Ứng dụng công nghệ cad cam cnc thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công khuôn ép nhựa sản phẩm ổ điện hai chấu

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ CAD/CAM/CNC THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM Ổ ĐIỆN HAI CHẤU Sinh viên thực hiện: Bùi Xuân Bộ Mã sinh viên: 1851060106 Lớp: K63-KTCK Giảng viên hướng dẫn: ThS Đặng Thị Hà Hà Nội, tháng 10 năm 2022 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Khố luận tốt nghiệp kết nghiên cứu riêng tôi, thực hướng dẫn khoa học THS Đặng Thị Hà, đảm bảo tính trung thực tuân thủ quy định trích dẫn, thích tài liệu tham khảo Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm lời cam đoan này! Hà Nội, ngày 02 tháng 10 năm 2022 Sinh viên thực hiện: Bùi Xuân Bộ i LỜI CẢM ƠN Qua trình thực Khóa luận tốt nghiệp, em học nhiều kiến thức chun mơn bổ ích, nhìn nhận thiếu sót kinh nghiệm thực tế mà em chưa có, góp phần khơng nhỏ tạo nên tự tin công việc tương lai Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Nhà trường, khoa Cơ điện – Cơng trình, Bộ mơn Kỹ thuật khí tạo điều kiện cho em hồn thành Khóa luận tốt nghiệp thời gian vừa qua Xin kính gửi lời cảm ơn đến Cô ThS Đặng Thị Hà – giáo viên trực tiếp hướng dẫn Khóa luận hướng dẫn tận tình tạo điều kiện tốt để em hồn thành đề tài Khóa luận Xin kính gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô Khoa Bộ môn giúp đỡ em q trình hồn thiện Khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, chúng em xin gửi lời tri ân đến quý thầy cô trường Đại Học Lâm Nghiệp tận tình dạy dỗ, bảo em, để em có ngày hơm Em xin chân thành cảm ơn! ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tỷ trọng sống nguyên liệu nhựa thông dụng 13 Bảng 1.2: Độ co rút số loại nhựa .13 Bảng 1.3: Nhiệt độ phá hủy số loại nhựa 14 Bảng 3.1: Bảng tra định dạng sản xuất 50 Bảng 3.2: Chế độ cắt nguyên công 57 Bảng 3.3: chế độ cắt nguyên công 61 Bảng 3.4: chế độ cắt nguyên công 62 Bảng 3.5: chế độ cắt nguyên công 63 Bảng 3.6: thông số cắt .65 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Kết cấu khuôn ép nhựa hai Hình 1.2: Kết cấu khuôn ép nhựa ba Hình 1.3: Cơng nghệ chế tạo chất dẻo .19 Hình 1.4: Các loại thiết bị cán chữ I, L, F, Z 19 Hình 1.5: Kết cấu khuôn hai 25 Hình 1.6: Khn dùng kênh dẫn nóng .25 Hình 1.7: Khuôn ba 27 Hình 1.8: Kết cấu khuôn 27 Hình 1.9: Inventor .28 Hình 3.2: Bản vẽ chi tiết 54 Hình 3.3: Bản vẽ khối khn sản phẩm 54 Hình 3.4: ảnh Dao FLAT 64 Hình 3.5: ảnh Dao BALL-2 64 iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH .iv MỤC LỤC .v ĐẶT VẤN ĐỀ Chương I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU GIỚI THIỆU .3 1.1 Tầm quan trọng công nghệ làm khuôn mẫu sản phẩm nhựa 1.2 Nhu cầu sử dụng sản phẩm nhựa thiết bị điện 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Mục tiêu, Nội dung, Phương pháp nghiên cứu 1.5 Tổng quan chất dẻo polymer .10 1.5.1 Khái niệm 10 1.5.2 Phân loại 10 1.5.3 Tính chất Polymer .11 1.5.4 Một số loại Polymer thường gặp ứng dụng chúng 14 1.6 Các phương pháp gia công chất dẻo 18 1.6.1 Công nghệ cán 19 1.6.2 Công nghệ phủ chất dẻo 20 1.6.3 Công nghệ đùn .21 1.6.4 Gia công vật thể rỗng .21 1.6.5 Công nghệ hàn chất dẻo 22 1.6.6 Công nghệ dán chất dẻo 22 1.6.7 Công nghệ ép ép phun 23 1.8 Tổng quan khuôn ép phun sản phẩm nhựa 24 1.8.1 Khái niệm 24 1.8.2 Các loại khuôn ép sản phẩm nhựa 24 1.8.3 Các yếu tố khuôn 27 v 1.9 Tổng quan phần mềm INENTOR 28 Chương II: THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ KHUÔN ÉP NHỰA CHI TIẾT Ổ ĐIỆN CHẤU 33 2.1 Phân tích ý tưởng 33 2.2 Phân tích tính kết cấu chi tiết .33 2.3 Thiết kế chi tiết phần mềm INVENTOR .33 2.4 Thiết kế khuôn ép nhựa chi tiết ổ cắm điện chấu 36 2.5 Tính tốn thiết kế hệ thống kênh dẫn theo lý thuyết 47 Chương III: LẬP QUY TRÌNH GIA CƠNG KHN ÉP NHỰA CHI TIẾT Ổ ĐIỆN HAI CHẤU 48 3.1 Xác định dạng sản xuất phương pháp chế tạo phôi 48 3.1.1 Xác định dạng sản xuất 48 3.1.2 Xác định Phương pháp chế tạo phôi .50 3.2 Thứ tự nguyên công chế tạo khuôn ép chi tiết 53 3.3 Tính tốn chế độ cắt gọt cho nguyên công 55 3.3.1 Nguyên công 1: Phay thô – Tinh mặt phẳng lớn 55 3.3.2 Nguyên công 2: Phay thô+ Phay tinh mặt bên 58 3.3.3 Nguyên công 3: Mài mặt phẳng lớn 61 3.3.4 Nguyên công 4: Khoan lỗ kênh làm mát 62 3.3.5 Nguyên công 5: Gia cơng lịng khn 63 3.3.6 Nguyên Công 6: Nguyên công xung điện cực 65 3.3.7 Nguyên công 7: mạ điện crom .65 3.3.8 Ngun cơng 8: Đánh bóng lịng khn 65 3.3.9 Nguyên công 9: Tổng kiểm tra .65 3.4 Lập trình gia cơng khn phần mềm SOLIDWORKS 66 3.4.1 Gia cơng lịng khn .66 3.4.2 Gia cơng lịng khn 68 3.4.3 Xuất chương trình CNC 71 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 vi vii ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện xã hội đại ngày xuất nhiều sản phẩm mới, yêu cầu sản phẩm ngày tiện dụng, bền, đẹp Bên cạnh yếu tố xuất lao động, chất lượng sản phẩm ngày quan tâm đầu tư mức Khuôn mẫu ngành đầu tư lớn công nghệ đại, đặc biệt đời hệ thống CAD/CAM/CNC liên thơng q trình thiết kế chế tạo, đội ngũ nhân lực kỹ thuật cao từ khn mẫu sản xuất hàng loạt sản phẩm giống hình dáng, chất lượng, thẩm mỹ, đáp ứng nhu cầu đa dạng ngày tăng người, có sản phẩm làm từ nhựa.Với phát triển không ngừng nghỉ ngành nhựa đời ngành cơng nghiệp khn mẫu để hỗ trợ cho tất yếu Một công nghiệp khuôn mẫu phát triển làm đa dạng hóa sản phẩm nhựa thị trường, hạ giá thành sản phẩm làm tăng tính cạnh tranh doanh nghiệp, đồng thời giúp người tiêu dùng có nhiều phương án lựa chọn mua sản phẩm Ngày sản phẩm làm chất dẻo nhựa (Polyme) ứng dụng rộng rãi sản suất tiêu dùng Vì cơng việc nghiên cứu thiết kế sản phẩm hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng nhà nước đầu tư phát triển Hòa nhập xu hướng phát triển giới nước ta ngành sản xuất gia công vật liệu chất dẻo trọng phát triển, thành tựu đánh giá đời hàng loạt sản phẩm đa dạng phong phú chất lượng với độ phức tạp ngày nâng cao Hệ thống máy móc ngày cải tiến Nhu cầu sử dụng đồ gia dụng người tiêu dùng ngày cao, điều thơi thúc thị trường sản phẩm làm từ nhựa nước ta trở nên sôi động Mẫu mã, thẩm mỹ, nghệ thuật chất lượng cải thiện Người tiêu dùng hưởng lợi chất lượng giá cả, đồng thời tạo công việc cho nhiều người Tất nhu cầu lợi ích cho ta thấy cần thiết sản phẩm nhựa đời sống ngày từ đời phương pháp sản xất, chế tạo sản phẩm nhựa phục vụ cho nhu cầu xã hội Chính lí nên em định chọn đề tài khóa luân tốt nghiệp với tiêu đề: ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ CAD/CAM/CNC THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM Ổ ĐIỆN HAI CHẤU c Mài tinh: Vđ á= 30m/s, Vphôi = 15m/ph, t = 0,01mm, Sng = 0,2, H = 0,2.60 = 12mm/htk - Cơng hữu ích mài chu vi đá: N = Cn.V r ph t x S y dq - Nc số mũ tra bảng : Cn= 0,68; r = 1; x = 0,8; q= Công xuất mài thô: N = Cn.V r ph t x S y dq = 0,68.251.0,0030,8.200,8.1 = 9,8KW Công suất mài tinh: N = Cn.V r ph t x S y dq = 0,68.51.0,010,8.100,8.1 = 1,6KW 66 Bảng 3.4: chế độ cắt nguyên công Bước Máy Dụng cụ S1(m/ph) S2mm S3(mm/htk) Mài thô 3E721Aθ 1-1 A60V6 25 0,03 24 Mài tinh 3E721Aθ 1-1 A60V6 15 0,01 12 3.3.4 Nguyên công 4: Khoan lỗ kênh làm mát Để khoan đường ống làm mát ta dùng mũi khoan sâu khoan máy khoan cần 2H53 Các đường dẫn nước làm mát khơng địi hỏi độ xác q cao định vị khống chế tất bậc tự Chọn máy: Máy khoan cần 2H53 Chọn dao: Mũi khoan ruột gà loại dài thép gió a Bước1: khoan lỗ lắp ống nước làm mát: d 10 Chiều sâu cắt: t= = = 5mm Lượng chạy dao: tra bảng 5.87 trang 84[3] s= 0,2mm/vòng Tốc độ cắt khoan: V= Cv D T m.S q y Kv Trong đó: - Tra bảng 5.28 trang 23[3] hệ số mũ Cv = 9,8; q = 0,4 ; y = 0,5; m = 0,2 - kv=kmv.kuv.klv Kmv hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công tra bảng 5.1trang 6[3] k mv= Kuv hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5.6 trang 8[3] Kuv= 0,3 Klv hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan tra bảng 5.31 trang 24[3] Klv= 0,85 → Kv=1.0,3.0,85=0,255 67 0,4 V= 9,8.8 0,255 = 6,8 m/ph 250,2 0,2 0,5 Số vòng quay trục theo tính tốn: n= 1000 V 1000.6,8 = =268,4 ( vòng / phút ) π D 3,14.8 Tra theo máy nm= 300 v/ph Tốc độ cắt thực tế là: V= π D nm 3,14.8.300 = =7,54 ( m/ ph ) 1000 1000 Mô men xoắn khoan: Mx= 10.Cm.Dq.Sy.kp Trong hệ số mũ số tra bảng 5.32 trang 25[3] CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8 MX=10.0,0345.82.0,20,8.1= 6,1 Nm Lực chiều trục: Po=10.Cp.Dq.Sy.Kp Trong hệ số số mũ tra bảng 5.32 trang 23[3] CP = 68; q = 1; y = 0,7 PO = 10.68.81.0,20,7.1 = 1763N Công suất cắt: Ne = M x n 6,1.300 = = 0,2 KW 9750 9750 b Bước 2: taro M15 Chọn dao ta rơ ngắn tiêu chuẩn có chi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét Các thông số dao ta rô trifh bày bảng Bảng 3.5: chế độ cắt nguyên công Bước CN Máy Dao V(m/ph) n(v/ph) S(mm/vg) t(mm) Khoan ∅ 2H53 P6M5 7,54 300 0,2 Tay P18 265 1,5 0,75 10 Taro M12 68 3.3.5 Nguyên cơng 5: Gia cơng lịng khn a u cầu kỹ thuật: Độ nhám bề mặt: Ra = 1,25 ( μ m) Cấp xác: CCX Dung sai kích thước: δ = ± 0,02 (mm) b Chọn dao: Gia công thơ: chọn dao phay ngón D = 12 (mm) Tra bảng 4-78 (sổ tay CNCTM tập 2) ta có thơng số dao sau: Dao D1 ap L1 D4 Z FLAT-12 12 26 83 12 FLAT- 6 13 57 Hình 3.4: Hình ảnh Dao FLAT + Dao bán tinh: Dao R FLAT-2 BALL-2 D1 ap 7 L3 23 69 D5 L1 D4 1,44 39 2 60 Hình 3.5: Hình ảnh Dao BALL-2 70 + Dao tinh: Dao D1 ap L3 D5 L1 D4 N FLAT-1 1 0,94 50 Bảng 3.6: Thông số cắt Bước Phay thô Máy Dao T S0 V nm (mm) (mm/p) (m/ph) (v/ph) VCN410A-II FLAT-12 800 82,9 2200 VCN410A-II FLAT-6 0,3 800 65,9 3500 VCN410A-II FLAT-2 0,2 600 25,1 4000 VCN410A-II BALL-2 0,1 400 34,5 55000 VCN410A-II FLAT-1 0,05 400 20,1 6500 Phay thô Phay thô Phay tinh Phay tinh 3.3.6 Nguyên Công 6: Nguyên công xung điện cực - Để tạo cổng gate runer dùng máy xung điện cực - Tạo bề mặt gia công mà dao phay thực 3.3.7 Nguyên công 7: Mạ điện crom - Để tạo độ cứng khả chống mài mòn bề mặt lịng khn 3.3.8 Ngun cơng 8: Đánh bóng lịng khn - Ta dùng giấy giáp, đá mài cầm tay, để sửa lại profile khn - Đánh bóng lịng khn vải 3.3.9 Ngun cơng 9: Tổng kiểm tra - Kiểm tra độ không phẳng mặt phẳng đáy đồng hồ so, độ không phẳng ≤ 0,1 (mm) 71 - Kiểm tra độ khơng vng góc mặt phẳng đáy mặt bên đồng hồ so , độ khơng vng góc ≤ 0,1 (mm) 3.4 Lập trình gia cơng khn phần mềm SOLIDWORKS 3.4.1 Gia cơng lịng khn Chọn gốc toạ độ chọn gốc toạ độ chi tiết, ta chọn top of center mục stock, ta chọn phôi vừa với chi tiết Hình 3.6: Chọn gốc tọa độ Chọn select faces để chọn mặt phẳng cần gia cơng Hình 3.7: Chọn mặt phẳng 72 Sau chọn lệnh choosing tool for operation để chọn dao gia công bề mặt khn Hình 3.8: Chọn dao gia cơng Phần pocket operation ta chọn levels để chọn bước ăn dao ta chọn cho ăn xuống 0.5mm Hình 3.9: Chọn bước ăn dao Và chọn chọn chế độ cắt cho khn 73 Hình 3.10: Chọn chế độ cắt Chọn lệnh hetical ăn dao xoắn ốc xuống bề mặt chi tiết Hình 3.11: Mơ sau gia cơng 3.4.2 Gia cơng lịng khn Đầu tiên chọn gốc phôi ta tiến hành gia công Chọn lệnh Pocket Reconigtion để gia công bề mặt chi tiết Chọn vào bề mặt chi tiết, hệ thống sec nhận tất bề mặt để gia công Tiếp theo, ta tiến hành chọn dao, điều chỉnh tốc độ cắt, chế độ cắt, bước tiến, độ ăn dao, tốc độ quay trục Sau điều chỉnh tất ấn tính tốn chương trình lệnh Save and Caculate 74 Hình 3.12: Chọn gốc phơi Sau chọn lệnh choosing tool for operation để chọn dao gia cơng bề khn Hình 3.13: Chọn dao gia công Tiếp tục phần pocket operation ta chọn levels để chọn bước ăn dao ta chọn cho ăn xuống 0.5mm 75 Hình 3.14: Chọn bước ăn dao Sau hoàn thành bước ta chọn chế độ cắt Hình 3.15: Chọn chế độ cắt Chọn lệnh hetical ăn dao xoắn ốc xuống bề mặt chi tiết 76 Hình 3.16: Mơ sau gia cơng 3.4.3 Xuất chương trình CNC Chương trình CNC khn % O1000 (KHUON TREN_MILLING) N100 (COMPENSATION-WEAR) N102 (REV-0.70) N104 (SEP-11-2022-10:23:18PM) N106 (TOOL - DIA 4.) N1 G90 G17 G40 G80 G00 N108 M06 T1 () N110 (PR-faces) N112 G00 G54 G90 X91.9771 Y0.425 S1500 M03 N114 G43 H1 Z120 N116 Z25 N118 Z50 N120 Z2 77 N5252 G01 Z-1 F300 N5254 X-91.7491 Y-0.0302 F450 N5256 Y-0.0301 N5268 G00 Z50 N5270 M05 N5272 G00 G28 G91 Z0 N5274 G00 G28 G91 X-15.0 Y0 N5276 G90 N5278 M06 T1 N5280 M30 % Chương trình CNC khn % O1000 (KHUON DUOI_MILLING) N100 (COMPENSATION-WEAR) N102 (REV-0.70) N104 (SEP- 2-2022-4:20:36PM) N106 (TOOL - DIA 2.) N1 G90 G17 G40 G80 G00 N108 M06 T1 () N110 (P-contour) N112 G00 G54 G90 X16 Y5 S1500 M03 N114 G43 H1 Z120 N116 Z25 N4024 G00 G28 G91 X-15.0 Y0 N4026 G90 N4028 M06 T1 78 N4030 M30 % KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ CAD/CAM/CNC THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM Ổ ĐIỆN HAI CHẤU.” Em hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu Qua đồ án việc thực hành kiến thức học môn học sở chuyên ngành chúng em trực tiếp tiếp xúc với kiến thức công nghệ gia công chế tạo khuôn mẫu ,các phương pháp gia công tiên tiến CNC Và phương pháp phi truyền thống gia công tia lửa điện, cắt dây Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn cô Đặng Thị Hà tận tình giúp đỡ chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin cảm ơn thầy ban hội đồng tồn thể thầy cô trường dẫn dắt dạy dỗ chúng em Đề tài hoàn thành nội dung sau: - Thiết kế chi tiết ổ điện hai chấu phần mềm INVENTOR 2017 - Thiết kế khuôn ép nhựa chi tiết ổ điện hai chấu phần mềm INVENTOR 2017 - Lập trình gia cơng mơ q trình gia cơng khuôn ép nhựa chi tiết ổ điện hai chấu phần mềm SOLIDWORKS 2019 - Xuất code chương trình gia cơng khn Em cố gắng trình bày cách rõ ràng chi tiết với mục đích đề tài tài liệu học tập cho bạn sinh viên khóa sau phát triển Tuy nhiên với thời gian kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót nội dung hình thức trình bày 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập - GS TS Trần Văn Địch [2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập - GS TS Trần Văn Địch [3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập - GS TS Trần Văn Địch [4] Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình – Chế độ cắt gia cơng khí – NXB Đà Nẵng [5] Vật liệu chất dẻo – tính chất công nghệ gia công – PGS.TS Phạm Minh Hải – 2003 [6] Át lát đồ gá – GS.TS Trần Văn Địch – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 1999 [7] Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa – TS Vũ Hoài Ân 80