I.phân tích yêu cầu kĩ thuật của chi tiết : Chi tiết gối đỡ là chi tiết được dùng để đỡ trục khi trục chuyển động. Nó như một chiếc ổ trượt giúp cho chi tiết chuyển động giảm ma sát. Vì khi chuyển động đòi hỏi phải trục phải song song với đế. Do vậy, mặt đế là chuẩn định vị chính. Rãnh tròn để trục quay tròn, do vậy nó phải đảm bảo độ bóng cao. Các lỗ 8 dùng để lắp ghép cần phải đạt độ bóng cao. Và phải đảm bảo độ vuông góc với bề mặt D. Chi tiết gối đỡ gồm nhiều lỗ với yêu cầu độ chính xác khá cao. I. phân tích tình hình công nghệ trong kết cấu của chi tiết : vật liệu phôi là gang xám với đặc điểm của gang là giòn, dễ vỡ ưu điểm là chống mòn tốt. Khi gia công rất khó. Bề mặt rãnh tròn rất khs gia công. Nừu mà tiện thì rất khó trong việc chế tạo đồ gá, mà còn nếu phay thì dùng dao định hình. 4 lỗ 24 với yêu cầu kĩ thuật: là độ bóng RZ = 80 thích hợp với dao phay ngón các lỗ 8 với yêu cầu độ vuông góc với mặt D là 0,03. nếu chọn chuẩn là mặt D để gia công hai lỗ này. rãnh với yêu cầu kĩ thuật là R Z = 20 dùng dao phay ngón II. xác định dạng sản xuất: việc xác định dang sản xuất là một khâu rất quan trọng trong việc tính toán chuẩn bị sản xuất. Nó liên quan mật thiết với việc lập thứ tự và số lượng các nguyên công, số lượng máy số lượng công nhân, muốn xác định dạng sản xuất phải biết sản lượng hàng năm. sản lượng hàng năm được tính thưo công thức: N= N1. m. ( 1 + N: số chi tiết sản xuất trong một năm N1: số lượng máy cần sản xuất trong một năm m: số chi tiết trong một máy hay một sản phẩm trong một năm : số phần trăm chi tiết cần chế tạo thêm sử dụng phế phẩm; thường lấy 5 7 % và phải bù trọng lượng của chi tiết. Thể tích của chi tiết được xác định bằng cách lấy thể tích của hai khối hộp hình chữ nhật trừ đi thể tích của rãnh 42; của rãnh 30 và của các lỗ Ta gọi: V là thể tích của chi tiết V1 là thể tích khối hình chữ nhật – mặt đế. V2 là thể tích khối hộp chứa rãnh tròn. V3 là thể tích của rãnh 42. V4 là thể tích của của rãnh 30 .
Bộ Công Nghiệp Trờng Cao Đẳng Công Nghiệp Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Công Nghệ Chế Tạo Máy Đề tài: Lập chơng trình gia công chi tiết:gối đỡ Giáo viên hớng dẫn : Thạc sỹ Trần Đức Quý Sinh viên thực : Nguyễn Công Kiên Lớp : CTM4-K3 Hà Nội Nhận xét hội đồng Nhận xét giáo viên Lời nói đầu Để góp phần xây dựng công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, nghành sản xuất khí cần phải nhanh chóng nâng cao chất lợng suất chế tạo, nghành khí chuyên chế tạo thiết bị phụ tùng cung cấp cho nghành sản xuất khác Từ thấy rằng, tổ chức công tác sản xuất, chế tạo không tốt không tránh khỏi lãng phí, gây trở ngại cho sản xuất sản xuất mang tính dây chuyền Hiện máy móc cắt gọt nh tiện, phay, bào, màiđang đợc sử dụng ngày nhiều nghành chế tạo máy.Đồng thời có máy móc đại có trợ giúp máy tính nh máy CN, CNCdẫn đến suất độ xác cao Do đó, đòi hỏi ngời chế tạo phải biết đầy đủ khí chế tạo, đặc biệt nghành công nghệ chế tạo máy, phải nắm vững đợc nguyên lý làm việc có điều kiện phát huy hết suất nh chế tạo đợc Quy trình công nghệ gia công chi tiết :Cơ cấu vi sai quy trình thực tế Nó nguyên lý quy trình công nghệ chế tạo máy Mục đích giúp cho việc học tập nghiên cứu đối tợng liên quan đến ngành khí Nó tảng để tiếp cận sản phẩm chi tiết dựa thực tế Do đó, việc tính toán lập quy trình công nghệ nhiệm vụ quan trọng nh kỹ thuật nhu cầu thị hiếu ngời sử dụng Trong phần thuyết minh đồ án môn học công nghệ chế tạo máy tránh điều thiếu sót Em mong thầy cô giáo khoa Cơ Khí góp ý bảo thêm để đề tài em đợc hoàn thiện Để giúp em rút kinh nghiệm nh củng cố kiến thức cho em trớc trờng Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa dạy dỗ em suốt năm học vừa qua tận tình thầy giáo chủ nhiệm đồng thời giáo viên hớng dẫn để em hoàn thành đồ án công nghệ chế tạo máy Em xin chân thành cảm ơn Sinh Viên: Nguyễn công kiên I.phân tích yêu cầu kĩ thuật chi tiết : Chi tiết gối đỡ chi tiết đợc dùng để đỡ trục trục chuyển động Nó nh ổ trợt giúp cho chi tiết chuyển động giảm ma sát Vì chuyển động đòi hỏi phải trục phải song song với đế Do vậy, mặt đế chuẩn định vị Rãnh tròn để trục quay tròn, phải đảm bảo độ bóng cao Các lỗ dùng để lắp ghép cần phải đạt độ bóng cao Và phải đảm bảo độ vuông góc với bề mặt D Chi tiết gối đỡ gồm nhiều lỗ với yêu cầu độ xác cao I phân tích tình hình công nghệ kết cấu chi tiết : vật liệu phôi gang xám với đặc điểm gang giòn, dễ vỡ u điểm chống mòn tốt Khi gia công khó Bề mặt rãnh tròn khs gia công Nừu mà tiện khó việc chế tạo đồ gá, mà phay dùng dao định hình lỗ 24 với yêu cầu kĩ thuật: độ bóng RZ = 80 thích hợp với dao phay ngón lỗ với yêu cầu độ vuông góc với mặt D 0,03 chọn chuẩn mặt D để gia công hai lỗ rãnh với yêu cầu kĩ thuật R Z = 20 dùng dao phay ngón II xác định dạng sản xuất: việc xác định dang sản xuất khâu quan trọng việc tính toán chuẩn bị sản xuất Nó liên quan mật thiết với việc lập thứ tự số lợng nguyên công, số lợng máy số lợng công nhân, muốn xác định dạng sản xuất phải biết sản lợng hàng năm sản lợng hàng năm đợc tính tho công thức: N= N1 m ( + ) 100 N: số chi tiết sản xuất năm N1: số lợng máy cần sản xuất năm m: số chi tiết máy hay sản phẩm năm : số phần trăm chi tiết cần chế tạo thêm sử dụng phế phẩm; thờng lấy 5- % phải bù trọng lợng chi tiết Thể tích chi tiết đợc xác định cách lấy thể tích hai khối hộp hình chữ nhật trừ thể tích rãnh 42; rãnh 30 lỗ Ta gọi: V thể tích chi tiết V1 thể tích khối hình chữ nhật mặt đế V2 thể tích khối hộp chứa rãnh tròn V3 thể tích rãnh 42 V4 thể tích của rãnh 30 V5 thể tích lỗ không đáng kể Vậy ta có : V = V1 + V2 - V3 - V4 - V5 Theo hình vẽ ta tính đợc nh sau: V1 = 110880 mm3 V2 = 40 ì 60 ì74 = 177600 mm V3 = 42 ì ì74 = 18648mm3 ( ì152ì 74) = 26154 mm V5 = 4( ì52ì 14) + 6( ì42ì 12) + 4( ì122ì 3) = ( 1600 + 1152+ 1728) V4 = =13990 mm ta có: V = V1 + V2 - V3 - V4 - V5 =110880 +177600 18648-26154-13990 =229688 mm3 =0,229688 d m3 trọng lợng Q chi tiết đợc tính theo: Q= V : lợng riêng chi tiết Q= V =0,229688ì = 1,6 KG Dạng sản xuất Đơn Hàng loạt nhỏ Hàng loạt vừa Hàng loạt lớn Hàng loạt khối Q: trọng lợng chi tiết >200 kg 5000 > 50000 Dựa vào bảng > sản lợng loạt vừa Chơng II: xác định phơng pháp chế tạo phôi thiết kế vẽ lồng phôi xác định phơng pháp chế tạo phôi Phôi chi tiết đợc làm gang xám có thành phần hoá học nh sau: C= ữ 3,8 %; Si= 0,3 ữ %; Mn= 0,5 ữ 0,8 %; P= 0,1 ữ 0,4 %; S= 0,1 ữ 0,2 %; Gang xám vật liệu dòn , dễ vỡ va đập mạnh nên gia công áp lực đợc Tuy nhiên gang xám có khả năg chịu nén tốt, dễ đúc dễ gia công cắt gọt Dựa vào vật liệu chi tiết ; dựa vào dạng sản lợng ta chọn phơng pháp chế tạo phôi đúc khuôn cát 2/ thiết kế vẽ lồng phôi: tính lợng d gia công: tính lợng d cho bề mặt treen dới bớc công nghệ; phay thô + phay tinh lợng gia công phay mặt phẳng đáy dới xác định theo công thức; Zi = RZi-1 + Ti-1 +Pi-1 + i Trong đó: RZi-1 chiều cao nhấp nhô lớp tế vi bớc công nghệ trớc để lại Ti-1 : chiều sâu lớp h hỏng bề mặt bớc công nghệ trớc để lại Pi-1 : tổng sai lệch vị trí không gian bớc công nghệ sát trớc để lại( độ công vênh, độ lệch tâm, độ không song song ) i : sai lệch gá đặt bớc công nghệ thực theo bảng giá trị RZvà T i phôi là: RZ = 250 m T i = 350 m theo bảng ta có thông số đạt đợc sau gia công là: RZ = 50 m sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức: = c + cm giá trị c đợc xác định theo công thức: c= K giá trị K lấy theo bảng 13 C( thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) K = 0,7 L: chiều dài bề mặt gia công Do đó, c= Kì120 = 84 m Giá trị cm đợc xác định theo công thức sau: cm = b + c với b c : dung sai kích thớc chiều dài chiều rộng bề mặt gia công Tra bảng 3-98 sổ tay công nghệ , ta có sai lệch cho phép vật đúc cấp thiết cấp xác D = 0,8 mm; D = mm Do đó, cm = 1280 m Vậy sai lệch không gian tổng cộng là: cm = b + c = 84 + 1280 =1364 m sai lệch không gian lại sau phay = 0,06 ì1370 = 82,2 m sai số gá đặt sau phay thô mặt đáy đợc xác định nh sau: gđ = k + c sai số kẹp chặt đồ gá đợc xác định nh bảng 23, ta có: K = 120 m sai số gá đặt sau phay thô mặt đáy là:K = gđ = 120 lợng d gia công tinh mặt đáy là: Z1min = 250+350+1364+120=2084 m àm lợng d gia công mặt đáy là: Z2min = 50 + 82,2+120=250 m Zmin = Z1min+ Z2min = 2084 +250 = 2334 m Tra lợng d cho bề mặt lại; Các lợng d lại tra bảng 395 sổ tay công nghệ tập 1: Zmin=3,5 mm tính chế độ cắt cho nguyên công: nguyên công II: phay mặt phẳng đáy sơ đồ nguyên công : phân tích nguyên công : phay mặt đáy nguyên công công dùng để làm chuẩn định vị cho nguyên công sau Do đó, ta phải gia công tinh bề mặt cách phay tinh đạt độ nhám cấp tức RZ = 20 m a chọn máy: chọn máy phay đứng HB có công suất động N= 10 KW hiệu suất máy = 0,75 b chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 có đờng kính dao là= 100 mm ; số Z= 10 răng; chiều cao dao B= 39 mm; đờng kính lỗ dao 32H7 c định vị: sơ đồ kẹp dao nh hình vẽ: dùng cấu kẹp chặt ren có phơng chiều nh hình vẽ d dụng cụ kiểm tra: thớc cặp e Bậc thợ: 3/7 f Xác định chế độ cắt; Chế độ cắt phay thô: 1/Chiều sâu cắt t= mm 2/ xác định lợng chạy dao S: tra bẳng 5-33 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lợng chạy dao là; S= 0,2ữ 0,9 mm/vòng đó, ta có: S = 0,25 mm/ 3/ xác định chế đọ cắt V( m/ ph): tốc độ cắt đợc xác định nh sau: V= C v D q m x y T t S Z B y Z p K v Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể: Bảng(5-39): CV q x y u p 44 0,2 0,15 0,35 0,2 m= 0,32 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II Bảng(5-1); Bảng(5-5); Bảng (5-6) Kmv= ; Knv= 0,8ữ0,85;chọn Knv=0,85 ; Kuv= Với Kv= Kmv.Knv Kuv=0,85 Thay số vào ta có: V = 445.100 0, = 246,25(m / ph) 180 0,32.2 0,15.0,025 0,3580 0, 2.1001 Số vòng quay phút dao: n= C x y 1000.V 100.246,25 = = 784(v / ph) D 3,14.160 u q 54,5 0,9 0,34 1 VT = D.n 3,14.100.753 = = 235,5m / ph 1000 1000 Theo thuyết minh máy chọn n= 753( vòng/ phút) x PZ = y C p t p S Z p B Lúc tốc độ cắt thực tế là: q D p n p up K p ; ( KG ) 5/ lực cắt PZ tính theo công thức: Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II; n HB Theo bảng ( 5-9): Kp= Kmp= với n= 1/ 0,55 190 Thay vào công thức trên: Vậy x PZ = y C p t p S Z p B up K p q D p n p 10.54.5.2 0.9.0.025 0.74.801.10 PZ = = 530 N 1001.7530 Tính toán mômen xoắn trục máy Mômen xoắn đợc xác định theo công thức sau; M x= Pz D 2.100 D: đờng kính dao phay Do đó, M x= Pz D 530.100 = 265 N m 2.100 2.100 6/ Công suất cắt:đợc xác định theo công thức sau: N= Pz VT 530.235.5 = = 2,03Kw 60.1020 1020.60 Ne < Nm = 7,5 KW máy có đủ công suất đọ cứng vững gia công 7/ thời gian: Khi phay thời gian đợc xác định theo công thức sau T0 = L1 + L2 + L S n Chiều dài bề mặt gia công L=120 mm Chiều dài ăn dao đợc xác định theo công thức sau: L1 = t.( D t ) + 0,5 ữ = 2.(100 2) + 0,5 ữ = 17mm Chiều dài thoát dao L2= ữ5 mm chọn L2= mm Thời gian gia công là: T0 = L1 + L2 + L 120 + 17 + = = 0,75' S n 0,25.750 Chế độ cắt phay tinh: 1/Chiều sâu cắt t= mm 2/ xác định lợng chạy dao S: tra bẳng 5-34 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lợng chạy dao là; S = 1,4ữ mm/vòng đó, ta có: S = 0,3 mm/ S = 0,2ữ 0,4 mm/vòng; chọn S = 0,2 mm/ v Do đó, S = 0,025 mm/ 3/ xác định chế độ cắt V( m/ ph): tốc độ cắt đợc xác định nh sau; V= C v D q y T m t x S Z B y Z p K v Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể: Bảng(5-39): CV q x y u p 44 0,2 0,15 0,35 0,2 m= 0,32 10 V = 72.100 0,1 ì 0,85 = 73(m / ph) 60 0,15.2 0,5.0,030, 4.30 0,1.20 0,1 Số vòng quay phút dao: n= 1000.V 1000.73 = = 238(v / ph) D 3,14.100 Theo thuyết minh máy chọn n= 235( vòng/ phút) Lúc tốc độ cắt thực tế là: VT = D.n 3,14.100.235 = = 70m / ph 1000 1000 Lợng chạy dao phút lợng chạy dao thực tế: SM= SZbìZìn= 0,3ì20ì235 =1410 (mm/ph) Chọn theo máy SM= 900 mm/ph 5/ lực cắt PZ tính theo công thức: x PZ = y C p t p S Z p B q D p n p up K p ; ( KG ) Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II; CP x y u q 30 0,83 0,63 0,83 n HB Theo bảng ( 5-9): Kp= Kmp= với n= 1/ 0,55 190 Thay vào công thức trên: Vậy Vậy x PZ = y C p t p S Z p B up K p q D p n p 10.30.30,83.0.2 0.63.141.20 PZ = = 320 N 100 0,83.235 46 5/ Tính toán mômen xoắn trục máy Mômen xoắn đợc xác định theo công thức sau; M x= Pz D 2.100 D: đờng kính dao phay Do đó, M x= Pz D 1659.125 = = 150 N m 2.100 2.100 6/ Công suất cắt:đợc xác định theo công thức sau: N= Pz VT 3830.74 = = 1Kw 60.1020 1020.60 Ne < Nm = 5,25 KW máy có đủ công suất đọ cứng vững gia công phay tinh: 1/Chiều sâu cắt t= mm 2/ xác định lợng chạy dao S: Tra bẳng 5-33 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II, ta có lợng chạy dao là: S= 0,2ữ 0,4 mm/vòng đó, ta có: S = 0,2 mm/ 3/ tốc độ cắt đợc xác định nh sau: V= C v D q m x y T t S Z B y Z p K v Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể: CV Bảng(5-39): q x y u p 72 0,2 0,5 0,4 0,1 0,1 m= 0,15 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II Bảng(5-1); Bảng(5-5); Bảng (5-6) Kmv= ; Knv= 0,8ữ0,85;chọn Knv=0,85 ; Kuv= Với Kv= Kmv.Knv Kuv=0,85 Thay số vào ta có: 72.100 0,1 V = 0,15 0,5 ì 0,85 = 148(m / ph) 60 0,02 0, 4.30 0,1.20 0,1 47 Số vòng quay phút dao: n= 1000.V 1000.148 = = 477(v / ph) D 3,14.100 Theo thuyết minh máy chọn n= 475 vòng/ phút) Lúc tốc độ cắt thực tế là: VT = D.n 3,14.1025.375 = = 142,7m / ph 1000 1000 Lợng chạy dao phút lợng chạy dao thực tế: SM= SZbìZìn= 0,3ì20ì475 =1900 (mm/ph) Chọn theo máy SM= 900 mm/ph 5/ lực cắt PZ tính theo công thức: x PZ = y C p t p S Z p B q D p n p up K p ; ( KG ) Theo bảng (5-41) theo sổ tray công nghệ chế tạo máy tập II; CP x y u q 30 0,83 0,63 0,83 Theo bảng ( 5-9): Kp= Kmp= Thay vào công thức trên: Vậy Vậy x PZ = y C p t p S Z p B n HB với n= 1/ 0,55 190 up K p q D p n p 10.30.10,83.0.10.63.141.20 PZ = = 430 N 100 0,83.475 5/ Tính toán mômen xoắn trục máy Mômen xoắn đợc xác định theo công thức sau; M x= Pz D 2.100 D: đờng kính dao phay 48 Do đó, M x= Pz D 430.100 = = 215 N m 2.100 2.100 6/ Công suất cắt:đợc xác định theo công thức sau: N= Pz VT 430.148 = = 1,1Kw 60.1020 1020.60 Ne < Nm = 5,25 KW máy có đủ công suất đọ cứng vững gia công 7/ thời gian: Khi phay thời gian đợc xác định theo công thức sau T0 = L1 + L2 + L S n Chiều dài bề mặt gia công L=74 mm Chiều dài ăn dao đợc xác định theo công thức sau: L1 = t.( D t ) + 0,5 ữ = 2.(100 2) + 0,5 ữ = 17,5mm Chiều dài thoát dao L2= ữ5 mm chọn L2= mm Thời gian gia công Phay thô: là: T0 = L1 + L2 + L 74 + 17,5 + = = 1,34' S n 0,3.235 Thời gian gia công Phay tinh: là: T0 = L1 + L2 + L 74 + 17,5 + = = 1' S n 0,2.475 thời gian tổng cộng là: T=2,34 II.tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan lỗ tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan hai lỗ Nguyên công phải qua hai bớc công nghệ khoan lỗ 7và khoan lỗ 8, hai bớc giống hệt thiết kế đồ gá ta cần tính cho bớc công nghệ khoan lỗ phân tích sơ đồ gá đặt yêu cầu kĩ thuật nguyên công khoan: để gia công lỗ chi tiết phải đợc định vị đủ bậc tự Mặt phẳng đáy định vị khống chế bậc tự Mặt phẳng dùng phiến tì để định vị ,chốt trụ chốt chán vào lỗ Phơng chuyển động cắt vuông góc với mặt phẳng đáy 49 Hớng lực kẹp vuông góc với mặt phẳng định vị vuông góc với phơng chuyển động cắt tính lực chiều trục Po mô men cắt Mx theo phần tính toán chế độ cắt ta có: lực chiều trục: Po =927 (N) mô men cắt: Mx =3,1(Nm) Tính lực kẹp khoan chi tiết đợc định vị lỗ mặt đầu: Khi khoan lực tấc dụng chủ yếu gây ảnh hởng trực tiếp đến trình cắt gọt lực gây xoay chi tiết Muốn cho chi tiết không bị xoayvà bị văng khỏi chốt dịnh vị mô men ma sát lựchóng trục lực kẹp gây thắng mô men cắt Vậy dây chi tiết gối đỡ đợc định vị mặt phẳng kẹp chặt mỏ kẹp.nếu không tính đến lực hớng trục Po phơng trình cân có dạng: K.M = Q.f.a Trong : - a : khoảng cách từ tâm dao tới tâm mỏ kẹp - K: hệ số an toàn - F: hệ số ma sát - Q: lực kẹp ta có : Q = K M f a hệ số K phụ thuộc vào điều kiện gia công cụ thể đựoc tính nh sau: K=K0ì K1ì K2ì K3ì K4ì K5ì K6 K0 hệ số an toàn cho tất trờng hợp K0=1,5 K1 hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi gia công thô K1 =1,2; K2 hệ số tăng lực cắt dao mòn K2 = K3 hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn K3= 1,2 K4 hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt; kẹp tay K4= 1,3 K5 hệ số tính đến mức đọ thuận lợi cấu kẹp tay; thuận lợi K5= K6 hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, K6 =1,5 trờng hợp gá này, ta có: K0 = 1,5; K1 = 1,2; K2 = ; K3 = 1,2; K4 = 1,3; K5 = 1; K6 = 1,5 K= 1,5ì1,2 ì1,2 ì1,3 ì1 ì1,5 = 4,212 hệ số ma sát: f = 0,4 a: khoảng cách từ tâm dao tới tâm mỏ kẹp: a =31,5 (mm) 50 suy ra: M K 4,212.3100 = = 1036( N ) = 1,036( KN ) a f 0,4.31,5 Q 1036 dùng cấu mỏ kẹp nên: Qttế = = = 518(N) Q= chọn cấu sinh lực: chọn cấu sinh lực phải thoản mãn yệu cầu kẹp phải giữ vị trí phôi ,lực kẹp tạo phải đủ lớn ,không làm biến dạng phôi ,kết cấu nhỏ gọn ,thao tác nhanh dễ dàng với yêu cầu ta chọn cấu sinh lực mỏ kẹp chặt ren 6.tính bu lông đòn kẹp : Qtt 518 từ công thức : d [ ] = 1,4 = 11,2 chọn cấu dẫn đờng cấu khác: đồ gá khoan cấu dẫn đờng quan trọng phải có bạc dẫn hớng để tăng độ xác gia công tăng suất cấu dẫn đờng tháo lắp dễ dàng dùng cấu lề kết cấu đồ gá đ*ợc bố trí cho thao tác dễ dàng gồm phận sau: thân đồ gá: gồm nhiều lỗ để dịnh vị bắt bu lông phiến tì để định vị phôi bạc dẫn hớng bu lông kẹp chặt đai ốc chốt định vị xác định sai số chế tạo đồ gá: sai số gá đợc xác định theo công thức sau đây: gd = c + k + dg dg = c + k + ct + m + dc c = : sai số chuẩn kc = : sai số kẹp chặt ct = : sai số chế tạo m = : sai số mòn đc = : sai số điều chỉnh gđ = : sai số gá đặt đó: sai số chuẩn chuẩn định vị không trùng với gốc kích thớc gây sai số chuẩn trừờng hợp c =0 sai số kẹp chặt k = phơng lực kẹp 51 sai số mòn m = N =0,1 3000 =7,05 ( m) sai số điều chỉnh dc = ữ 10 chọn dc = ( àm ) sai số gá dặt: gd = với dung sai nguyên công =0,032 gđ = 0,032 = 0,0107 (nm) = 10,7 ( àm ) sai số cho phép đồ gá đợc xác định theo công thức: dg = c + k + ct + m + dc [ ct ] = dg ( c + kt + m + dc ) [ ct ] = 10,7 (7,05 + ) = 7,4 ( àm ) Chơng IX: Điều khiển theo chơng trình số I/ Lịch sử phát triển : ý tởng điều khiển dụng cụ thông qua chuỗi lệnh liên tục, mà chúng đợc ứng dụng máy điều khiển NC ngày nay, thực đợc phát kiến từ kỷ 14, cụm chuông đợc điều khiển trục đục lỗ Năm 1808, Joseph M Jacquard dùng tôn đục lỗ điều khiển tự động máy dệt Những vật mang tin thay đổi đợc đời Năm 1863, M Fourneaux đăng ký phát minh đàn dơng cầm tự động, tiếng giới với tên gọi Pianola, dùng băng giấy có chiều rộng khoảng 30 cm đục lỗ theo vị trí tơng thích để điều khiển luồng khí nén tác động vào bím bấm khí Băng đục giấy lỗ dùng làm vật mang tin đợc phát kiến Năm 1938, claud E Shannon làm luận án tiến sĩ M.I.T ( Massachusetts institute of Techonogy) tới kết luận việc tính toán truyền tải nhanh liệu thực đợc nhờ dạng mã nhị phân Cơ sở khoa học cho máy tính nay, kể hệ điều khiển sốđã đợc hoàn thiện Năm 1946, DR John W Mauchly Dr J.Presper Eckert đa máy tính số điện tử : ENIAC cho quân đội Mỹ Cơ sở xử lý số điện tử có đợc ứng dụng Trong năm 1949 1952, John Parsons M.I.T thiết kế theo hợp đồng không lực Hoa Kỳ hệ thống điều khiển dành cho máy công cụ , để điều khiển trực tiếp vị trí trục thông qua liệu đầu máy tính, làm chức cho gia công chi tiết Parsons đa bốn tiền đề cho ý tởng này: 1/ Những vị trí đợc tính biên dạng đợc ghi nhớ vào thẻ đục lỗ 2/ Các thẻ đục lỗ đợc đọc máy cách tự động 52 3/ Những vị trí đợc đọc liên tục chuyển bổ sung thêm tính toán cho giá trị trung gian nội 4/ Các động Servo ( vô cấp tốc độ) điều khiển đợc chuyển động trục Với trục nh cần phải chế tạo đợc phần tử tích phân phức tạp cho công nghiệp chế tạo máy bay Những chi tiết vào thời kỳ đợc miêu tả xác với số liệu toán học, nhng việc chế tạo chúng tay khó khăn Việc nối ghép máy tính hệ NC đợc nhìn nhận từ buổi đầu trình phát triển Năm 1952, M.I.T cung cấp máy phay điều khiển số mang tên: Cincinati Hydrotel có trục thẳng đứng Tủ điều khiển lắp bóng đèn điện tử , dịch chuyển đồng thời ba trục( nội suy tuyến tính ba kích thớc= 3D Linear interpalation) , tiếp nhận liệu qua băng trục lỗ mã nhị phân Năm 1954, Bendix mua quyền phát minh Parson chế tạo thiết bị điều khiển NC công nghiệp đầu tiên, thiết bị dùng bóng đèn điện tử Năm 1957, không lực Hoa Kỳ trang bị máy phay điều khiển NC phân xởng họ Năm 1958, giới thiệu ngôn ngữ lập trình biểu trng đầu tiên- APT- gắn liền với máy tính IBM 704 Năm 1960, nhà chế tạo Đức trình bày máy điều khiển NC hội chợ Hannover Năm 1968, kỹ thuật mạch tích hợp IC ( Intergarted Circuit) làm cho tủ điều khiển có kích thớc nhỏ tin cậy Năm 1972, tủ điều khiển NC có cài đặt cụm vi tính chế tạo hàng loạt, đa hệ thiết bị NC cà đặt cụm vi sai vi tính có công mạnh mẽ ( CNC ) Thế hệ mau chóng đợc thay cụm điều khiển CNC cài đặt microprocessor (àP) Nawm 1980, phát kiến công cụ trợ giúp lập trình tích hợp CNC, xuất chiến lòng tin ủng hộ hay chống đối giải pháp điều khiển qua cấp lệnh tay Năm 1984, hệ điều khiển CNC có công mạnh mẽ, đợc trang bị công cụ trợ giúp lập trình Graphic tiến thêm bớc phát triển lập trình phân xởng sản xuất Những năm 1986- 1987, giao diện tiêu chuẩn hoá( Interface) mở đờng tiến tới xí nghiệp tự động sở hệ thống trao đổi thông tin liên thông: CIM( Computer intergrated Manufacturing) Năm 1990, giao diện số điều khiển NC hệ truyền động cải thiện độ xác đặc tính điều khiển trục điều khiển NC trục 2/ Tổng quan CAD/CAM 2-1 Tổng quan điều khiển số cho máy công cụ 53 Ngày với lịch sử phát triển nh vũ bão khoa học kỹ thuật số nói chung điều khiển số cho máy công cụ nói riêng đợc áp dụng rộng rãi, đem lại thành to lớn, tạo bớc ngoặt việc chế tạo sản xuất sản phẩm khí Các hệ máy điều khiển số CNC ( Computerrized Numerical Control) lần lợt đời ngày hoàn thiện hơn, cho phép tạo đợc sản phẩm mà hệ trớc không tạo đợc Nó cho phép linh hoạt hoá, tự động hoá máy riêng lẻ hệ thống sản xuất Việc áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vi điện tử tin học tạo điều kiện nâng cao tính máy CNC, giảm thời gian chuẩn bị sản xuất Quá trình thiết kế sản phẩm lập chơng trình gia công trực tiếp máy nhờ đối thoại ngời máy làm cho máy công cụ CNC trở lên hữu dụng kinh tế xí nghiệp có quy mô nhỏ trung bình Quá trình chế tạo sản phẩm máy công cụ điều khiển số đợc thực nh sau: Từ ý tởng sản phẩm cần chế tạo, ta đa đợc vẽ thiết kế sản phẩm Qua khâu lập trình CNC ta đa đợc chơng trình gia công chi tiếtcho hệ điều khiển máy công cụ CNC Chơng trình đợc lu trữ vật mang tin bìa đục lỗ, băng đục từ, đĩa từ Khi chơng trình gia công đợc nạp vào hệ điều khiển ( từ vật mang tin), đợc máy tính đọc, nhớ, giải mã phân phối đến phần xử lý trung tâm Nừu chơng trình lỗi, máy tính đa tín hiệu điều khiển để chuyển tới nội suy có chức tính toán toạ độ điểm đờng dịch chuyển dọc theo biên dạng cần đợc gia công, đa tín hiệu giá trị cần vị trí theo trục toạ độ chuyển tới so sánh Bộ so sánh nhận tín hiệu giá trị thực công cụ từ hệ thống đo, xác định chênh lệch: CT = GTC GTT cấp lệnh điều khiển Lệnh đợc chuyển đổi từ tín hiệu số thành tín hiệu tơng tự, qua khuếch đại công suất, động bớc điều khiển cấu chấp hành 2-2.Ttổng quan kỹ thuật CAD/ CAM: a/ Ngày kỹ thuật ứng dụng máy tính( CAD/ CAM) đặc biệt hệ thống phần mềm công cụ đắc lực nhà kỹ thuật thiết kế điều hành sản xuất Bài toán công nghệ đợc đặt lĩnh vực sản xuất khí nghiên cứu, xây dựng phơng pháp thiết kế điều khiển dây truyền công nghệ cho sản phẩm đạt chất lợng tốt, suất lao động cao giá thành sản phẩm hạ để tạo sức cạnh tranh thị trờng Để giải toán công nghệ , vấn đề đặt cần nghiên cứu, xây dựng phơng pháp thiết kế điều khiển công nghệ cho đáp ứng đợc yêu cầu mà toán đặt Trong phơng pháp thiết kế điều khiển công nghệ đợc áp dụng nớc có công nghiệp phát triển kỹ thuật CAD/CAM CNC phơng pháp áp dụng phát triển mạnh mẽ Các từ CAD/CAM, CNC thuật ngữ đợc viết tắt định nghĩa tiếng Anh đợc định nghĩa tiếng viết nh sau: 54 CAD: Computer Aided Design kỹ thuật thiết kế , tính toán kết cấu có trợ giúp máy tính; hay sử dụng máy tính để thiết kế , tính toán, phác thảo, phát triển kết cấu, bao gồm việc sử dụng phơng trình tính toán toán học, biện pháp xử lý liệu để tạo mô hình, hình vẽ sản phẩm theo hai chiều(2 D) , ba chiều (3D) thể hình máy tính CAD xoay quanh việc liên kết thuộc tính phần chính: Phần cứng CAD ( hardware) Phần mềm CAD( Software)- Ngời dùng( User) Cho dù nhiều ngời nghĩ CAD giống nh vẽ điện tử , chức vợt việc vẽ vẽ Các công việc tính toán , phân tích khác nh: Phân tích phần tử hữu hạn, tính toán truyền nhiệt, tính toán ứng suất, mô động lực học kết cấu, tính toán động lực học chất lỏng đợc thực hệ CAD sử dụng mô hình đợc tạo cách trực quan hình, nơi mà ta dễ dàng gán cho thuộc tính vật lý khác nh: vật liệu , lực tác dụng CAM- Computer Aided Manufacturing: kỹ thuật gia công kết cấu có trợ giúp máy tính để điều khiển trình gia công nh điều khiển máy công cụ , trung tâm gia công , ngời máy công nghiệp ; tạo lập, xử lý quản lý liệu Kỹ thuật CAD/CAM bao trùm hai giai đoạn trình sáng tạo sản phẩm công nghiệp; CAD thiết kế sản phẩm CAM chế tạo sản phẩm có kết cấu nh thiết kế CAD Kỹ thuật CAD/ CAM cách mạng trình thiết kế chế tạo sản phẩm Nó cho phép: - Tiết kiệm thời gian thiết kế sản phẩm, dễ dàng thay đổi mẫu mã - Chế tạo đợc sản phẩm có bề mặt phức tạp - Nâng cao suất chế tạo sản phẩm - Tránh đợc sai sót trình thiết kế chế tạo sản phẩm - Dễ dàng khí hoá tự động hóa sản xuất tính toán b/ Vai trò CAD/ CAM sản xuất tích hợp: 55 ý tưởng CAD CAE CAPP Nhu cầu MRP CAM PP CNC, robốt Lưu trữ CAQ Phân phối Trong đó: CAD : thiết kế có trợ giúp máy tính điện tử CAE: ( Computer Aided Enginering) : Phân tích kỹ thuật CAPP: (Computer Aided Proces Planning ): lập quy trình chế tạo CAM: gia công với trợ giúp máy tính điện tử CNC : Computer Numerical Control- thiết kế điều khiển số CAQ: Computer Assurances Quality giám sát chất lợng sản phẩm MRP: Manufacturing Resources Planning Hoạch định nguồn lực sản xuất PP: Production Planning- lập kế hoạch sản xuất Mối liên hệ CAD/CAM: Để chuyển từ CAD sang CAM phải trải qua trình lập quy trình công nghệ chế tạo CAPP Khi máy tính cần nhập liệu sau -Kích thớc phôi liệu - thứ tự bề mặt gia công - Lựa chọn chu trình gia công cho bề mặt.Chọn dụng cụ cắt để gia công cho loại bề mặt: số hiệu dao, thông số hình học dao - Các thông số công nghệ nh: những,sử dụng,vị trí - Các liêụ dịch chuyển, bù bán kính dao 56 Khi khai báo xong liệu cần thiết, ta chạy mô máy tính để thấy đợc trình gia công.Nếu trình thiết lập có lỗi, sai sót máy tính thông báo để ngời dùng thiết lập lại Ngợc lại máy tính có chức tự động lặp chơng trình gia công chi tiết( chơng trình NC) để điều khiển máy công cụ Trao đổi liệu CAD: Mỗi hệ CAD có cách ghi liệu riêng theo phần mềm Vì có vẽ truy cập đợc hệ CAD mà không truy cập đợc hệ CAD khác Khi thực chức CAD, vẽ thiết kế đợc lu trữ theo định dạng khác nh: DXF, IGES, PDES, WMF, DWG định dạng đợc xây dựng sở bảng mã chuẩn ISO, ASCII, DIN theo hãng thiết kế Một phần mềm CAD/CAM đọc đợc vài định dạng chuyển đổi sang dạng định dạng thân phần mềm để thực thao tác CAM Lập chơng trình gia công chi tiết Gia công lỗ chi tiết gối đỡ.{Tên chơng trình } O23782; G50G90X100Y-100Z100; G97S1500D0202M03; G00X14YA5Z-39; G01Z-60; G00X14Y15Z-39; Y33; G00X14Y33Z-39; G00Y51.; G01Z-60; G00Z2; G00X36Y10Z2; G01Z-16; G000Z2; G00X84Y56Z2; 57 G01Z-16; G00Z10; G00X106; G00X106Y51Z-39; G01Z-60; G00Z-39; G00Y33; G01Z-60; G00Z-39; G00Y150; G01Z-60; G00Z2; ( tiện tinh) G00X100Y-100; M05; G50G90M06; G97S1000D0404M03; G00X36Y56Z2; G01Z-12; G00Z2; G00X84Y10Z2; G01Z-12; G00Z2 G00X100Y-100Z100; M05; M30; 58 Tài liệu tham khảo 1: Vật liệu khí- NXB GD- PGS.PTS Nguyễn Hoành Sơn 2].Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-PGS.TS Trần Văn Địch 3.Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I Gs.Ts Nguyễn Đắc Lộc/ Nhà xuất khoa học kỹ thuật ; Hà Nội 2003 Dung sai lắp ghép 5.Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II Gs.Ts Nguyễn Đắc Lộc/ Nhà xuất khoa học kỹ thuật ; Hà Nội 2003 6.Chế độ cắt gia công khí- Nguyễn Ngọc Đào/ Đại học S Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III Gs.Ts Nguyễn Đắc Lộc/ Nhà xuất khoa học kỹ thuật ; Hà Nội 2003 8.Cơ sở công nghệ chế tạo máy- Trờng Đại học Bách Khoa/ NXB khoa học kỹ thuật 9.Giáo trình máy tiện CNC 10.Atlas đồ gá - NXB KHKT- PGS.TS Trần Văn Địch 11 Bản vẽ kỹ thuật tiêu chuẩn quốc tế- NXB GD Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấn 59 Kết luận Trong thời đại ngày đòi hỏi Sinh Viên, học sinh ngồi ghế nhà trờng phải biết làm, nắm kiến thức làm đợc vấn đề có liên quan tới chuyên nghành Chính mà kết thúc khoá học nhà trờng nh Khoa Cơ Khí cho Sinh Viên làm quen với đồ án môn học đồ án tốt nghiệp; để sau trờng làm việc khỏi bỡ ngỡ với công việc mà ngời kỹ s, kỹ thuật viên cần biết Do khối lợng công việc nhiều, đòi hỏi lợng kiến thức tập trung môn học có liên quan tới suốt trình năm học nh : Vẽ kỹ thuật, Nguyên lý cắt, Dung sai, Sức bền vật liệu .; vậy, với nỗ lực mình, với góp ý bạn bè giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn: Thầy Trần Đức Quý dẫn chỗ kiến thức bị hạn chế đồng thời gợi ý cho em Giúp em phát huy kiến thức năm học vừa qua vào trình làm đồ án, để hoàn thành đồ án đợc tốt Em chân thành cảm ơn đóng góp, giúp đỡ quý báu đó.Cuối cùng, em xin cảm ơn công lao dạy dỗ thầy chủ nhiệm lớp suốt năm học vừa qua em Vì điều kiện thời gian hiểu biết chuyên môn hạn chế nên trình hoàn thành đề tài chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đợc góp ý bạn bè thầy cô giáo Khoa Cơ Khí Em xin chân thành cảm ơn Ngời làm đề tài NGUYễN CÔNG KIÊN 60