PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
Phân tích chức năng làm việc
Đuôi chuột là 1 thiết bị đường ống có công dụng chuyển đổi từ đường ống có kích thước lớn xuống đường ống có kích thước nhỏ hơn Chúng ta thường hay gọi là đuôi chuột, nối đuôi chuột hoặc kép đuôi chuột Phụ kiên này thường được chế tạo từ các vật liệu như inox 201, inox 304, inox 316 bằng gang, đồng, thép, nhựa Đuôi chuột là 1 thiết bị quan trọng giúp cho việc kết nối giữa các đường ống 1 cách dễ dàng và thuận tiện hơn Nối đuôi chuột bằng đồng có một đầu tiện ren để kết nối với đầu của 1 đường ống Đầu kia có khía rãnh (phần đuôi chuột) giúp kết nối với các loại ống mềm linh hoạt
Ngoài ra ở giữa thân đuôi chuột có phần lục giác để bắt ren vào đầu ống Đuôi chuột đồng có thể sử dụng để nối các ống như: nhựa, inox, sắt v.v… Khớp nối đuôi chuột được làm bằng đồng thau, ổn định, chắc chắn và có tuổi thọ lâu dài Phù hợp để kết nối các đường ống khác nhau.
1.2.1 Thông số chi tiết ống nối hơi đuôi chuột:
- Kích thước: Đầu đuôi chuột 4mm, 6mm đến 27mm, 34mm
- Đầu ren đi: 13mm, 17mm đến 49mm, 60mm
- Nối ống khí nén: 3mm, 17mm đến 27mm, 34mm
- Chất liệu: Inox, thép, nhựa, đồng hoặc gang
- Nhiệt độ làm việc: 0 độ C đến 220 độ C
- Xuất xứ: Trung Quốc, Malaysia, Hàn Quốc,Nhật Bản, Việt Nam
1.2.2 Ứng dụng của đuôi chuột: Được sử dụng trong mục đích làm tăng hoặc giảm tốc độ lưu lượng nước qua đuôi chuột.
+ Ứng dụng làm trong các hệ thống nước đa dụng, nước sạch, nước thải.
+ Hệ thống: dung dịch, hóa chất ăn mòn.
+ Lắp đặt các hệ thống: ống nối khí nén, ống nối, khớp nối.
1.2.3 Cấu tạo của ống nối hơi đuôi chuột:
GVHD: Mạch Thái Lộc 2 SVTH: Kiwi Kiwi
Cấu tạo của đuôi chuột là một khối đồng nhất được chia làm 3 phần:
+ Phần 1: là phần dài nhất sẽ được thiết kế các bậc thang nhằng tăng khả năng kết nối với đường ống mục đích để liên kết với các ống mềm và siết chặt 1 cách đơn giản, chắc chắn hơn giúp ko bị tuột ra trong quá trình làm việc
+ Phần 2: được thiết kế theo hình lục giác nhằm mục đích phù hợp với các vật dụng như cờ lê, mỏ lết để siết chặt phần ren với đường ống được kết nối
+ Phần 3: là lần được thiết kế có ren ngoài hoặc trong để kết nối vơi đường ống có ren theo cùng tiêu chuẩn Có 2 tiêu chuẩn thường được áp dụng là NPT vàBSPT tuy nhiên trên thị trường Việt Nam tiêu chuẩn BSPT sẽ thông dụng hơn.
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết
- Chi tiết là chi tiết dạng ống có đường kính lớn nhất là ∅25.1mm và đường kính nhỏ nhất là ∅13mm và có tổng chiều dài là 53.9mm.
- Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường
- Yêu cầu gia công cụ thể như sau:
+ Tổng chiều dài chi tiết là 59 ±0.1 mm.
+ Đường kính lỗ bậc lớn nhất là 16 ±0.1 mm và dài 22 ±0.1 mm : có chức năng nhận nước và tạo áp lực nước lớn hơn thông qua đầu xả của chi tiết.
+ Đường kính lỗ bậc nhỏ nhất là 13 ±0.1 mm và dài 31.9 ±0.1 mm : có chức năng xả nước với áp lực mạnh hơn.
+ Đường kính đỉnh lục giác ∅25.1mm, bề rộng 22mm và bề dày lục giác 10mm: dùng để tháo mở chi tiết bằng cờ lê hoặc mỏ lếch.
+ Góc bậc thang 9.462 ° và chiều dài từng bậc thang 6mm: dùng để nong giữ ống nhựa không bị lỏng rớt khỏi chi tiết
+ Góc ren côn 1.788 ° và chiều dài ren 12.69mm: dùng để lắp với đường ống có hệ ren cùng tiêu chuẩn
+ Vát mép C1x45 ° : để dễ dàng tháo lắp và bảo vệ đầu mối của ren.
+ Độ nhám bề mặt là Rz40.
=> Tất cả các bề mặt của chi tiết đều gia công trên máy CNC, để đảm bảo tính chính xác cũng như thời gian thực hiện gia công.
Xác định dạng sản xuất
- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết.
- Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau:
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
+ N1: Số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch: N = 4000
+ m: Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm: m = 1
+ 𝛽: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ: 𝛽 = 6%
- Từ phần mềm SolidWorks sử dụng thanh công cụ ta được khối lượng chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột Mb.0 (grams).
Hình 1.4 Khối lượng của chi tiết khi gán vật liệu
Dạng sản xuất Q- khối lượng của chi tiết
GVHD: Mạch Thái Lộc 4 SVTH: Kiwi Kiwi
>200kg 4-200kg Dựa vào ưu điểm, nhược điểm, tính chất hóa học vật lý phương pháp chế tạo phôi là cán (phôi thanh) là phương án tốt nhất.
THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
Giao diện Mastercam
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
Hình 2.4 Bảng toolpaths trên Mastercam 2017
+ Tab Home chứa các loại điểm, đường, màu sắc, copy, cut,
Hình 2.5 Tab Home trên Mastercam 2017
- Tab Wireframe chứa các lệnh tạo điểm, đường thẳng, đường tròn, cung tròn, hình chữ nhật, cuve one, cuve all, trim, exten, fillet, chamfer, offset
- Tab Surfaces chứa các lệnh tạo bề mặt.
- Tab Solids chứa các lệnh thiết kế khối 3D như extrude, revolve, loft, sweep…
GVHD: Mạch Thái Lộc 12 SVTH: Kiwi Kiwi
- Tab Model Prep chứa các chức năng sửa khối, tách mặt, chia khối, xóa mặt, gắn màu sắc cho bề mặt…
Hình 2.9 Tab Model Prep MASTERCAM 2017
- Tab Drafting chức các chức năng đo kích thước: Dài, rộng, cao, nghiêng, góc và cung tròn…
- Tab Transfrom chứa các chức năng lật mặt chi tiết, xoay và lấy đối xứng chi tiết, di chuyển đường line về gốc,
- Tab Machine chức các chức năng tạo máy gia công (phay, tiện, cắt dây…), định nghĩa hệ điều hành, mô phỏng gia công, xuất code G1…
Thiết kế Mastercam
- Tab View chủ yếu chứa các chức năng bật tắt hiển thị trên màn hình như (lưới, hệ tọa độ, toolpaths, levels, top, front, right, window zoom…)
Hình 2.14 Ảnh thể hiện cách chọn máy trên MASTERCAM 2017
- Ta chọn Machine => Lathe => Default.
GVHD: Mạch Thái Lộc 14 SVTH: Kiwi Kiwi
Hình 2.15 Ảnh lấy biên dạng chi tiết MASTERCAM 2017
- Tiếp tục ta chọn stock setup để thiết lập phôi, gá đặt gia công.
- Khi hộp thoại hiện lên ta chọn properties ở phần stock để thiết lập phôi.
Hình 2.16 Hộp thoại Stock setup
Hình 2.17 Ảnh thể hiện khai báo và nhập kích thước phôi MASTERCAM 2017
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
- Ở hộp thoại Stock setup ta chọn properties ở phần Chuck jaws để điều chỉnh gá phôi và mâm cặp.
Hình 2.18 Mục điều chỉnh gá phôi và mâm cặp
- Bảng tùy chọn hiện lên ta chọn FROM STOCK: là khoảng kẹp phôi của mâm cặp
- Tại đây là phần điều chỉnh gá đặt mâm cặp.
Hình 2.19 Bảng điều chỉnh gá đặt mâm cặp
- Tiện thô dọc trục: Turning => Rough => Chọn biên dạng.
GVHD: Mạch Thái Lộc 16 SVTH: Kiwi Kiwi
Hình 2.20 Chọn biên dạng chi tiết
- Sau khi chọn biên dạng sẽ vào hộp thoại set dao cụ.
Hình 2.21 Chọn dao và thông số dao cụ
- Set dao xong ta đến mục kế đến trên thanh hộp thoại là phần setup chế độ cắt hợp lý.
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
Hình 2.22 Chọn chế độ cắt
- Ta tiến hành chạy mô phỏng gia công chi tiết.
- Ở đây ta có thể xem thời gian gia công hoàn thành một chi tiết
GVHD: Mạch Thái Lộc 18 SVTH: Kiwi Kiwi
Tiến trình công nghệ
2.4.1 Đánh số các bề mặt gia công:
Hình 2.24 Bản vẽ vị trí các bề mặt
2.4.2 Phương án và tiến trình gia công:
Bảng 2.1 Các phương án gia công
Nguyên công 1: Tiện phả mặt, tiện thô,
Nguyên công 1: Tiện phả mặt
Nguyên công 2: Chích rãnh Nguyên công 2: Khoan tâm
Nguyên công 3: Tiện ren Nguyên công 3: Chích rãnh
Nguyên công 4: Khoan tâm, khoan ∅ 13 và ∅16
Nguyên công 5: Cắt đứt Nguyên công 5: Tiện thô
Nguyên công 6: Kiểm tra chi tiết Nguyên công 6: Khoan ∅ 16
Nguyên công 7: Tiện tinh Nguyên công 8: Tiện ren Nguyên công 9: Cắt đứt Nguyên công 10: Kiểm tra
=> So sánh hai phương án trên thì chọn phương án 1 là hợp lý nhất,tối ưu và khả thi hơn vì ko tốn nhiều nguyên công như phương án 2, đạt độ chính xác hơn và đúng chuẩn quy trình gia công.
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
Trong sản xuất hàng loạt vừa, để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta thì đường lối công nghệ là phân tán nguyên công Khi đó sẽ có ít bước công nghệ hơn trong mỗi nguyên công Dùng máy CNC kết hợp với các đồ gá chuyên dùng.
2.4.4 Lập tiến trình công nghệ:
Thiết lập quy trình công nghệ là phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kì gia công hoàn chỉnh của một chi tiết ngắn nhất, hạn chế chi phí gia công đảm bảo hiệu quả nhất Trong đó mỗi nguyên công được thực hiện theo nguyên lý ứng với phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. a) Gia công mặt (1):
- Yêu cầu kỹ thuật: Dung sai đạt ± 0.1mm, Rz = 40 (cấp độ bóng 4)
- Phương pháp gia công: Phả mặt b) Gia công mặt (2):
- Yêu cầu kỹ thuật: Bước ren đạt P=1.814 mm, Chiều dài ren đạt L.69 mm, Dung sai đạt ∅17.5 ±0.1 , Dung sai đạt ∅16.5 ±0.1 , Dung sai đạt ∅ 22 −0.1, Dung sai đạt ∅18.5 −0.1 +0.2 ,
- Phương pháp gia công: Tiện thô, tiện tinh, chích rãnh, tiện ren. c) Gia công mặt (3):
- Yêu cầu kỹ thuật: Lỗ đạt dung sai ∅13 ±0.1 , Lỗ đạt dung sai ∅16 ± 0.1 , Rz = 40 (cấp độ bóng 4).
- Phương pháp gia công: Khoan
2.4.5 Thứ tự các nguyên công:
- Nguyên công 1: Tiện phả mặt (1) Tiện thô (2)
- Nguyên công 3: Tiện ren mặt (2)
- Nguyên công 4: Chích rãnh mặt (2)
- Nguyên công 5: Khoan tâm, khoan ∅ 13 và ∅ 16 mặt (3)
- Nguyên công 7: Kiểm tra chi tiết (Bước ren, chiều dài và đường kính cơ bản)
Các nguyên công
- Máy tiện CNC HAAS ST-20
GVHD: Mạch Thái Lộc 20 SVTH: Kiwi Kiwi
+ Kích thước bàn làm việc: 3302 x 1626 x 1956 (mm)
+ Công xuất tối đa: 14.9 (KW)
+ Kích thước đầu cặp: 210 (mm)
+ Hệ thống truyền động bằng dây đai.
+ Đường kính cắt tối đa: 330 (mm)
+ Chiều dài cắt tối đa: 572 (mm)
+ Momen xoắn: 203.0 Nm tại 500 vòng/phút
+ Số cấp tốc độ trục chính: Điều khiển vô cấp => MAX 4000 vòng/phút
+ Số vị trí gá dao: 1-12
+ Hệ điều hành: Haas (Giống hệ điều khiển Fanuc đến 90%)
Hình 2.25 Máy tiện CNC HAAS ST-20
2.5.2 Nguyên công 1: Tiện phả mặt, tiện thô, tiện tinh
- Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được gia công khống chế 4 bậc tự do Để đảm bảo độ cứng vững cho quá trình gia công ta sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm Chi tiết gia công được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột a) Chọn dụng cụ cắt tiện phả mặt:
- Chip tiện: DCMT11T304NN, có góc đỉnh cắt 55°, Góc bán kính mũi r=0.4mm,
- Cán dao: SDJCR2525M11, a%mm, b%mm, L0mm, h%mm [TL4]
Hình 2.26 Chip tiện phả mặt Hình 2.27 Cán dao tiện phả mặt
+ Lượng dư gia công: 2mm [TL1]
+ Lượng chạy dao: F= 0.4 (mm/vg) [Bảng 2-1, Tr149, TL1]
+ Tốc độ cắt: V= 175.5 (m/ph) [TL1]
+ Tốc độ trục chính: S= 2200 (Vg/ph) [TL1] b) Chọn dụng cụ cắt tiện thô và chế độ cắt:
- Chip tiện: DCMT11T304NN, có góc đỉnh cắt 55 ° , góc bán kính mũi r=0.4mm, chiều dài Lmm [TL3]
- Cán dao: SDJCR2525M11, a%mm, b%mm, L0mm, h%mm, góc tiếp xúc đầu mũi dao 93 ° [TL4]
Hình 2.28 Chip tiện thô Hình 2.29 Cán dao tiện thô
+ Lượng dư gia công: 0.2mm [TL1]
+ Lượng chạy dao: F= 0.4 (mm/vg) [Bảng 2-1, Tr149, TL1]
+ Tốc độ cắt: V= 175.5 (m/ph) [TL1]
+ Tốc độ trục chính: S= 2200 (Vg/ph) [TL1]
GVHD: Mạch Thái Lộc 22 SVTH: Kiwi Kiwi c) Chọn dụng cụ cắt tiện tinh và chế độ cắt:
- Chip tiện: VBMT160404NN, có góc đỉnh cắt 35 ° , góc bán kính mũi r=0.4mm, chiều dài Lmm [TL5]
- Cán dao: SVJBR2525M16, a%mm, b%mm, L0mm, h%mm, góc tiếp xúc đầu mũi dao 93 ° [TL6]
Hình 2.30 Chip tiện tinh Hình 2.31 Cán dao tiện tinh
+ Lượng dư gia công: 2mm [TL1]
+ Lượng chạy dao: F= 0.25 (mm/vg) [Bảng 2-4, Tr151, TL1]
+ Tốc độ cắt: V= 214 (m/ph) [TL1]
+ Tốc độ trục chính: S= 2700 (Vg/ph) [TL1]
- Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được gia công khống chế 4 bậc tự do Để đảm bảo độ cứng vững cho quá trình gia công ta sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm Chi tiết gia công được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. a) Chọn dụng cụ cắt chích rãnh và chế độ cắt:
- Chip tiện: GCTX3003NN-DPF, W=3mm, r=0.25mm [TL7]
- Cán dao: LT PNG-R 25-3, L5mm ; W=2.4mm ; Pmaxmm [TL7]
Hình 2.32 Chip tiện chích rãnh Hình 2.33 Cán dao tiện chích rãnh
+ Lượng chạy dao: F= 0.18 (mm/vg) [Bảng 2-6, Tr151, TL1]
+ Tốc độ cắt: V= 91.7 (m/ph) [TL1]
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
+ Tốc độ trục chính: S= 1150 (Vg/ph) [TL1]
- Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được gia công khống chế 4 bậc tự do Để đảm bảo độ cứng vững cho quá trình gia công ta sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm Chi tiết gia công được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. a) Chọn dụng cụ tiện ren và chế độ cắt:
- Chip tiện: BSPT14-ER16, góc ren 55 ° , ren tiêu chuẩn Anh hệ Inch, TPI,
- Cán dao: ZSER2525M16, a%mm, b%mm, L0mm, h%mm [TL9]
Hình 2.34 Chip tiện ren Hình 2.35 Cán dao tiện ren
+ Lượng chạy dao: F= 1.814 (mm/vg)
+ Tốc độ cắt: V= 34 (m/ph) [TL1]
+ Tốc độ trục chính: S= 520 (Vg/ph) [TL1]
2.5.5 Nguyên công 4 : Khoan tâm, khoan ∅ 13 và ∅ 16
- Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được gia công khống chế 4 bậc tự do Để đảm bảo độ cứng vững cho quá trình gia công ta sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm Chi tiết gia công được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. a) Chọn dụng cụ cắt khoan tâm:
- Mũi VDT08-4, Lfmm, dmm, Dc=4mm [TL10]
GVHD: Mạch Thái Lộc 24 SVTH: Kiwi Kiwi
Hình 2.36 Mũi khoan tâm b) Chọn dụng cụ cắt khoan ∅ 13 và chế độ cắt:
- Mũi Nachi ∅ 13, Lc= 150mm, L= 300mm [TL11]
+ Lượng chạy dao: F= 0.22 (mm/vg)
+ Tốc độ cắt: V= 35.9 (m/ph) [TL1]
+ Tốc độ trục chính: S= 880 (Vg/ph) [TL1] c) Chọn dụng cụ cắt khoan ∅ 16 và chế độ cắt:
- Mũi Nachi ∅ 16, Lc= 132mm, L1mm [TL12]
+ Lượng chạy dao: F= 0.28 (mm/vg)
+ Tốc độ trục chính: S= 690 (Vg/ph)
Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
- Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được gia công khống chế 4 bậc tự do Để đảm bảo độ cứng vững cho quá trình gia công ta sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm Chi tiết gia công được kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. a) Chọn dụng cụ cắt đứt:
- Chip tiện: GCTX3003NN-DPF, W=3mm, r=0.25mm [TL7]
- Cán dao: LT PNG-R 25-3, L5mm ; W=2.4mm ; Pmaxmm [TL7]
Hình 2.39 Chip tiện cắt đứt Hình 2.40 Cán dao tiện cắt đứt
+ Lượng chạy dao: F= 0.18 (mm/vg)
+ Tốc độ trục chính: S= 1205 (Vg/ph)
GVHD: Mạch Thái Lộc 26 SVTH: Kiwi Kiwi