phút) ( tra bảng) - Vận tốc trục chính là: n = - Lượng chạy dao răng: fz = 0,4 (mm/răng) ( tra bảng) - Lượng chạy dao phút: Vf = fz.n.Z = 0,4 3183 1 = 1273 (mm/phút) - Chọn chiều sâu cắt: t = 0,2 (mm) 3.2.2.5 Nguyên công 1 SVTH: Cao Văn Thắng Trang 21 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ Bước 5 : Phay bán tinh lỗ Ta chọn dao phay ngón của hãng dao: MITSUBISHI Hình 3.11 Dao phay ngón...ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ 3.2 Thiết lập quy trình công nghệ 3.2.1 Lựa chọn máy và thông số kỹ thuật chính của máy Lựa chợn máy phay : EMCO CONCEPTMILL- 450 Hình 3.2 Máy phay EMCO CONCEPTMILL- 450 Ngoài chức năng phay của máy thì máy còn có thể thực hiện được các công việc - Khoan Khoét Doa Ta ro Thông số chính của máy SVTH: Cao Văn Thắng Trang 11 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC... chế độ cắt như phay bán tinh ở bước 5 (NC 1) 3.2.2.12 Nguyên công 3 Bước 2 : Khoan lỗ tra dầu SVTH: Cao Văn Thắng Trang 29 GVHD: Bùi Trương Vỹ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC Chọn dao khoan MQS của hãng Mitsubishi Đường kính mũi khoan D1 = 3 mm - Vận tốc trục chính: Vc = 50 (m/phút) - Vận tốc cắt: n = - Chiều sâu cắt: t = 0,5 D1 = 0,5.3 = 1,5 (mm) - Lượng chạy dao vòng: s = 0, 2( mm/vòng) SVTH: Cao Văn Thắng . CÔNG 2.1 . Kết cấu tay biên: Kết cấu tay biên gồm 3 phần như hình vẽ - Đầu nhỏ tay biên: đầu lắp ghép tay biên với chốt piston SVTH: Cao Văn Thắng Trang 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi. Trương Vỹ - Thân tay biên: phần tay biên nối đầu nhỏ với đầu to - Đầu to tay biên: đầu lắp ghép với chốt trục khủy Hình 2.1 Kết cấu tay biên a) Đầu nhỏ tay biên Kết cấu đầu nhỏ tay biên phụ thuộc. = 0,5 (mm). SVTH: Cao Văn Thắng Trang 15 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM/ CNC GVHD: Bùi Trương Vỹ - Chọn chiều sâu cắt: t = 1 (mm). Khi phay tinh: - Vận tốc cắt: V c = 200 (m/phút) ( tra bảng). - Vận