gia công thân bơm bánh răng

gia công thân bơm bánh răng

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, người ta đã áp dụng các

thành tựu của khoa học và đời sống và sản xuất Cũng như đối với các ghành khoa học

khác, nghành cơ khí cũng áp dụng rất nhiều tành tựu về khoa học đặc biệt là điều khiển

số Phần lớn các máy móc trong công nghiệp hiện đại ngày nay đều sử dụng máy điều

khiển số

Đối với sinh viên nghành cơ khí, việc tìm hiểu các chương trình điều khiển số hay

tham gia vào quá trình lập trình là việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm được

các kiến thức hiện đại cũng như hiểu được bản chất của các máy điều khiển số Vì vậy

thông qua việc làm Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC đã góp phần nâng cao kiến thức

cho sinh viên

Trong khuôn khổ đồ án này chúng em sẽ thực hiện đề tài gia công “Thân bơm bánh

răng” Đề tài có ý nghĩa trong cuộc sống, trong suốt quá trình làm đồ án chúng em cũng

tham khỏa nhiều tài liệu liên quan cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Phạm

Thế Nhân đã giúp em hoàn thành đồ án này Do đây là đồ án mới nên chắc chắn không

tránh khỏi sai sót em mong được sừ góp ý của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên thực hiện

Võ Xuân Phú

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KĨ

THUẬT CỦA SẢN PHẨM I.1 Lựa chọn chi tiết:

Các chi tiết gia công trên máy CNC thì yêu cầu độ chính xác và độ nhám bề mặt cao, do đó không thể gia công được trên các may công cụ thông thường.Gồm các chi tiết:

- Chi tiết là một bộ phận chính của các khuôn dập, khuôn dập vuốt, khuôn đúc, khuôn ép, để tạo ra các sản phẩm nhựa, composite hoặc các sản phẩm cơ khí,

- Chi tiết có hình dạng bề mặt phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao như: Turbin thủy lực, khí nén, chân vịt tàu thủy,

- Chi tiết yêu cầu độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, yêu cầu phải tích hợp nhiều bước công nghệ trên một nguyên công khi thực hiện gia công chế tạo

Trong khuôn khổ đồ án này em sẽ thực hiện đề tài gia công “Thân bơm bánh răng”

Hình 1.1- Thân bơm bánh răng

Hình 1.2- Bản vẽ chi tiết I.2 Điều kiện làm việc của chi tiết:

Bơm bánh răng là bơm thể tích được cấu tạo bởi các bánh răng được liên kết với nhau nên dễ dàng vận chuyển các dung dịch có độ nhớt, độ đậm đặc cao Thân bơm bánh răng chịu áp lực của chất lỏng,trục mang bánh răng quay với số vòng quay lớn sẽ sinh ra rung động, do đó thân bơm bánh răng đòi hỏi phải làm việc tốt trong các điều kiện như sau:

- Số vòng quay và công suất trên một đơn vị trọng lượng lớn

- Áp lực của chất lỏng lên thành bơm cao

- Có khả năng chịu quá tải trong một thời gian ngắn

- Thân bơm làm việc trong điều kiện rung động do sự chuyển động quay của các bánh răng ăn khớp với nhau

- Đảm bảo độ kín khít giữa hai bề mặt lắp ghép thân bơm

I.3 Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm:

Vì thân bơm làm việc trong những điều kiện như trên nên thân bơm đòi hỏi yêu cầu về độ không song song, độ vuông góc giữa các bề mặt với mặt (A) phải chính xác

Để tránh hiện tượng kẹt bánh răng khi bơm hoạt động cần phải đảm bảo yêu cầu kích thước giữa hai tâm lỗ lắp ghép trục bánh răng Từ đó, đặt ra yêu cầu kỹ thuật với thân bơm như sau:

- Độ không vuông góc giữa hai tâm lỗ 20 với mặt A là 0.01mm

- Độ không vuông góc giữa lỗ 62 với mặt A là 0.016mm

- Độ không vuông góc giữa bề mặt B với mặt A là 0.016mm

- Dung sai kích thước hai tâm lỗ 62 là 0.03mm

I.4 Vật liệu và cơ tính:

Vật liệu chế tạo là hết sức quan trọng bởi vì nó liên quan đến tuổi thọ của khuôn,

độ chính xác gia công, tốc độ giải nhiệt…khi chọn vật liệu cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Vật liệu dễ tìm, tính gia công tốt

- Chịu rung động tốt

- Tính chịu mài mòn,chịu ăn mòn cao

- Thoát nhiệt đễ dàng, ít biến dạng do nhiệt độ

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHI TIẾT BẰNG PHẦN MỀM CAD/CAM II.1 Giới thiệu về phần mềm Pro/E Wildfire 5.0:

Pro/Engineer Wildfire 5.0 là phiên bản mới và mở rộng của phiên bản 4.0 Pro/E Wildfire 5.0 là phần mềm tiện ích để thiết lập nhanh, chính xác các bản vẽ hình chiếu hai chiều, bản vẽ hình chiếu trục đo ba chiều và cho phép tự động lập các chương trình gia công trên các máy CNC

Sử dụng Pro/E Wildfire 5.0 có thể xoay các khối ba chiều để quan sát rỏ hơn hình dạng của chúng ở các góc độ khác nhau Cũng có thể tạo các chuyển động quay, chuyển động tịnh tiến cho khối ba chiều, để mô phỏng quá trình lắp ráp các chi tiết máy với nhau,

mô phỏng quá trình hoạt động của máy

Sử dụng Pro/E Wildfire 5.0 cho phép chúng ta tự động nhận được hình chiếu đứng, hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh, các hình cắt của vật thể khi đã có hình khối ba chiều

Từ các bản vẽ của vật thể đã được xây dựng trong phần mềm Pro/E Wildfire 5.0, sau khi làm thủ tục chọn máy, dao, chế độ gia công, chúng ta có thể tự động nhận được chương trình điều khiển quá trình gia công trên máy CNC

Phần mềm Pro/E Wildfire 5.0 cũng cho phép chạy mô phỏng quá trình gia công trên máy CNC Quan sát trên màn hình máy tính, chúng ta có thể kiểm tra toàn bộ quá trình gia công, sửa chữa các lỗi trong chương trình, tránh được tất cả các sai sót trước khi tiến hành gia công thực trên máy CNC

Pro/E là phần mềm của hãng Parametric Technology Corporation Một phần

mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE,

nó mang lai cho chúng ta các khả năng như:

- Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn

- Tạo các môdun bằng các khái niệm và phần tử thiết kế

- Thiết kế thông số

- Sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất

- Có khả năng mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khíPhần mềm

Pro/Engineer có các modun sau:

 Pro/ASSEMBLY: tạo điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào hệ thống và dưới

hệ thống Nó hỗ trợ cho phần lắp ráp và lắp ráp nhóm, giải quyết tình huống xung đột, thiết kế thay đổi…

 Pro/DETAIL: môdun tạo trực tiếp mô hình 3D của các bản vẽ thiết kế chuẩn

cho phân xưởng và chế tạo trong đó đảm bảo liên kết 2 phía giữa các bản vẽ và modun 3D

 Pro/SHEETMETAL: môdun hỗ trợ thiết kế những chi tiết có dạng tấm, vỏ,

và hỗ trợ cho việc tạo lập các chi tiết phát triển kể cả chuẩn bị cho chương trình NC cho sản xuất

 Pro/SURFACE: modun hỗ trợ vẽ, tạo các mặt tự do( Free Form), xử lý các

mặt cong và bề mặt phức tạp

 Pro/MANUFACTURING: bao gồm dữ liệu NC, mô phỏng, format dư liệu

CL, thư viện các phần tử

 Pro/MESH: hỗ trơ tái tạo mạnng lưới cho việc phân tích phần tử hữu hạn

(FEA), xác định điều kiện biên, gắn liền với ANSYS, PATRAN, NASTRAN, ABAQUS, SUPERTAB và COSMOS/M

 Pro/MECHANICA: Mô phỏng động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị,

biến dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu…

 Pro/INTERFACE: tạo điều kiện gắn với các hệ CAD khác như: iges, dxf,

vdafs, render, SLA…

 Pro/PROJECT: xác định để điều khiển dự án thiế kế và tổ hợp một số đội

thiết kế và lập dư án

 Pro/FEATURE: Mở rộng khả năng thiết lập những phần tử thiết kế bằng thư

viện của các bộ phận, nhóm, tái tạo các hình dạng chuẩn và dưới nhóm

 Pro/DESIGN: Hỗ trợ thành lập mô hình 3D, sơ đồ khối, xây dựng kế hoạch

thiết kế và mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho sự phân tích nhanh và hiệu quả và sắp xếp phương án

 Pro/LIBRARY: Modun chứa thư viện rộng lớn của các phần tử trên chuẩn (

chi tiết, phần tử thiết kế tiêu chuẩn, dụng cụ, khớp nối…), có thể bổ sung hoặc hiệu chỉnh

 Pro/VIEW: Môdun tạo điều kiện kiểm tra mô hình hóa chi tiết và hệ thống từ

một hướng quan sát bất kì, phóng độn, ảo ảnh Sử dụng để có cái nhìn nhanh tổng thể để đạt được kết quả hoặc mục đích phòng ngừa

 Pro/DRAFT: Môdun hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều khiện đọc bản vẽ của các

hệ CAD khác và bổ sung môdun 3D về thiết kế thông số

 Pro/NLO: Môdun hỗ trợ cho công việc trong mạng cục bộ, hòa hợp với các

môdun khác của hệ

 Pro/MOLD: Module thiết kế khuôn

 Pro/DEVELOP (Pro/PROGRAM): môdun hỗ trợ việc lập trình ứng dụng

riêng Chứa các thư viện của hàm số C, thư viện chương trình con củ ngôn ngữ lập trình FORTRAN và đặc biệt tiếp cận được với cấu trúc thiết lập các hệ thống và cấu trúc dữ liệu của hệ thống Ngoài ra, Pro/E còn có Pro/CASTING, Pro/LEGACY, Pro/TOOLKIT, Pro/PiP

Với những tính năng đã giới thiệu ở trên cho thấy: “Pro/Engineer là một phần mềm CAD/CAM/CAE rất mạnh, có khả năng mô hình hóa các chi tiết phức tạp như các loại máy xúc, máy đào đất, ô tô, các biên dạng vỏ tàu thủy… khả năng lắp ráp lớn và rất tối ưu trong thiết kế”

Một số phiên bản hay dùng của Pro/E là: Pro/E 2000i, Pro/E 2.0, Pro/E 3.0, Pro/E 4.0, Pro/E 5.0, Pro/E 6.0, và phiên bản Creo1.0 của hãng Parametric Technology

Corporation đã ra đời

Trong quá trình làm đồ án môn học này, em chỉ sử dụng 2 phần mềm trên Ngoài

ra trong thực tế còn nhiều phần mềm khác được sử dụng để thiết kế,mô phỏng các quá

trình gia công như Solid work, Catia, Mastercam… Mỗi phần mềm có một ưu điểm

riêng nhưng có một mục đích chung là hổ trợ cho quá trình CAD/CAM/CNC

II.2 Thiết kế chi tiết bằng phần mềm Pro/Engineer Wildfire :

 Khởi động chương trình Pro/Engineer

 Sử dụng lệnh Extrude Placement TOP để vẽ biên dạng ngoài của chi tiết:

Hình 2.2

Nhập chiều cao khối đùn là 42

 Sử dụng lệnh Extrude và mặt phẳng RIGHT làm chuẩn để vẽ 5 lỗ :

Hình 2.3

Hình 2.4

 Sử dụng lệnh Extrude và mặt phẳng RIGHT để vẽ 2 lỗ :

Hình 2.5

 Sử dụng lệnh Extrude và mặt phẳng RIGHT để vẽ 2 lỗ :

Hình 2.6

Hình 2.7

 Sử dụng lệnh Extrude và chọn mặt phẳng chi tiết song song với FRONT để vẽ

khối trụ :

Hình 2.8

 Tạo mặt phẳng DATUM song song và cách mặt phẳng RIGHT một khoảng 26:

Hình 2.9

 Vẽ biên dạng ren Insert/Helical sweep/Cut:

Hình 2.10

Chọn mặt phẳng vừa tạo ở bước trên làm mặt chuẩn Chọn các chuẩn kích thước là

2 biên ngoài của khối trụ và đường tâm của nó

Hình 2.11

Vẽ đường thẳng cắt ren xuyên theo đường chuẩn vẽ trục đối xứng kết thúc lệnh nhập bước ren:2

Hình 2.12

Vẽ và hiệu chỉnh dao như hình 2.12

Hình 2.13

Kết thúc lệnh ta được biên dạng ren một bên, lặp lại với bên còn lại ta có được lỗ ren M20x2

Hình 2.14

Hình 2.15

 Bo tròn các cạnh R5 bằng lệnh Round , ta được thân bơm cần thiết kế:

Hình 2.16

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT III.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt gia công:

Đây là chi tiết dạng hộp và dạng sản xuất đơn chiếc nên để giảm giá thành sản phẩm và tìm kiếm phôi ban đầu đơn giản ta nên chọn phôi thép đặc có kích thước như sau:

Các bề mặt gia công cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật theo yêu cầu giúp cho chi tiết sau khi được gia công có thể hoạt động đúng với mong muốn thiết kế Phân tích các bề mặt cần được gia công, ta có thể đưa ra một số yêu cầu cần đạt như sau:

186

146

- Độ không vuông góc giữa hai tâm lỗ 20 với mặt A là 0.01mm

- Độ không vuông góc giữa bề mặt lỗ 62 với mặt A là 0.016mm

- Độ không vuông góc giữa bề mặt lắp B với mặt A là 0.016mm

- Dung sai kích thước hai tâm lỗ 62 là 0.03mm

- Độ nhám cần đạt được ở 2 lỗ 20 là 1.25

- Bề mặt lắp ghép B độ nhám đến 2.5

- Bề mặt biên dạng ngoài chỉ cần đạt đến độ nhám 2.5

III.2 Lựa chọn máy và thông số kỹ thuật của máy:

III.2.1 Lựa chọn máy:

Để có thể đáp ứng gia công được tất cả các nguyên công theo phương pháp tập trung nguyên công, ta có thể chọn máy gia công là : EMCO CONCEPT MILL- 450

Hình 3.1-Máy phay cnc lựa chọn III.2.2 Các thông số kỹ thuật của máy lựa chọn:

Không gian làm việc của máy

Giới hạn không gian làm việc theo phương X [mm] 600

Giới hạn không gian làm việc theo phương Y [mm] 500

Giới hạn không gian làm việc theo phương Z [mm] 500

Khoảng làm việc hiệu quả theo phương Z [mm] 250

- Bước 1: Phay thô mặt chuẩn A

- Bước 2: Phay tinh mặt chuẩn A

- Bước 3: Phay biên dạng ngoài

 Gá lần 2:

- Bước 4: Phay thô mặt phẳng B

- Bước 5: Phay tinh mặt phẳng B

w

- Bước 14: Khoan lỗ 17,2 còn lại

- Bước 15: Taro ren M20x2 còn lại

B w

III.4 Lựa chọn dao và các thông số công nghệ cho từng bước:

 Bước 1: Phay thô mặt chuẩn A

 Bước 2: Phay tinh mặt chuẩn A

Phay mặt A chọn dao ASX445-050A03R của hãng MITSUBISHI có thông sô kỹ thuật được cho ở bảng sau :

Dựa vào bảng trên ta chọn lưỡi dao F7030 vì vật liệu làm khuôn ta chọn là thép C45 có độ cứng 190HB

1000

1000.300

 Bước 3: Phay biên dạng ngoài

Chọn dao VC4MCD1000 của hãng Mitsubishi có các thông số như sau:

Chế độ cắt như sau:

Tốc độ trục chính : n=6400 |(vg/ph)

Vận tốc chạy dao: Vf = 1400 (mm/ph)

Chiều sâu cắt: t=5 (mm)

 Bước 4: Phay thô mặt phẳng B

 Bước 5: Phay tinh mặt phẳng B

+Lượng ăn dao ngang:

Phay thô ae = 0.7D1 = 0,75.50= 35 mm

Phay tinh ae = 0.5D1 = 0,5.50= 25 mm

+Lượng dư gia công:

1000

1000.250

 = 1590 vòng/phút

Phay tinh: n =

50

1000.300

 = 1910 vòng/phút

+Lượng chạy dao răng:

Phay thô: fz = 0.4 mm/răng

Phay tinh: fz = 0.2 mm/răng

Chế độ cắt như sau:

Vận tốc cắt : Vc=90 (m/ph)

Tốc độ trục chính : n =

1

1000

D

Vc

1000

Tốc độ trục chính : n =

1

1000

D

Vc

1000

 (vg/phút)

Lượng chạy dao : F=0,25(mm/vg)

 Bước 8: Phay phá 2 lỗ 62

 Bước 9: Phay tinh 2 lỗ 62

Chọn dao VC4MCD1600 có các thông số sau:

 Chế độ cắt khi phay phá như sau:

Chế độc cắt:

Vận tốc cắt : Vc=90 (m/ph)

Tốc độ trục chính : n =

1

1000

D

Vc

1000

 (vg/phút)

Lượng chạy dao : F=0,35(mm/vg)

 Bước 11: Doa 2 lỗ 20

1000

D

Vc

1000

Lượng chạy dao : F=0,35(mm/vg)

 Bước 13 : Taro ren M20x2

Lượng tiến dao :150( mm/ph)

 Bước 14 tương tự bước 12

 Bước 15 tương tự bước 13