Đồ án công nghệ Cad Cam CNC chế tạo khuôn ép nhựa

Chính vì vậy mà hiện nay nhiều nước trên thếgiới đã và đang ứng dụng một cách rộng rãi máy CNC trong lĩnh vực cơ khí chếtạo.Với sinh viên các ngành cơ khí và liên quan như Chế Tạo Máy, C

khiển số CNC đóng một vai trò hết sức quang trọng Sử dụng máy CNC cho phép giảm khối lượng giảm khối lượng gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công và tăng hiệu quả kinh tế Chính vì vậy mà hiện nay nhiều nước trên thếgiới đã và đang ứng dụng một cách rộng rãi máy CNC trong lĩnh vực cơ khí chếtạo.

Với sinh viên các ngành cơ khí và liên quan như Chế Tạo Máy, Cơ Điện Tử… Đồ Án CAD/CAM-CNC mục đích nhằm giúp sinh viên có thể vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã được trang bị trong nhà trường để nghiên cứu lập qui trình công nghệ và thiết lập chương trình gia công chi tiết trên máy công cụ điều khiển số

Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Đắc Lực đã tận tình hướng dẫn em thực hiện

đồ án này.Do hạn chế về thời gian và kiến thức nên không thể tránh khỏi sai sót.Mong quí thầy góp ý để em có được những hiểu biết sâu sắc hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng ngày 10 tháng 2 năm 2012

Sinh viên thực hiện:

Phùng Văn Hậu

MỤC LỤC Trang

Lời nói đầu 1

1 Lựa chọn chi tiết và vật liệu gia công 3 1.1 Giới thiệu sản phẩm 3 1.2 Lựa chọn vật liệu làm khuôn 4 2 Thiết kế trên Proe 4

2.1 Thiết kế chi tiết 4 2.2 Tạo Khuôn 10 3 Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo 15

3.1 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi: 15

3.2 Chọn máy gia công 16

3.3 Lựa chọn nguyên công và các bước gia công 16

3.4 Sơ đồ gá dặt và lựa chọn dao gia công 17

3.4.1 Nguyên công I: Phay mặt đáy 17

3.4.2 Nguyên công II 20

3.4.2.1 Phay mặt đầu 20

3.4.2.2Phay mặt bậc kích thước 275x130 22

3.4.2.3 Phay hốc trụ tròn sâu 28 mm 24

3.4.2.4 Gia công tạo hốc nghiêng 160 26

3.4.2.5 Khoan 4 lỗ đường kính 18mm 27

3.4.2.6 Khoan 4 lỗ đường kính 10mm 28

3.4.2.7 Phay 4 lỗ và 4 lỗ  29

4 Chọn nguyên công gia công trong môi trường Proe và chương trình gia công 31

Kớch thước cơ bản của khay: 275x130x30.

Trờn thị trường hỡnh dỏng và kớch thước của khay đỏ rất đa dạng và phong phỳ

từ đơn giản đến phức tạp Khay đỏ như hỡnh trờn là loại rất hay được dựng Do

dễ chế tạo nờn giỏ thành của loại khay đỏ này là vừa phải

1.2 Lựa chọn vật liệu làm khuụn.

1.2.1 Phõn tớch điều kiện làm việc của khuụn:

Để tạo nờn sản phẩm là khay đỏ cú độ bền cao , chất lượng tốt cũng như đạt

được cỏc yờu cầu về thẩm mĩ thỡ khuụn để chế tao khay đỏ cần đỏp ứng cỏc yờu cầu sau:

- Cú tớnh chịu nhiệt và dẫn nhiệt tốt

- Cú khả năng chịu được tải trọng động tức là chịu được va đập khi ộp cũng như đúng 2 khuụn lại với nhau

- Cú độ bền cơ học cao ,ớt bị mài mũn trong quỏ trỡnh làm việc

1.2.2 Lựa chọn vật liệu làm khuụn.

Khuôn đợc cấu tạo từ rất nhiều chi tiết khác nhau, có điều kiện làm việc

khác nhau Cho nên tuỳ theo điền kiện làm việc cụ thể của chi tiết mà lựa loại vật liệu thích hợp để vừa bảo đảm thời gian sử dụng lẫn yêu cầu về giá thành

Để đỏp ứng được yờu cầu làm việc của khuụn ta cần chọn vật liệu cần đảm

bảo một số tớnh chất sau:

- Vật liệu có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao, ít bị biến dạng do nhiệt

và do va đập

- Vật liệu được chọn phải dễ gia công (có tính công nghệ tốt)

- Độ cứng của vật liệu là đồng nhất mọi kích thước

- Khả năng chống gỉ chống mài mòn cao

- Dễ đánh bóng

- Chi phí bảo dưỡng thấp

- Chi phí mua thấp và dễ tìm trong nước.

Từ các yêu cầu trên em chọn vật liệu làm khuôn là thép cácbon chất lượng

tốt là thép C45 Cơ tính của vật liệu:

Phôi để gia cong là phôi dập thể tích

2 Thiết kế trên Proe

2.1 Thiết kế chi tiết.

Chi tiết cần thiết kế có dạng như hình dưới:

Các kích thước cơ bản : 275x220x30

Mở Proe từ màn hình, sau đó lựa chọn thư mục lưu file thiết kế như sau:

File-> Select Working directory -File-> chọn thư mục cần lưu file

Chọn File->New để thiết kế chi tiết mới:

Đặt tên cho chi tiết đồng thời kích bỏ chọn Use default templete để set lại chuẩn kích thước là hệ mm Chọn Solid Part mms như hình vẽ.

Chọn ok để bước vào môi trường thiết kế của proe

Tạo Khối chữ nhật bằng lệnh Extrude :

Click chọn biểu tượng extrude : Proe hiện giao diện lựa chọn mặt phẳng vẽ phác như hình vẽ

Ta click chọn Placement

Sau đó chọn Define để chọn mặt phẳng vẽ phác Ở đây ta chọn mặt Front

Vẽ phác hình chữ nhật có kích thước như trên hình vẽ

Chọn biểu tượng để kết thúc lệnh vẽ phác

Nhập chiều dày đùn là 30 vào ô kích thước : Sau đó chọn

ta được chi tiết khối chữ nhật như hình vẽ:

Bước tiếp theo là ta cần tạo hốc chữ nhật 30x30 và sâu 28 mm.Tiếp tục dùng lệnh Extrude vẽ phác hình vuông có các kích thước tương quan như hình dưới:

Chọn biểu tượng đồng thời chọn các chế độ như hình vẽ để tạo khối extrude cắt.

Kết quả:

Kích chọn extrude 2 sau đó chọn lệnh Partern để tạo ra các khối khác

Kết quả:

Tạo hốc nghiêng từ hốc trụ chữ nhật ta vừa tạo trên bằng công cụ Draft

Lựu chọn mặt phẳng cần làm nghiêng sau đó lựa chọn bề mặt chuẩn nhập gócnghiêng -8 độ ta được như hình sau:

Để bo các cạnh ta dùng lệnh Round

Dùng lệnh shell để loại bỏ các phần còn lại: Phần đế của chi tiết sau khi dùng lệnh shell:

Để loại bỏ phần dư ở các cạnh ta dùng lệnh Extrude để cắt Kết quả cuối cùng

ta được chi tiết như sau:

2.2 Tạo Khuôn

Từ chi tiết trên để tạo khuôn trên và khuôn dưới ta vào file->New xuất hiện hộp thoại như dưới chọn Mold Cavity để tạo khuôn,

Lấy chi tiết vừa mới thiết kế: Mold Mode->Create->Ref Model ->Ok:

Chọn CopyFromExisting-> Ok

Tạo phôi từ chi tiết trên: Mold Mode->Create->WorkPiece->Manual-> đặt tên cho khuôn ->Create Features->OK->Porotrusion ->extrude ->Done

Vẽ phác khuôn của chi tiết:

Tạo mặt phân khuôn :

Chọn đồng thời đặt tên cho mặt phân khuôn như hình dưới:

Chọn Add->Revole để vẽ mặt phân khuôn như hình :

Khi đã có mặt phân khuôn ta tiến hành tách khuôn trên và khuôn dưới:

MoldVolume-> Split->Done->Chọn mặt phân khuôn đã chọn-> OK

Sau đó chọn 1 đảo để có thể phân khuôn->Done sell.Tiếp tục ta đặt tên cho khuôn trên và khuôn dưới.->Done

Tạo 2 khối được extract từ 2 khuôn:

Chọn 2 khuôn trên và dưới đã tách -> OK:

Để mở khuôn:

->Done -> Kích chọn phần khuôn dưới hoặc khuôn trên để mở ra-> OK , Sau

đó lựa chọn hướng mở và khoảng cách mở

->OK Cuối cùng ta được khuôn dưới và khuôn trên như hình dưới:

Khuôn dưới

Khuôn trên.

3 Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo

3.1-Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi:

Trong chế tạo máy người ta phân biệt 3 dạng sản xuất là:

- Sản xuất đơn chiếc

- Sản xuất hàng loạt

- Sản xuất hàng khối

Vói chi tiết kẹp dao ta chọn dạng sản xuất hàng loạt vừa

Ta chọn hình dạng phôi như sau:

Hình 2.1: Hình dạng ban đầu của phôi

Kết hợp các điều kiện :

- Dạng sản xuất

- Đặc điểm vật liệu thép C45

- Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

- Điều kiện trang thiết bị

- Hình dạng phơi tương đối đơn giản

Ta chọn phương pháp gia cơng là dập thể tích

3.2 Chọn máy gia công:

Từ nguyên cơng 1 đến nguyên cơng 7 ta dùng máy phay EMCO CONCEPT

MILL155 cĩ các thơng số như sau:

- Vùng làm việc tối đa: X/Y/Z=300/200/300mm

- Tốc độ chạy dao nhanh tối đa: Vmax=7,5m/phút

- Cơng suất trục chính: N= 4 KW

- Phạm vi điều chỉnh tốc độ: n=15010000v/phút

- Khối lượng tối đa cĩ thể gia cơng 20Kg

- Khả năng đạt độ chính xác theo các trục X/Y/Z=0,004/0,004/0,004mm

- Lực cắt lớn nhất theo phương các trục 2500N

- Nguồn cung cấp 400V/50-60Hz

- Số dao tối đa : 10

3.3 Lựa chọn nguyên cơng và các bước gia cơng.

- Chi tiết trải qua 1 nguyên cơng

Bước 1 : Phay mặt đầu

- Chọn máy phay 3 trục EMCO CONCEPT MILL155

- Đồ gá là eto vạn năng

- Lựa chọn dao là dao phay mặt đầu

- Sau khi gia công bước 1 độ nhám bề mặt nhỏ hơn 2.5 um

Bước 2 : Phay mặt bậc kích thước 275x130.

- Chọn máy phay 3 trục EMCO CONCEPT MILL155

- Đồ gá là eto vạn năng

- Lựa chọn dao là dao phay ngón

+ Phay thô : Lượng dư sau khi gia công 0.1mm

+ Phay tinh : Sau khi gia công đạt độ nhám bề mặt nhỏ hơn 2 um , sai số gia công không vượt quá 0.01 mm

Bước 3 : Phay phá tạo các hốc trụ tròn sâu 28mm

- Chọn máy phay 3 trục EMCO CONCEPT MILL155

- Đồ gá là eto vạn năng

- Lựa chọn dao là dao phay phá

+ Phay thô: Lượng dư sau khi gia công 0.08 mm

+ Phay tinh: Sau khi gia công đạt độ nhám bề mặt nhỏ hơn 1.5 um , sai số gia công không vượt quá 0.01 mm

Bước 4 : Phay tạo hốc nghiêng 16 độ

- Chọn máy phay 3 trục EMCO CONCEPT MILL155

- Đồ gá là eto vạn năng

- Lựa chọn dao là dao đầu cầu

+ Phay thô : Lượng dư sau khi gia công 0.6

+ Phay bán tinh: Lượng dư sau khi gia công 0.3

- Đồ gá là eto vạn năng

- Sử dụng dao phay 

3.4 Sơ đồ gá dặt và lựa chọn dao gia công

3.4.1 Nguyên công I: Phay mặt đáy.

a Sơ đồ gá đặt và định vị

W W

F F

Đồ gá sử dụng là eto kẹp chặt

b Lựa chọn dao và các thông số để gia công

Bảng thông số Kc:

Lựa chọn dao mảnh hợp kim cứng (c64/milling) ASX445-050A05R

Tra bảng thông số cắt gọt của dao đối với vật liệu là Thép các bon 280HB) ta được:

Đồ gá sử dụng là eto kẹp chặt

b Lựa chọn dao và các thông số để gia công

Lựa chọn dao mảnh hợp kim cứng (c64/milling) ASX445-050A05R

Tra bảng thông số cắt gọt của dao đối với vật liệu là Thép các bon 280HB) ta được:

V n

Chọn dao phay ngón VA-MHD1600(End mill) có :Đường kính D = 16mm

Số răng z =3

Mặt bậc được chia làm 2 lần gia công:

Gia công thô:

b Chọn dao và các thông số gia công:

Ta dùng dao phay phá CBJPR202S25

Tra bảng ta được các thông số của dao:

Đường kính D1=20mm

Ta chia làm 2 lần gia công :

Gia công thô:

Chế độ cắt Vf=n*fr=830*0.1=83mm/phút

Chiều sâu mỗi lớp cắt ap=1 mm

Lượng dư sau khi gia công thô theo phương z ở mặt đáy: 0.3 mm

Công suất cắt:

W

F

b Lựa chọn dao và các thông số gia công

Chọn dao phay đầu cầu SRFH10S12L

Sơ đồ :

Ta chia ra 3 lần gia công:

Gia công thô:

Vf=fz.n.Z=0.2*4380,41*1=870 mm/phút

Công suất cắt:

Tra bảng ta được các thông số của dao:

Tra bảng ta được các thông số của dao:

Tra bảng ta được các thông số của dao:

Chế độ cắt Vf=n*fr=830*0.1=83mm/phút

Chiều sâu mỗi lớp cắt ap=0.5 mm

Bề rộng ăn dao: ae=0.5 mm

4 Chọn nguyên công gia công trong môi trường Proe và chương trình gia

công Ta chọn nguyên công Phay mặt bậc kích thước 275x130.

a Sơ đồ dịnh vị

2 W

W

F F

Chọn dao phay ngón VA-MHD1600(End mill) có :Đường kính D = 16mm

Số răng z =3

Mặt bậc được chia làm 2 lần gia công:

Gia công thô:

n D

Lượng cắt dao răng : 120 0.06 /

.2 1000.2

f z

V

n

Lượng cắt dao vòng : fr=fz*Z=0,06*3=0,18 suy ra Kc=2700 (Mpa)

Thời gian gia công cơ bản: C 120275 2.29

c Mô phỏng gia công trong Proe

Mở proe chọn New sau đó chọn như hình vẽ:

Tạo phôi tương tự như khi phân khuôn từ chi tiết ta được phôi của khuôn dưới khay

đá như hình vẽ

Kích thước phôi : 64x350x220

Tiến hành chọn máy và nhập các thông số gia công như sau:

Click vào Mfg setup ta được hộp thoại Operation setup

Ở dòng Operation Name ta đổi lại tên máy là PCMILL155

Click vào để xác lập các thông số của máy

Nhập các thông số cần thiết của máy như hình vẽ:

Thiết lập gốc tọa độ (Mechine Zero) của phôi như hình vẽ:

Chọn mặt phẳng lùi dao về cách bề mặt phôi 5 mm.

Vào Machinng – NC sequence – Volume để tiến hành thiết lập các thông số gia công và mô phỏng gia công cho mặt bậc 275x130

Trong mục SEQ SET ta chọn các mục như hình vẽ:

Đặt tên cho nguyên công (Name) là : PhayMatBac

Mục tool thiết lập các thông số dao như hình dưới dựa vào tính toán ở mục chọn

dao :

Bảng Param Tree như sau:

Mục Define Volume : Chọn Create Vol – Chọn Sketch – Done để tạo thể tích cần gia công

Kết quả:

Để xem kết quả mô phỏng Click Play Path- Screen Play hoặc chọn NC-Check:Kết quả mô phỏng như sau:

Screen Play :

NC-Check:

d Chương trình gia công G-Code

N30 G90

N35 M99