Người ta thường sử dụng các phương pháp tôi, ram để tăng độ cứng của thép.. Tính công nghệ trong kêt cấu là một tính chất quan trọng của mỗi sản phẩm hoặcchi tiết cơ khí nhằm đảm bảo lượ
THIẾT KẾ GIA CÔNG SẢN PHẨM MÃ SỐ: CF.019
Phân tích yêu cầu, đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm
1.1.1 Phân tích/ Tìm hiểu về vật liệu chế tạo.
Thép C45 là thép hợp kim với hàm lượng carbon cao lên đến 0,45%, cùng với các tạp chất như silic, lưu huỳnh, mangan và crom Loại thép này có độ cứng và độ kéo lý tưởng, phù hợp cho chế tạo khuôn mẫu Thép C45 được ứng dụng rộng rãi trong cơ khí chế tạo máy, đặc biệt cho các chi tiết chịu tải trọng cao và va đập mạnh.
Chữ “C” trong tên thép C45 là kí hiệu của nhóm thép carbon Con số 45 có nghĩa hàm lượng carbon trong thép là khoảng 0,45%.
Thép C45 có độ cứng khoảng 23 HRC ở nhiệt độ bình thường, cho thấy độ cứng tương đối cao Để tăng cường độ cứng, người ta thường áp dụng các phương pháp như tôi và ram Tùy thuộc vào yêu cầu độ cứng, có thể sử dụng các phương pháp như tôi dầu, tôi cao tần hoặc tôi nước Sau quá trình nhiệt luyện, độ cứng của thép C45 có thể đạt tới khoảng 50 HRC.
Chỉ số cấp bền của thép C45
Mác thép Tiêu chuẩn Độ bên đứt σb (Mpa) Độ bền đứt σc (Mpa) Độ giãn dài tương đối δ (%) Độ cứng HRC
75 610 360 16 23 Đặc điểm cơ tính của thép C45
Độ bền kéo (sb) và độ dãn dài tương đối (d5) là những yếu tố quan trọng trong việc đánh giá tính chất cơ học của vật liệu Độ thắt tương đối (y) và độ dai va đập, tính bằng kG, cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng chịu lực của vật liệu Độ cứng sau thường hóa (HB) và độ cứng sau ủ hoặc Ram cao (HB) được đo bằng kG/mm2, phản ánh khả năng chống lại sự biến dạng của vật liệu Những thông số này là cơ sở để lựa chọn vật liệu phù hợp cho các ứng dụng kỹ thuật khác nhau.
7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Ứng dụng và ưu điểm của Thép C45
Thép C45, với độ bền và độ cứng cao, là lựa chọn lý tưởng trong cơ khí chế tạo cho các chi tiết máy chịu tải trọng bền như đinh ốc, trục bánh răng, và các chi tiết máy qua ren dập nóng Ngoài ra, thép C45 cũng được sử dụng để chế tạo vỏ khuôn, ốc vít và dao, nhờ vào tính năng vượt trội của nó trong các ứng dụng cơ khí.
Trong lĩnh vực xây dựng thép C45 được dùng trong xây dựng cầu đường, khung thép vì nhờ có độ cứng cao.
1 Do có độ bền kéo 570-690Mpa, thép C45 có khả năng chống bào mòn, chống oxy hóa tốt và chịu được tải trọng cao.
2 Tính đàn hồi tốt, vì có độ bền kéo cao và giới hạn chảy cao nên thép C45 có khả năng chịu được va đập tốt.
3 Sức bền kéo cao giúp cho việc nhiệt luyện, chế tạo chi tiết máy, khuôn mẫu.
4 Mức giá thành thấp hơn so với các dòng thép nguyên liệu khác.
1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
Tính công nghệ trong kết cấu là yếu tố quan trọng của sản phẩm và chi tiết cơ khí, giúp giảm thiểu lượng kim loại tiêu hao, tối ưu hóa khối lượng gia công và lắp ráp, đồng thời hạ thấp giá thành chế tạo trong các điều kiện và quy mô sản xuất nhất định.
Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính là 0,05 mm trên toàn bộ chiều dài Độ nhám bề mặt trơn có Ra = 2,5 µm, trong khi độ nhám bề mặt chính khác có Ra = 5 µm.
- Các bề mặt còn lại độ nhám đạt Rz80.
- Dung sai các bề mặt không thể hiện ±0,1mm.
- Làm cùng các cạnh sắc, ba via.
- Khoan 4 lỗ Φ 10 với dung sai -0,02mm.
8 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
1.1.3 Xác định bề mặt gia công cơ / bề mặt không gia công cơ (thô)
- Bề mặt gia công trên máy vạn năng: 2 mặt đầu và 4 mặt cạnh của chi tiết
- Bề mặt gia công trên máy CNC: tất cả các bề mặt còn lại.
1.1.4 Xác định phương án chế tạo phôi.
- Yêu cầu gia công 1 chi tiết nên ta chọn dạng sản xuất là đơn chiếc.
Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
Phôi đúc được sản xuất bằng cách rót kim loại chảy lỏng vào khuôn với hình dạng và kích thước xác định Sau khi kim loại đông đặc, ta thu được chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.
Có khả năng đúc mọi loại kim loại và hợp kim với thành phần đa dạng Phương pháp này cho phép chế tạo các chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp, điều mà các phương pháp khác khó hoặc không thực hiện được.
+ Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp.
+ Ngoài ra đúc còn có ưu điểm dễ cơ khí hóa, tự động hóa, cho năng suất cao, giá thành thấp, và đáp ứng linh hoạt trong sản xuất.
+ Tốn kim loại do có đậu ngót, đậu rót.
+ Kiểm tra chi tiết đúc cần có thiết bị hiện đại.
Chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực
Phương pháp gia công kim loại bằng áp lực sử dụng lực ngoại vi để biến dạng kim loại trong trạng thái mạng tinh thể Quá trình này định hình kim loại theo các hướng đã được xác định trước, nhằm tạo ra các chi tiết có hình dạng và kích thước chính xác theo yêu cầu.
+ Cơ tính của vật liệu được cải thiện.
Độ chính xác về hình dạng và kích thước cùng với chất lượng bề mặt phôi cao giúp giảm thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu Điều này không chỉ nâng cao hệ số sử dụng vật liệu phôi mà còn góp phần giảm chi phí sản xuất.
9 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
+ Rút ngắn được quá trình công nghệ.
+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao.
+ Khó chế tạo được các chi tiết có hình dáng phức tạp.
+ Không áp dụng được đối với các vật liệu có tính dẻo thấp như gang và hợp kim đồng.
+ Tính linh hoạt của phương pháp bị hạn chế.
Các loại phôi được chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực a) Phôi từ thép cán
Thép cán được sản xuất với hình dạng và kích thước tiết diện ngang cùng chiều dài theo tiêu chuẩn, đảm bảo chất lượng bề mặt cao và thành phần hóa học ổn định hơn so với phôi đúc.
Phôi cho các chi tiết có tiết diện ngang hình trụ hoặc hình chữ nhật thường được chế tạo từ thép cán Ví dụ điển hình bao gồm phôi cho các chi tiết dạng trục, bánh răng và bộ đôi bơm cao áp.
Sử dụng phôi từ thép cán giúp giảm hệ số sử dụng vật liệu, vì vậy thường chỉ được áp dụng trong sản xuất đơn chiếc hoặc trong sản xuất hàng loạt nhỏ Bên cạnh đó, phôi dập thể tích cũng là một lựa chọn quan trọng trong quy trình sản xuất.
Phôi dập thể tích mang lại độ chính xác cao về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt Trong quá trình dập, kim loại thường bị biến dạng ở trạng thái ứng suất khối, giúp tăng tính dẻo và cho phép biến dạng triệt để Điều này cho phép chế tạo các hình dạng phức tạp và nâng cao hệ số sử dụng vật liệu so với phương pháp rèn tự do.
Ta chọn phương án chế tạo phôi từ thép cán.
Thiết kế mô hình CAD & xuất bản vẽ kĩ thuật
1.2.1 Thiết kế mô hình CAD_3D của sản phẩm
Bước 1: Vào môi trường thiết kế khối 3D Standard(mm).ipt
10 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Bước 2: Chọn mặt phẳng XY để thiết kế biên dạng chi tiết
Bước 3: Vẽ biên dạng chi tiết
Bước 4: Sử dụng lệnh Extrude để cộng khối với các biên dạng trên ta được mô hình chi tiết như sau:
11 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Bước 5: Sử dụng lệnh Extrude để cộng khối với các biên dạng trên ta được mô hình chi tiết như sau:
Bước 6: Sử dụng lệnh Extrude để cộng khối với các biên dạng trên ta được mô hình chi tiết như sau:
12 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
1.2.2 Thiết kế mô hình phôi của sản phẩm
13 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
1.2.3 Xuất bản vẽ chế tạo sản phẩm
14 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Lập quy trình công nghệ gia công chế tạo sản phẩm
1.3.1 Xây dựng phương án công nghệ gia công chế tạo sản phẩm
Từ 2 phương án trên ta chọn phương án 1 để đảm bảo được độ cứng vứng tốt hơn khi gia công.
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi
Nguyên công 2: Gia công mặt B
Nguyên công 3: Gia công mặt A và biên dạng ngoài
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi
Nguyên công 2: Gia công mặt A và biên dạng ngoài
Nguyên công 3: Gia công 4 lỗ
Nguyên công 4: Gia công mặt B
Nguyên công 4: Kiểm tra ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
1.3.2 Lựa chọn dụng cụ gia công
16 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Kiểu dao Thông số dao
Chế độ cắt : Vận tốc cắt: Vc = 180 m/ph; Depth of cut: 1 mm.
Lượng chạy dao: Fz = 0.2 mm/răng.
Số vòng quay trục chính: n = 1000.180
T0 Dao phay tinh mặt đầu
Chế độ cắt : Vận tốc cắt: Vc = 220 m/ph Depth of cut: 0.5 mm.
Lượng chạy dao: Fz = 0.1 mm/răng.
Số vòng quay trục chính: n = 1000.220
3,14.40 = 1700 vòng/phút. ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
T2 Dao phay ngón tinh mặt B – phay thô biên dạng ngoài
Số vòng quay trục chính : n = 1900 Bước tiến dao : F = 290 mm/phút
Số vòng quay trục chính : n = 5300 Bước tiến dao : F = 130 mm/phút
Depth of cut : 0.5mm ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
1.3.3 Lập quy trình công nghệ gia công sản phẩm
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi
Phôi được cưa và gia công sơ bộ trên máy vạn năng để đạt kích thước chính xác Việc định vị sử dụng eto nhằm kiểm soát 5 bậc tự do, bao gồm các trục T, Q và các phương OX, OY, OZ.
Nguyên công 2: Gia công mặt B
Các bước công nghệ bao gồm: phay mặt đầu được gá đặt
( định vị và kẹp chặt ) như sau:
19 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM Định vị : Sử dụng eto khống chế 5 bậc tự do: T ; T ;Q ; QOY Oz OX OY;Qoz
Chọn dao: Sử dụng dao chíp APX3000R323SA32SA
Chọn dao : Sử dụng dao chíp ASX400R403S32
Nguyên công 3: Gia công mặt A và biên dạng ngoài, hốc.
Các bước công nghệ gia công bao gồm: phay mặt đầu, phay thô biên dạng ngoài, phay tinh biên dạng ngoài, phay hốc, phay tinh hốc, và quy trình định vị cùng kẹp chặt.
20 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM Định vị: Sử dụng bàn từ khống chế 3 bậc tự do: T ;Q ; QOz OX OY
Chọn dao: Sử dụng dao phay mặt đầu APX3000R323SA32SA
+ Bước 2: Phay thô biên dạng ngoài
Chọn dao: Sử dụng dao ngón VCMHD1000
+ Bước 3: Phay tinh biên dang ngoài
Chọn dao: Sử dụng dao tiện tinh ngoài VCMHD0300
+ Bước 4: Phay thô các hốc
Chọn dao: Sử dụng dao ngón VCMHD0300
+ Bước 5: Phay tinh các hốc
Chọn dao: Sử dụng dao ngón VCMHD0300
21 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Nguyên công 4: Gia công 4 lỗ Định vị : Sử dụng eto khống chế 5 bậc tự do: T ; T ;Q ; QOY Oz OX OY;Qoz
Chọn dao: Sử dụng mũi khoan mồi LDS030A
Chọn dao : Sử dụng mũi khoan PDS 100
Kiểm tra độ không đồng tâm giữa các đường kính.
Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt đầu.
1.3.4 Xuất bản vẽ quy trình công nghệ gia công sản phẩm
22 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Sơ đồ nguyên công Chế độ cắt Chủng loạimáy Dụng cụ f(mm) Vc(m/min) n(mm/rev) Máy CNC Mã hiệu dụng cụ
NC2-B1 Phay mặt đầu 1 180 1800 MITSUBISHI APX3000R323SA32SA
NC2-B2 Phay tinh mặt đầu 0.5 220 1700 ASX400R403S32
NC3-B1 Phay mặt đầu 1 180 1600 APX3000R323SA32SA
23 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC3-B2 Phay thô biên dang ngoài 0.5 60 1900 VCMHD1000
NC3-B3 Phay tinh biên dang ngoài 0.5 50 5300 VCMHD0300
NC3-B4 Phay thô các hốc 1 30 4500 VCMHD0300
24 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC3-B5 Phay tinh các hốc 0.5 50 5300 VCMHD0300
NC4-B1 Khoan mỗi 4 lỗ 50 5500 LDS030A
NC4-B2 Khoan thủng 4 lỗ 50 1500 PDS 100
25 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Lập trình gia công chế tạo sản phẩm với phần mềm CAD/CAM
1.4.1 Lựa chọn máy gia công, hệ điều khiển NC/CNC (Post Processor)
Máy phay CNC: MICRO MILLING MACHINING MITSUBISHI μV1
(2011), hệ điều khiển Fanuc – 31iMA
+ Tốc độ trục chính tối đa : 40000 vòng/phút.
1.4.2 Gá lắp sản phẩm trên máy Êtô thủy lực Bàn từ
1.4.3 Lựa chọn các chiến lược gia công
Nguyên công 2: Gia công mặt B
26 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Dụng cụ cắt: Dao chíp phá thô Φ 32 mã
- Số vòng quay trục chính: n 00 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc0 mm/ph
- Lượng cắt trên răng: Fz=0.2 mm/răng
Bước 1: Phay tinh mặt đầu
- Dụng cụ cắt: Dao chíp phay mặt đầu Φ 40 mã
- Số vòng quay trục chính: n 00vg/ph.
- Lượng cắt trên răng: Fz=0.1 mm/răng
- Tốc độ cắt: Vc"0 m/ph
Nguyên công 3: Gia công mặt A và biên dạng ngoài, hốc.
27 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Dụng cụ cắt: Dao chíp phá thô Φ 32 mã
- Số vòng quay trục chính: n 00 vg/ph.
- Lượng tiến dao: F0 mm/ph
Lượng cắt trên răng: Fz=0.2 mm/răng
Bước 2: Phay thô biên dạng ngoài
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón Φ 10 mã VCMHD1000
- Số vòng quay trục chính: n 00 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc` m/ph
- Lượng tiến dao: F)0 mm/ph
28 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Bước 3: Phay tinh biên dạng ngoài
- Kiểu chạy dao: Contour 2D (Ramp)
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón Φ 3 mã VCMHD0300
- Số vòng quay trục chính: n = 5300 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc= 50 m/ph
- Lượng tiến dao: F0 mm/phút
Bước 4: Phay thô các hốc
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón Φ 3 mã VCMHD0300
- Số vòng quay trục chính: n = 4500 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc= 30 m/ph
- Lượng tiến dao: F mm/phút
Bước 5: Phay tinh các hốc
- Kiểu chạy dao: Contour 2D (Ramp)
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón Φ 3 mã VCMHD0300
- Số vòng quay trục chính: n = 5300 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc= 50 m/ph
- Lượng tiến dao: F0 mm/phút
Nguyên công 4: Gia công 4 lỗ
29 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Kiểu chạy dao: Drill/Counterbore
- Dụng cụ cắt: Mũi khoan mồi Φ 3 mã LDS030A
- Số vòng quay trục chính: n = 5500 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc= 50 m/ph
- Lượng tiến dao: F0mm/ph
- Dụng cụ cắt: Mũi khoan Φ 10 mã PDS 100
- Số vòng quay trục chính: n = 1500 vg/ph.
- Tốc độ cắt: Vc= 50 m/ph
- Lượng tiến dao: F0mm/ph
• Nguyên công 2: Gia công mặt B
30 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
• Nguyên công 3: Gia công mặt A và biên dạng ngoài, hốc9
Nguyên công 4: Gia công 4 lỗ
31 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Phiếu công nghệ nguyên công 2:
Bước công nghệ Đường kính dao
Tên dao Chế độ cắt
S(vg/ ph) F(mm/ph) t (mm)
1 Phay mặt đầu 32 FACE MILL 1800 180 1
2 Phay tinh mặt đầu 40 FACE MILL 1700 220 0.5
32 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Phiếu công nghệ nguyên công 3:
Gia công mặt A và biên dạng ngoài
STT Bước công nghệ Đường kính dao
Tên dao Chế độ cắt
S(vg/ph) F(mm/ph) t (mm)
1 Phay mặt đầu 32 FACE MILL 1800 180 1
2 Phay thô biên dạng ngoài 40 END MILL FLAT 1900 290 0.5
3 Phay tinh biên dạng ngoài 3 END MILL FLAT 5300 130 0.2
4 Phay thô các hốc 3 END MILL FLAT 4500 80 0.5
5 Phay tinh các hốc 3 END MILL FLAT 5300 130 0.2
33 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Phiếu công nghệ nguyên công 4:
Bước công nghệ Đường kính dao
Tên dao Chế độ cắt
S(vg/ ph) F(mm/ph) t (mm)
34 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
THIẾT KẾ GIA CÔNG SẢN PHẨM MÃ SỐ: CT.019
Phân tích yêu cầu, đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm
2.1.1 Phân tích/ Tìm hiểu về vật liệu chế tạo.
Thép C45 là một loại thép hợp kim với hàm lượng carbon cao lên đến 0,45%, cùng với các tạp chất như silic, lưu huỳnh, mangan và crom Loại thép này có độ cứng và độ kéo lý tưởng, phù hợp cho việc chế tạo khuôn mẫu Thép C45 thường được ứng dụng trong cơ khí chế tạo máy, đặc biệt cho các chi tiết chịu tải trọng cao và va đập mạnh.
Chữ “C” trong tên thép C45 là kí hiệu của nhóm thép carbon Con số 45 có nghĩa hàm lượng carbon trong thép là khoảng 0,45%.
Thép C45 có độ cứng khoảng 23 HRC ở nhiệt độ bình thường, cho thấy độ cứng tương đối cao Để tăng cường độ cứng, người ta thường áp dụng các phương pháp như tôi và ram Tùy thuộc vào yêu cầu về độ cứng, có thể sử dụng các phương pháp như tôi dầu, tôi cao tần hoặc tôi nước Sau quá trình nhiệt luyện, độ cứng của thép C45 có thể đạt tới khoảng 50 HRC.
Chỉ số cấp bền của thép C45
Mác thép Tiêu chuẩn Độ bên đứt σb (Mpa) Độ bền đứt σc (Mpa) Độ giãn dài tương đối δ (%) Độ cứng
C45 TCVN 1766-75 610 360 16 23 Đặc điểm cơ tính của thép
Độ bền kéo là một chỉ số quan trọng trong vật liệu, thể hiện khả năng chịu lực kéo trước khi bị đứt Độ dãn dài tương đối cho biết mức độ biến dạng của vật liệu khi chịu lực Độ thắt tương đối (y) phản ánh khả năng co thắt của vật liệu dưới áp lực Độ dai va đập, tính bằng kG, cho thấy khả năng chịu va đập của vật liệu Độ cứng sau thường hóa (HB) và độ cứng sau ủ hoặc Ram cao (HB) là những yếu tố quan trọng xác định độ bền và tính ổn định của vật liệu Các chỉ số này, như kG/mm2 và phần trăm (%), cung cấp cái nhìn tổng quan về tính chất cơ học của vật liệu.
35 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM o Ứng dụng và ưu điểm của Thép C45
Thép C45, với độ bền và độ cứng cao, là vật liệu lý tưởng trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, được sử dụng để sản xuất các chi tiết máy chịu tải trọng bền như đinh ốc, trục bánh răng, chi tiết máy qua ren dập nóng, và trục piton Ngoài ra, thép C45 còn phù hợp để chế tạo vỏ khuôn, ốc vít và dao, mang lại hiệu quả cao trong các ứng dụng cơ khí.
Trong lĩnh vực xây dựng thép C45 được dùng trong xây dựng cầu đường, khung thép vì nhờ có độ cứng cao.
5 Do có độ bền kéo 570-690Mpa, thép C45 có khả năng chống bào mòn, chống oxy hóa tốt và chịu được tải trọng cao.
6 Tính đàn hồi tốt, vì có độ bền kéo cao và giới hạn chảy cao nên thép C45 có khả năng chịu được va đập tốt.
7 Sức bền kéo cao giúp cho việc nhiệt luyện, chế tạo chi tiết máy, khuôn mẫu.
8 Mức giá thành thấp hơn so với các dòng thép nguyên liệu khác.
2.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
Tính công nghệ trong kết cấu là yếu tố quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiết cơ khí, giúp giảm thiểu lượng kim loại tiêu hao, khối lượng gia công và lắp ráp, đồng thời hạ thấp giá thành chế tạo trong các điều kiện và quy mô sản xuất nhất định.
- Sai lệch độ song song giữa mặt đầu A và mặt cuối của chi tiết 0,02 mm.
- Độ nhỏm thành rónh Ra =2,5 àm.
- Các bề mặt khác có Rz40.
2.1.3 Xác định bề mặt gia công cơ / bề mặt không gia công cơ (thô)
Chi tiết dễ gia công với dạng phôi thanh nên gia công toàn bộ bề mặt của chi tiết.
Gia công tất cả các bề mặt.
Gia công thô khỏa mặt đầu và mặt trụ tròn ngoài ∅48 của chi tiết trên máy vạn năng.
Gia công các phần còn lại trên máy CNC
2.1.4 Xác định phương án chế tạo phôi
36 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Loại phôi được xác định dựa trên kết cấu của chi tiết, loại vật liệu, điều kiện kỹ thuật và hình thức sản xuất Có nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra phôi.
Phôi dập thường được sử dụng cho các chi tiết như trục răng côn, trục răng thẳng, bánh răng và các chi tiết dạng càng, cũng như trục chữ thập và trục khuỷu, với những đặc điểm nổi bật.
Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật dụng gia công.
Độ chính xác của vật dập cao hơn, đặc biệt là các kích thước chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn.
Trạng thái ứng suất trong quá trình gia công vật liệu thường là nén khối, giúp kim loại có tính dẻo tốt hơn và khả năng biến dạng triệt để hơn Điều này dẫn đến cơ tính sản phẩm cao hơn và khả năng gia công các vật thể phức tạp.
Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao.
Hệ số sử dụng vật liệu cao.
Thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, chế tạo khuôn đắt tiền. Đúc:
Có thể tạo ra sản phẩm chất lượng cao, kích thước chính xác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao.
Giá thành sản phẩm đúc nói chung hạ hơn so với các sản phẩm khác.
Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt, …
Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót, …
Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt cao của khuôn có thể làm giảm khả năng điền đầy Hơn nữa, sự cản cơ lớn từ khuôn kim loại cũng dễ dẫn đến hiện tượng nứt trong quá trình đúc.
Loại phôi được xác định dựa trên kết cấu chi tiết, vật liệu và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy Trong chế tạo máy, chi phí phôi có thể chiếm từ 30-60% tùy thuộc vào dạng sản xuất Để đảm bảo hiệu quả, khi chế tạo phôi cần chú ý đến lượng dư gia công.
Nếu lượng dư gia công quá lớn, sẽ dẫn đến việc tiêu tốn nguyên vật liệu, gia tăng lao động để thực hiện gia công, và làm tăng mức tiêu thụ năng lượng cùng với chi phí cho dụng cụ cắt và vận chuyển, từ đó làm tăng giá thành sản phẩm.
Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để loại bỏ các sai lệch của phôi, dẫn đến ảnh hưởng tiêu cực đến các nguyên công và quy trình gia công.
Thép cán được sản xuất với hình dạng và kích thước tiết diện ngang cùng chiều dài theo tiêu chuẩn, đảm bảo chất lượng bề mặt cao và thành phần hóa học ổn định hơn so với phôi đúc.
Phôi của các chi tiết có tiết diện ngang hình trụ hoặc hình chữ nhật thường được cắt từ thép cán, bao gồm các chi tiết như trục, bánh răng và bộ đôi bơm cao áp.
Sử dụng phôi từ thép cán giúp giảm hệ số sử dụng vật liệu, vì vậy thường được áp dụng trong sản xuất đơn chiếc hoặc sản xuất hàng loạt nhỏ.
Dựa vào hình dáng hình học của sản phẩm tao chọn phôi là phôi cán dạng trục
37 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM tâm với giá thành thấp và phù hợp với dạng gia công của sản phẩm.
Thiết kế mô hình CAD & xuất bản vẽ kĩ thuật
2.2.1 Thiết kế mô hình CAD_3D của sản phẩm
Khởi động phần mềm Inventor và nhấn vào biểu tượng New trong menu Get Started Hộp thoại Create New File sẽ xuất hiện, chọn Metric và sau đó chọn Standard (mm) với định dạng ipt Cuối cùng, nhấn Create để bắt đầu môi trường thiết kế chi tiết.
Chọn Start 2D Sketch sau đó chọn Plane XY để bắt đầu thiết kế biên dạng của chi tiết:
Chúng tôi đã vẽ biên dạng 2D của chi tiết và sử dụng lệnh Revolve để tạo ra các chiều cao của chi tiết, từ đó thu được kết quả như mong muốn.
38 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
• Bước 4 Dùng lệnh hole tạo lỗ đầu tiên như hình vẽ::
• Bước 5 Ta sử dụng Circular để tạo 3 lỗ xung quanh::
39 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Ta chọn mặt phẳng làm việc như sau và vẽ biên dạng, sau đó dùng lệnh
Extrude để được như sau:
40 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Ta tiếp tục vẽ đường trũn ỉ28 sau đú dựng lệnh Extrude để tạo lỗ như sau:
Dùng lệnh Thread để tạo ren được như hình sau:
• Bước 9 Ta sử dụng lệnh : Chamfer để vát mép các cạnh sắc Dưới đây là hình ảnh kết quả thu được:
2.2.2 Thiết kế mô hình phôi của sản phẩm.
Chi tiết có đường kính ngoài tối đa 80mm và chiều dài 130mm, thuộc phạm vi thiết kế của đồ án Phôi được chọn đã trải qua quá trình gia công trên máy công cụ vạn năng.
Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu 41 đồ án công nghệ CAD/CAM, tập trung vào việc gia công các chi tiết với năng suất và độ nhám theo yêu cầu Để thực hiện, chúng ta sẽ chuẩn bị phôi thép 45 có đường kính ngoài 84mm và chiều dài 134mm, đảm bảo chừa lại 2mm trên các mặt gia công khi sử dụng máy CNC.
Thiết kế mô hình phôi có đường kính 84mm với chiều dài 134 mm.∅
2.2.3 Xuất bản vẽ kĩ thuật của sản phẩm:
42 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
43 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Lập quy trình công nghệ gia công chế tạo sản phẩm
2.3.1 Xây dựng phương án công nghệ gia công chế tạo sản phẩm
Từ 2 phương án trên ta chọn phương án 1 để đảm bảo được độ cứng vứng tốt hơn khi gia công.
2.3.2 Lựa chọn dụng cụ gia công
Kiểu dao Thông số dao
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi
Nguyên công 2: Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
Nguyên công 3: Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi
Nguyên công 2: Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết
Nguyên công 3: Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
Nguyên công 4: Kiểm tra ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Chíp có góc mũi dao là 0.8mm mã UE6110 dùng để tra chế độ cắt với vật liệu thép C45 cắt thô với chế độ cắt chung là General Cutting
Chế độ cắt : Vận tốc cắt: Vc = 200 m/ph; Depth of cut: 1,5 mm.
Lượng chạy dao: S = 0,5 mm/vòng.
Số vòng quay trục chính: n = 1000.200
Chế độ cắt : Tốc độ cắt: Vc = 250 mm/phút; Depth of Cut: 1.5 mm.
Lượng chạy dao: S = 0,5 mm/vòng
Số vòng quay trục chính: n = 1000.250
45 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Chế độ cắt : Tốc độ cắt: Vc = 300 mm/phút; Depth of Cut: 0.2 mm Lượng chạy dao: S = 0,08 mm/vòng
Số vòng quay trục chính: n = 1000.300 3,14.80 = 1200 vòng/phút
46 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Chế độ cắt Tốc độ cắt: Vc = 120 mm/phút; Depth of Cut: 0.5mm Lượng chạy dao: S = 0,1 mm/vòng
Số vòng quay trục chính: n = 1000.120
Chế độ cắt : Tốc độ cắt: Vc= 120m/phút Lượng chạy dao: S = 2 mm/vòng
Số vòng quay trục chính: n = 1000.120
47 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Chế độ cắt : Tốc độ trục chính: 2200 vòng/phút Lượng tiến dao: S = 0.18 mm/vòng Vận tốc cắt: Vc = 3,14.5 2200
Chế độ cắt – với vật liệu thép C45 ta được:
Tốc độ trục chính :2700 vg/ph.
Lượng tiến dao S = 0.1 mm/vg.
48 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Chế độ cắt : Tốc độ trục chính: 320 vòng/phút Lượng tiến dao: S = 0,4mm/vòng
Chế độ cắt : Tốc độ cắt: Vc = 200 mm/phút; Depth of Cut: 0.5 mm Lượng chạy dao: S = 0,3 mm/vòng
Số vòng quay trục chính: n = 1000.200 3,14.34 = 1800 vòng/phút
49 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
- Chế độ cắt : Tốc độ cắt: Vc = 250 mm/phút; Depth of Cut: 0.2 mm Lượng chạy dao: S = 0,08 mm/vòng
Số vòng quay trục chính: n = 1000.250 3,14.34 = 2300vòng/phút
50 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Tốc độ trục chính: 1200vòng/phút Tốc độ tiến dao:F = 140mm/phút
2.3.3 Lập quy trình công nghệ gia công sản phẩm
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi
Phôi được cắt và gia công sơ bộ trên máy vạn năng để đạt kích thước chính xác Định vị phôi sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm, giúp kiểm soát 5 bậc tự do trong không gian OX và OY.
Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Nguyên công 2: Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
Các bước công nghệ bao gồm: tiện mặt đầu, tiện thô, tiện tinh, tiện ren, khoan lỗ được gá đặt ( định vị và kẹp chặt ) như sau:
51 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM Định vị: Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm khống chế 5 bậc tự do T ; T ; OX OY
Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Chọn dao: Sử dụng dao tiện mặt đầu PSKNR/L2525M12
+ Bước 2: Tiện thô biên dạng ngoài
Chọn dao: Sử dụng dao tiện thô ngoài PCLNR/L1616H09
+ Bước 3: Tiện tinh biên dạng ngoài
Chọn dao: Sử dụng dao tiện tinh ngoài SVJDR/L1616H11
Chọn dao: Sử dụng dao tiện ren MT1R/L2020K4
Chọn dao: Sử dụng mũi khoan ruột gà VAPDSD0500
Nguyên công 3: Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết
Các bước công nghệ bao gồm: Tiện mặt đầu, tiện thô ngoài, tiện tinh ngoài,
Tiện rãnh, khoan ∅ 28, tiện thô trong, tiện tinh trong, Tiện trục C được gá đặt
( định vị và kẹp chặt ) như sau
52 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM Định vị: Sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm khống chế 5 bậc tự do T ; T ; OX OY
Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
Chọn dao: Sử dụng dao tiện mặt đầu PSKNR/L2525M12
+ Bước 2: Tiện thô biên dạng ngoài
Chọn dao: Sử dụng dao tiện thô ngoài PCLNR/L1616H09
+ Bước 3: Tiện tinh biên dạng ngoài
Chọn dao: Sử dụng dao tiện tinh ngoài SVJDR/L1616H11
Chọn dao: Sử dụng dao tiện rãnh GYMR3225P00-M25R
Chọn dao: Sử dụng mũi khoan mồi LDS050A
Chọn dao: Sử dụng mũi khoan ruột gà VAPDMD2800
+ Bước 7: Tiện thô biên dạng trong
Chọn dao: Sử dụng dao tiện thô lỗ S20QSCLCR/L09
+ Bước 8: Tiện tinh biên dạng trong
Chọn dao: Sử dụng dao tiện tinh lỗ S20QSDQCR/L11
Chọn dao: Sử dụng dao phay ngón TX204100
53 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Kiểm tra độ không đồng tâm giữa các đường kính.
Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt đầu.
2.3.4 Xuất bản vẽ quy trình công nghệ gia công sản phẩm
TT Tên nguyên công/lần gá Sơ đồ nguyên công Chế độ cắt Chủng loạimáy Dụng cụ t(mm) v(m/min) s(mm/rev) Máy CNC Mã hiệu dụngcụ
NC2-B1 Khỏa mặt đầu 1.5 200 0.5 HISION PSKNR/L2525M12
NC2-B2 Tiện thô biên dạng ngoài 1.5 250 0.5 PCLNR/L1616H09
54 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC2-B3 Tiện tinh biên dạng ngoài 0.2 300 0.08 SVJDR/L1616H11
55 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC3-B1 Khỏa mặt đầu 1.5 200 0.5 PSKNR/L2525M12
NC3-B2 Tiện thô biên dạng ngoài 1.5 250 0.5 PCLNR/L1616H09
NC3-B3 Tiện tinh biên dạng ngoài 0.2 300 0.08 SVJDR/L1616H11
56 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC3-B4 Tiện rãnh thang 0.1 120 0.1 LDS050A
57 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC3-B7 Tiện thô biên dạng trong 0.5 200 0.3 S20QSCLCR/L09
NC3-B8 Tiện tinh biên dạng trong 0.2 250 0.08 S20QSDQCR/L11
58 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
NC3-B9 Tiện trục C 2 rãnh 0.5 20 TX204100
59 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Lập trình gia công chế tạo sản phẩm với phần mềm CAD.CAM
2.4.1 Lựa chọn máy gia công, hệ điều khiển NC/CNC (Post Processor)
Máy tiện CNC: HISION 2 trục, hệ điều khiển Fanuc 0i - tF
+ Tốc độ trục chính tối đa : 4500 vòng/phút.
+ Kích thước mâm cặp : 203 mm.
2.4.2 Gá lắp sản phẩm trên máy
Đồ gá trên máy tiện CNC
60 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Xây dựng sơ đồ gá đặt, định vị, kẹp chặt
+ Nguyên công 1 : Chuẩn bị phôi
Phôi được cắt và gia công sơ bộ trên máy vạn năng để đạt kích thước chính xác Việc định vị sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm, giúp kiểm soát 5 bậc tự do trong không gian OX và OY.
Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
+ Nguyên công 2 : Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
Các bước công nghệ trong gia công cơ khí bao gồm tiện mặt đầu, tiện thô, tiện tinh, tiện ren, tiện rãnh và khoan lỗ Để thực hiện các bước này, quá trình định vị rất quan trọng, sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm nhằm khống chế 5 bậc tự do trong không gian.
Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
61 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
+ Nguyên công 3 : Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết
Các bước công nghệ trong gia công bao gồm tiện mặt đầu, tiện thô ngoài, tiện tinh ngoài, khoan, tiện thô trong và tiện tinh trong Quá trình gá đặt được thực hiện thông qua việc định vị và kẹp chặt chi tiết Định vị sử dụng mâm cặp 3 chấu tự định tâm, giúp kiểm soát 5 bậc tự do T; T; OX; OY.
Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Kiểm tra độ không đồng tâm giữa các đường kính.
Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt đầu.
62 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
2.4.3 Chọn chiến lược gia công
NC Bước Nội dung Kết quả
Bước 1 : Khỏa mặt đầu Sử dụng: Dao tiện mặt đầu T1.
Bước 2 : Tiện thô biên dạng ngoài Sử dụng: Dao tiện thô ngoài T2.
Bước 3 : Tiện tinh biên dạng ngoài Sử dụng: Dao tiện tinh ngoài T3.
63 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Bước 4 :Tiện ren Sử dụng: Dao tiện ren ngoài T5.
n00 vòng/phút Bước 5 : Khoan 4 lỗ
∅ 5 Sử dụng: Mũi khoan ruột gà ∅ 5 T6.
- Vc = 30 m/phút Bước 1 :Khỏa mặt đầu Sử dụng: Dao tiện mặt đầu T1.
- Depth of cut: 1,5 mm Bước 2 : Tiện thô biên dạng ngoài Sử dụng: Dao tiện thô ngoài T2.
64 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Bước 3 :Tiện tinh biên dạng ngoài Sử dụng: Dao tiện tinh ngoài T3.
Sử dụng: Dao tiện rãnh ngoài T4
S = 0.1 mm/vòng nH0 vòng/phút Depth of cut : 0.5mm
Bước 5 :Khoan mồi Sử dụng: Mũi khoan mồi
65 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Vc = 42 m/phút Bước 6 : Khoan lỗ
∅ 28 Sử dụng: Mũi khoan ruột gà ∅ 28 T8.
Bước 7 :Tiện thô biên dạng trong Sử dụng: Dao tiện thô trong T9.
Bước 8 :Tiện tinh biên dạng trong Sử dụng: Dao tiện tinh trong T10.
Bước 9 : Tiện trục C Sử dụng: Dao phay ngón
66 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
• Nguyên công 2: Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
67 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
• Nguyên công 3: Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết
• Nguyên công 2: Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
68 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CAD/CAM
Gia công phần bên phải có ren của chi tiết
STT Bước công nghệ Đường kính dao
Tên dao Chế độ cắt
1 Khỏa mặt đầu 32 ROUGH FACE RIGHT 80 DEG 760 0.5 1.5
2 Tiện thô biên dạng ngoài 20 OD RIGHT 55 DEG 950 0.5 1.5
3 Tiện tinh biên dạng ngoài 20 OD FINISH RIGHT 35 DEG 1200 0.05 0.2
4 Tiện ren 25 OD THREAD LEFT 1700 2
• Nguyên công 3: Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết
Gia công phần bên trái có lỗ của chi tiết