Thiết kế và lập quy trình chế tạo khuôn ép nhựa cánh quạt điện cơ 91

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA CÁNH QUẠT ĐIỆN CƠ 91 NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 7520103 Giáo viên hướng dẫn : ThS Đặng Thị Hà Sinh viên thực : Đặng Quang Hiếu Mã sinh viên : 1851060156 Lớp : K63 - KTCK Khóa học : 2018 - 2022 Hà Nội, 2022 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: khóa luận tốt nghiệp kết nghiên cứu, tìm tịi tham khảo riêng em, thực hướng dẫn khoa học Th.S Đặng Thị Hà, đảm bảo tính trung thực tuân thủ quy định trích dẫn, thích tài liệu tham khảo Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan này! … Ngày … tháng… năm…… Sinh viên Đặng Quang Hiếu i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường, khoa điện – công trình, mơn kỹ thuật khí tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời gian vừa qua Xin kính gửi lời cảm ơn đến cô Th.S Đặng Thị Hà – giáo viên trực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp cho em, hướng dẫn tận tình đồng thời tạo điều kiện tốt để em hồn thành đồ án tốt nghiệp Xin kính gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô khoa môn giúp đỡ em q trình hồn thiện đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, em xin gửi lời tri ân đến quý thầy cô trường Đại Học Lâm Nghệp tận tình dạy dỗ, bảo em để em có ngày hôm Em xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ khuôn mẫu 1.1.1 Lịch sử phát triển công nghệ khuôn mẫu giới 1.1.2 Lịch sử phát triển công nghệ khuôn mẫu tại Việt Nam 1.2 Ứng dụng công nghệ khuôn mẫu sản xuất sản phẩm nhựa 1.3 Tổng quan chất dẻo polymer chế tạo sản phẩm nhựa 1.3.1 Khái niệm nhựa polyme 1.3.2 Phân loại 1.3.3 Tính chất vật liệu 12 1.3.4 Ứng dụng 13 1.4 Tổng quan khuôn ép nhựa 13 1.4.1 Khái niệm khuôn ép nhựa 13 1.4.2 Phân loại khuôn 14 1.4.3 Các yêu cầu kĩ thuật khuôn 15 1.5 Tổng quan công nghệ ép phun 15 1.5.1 Khái niệm công nghệ ép phun 15 1.5.2 Hệ thống hỗ trợ ép phun: 16 1.5.3 Hệ thống phun 16 1.5.4 Hệ thống kẹp 18 1.5.5 Hệ thống khuôn 19 1.6 Tính cấp thiết đề tài 19 1.7 Mục tiêu, nội dung, phương pháp đối tượng nghiên cứu 20 iii CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ KHUÔN ÉP NHỰA CHI TIẾT CÁNH QUẠT ĐIỆN CƠ 91 22 2.1 Giới thiệu công nghệ CAD/CAM/CNC 22 2.1.1 Tìm hiểu cơng nghệ CAD/CAM/CNC 22 2.1.2 Khái niệm 22 2.1.3 Vai trò 25 2.2 Giới thiệu phần mềm catia 26 2.2.1 Giới thiệu chung phần mềm catia 26 2.2.2 Tìm hiểu catia thiết kế 29 2.3 Phân tích ý tưởng, lựa chọn chi tiết thiết kế 30 2.4 Phân tích tính kết cấu chi tiết ép nhựa 31 2.5 Thiết kế chi tiết phần mềm catia 32 2.5.1 thiết kế bầu cánh quạt 32 2.5.2 Thiết kế cánh quạt 39 2.6 Thiết kế khuôn ép nhựa chi tiết cánh quạt điện 91 43 2.6.1 Lựa chọn vật liệu làm khuôn 43 2.6.2 Lựa chọn mặt phân khuôn 48 2.6.3 Chọn vị trí cổng phun, loại cổng phun 49 2.7 Thiết kế khuôn phần mềm CATIA 53 2.7.1 Tạo khuôn 53 2.7.2 Tạo khuôn khuôn 55 2.7.3 Đặt phương dẫn hướng 57 2.7.4 Đặt bạc dẫn hướng 58 2.7.5 Lắp cuống phun 58 2.7.6 Lắp chốt đẩy cho khuôn 59 CHƯƠNG 3: LẬP QUY TRÌNH GIA CƠNG KHN ÉP 61 CHI TIẾT CÁNH QUẠT 61 3.1 Xác định dạng sản xuất phương pháp chế tạo phôi 61 3.1.1 Xác định dạng sản xuất 61 iv 3.1.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi 62 3.2 Lập thứ tự nguyên công chế tạo khuôn chi tiết cánh quạt 65 3.2.1 lập nguyên công gia công khuôn 65 3.2.2 Lập nguyên công gia công khuôn 68 3.3 Tính tốn chế độ cắt cho nguyên công 69 3.3.1 Tính tốn chế độ cắt gia cơng khuôn 69 3.3.2 Tính tốn chế độ cắt gia cơng khn 74 3.4 Lập trình gia cơng khuôn phần mềm CATIA 79 3.4.1 Lập trình gia cơng khn 79 3.4.2 Lập quy trình gia cơng khn 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC 93 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: So sánh ký hiệu vật liệu 45 Bảng 2.2: Bảng đặc tính số loại thép làm khuôn nhựa 46 Bảng 3.1: Bảng tra định dạng sản xuất 62 Bảng 3.2: Bảng chế độ cắt nguyên công 72 Bảng 3.3: Bảng chế độ cắt cho nguyên công 77 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Hình minh họa 23 Hình 2.2: Logo phần mềm catia 26 Hình 2.3: Hình minh họa 27 Hình 2.4: Hình minh họa 27 Hình 2.5: Hình minh họa 28 Hình 2.6: Cánh quạt thiết kế catia 32 Hình 2.7: Bản vẽ cad chi tiết cánh quạt 32 Hình 2.8: Vẽ biên dạng bầu quạt mặt phằng XZ plane 33 Hình 2.9: Quay tạo bầu cánh quạt lệnh Revolve 33 Hình 2.10: Tạo độ dày cho bầu cánh quạt 34 Hình 2.11: Vẽ hình trịn bên bầu quạt 34 Hình 2.12: Đẩy hình vừa vẽ 35 Hình 2.13: Tạo lỗ trục cho bầu cánh quạt 35 Hình 2.14: Tạo lỗ trục cho bầu cánh quạt 36 Hình 2.15: Vẽ gờ cho bầu cánh quạt 36 Hình 2.16: Đùn tạo gờ cho bầu cánh quạt 37 Hình 2.17: Tạo mặt phẳng để vẽ gân cánh quạt 37 Hình 2.18: Vẽ gân mặt phẳng vừa tạo 38 Hình 2.19: Đùn hình vừa vẽ 38 Hình 2.20: Xoay chi tiết vừa vẽ 39 Hình 2.21: Tạo độ cong cho mặt phẳng vẽ cánh quạt 39 Hình 2.22: Tạo bề mặt cho cánh quạt 40 Hình 2.23: Vẽ biên dạng cánh quạt 40 Hình 2.24: Đùn biên dạng cánh quạt 41 Hình 2.25: Dùng lệnh split cắt để tạo hình cánh quạt 41 Hình 2.26: Tạo độ dày cho cánh quạt 42 Hình 2.27: Xoay để tạo thành cánh quạt 42 Hình 2.28: Lựa chọn mặt phân khn hợp lý (phương án 1) 48 vii Hình 2.29: Lựa chọn mặt phân khn hợp lý (phương án 2) 49 Hình 2.30: Các loại cổng phun nhựa phổ biến 50 Hình 2.31: Thiết kế 3D kiểu cổng phun nhựa bơm ngầm submarine gate 51 Hình 2.32: Vào môi trường Mechanical Design > mold tooling design 54 Hình 2.33: Tạo khn 54 Hình 2.34: Tạo khn với kích thước tiêu chuẩn 55 Hình 2.35: Tạo khn khn 55 Hình 2.36: Tạo khuôn khuôn 56 Hình 2.37: Kết thu 56 Hình 2.38: Kết thu 57 Hình 2.39: Đặt trục dẫn hướng 57 Hình 2.40: Đặt bạc dẫn hướng 58 Hình 2.41: Lắp cuống phun 58 Hình 3.1: Các khuyết tật thường gặp đúc 63 Hình 3.2: Lập ngun cơng gia cơng khn 65 Hình 3.3: Lập nguyên công gia công khuôn 68 Hình 3.4: Gia cơng khuôn 79 Hình 3.5: chuyển mơi trường lập trình gia cơng 80 Hình 3.6: Thiết lập gia công hiệu chỉnh lượng dư gia cơng 80 Hình 3.7: Cài đặt thông số 81 Hình 3.8: Chọn máy phay trục 81 Hình 3.9: Chọn gốc phơi 82 Hình 3.10: Chọn vật thể gia công 82 Hình 3.11: Chọn phơi 83 Hình 3.12: Vào mơi trường gia cơng thơ 83 Hình 3.13: Hiệu chỉnh thông số gia công 84 Hình 3.14: Hiệu chỉnh thơng số gia công 85 Hình 3.15: Chọn dao gia cơng 85 Hình 3.16: Mơ q trình gia cơng phần mềm 86 viii Hình 3.17: Vào mơi trường gia cơng tinh 86 Hình 3.18: Hiệu chỉnh thông số gia công 87 Hình 3.19: Hiệu chỉnh thông số gia công 88 Hình 3.20: Hiệu chỉnh thơng số gia công 88 Hình 3.21: Chọn dao gia cơng 89 Hình 3.22: Mơ q trình gia cơng phần mềm 89 Hình 3.23: Xuất trương trình gia cơng 90 ix Chọn Star > Machining > Advanced Machining để chuyển môi trường lập trình gia cơng Hình 3.5: chuyển mơi trường lập trình gia cơng Thiết lập gia cơng cách chọn hiệu chỉnh lượng dư gia cơng Hình 3.6: Thiết lập gia công hiệu chỉnh lượng dư gia công Chọn part Operation để cài đặt thông số 80 Hình 3.7: Cài đặt thơng số Chọn , chọn máy phay trục Hình 3.8: Chọn máy phay trục Chọn để chọn gốc phơi 81 Hình 3.9: Chọn gốc phơi Chọn vật thể gia cơng Hình 3.10: Chọn vật thể gia công Chọn phôi Rough stock 82 Hình 3.11: Chọn phơi Chọn ok để tiến hành cài đặt Tiếp tục tiến hành lập trình gia công Gia công thô Chọn để tiến hành gia cơng thơ, cửa sổ hình vẽ Hình 3.12: Vào môi trường gia công thô 83 Chọn chi tiết gia công Chọn phôi Chọn lượng dư gia công kiểm tra Chọn mặt phẳng an toàn, offset lên 40 mm Chọn mặt giới hạn chi tiết Chọn mặt giới hạn chi tiết Chuyển sang để hiệu chỉnh thơng số gia cơng Hình 3.13: Hiệu chỉnh thông số gia công Chọn khoảng cách hai dao mm 84 Hình 3.14: Hiệu chỉnh thông số gia công Chọn chiều sâu cắt lớn mm Chọn dao gia cơng Hình 3.15: Chọn dao gia công 85 Sau chọn thơng số gia cơng, click Chọn để tính tốn đường chạy dao để mơ q trình gia cơng phần mềm Hình 3.16: Mơ q trình gia cơng phần mềm Sau chọn ok để kết thúc Gia công tinh Chọn để tiến hành gia công tinh, cửa sổ hình vẽ Hình 3.17: Vào môi trường gia công tinh 86 Chọn chi tiết gia công Chọn lượng dư gia công kiểm tra Chọn mặt phẳng an toàn, offset lên 40 mm Chọn mặt giới hạn chi tiết Chọn mặt giới hạn chi tiết Chuyển sang để hiệu chỉnh thơng số gia cơng Hình 3.18: Hiệu chỉnh thơng số gia cơng 87 Hình 3.19: Hiệu chỉnh thơng số gia cơng Hình 3.20: Hiệu chỉnh thơng số gia cơng 88 Lựa chọn dao gia cơng Hình 3.21: Chọn dao gia công Sau lựa chọn thông số gia cơng, click để tính tốn đường chạy dao Chọn để mơ q trình gia cơng phần mềm Hình 3.22: Mơ q trình gia cơng phần mềm 89 Chọn ok để kết thúc Chọn Generate NC code Interactively để xuất chương trình gia cơng Hình 3.23: Xuất trương trình gia cơng Chọn NC code Chọn ngơn ngữ/máy gia cơng Chọn Excute để xuất trương trình 3.4.2 Lập quy trình gia cơng khn Làm tương tự khuôn 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Sau thời gian tiến hành làm khóa luận hướng dẫn tận tình giáo viên cô “Đặng Thị Hà” em hồn thành khóa luận “Ứng dụng phần mềm catia để thiết kế, lập trình gia cơng khn ép nhựa cánh quạt điện 91” - Khóa luận nghiên cứu tổng quan công nghệ CAD/CAM tình hình ứng dụng CAD/CAM thiết kế, gia cơng khí - Phân tích ý tưởng thiết kế chi tiết cánh quạt điện phần mềm catia - Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo khuôn ép chi tiết cánh quạt điện (xác định dạng sản xuất, phương pháp chế tạo phôi, lập thứ tự nguyên công, lượng dư gia công) - Tính tốn chế độ cắt cho ngun cơng để gia công chế tạo khuôn ép chi tiết cánh quạt điện 91 - Lập trình thành cơng chương trình gia cơng khn ép chi tiết cánh quạt điện 91 phần mềm catia - Xuất code NC chương trình gia cơng để thực việc gia công khuôn ép chi tiết cánh quạt điện 91 Kiến nghị: Hiện giới việc ứng dụng phần mềm thiết kế lập trình gia cơng vào sản xuất phổ biến, giúp người giảm thời gian sản xuất tăng xuất lao động độ xác cao Tuy nhiên Việt Nam việc ứng dụng phần mềm thiết kế vào sản xuất cịn hạn chế, em kiến nghị cần đẩy mạnh việc giảng dạy phần mềm thiết kế môn học có liên quan 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – G.s, T.s Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang – hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – NXB khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2004 [2] – G.s, T.s Trần Văn Địch tác giả khác – công nghệ chế tạo máy – NXB khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2003 [3] – G.s, T.s Nguyễn Đắc Lộc tác giả khác – sổ tay Công nghệ chế tạo máy – tập – NXB khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2003 [4] – Sổ tay công nghệ chế tạo máy – tâp 1,2,3 [5] – Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình – Chế độ cắt gia cơng khí – NXB đà nẵng [6] – PGS – T.s Trần Văn Địch – thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy – NXB khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2002 92 PHỤ LỤC Code NC - Chương trình gia cơng khơn ép chi tiết cánh quạt điện 91: N1 G00 X6604 Y231.14 S70 M3 N2 Z1016 N3 Z132.08 N4 G94 G01 Z-121.92 F300 N5 Y0 N6 X******* F1000 N7 Y-9144 N8 X0 N9 Y0 N10 X6604 N11 Y-38.1 N12 Y-76.2 N13 X******* N14 G17 G02 X******* Y-152.4 J-76.2 N15 G01 Y-8991.6 N16 G02 X******* Y-9067.8 I-76.2 N17 G01 X152.4 N18 G02 X76.2 Y-8991.6 J76.2 N19 G01 Y-152.4 N20 G02 X152.4 Y-76.2 I76.2 N21 G01 X6604 N22 Y-114.3 N23 Y-152.4 N24 X******* N25 G02 X******* Y-228.6 J-76.2 N26 G01 Y-8915.4 N27 G02 X******* Y-8991.6 I-76.2 93 N28 G01 X228.6 N29 G02 X152.4 Y-8915.4 J76.2 N30 G01 Y-228.6 N31 G02 X228.6 Y-152.4 I76.2 N32 G01 X6604 N33 Y-190.5 N34 Y-228.6 N35 X******* N36 G02 X******* Y-304.8 J-76.2 N37 G01 Y-8839.2 N38 G02 X******* Y-8915.4 I-76.2 N39 G01 X304.8… N82422 Y-8661.4 N82423 Y-8737.6 N82424 Y-8813.8 N82425 Y-8890 N82426 Y-8966.2 N82427 Z-141.573 N82428 G00 Z1016 N82429 G5 P0 N82430 M5 N82431 G91 G28 Z0 N82432 G28 X0 Y0 N82433 M30 94