Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
DỰ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIACÔNG CHI TIẾT ĐẦU NỐI HƠI ĐUÔI CHUỘTGiảng viên hướng
: Mạch Thái Lộc
Chuyên ngành : Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Nguyễn Thanh Hiệp PC03259
Trang 2Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2023
DỰ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khíNhóm: KIWI KIWI
Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột I/ Số liệu cho trước: Sản lượng 4000 cái/năm
II/ Nội dung thiết kế:
Chương I: Phân tích chi tiết gia công.
1.1- Nghiên cứu chi tiết gia công: chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu chi tiết đầ nối hơi đuôi chuột.
1.2- Xác định dạng sản xuất
1.3- Chọn phôi và phương pháp tạo phôi.
Chương II: Thiết kế nguyên công
2.1- Lập tiến trình công nghệ: Thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chọn phương án hợp lí
2.2- Thiết kế nguyên công:
- Vẽ sơ đồ gá đặt, ghi kích thước, độ bóng bề mặt, dung sai kích thước của nguyên công đang thực hiện
- Chọn máy, chọn dao
-Trình bày các bước gia công, tra chế độ cắt: n,s,t;
-Tính thời gian gia công cơ bản cho từng bước công nghệ.
Trang 33.1 Lập trình gia công trên Mastercam 3.2 Tính toán thời gian gia công 3.3 Xuất code
3.4 Mô phỏng trên phần mềm SSCNC
III/ Các bản vẽ.
- Bản vẽ chi tiết 1 bản (A3) - Bản vẽ chi tiết lồng phôi 1 bản (A3) - Bản vẽ sơ đồ nguyên công 5 bản (A3)
IV/ Ngày giao nhiệm vụ: 10/09/2023
V/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 19/11/2023
Trang 5Hiện nay đất nước đang trong thời gian công nghiệp hóa, hiện đại hóa, thì ngành cơ khí nói chung đóng vai trò rất quan trọng Vì vậy yêu cầu về đội ngũ kỹ sư và cán bộ kĩ thuật phải có trình độ và phải nắm bắt thật tốt những công nghệ mới, cũng như phải biết vận dụng những kiến thức để giải quết vấn đề gặp phải trong quá trình sản xuất.
Để đáp ứng yêu cầu đó ngay khi còn ngồi trên ghế nhà trường, mỗi sinh viên đều phải trang bị cho mình những kiến thức về vật liệu, dung sai, nguyên lí cắt, dụng cụ cắt, đồ gá, đặc biệt là các phần mềm để thiết kế chế tạo máy và gia công chi tiết sản phẩm.
Đến với Dự án tốt nghiệp cũng là dự án cuối nhằm giúp cho sinh viên hệ thống lại được toàn bộ những kiến thức đã được học và áp dụng những kiến thức đó vào thực tiễn.
Đề tài nhóm em chọn là: “Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi
đuôi chuột” Do đây là lần đầu chúng em thực hiện đề tài, nên không tránh khỏi
những thiếu sót, cùng với lý thuyết và thực tiễn còn hạn chế Nên nhóm em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô trong bộ môn, đặc biệt dưới sự hướng dẫn của thầy
Mạch Thái Lộc để cho dự án của nhóm em được hoàn thiện hơn.
Qua thời gian chúng em được thực tập thực tế tại Trung tâm Ứng dụng tiến bộ
khoa học và công nghệ (viết tắt là CASTA), Vườn ươm Công nghệ Công nghiệp ViệtNam – Hàn Quốc (viết tắt là KVIP) và qua hai tháng thực tập tại các công ty bên
ngoài, chúng em được trãi nghiệm mở rộng được kiến thức và quan trọng hơn rằng chúng em có được những kinh nghiệm quý báu, để sau này khi ra trường chúng em được làm việc tại các doanh nghiệp Nhóm em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô bộ môn Công nghệ kĩ thuật cơ khí Trường Cao đẳng FPT Polytecnic Cần Thơ nói riêng và toàn thể giảng viên của trường nói chung, đặt biệt là sự góp sức
của thầy Mạch Thái Lộc đã nhiệt tình hướng dẫn nhóm em trong dự án lần này.
Nhóm em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn của các thầy cô để cho dự án của nhóm em hoàn thiện hơn.
Trang 6LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Mạch Thái Lộc cùng các thầy trong bộ
môn đã giúp đỡ tận tình em trong quá trình làm Dự Án tốt nghiệp này Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác
Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở Cao đẳng FPT polytechnic đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Bộ môn Cơ khí đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường Và đặc biệt, trong học kỳ này,thầy cô đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích đối với sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí cũng như tất cả các sinh viên thuộc các chuyên ngành kỹ thuật khác.
Em xin chân thành cảm ơn giảng viên Mạch Thái Lộc đã tận tâm hướng dẫn
chúng em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu bài học Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì em nghĩ bài thu hoạch này của em rất khó có thể hoàn thiện được
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài Dự Án tốt nghiệp được thực hiện trong khoảng thời gian gần 9 tuần Bước đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực sáng tạo trong nghiên cứu quy trình gia công, kiến thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn học cùng lớp để kiến thức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn !
Trang 7[TL1] Trần Văn Địch, SỔ TAY GIA CÔNG CƠ Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật,
Trang 8MỤC LỤC
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1
1.Phân tích chức năng nhiệm vụ của chi tiết 1
1.1 Thông số hình học chế tạo chi tiết đuôi chuột và bản vẽ 2D,3D 2
1.2 Phân tích chức năng làm việc 2
1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 3
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 9
2.1 Giới thiệu Mastercam 9
2.1.1 Lịch sử hình thành 9
2.1.2 Các chức năng chính trên phần mềm 9
2.2 Giao diện Mastercam 10
2.2.1 Giao diện Mastercam 2017 10
2.3 Thiết kế Mastercam 13
2.3.1 Gia công tiện 13
2.4 Tiến trình công nghệ 17
2.4.1 Đánh số các bề mặt gia công 17
2.4.2 Phương án và tiến trình gia công 17
2.4.3 Đường lối công nghệ 17
Trang 9CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1 Phân tích chức năng nhiệm vụ của chi tiết:
1.1 Thông số hình học chế tạo chi tiết và bản vẽ 2D, 3D:
Hình 1.1 Bản vẽ chi tiết 2D
Hình 1.2 Bản vẽ biên dạng chi tiết 3D
Trang 10Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
1.2 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
- 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:
Trang 11Hình 1.3 Cấu tạo
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 và BSPT tuy nhiên trên thị trường Việt Nam tiêu chuẩn BSPT sẽ thông dụng hơn.
1.3 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±0.1mm.
+ Đường kính lỗ bậc lớn nhất là 16±0.1mm và dài 22±0.1mm : 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±0.1mm và dài 31.9±0.1mm : 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.
1.4 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:
Trang 12Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
N=N 1 m(1+α +β 100 )
+ 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
- Từ phần mềm SolidWorks sử dụng thanh công cụ ta được khối lượng chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột M=62.0 (grams).
Hình 1.4 Khối lượng của chi tiết khi gán vật liệuBảng 1.1 Dạng sản xuất
Trang 13- Ta có Q1 = 62.0g, N1 = 4400 chi tiết/năm => Dạng sản xuất là hàng loạt vừa.
=> Kết luận: Vì là dạng sản xuất hàng vừa nên khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải phân tích thật kỹ, để gia công đạt năng xuất cao ta phải chọn máy chuyên dùng hoặc đồ gá chuyên dùng trên máy tiện.
1.5 Chọn phôi:
Phương pháp tạo phôi phụ thuộc rất nhiều vấn đề chức năng và kết cấu chi tiết trong cụm máy, vật liệu sử dụng yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt và kích thước của chi tiết máy, quy mô và tính loạt của sản xuất… Nếu chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải phức tạp như tải trọng thay đổi, kéo nén, uốn, xoắn đồng thời thì cần chọn phôi đã qua gia công bằng áp lực Nếu chi tiết dạng trục có tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn phôi là thép cán Nếu chi tiết có hình dạng phức tạp và có yêu cầu tải trọng không phức tạp nên chọn phôi chế tạo bằng phương pháp đúc Ở đây căn cứ vào hình dáng, kích thước, loại vật liệu của phôi, yêu cầu làm việc, sản lượng của chi tiết ta có thể chọn các phương pháp chế tạo phôi như sau:
1.5.1 Phôi đúc khuôn cát:
Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại chảy lỏng vào khuôn có hình dạng, kích thước xác định Sau khi kim loại kết tinh ta thu được chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu Phôi từ các kim loại đen, kim loại màu và hợp kim của chúng thường được chế tạo bằng phương pháp đúc
Trang 14Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
Hình 1.5 Hình phôi đúc khuôn cát
+ Ưu điểm: Có thể tạo phôi từ tất cả các kim loại và hợp kim có thành phần
khác nhau Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó có thể tạo ra được Phương pháp đúc dễ cơ khí hóa, tự dộng hóa, năng xuất cao, giá thành hạ.
+ Nhược điểm: Tuy nhiên phương pháp đúc gây tốn kim loại cho hệ thống đậu
rót, đậu ngót, cơ tính vật đúc không cao.
=> Do đó phôi đúc thường được ít sử dụng trong gia công chi tiết dạng ống Ở đây với chi tiết đuôi chuột yêu cầu về lượng hàng sản xuất nhiều do đó sử dụng phôi đúc là không hợp lý và không tối ưu thời gian chế tạo phôi.
1.5.2 Phôi đúc trong khuôn kim loại:
- Phôi đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng và khuôn bằng kim loại.
Trang 15Hình 1.6 Hình phôi đúc khuôn kim loại
+ Ưu điểm: Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt
của hợp kim lỏng với thành khuôn cao, do đó cơ tính của vật đúc đảm bảo tốt Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt Tuổi thọ của khuôn kim loại cao Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành.
+ Nhược điểm: Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp,
thành mỏng và khối lượng lớn Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí Điều này sẽ gây ra những khuyết tật của vật đúc Giá thành chế tạo khuôn cao Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.
1.5.3 Phương pháp cán:
- Cán là một phương pháp xử lý trong đó phôi kim loại đi qua khe hở (hình dạng khác nhau) của một cặp cuộn quay, và tiết diện vật liệu được giảm và chiều dài được tăng lên do lực nén của cuộn Đây là phương pháp sản xuất phổ biến nhất để sản xuất thép, và chủ yếu được sử dụng để sản xuất Hồ sơ, tấm, ống.
+ Ưu điểm: Cấu trúc đúc của phôi có thể bị phá hủy bởi nó Bên cạnh đó, hạt
của thép có thể được tinh chế, và các khuyết tật của cấu trúc vi mô có thể được loại bỏ do đó kết cấu thép được nén chặt và các tính chất cơ học được cải thiện Sự cải tiến này chủ yếu được phản ánh theo hướng cán, do đó thép không còn đẳng hướng đến một mức độ nhất định, bong bóng, vết nứt Sự lỏng lẻo hình thành trong quá trình đúc cũng có thể được hàn dưới nhiệt độ và áp suất cao.
+ Nhược điểm: Sau khi cán, các vùi không kim loại (chủ yếu là sunfua và oxit,
cũng như silicat) bên trong thép được ép thành tấm mỏng, gây ra sự phân tách
Trang 16Thiết kế quy trình gia công chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
(bánh sandwich) Sự phân tách làm giảm đáng kể các đặc tính kéo của thép theo hướng độ dày, và có thể xảy ra sự xé rách interlaminar khi mối hàn bị co lại Biến dạng cục bộ gây ra bởi sự co ngót của mối hàn thường đạt đến nhiều lần biến dạng điểm năng suất và lớn hơn nhiều so với biến dạng gây ra bởi tải - Ứng suất dư do làm mát không đều Ứng suất dư là ứng suất cân bằng tự pha bên trong mà không cần ngoại lực Thép cán nóng của các phần khác nhau có ứng suất dư như vậy Kích thước tiết diện của thép nói chung càng lớn thì ứng suất dư càng lớn Mặc dù ứng suất dư là tự cân bằng pha, nhưng nó vẫn có một số ảnh hưởng đến hiệu suất của các thành viên thép dưới tác động bên ngoài Chẳng hạn như biến dạng, ổn định, mệt mỏi và các khía cạnh khác có thể có tác dụng phụ.
Hình 1.7 Trục cán
- Với dạng sản xuất là hàng loạt vừa và trục có kết cấu đơn giản, độ chính xác hình dạng, kích thước, giảm được thời gian gia công cắt gọt, rút ngắn được quá trình công nghệ.
- Đồng thời phôi thanh cũng có thể dễ tìm thấy trên thị trường,
- Có thể tạo phôi từ tất cả các kim loại và hợp kim có thành phần khác nhau, năng suất cao, giá thành hạ.
=> 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.
1.6 Thiết kế bản vẽ lồng phôi:
Căn cứ theo kích thước tiêu chuẩn của phôi thanh tròn và để đảm bảo lượng dư gia công cho việc cắt gọt ta lấy lượng dư một phía so với đường kính lớn nhất của chi
Trang 17tiết bằng 2.2mm Vậy với kích thước đường kính phôi là D=25.4mm, lấy lượng dư để gia công mặt đầu là 2mm và lượng dư để gá đặt vào mâm cặp Vậy chiều Dài phôi tối thiểu là L=74 mm, độ nhám bề mặt là Rz40, ta có dung sai chiều dài phôi thanh khi cắt bằng cưa cần là ±1mm Từ đây ta có bản vẽ lồng phôi:
Hình 1.8 Bản vẽ lồng phôi của chi tiết đầu nối hơi đuôi chuột
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
2.1 Giới thiệu về Matercam: