Đồ án: Công nghệ CAD – CAM ghế nhựa

CAD (Computer Aided Design) là việc sử dụng hệ thống máy tính để hổ trợ trong xây dựng, sửa đổi, phân tích hay tối ưu hoá. Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm và phần cứng được sử dụng để thực thi các chức năng thiết kế chuyên ngành. Phần cứng CAD gồm có: máy tính, cổng đồ hoạ, bàn phím và các thiết bị ngoại vi khác. Phần mềm CAD gồm có các chương trình thiết kế đồ hoạ, chương trình ứng dụng hổ trợ các chức năng kỹ thuật cho người sử dụng như: phân tích lực ứng suất của các bộ phận, phản ứng động lực học của các cơ cấu, các tính toán truyền nhiệt và lập trình bộ điều khiển số.

GVHD:Trần Đình Sơn CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CAD/CAM/CNC 1.1.Vai trò chức CAD/CAM/CNC CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) thuật ngữ việc thiết kế chế tạo hổ trợ máy tính Cơng nghệ CAD/CAM sử dụng máy tính để thực số chức định thiết kế chế tạo Công nghệ phát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất, CAD/CAM tạo tảng cơng nghệ cho việc tích hợp máy tính sản xuất CAD (Computer Aided Design) việc sử dụng hệ thống máy tính để hổ trợ xây dựng, sửa đổi, phân tích hay tối ưu hố Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm phần cứng sử dụng để thực thi chức thiết kế chuyên ngành Phần cứng CAD gồm có: máy tính, cổng đồ hoạ, bàn phím thiết bị ngoại vi khác Phần mềm CAD gồm có chương trình thiết kế đồ hoạ, chương trình ứng dụng hổ trợ chức kỹ thuật cho người sử dụng như: phân tích lực ứng suất phận, phản ứng động lực học cấu, tính tốn truyền nhiệt lập trình điều khiển số CAM (Computer Aided Manufacturing)là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý điều khiển hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay gián tiếp máy tính nguồn lực sản xuất Các ứng dụng CAM chia thành hai phạm trù: CNC(Computer Numerical Controlled ): Trước chương trình điều khiển NC phải thực thông qua băng đục lỗ, điều khển phải có lọc để giải mã cung cấp tín hiệu điều khiển cho trục máy với cách có nhiều hạn chế , thời gian,các chưong trình phải viết lại dung lượng bé Chương trình CNC khắc phục nhược điểm cách đọc hàng nghìn bit thơng tin nhớ Cho đến CNC xuất hầu hết ngành cơng nghỉệp, lĩnh vực có kết hợp chặt chẽ máy tính máy cơng cụ 1.2.Ứng dụng CAD/CAM/CNC việc thiết kế chế tạo sản phẩm Cho đến việc ứng dụng thành tựu khoa học kỷ thuật vào trình sản xuất mạnh mẽ.Thay vào việc phải công nhân phải trực tiếp đứng máy gia cơng ngày nghành công nghiệp nhiều máy công cụ cổ điển thay máy SVTH:Trần Công Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn CNC Ứng dụng CAD/CAM/CNC để tổ chức sản xuất kèm theo phần mềm ứng dụng để lập trình điều khiển máy Tồn thao tác gia công máy thiết kế mơ chương trình phần mềm Giúp tránh nhũng sai sót xẩy Trình độ thiết kế chế tạo khn mẫu coi tiêu chí đánh giá phát triển công nghiệp Hiện nay, sản phẩm ngành công nghiệp chế tạo việc sử dụng hệ thống khuôn mẫu khác Sản phẩm khuôn mẫu thuộc loại sản phẩm Cơ - Tin - Điện tử (Mechatronics) kỹ thuật cao, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công nghiệp khuôn mẫu theo hướng sau: Hoàn thiện phát triển phàn cứng đièu khiển số CNC, phát triển phần mềm theo hướng : đơn giản lập trình, tích hợp nhiều tính giao diện linh hoạt, thuận lợi Xây dựng hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE trợ giúp thiết kế chế tạo khuôn mẫu Hướng phát triển hệ thống tích hợp CAD/CAM bổ sung mơ hình thiết kế, cập nhật thêm phương pháp gia cơng xác, hiệu đại Phát triển phần mềm trợ giúp thiết kế, tính tốn, kiểm định mơ Hướng phát triển mẽ đầu tư ưu tiên hàng đầu Ứng dụng hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CNC thị trường mua bán ứng dụng sơi động Có thể nói rằng: khơng có phần mềm CAD/CAM khơng thể thiết kế chế tạo khn mẫu phức tạp, có độ xác cao Trong công nghệ chế tạo sản phẩm khuôn mẫu cơng nghệ cao cơng nghệ thơng tin ứng dụng có hiệu đóng vai trị quan trọng định ngành Cơ điện tử Việc ứng dụng công nghệ thông tin gia công khí thiết bị điều khiển số vấn đề có ý nghĩa khoa học thực tiễn lớn đào tạo sản xuất khí 1.3.Giới thiệu chung chức ProE tổ hợp CAD/CAM/CNC Phần mềm ProE phần mềm tập hợp đầy đủ tính thiết kế mơ q trình gia cơng chi tiết, với chức sử dụng chương trình lập trình phần SVTH:Trần Cơng Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn mên để kết nối nhập vào điều khiển máy CNC, hay quan sát trình gia cơng trước vào gia cơng thực tế Trong phần mềm ProE có nhiều Modul khác nhau, sau số modul sử dụng để vẽ, phân khn lập trình gia cơng: Modul Sketcher: Sketcher cơng cụ phác thảo, có nhiệm vụ tạo Profile 2D 3D để từ hình thành mơ hình vật đặc (Solid) bề mặt (Surface) Tuy nhiên, kế thừa công cụ vẽ CAD truyền thống, lại bổ sung cơng cụ tham số hố, Sketcher CAD đại trở thành công cụ vẽ mạnh linh hoạt để tạo vẽ kỹ thuật Người ta thường dùng Sketcher để tạo vẽ đơn giản Modul Part: Thiết kế hình khối dạng 3D dựa vào phương pháp đùn khối quét thành khối đặc (Solid) dạng mỏng (Shell) hay mặt (Supface) Modul Manufacturing: Thiết kế mô tách khuôn gia công 1.4 Giới thiệu khuôn đúc hai a Khn hai có kênh dẫn nguội Khn hai loại khuôn phổ biến So với khuôn ba khn hai đơn giản hơn, rẻ chu kỳ ép phun ngắn hơn.+ Đối với khuôn hai có lịng khn khơng cần đến kênh dẫn nhựa mà nhựa điền đầy trực tiếp vào lịng khn thơng qua bạc cuống phun + Đối với khn hai có nhiều lịng khn ta cần quan tâm đến việc thiết kế kênh dẫn miệng phun cho nhựa điền đầy lịng khn lúc (vấn đề cân dịng chảy nhựa) Trước bắt đầu thiết kế khuôn loại ta nên dùng mẫu để SVTH:Trần Công Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn phân tích thử phần mềm để tìm vị trí đặt miệng phun thích hợp Khi xét thấy vị trí miệng phun đặt thẳng hàng với lịng khn việc dùng khn hai thích hợp Hình 1.1 - a), b): Khn hai có kênh dẫn nguội Vì vấn đề cân dịng địi hỏi miệng phun phải bố trí thẳng hàng với lịng khn mà việc thiết kế khn hai có nhiều lịng khn gặp nhiều hạn chế sản phẩm nhựa định Hình 1.2 - Kết cấu khn hai SVTH:Trần Cơng Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn b Khn hai có kênh dẫn nóng Khn hai dùng kênh dẫn nóng ln giữ cho nhựa nóng chảy bạc cuống phun, kênh dẫn miệng phun, nhựa đơng đặc chảy vào lịng khn Khi khn mở có sản phẩm (đơi có thêm kênh dẫn nguội) lấy ngồi Khi khn đóng lại nhựa kênh dẫn nóng tiếp tục điền đầy vào lịng khn cách trực tiếp Kênh dẫn khn gồm kênh dẫn nguội kênh dẫn nóng • • Hình 1.3 – Khn hai có kênh dẫn nóng Đối với loại khn này, miệng phun phải đặt vị trí trung tâm lịng khn Điều có nghĩa kênh dẫn phải đặt xa mặt phân khuôn Nhưng điều không gây trở ngại cho việc thiết kế Loại khn phù hợp với khn cị nhiều lịng khn với kích thước nhỏ hay khn mà hệ thống kênh dẫn phức tạp phí nhiều vật liệu » Ưu điểm: + Tiết kiệm vật liệu + Khơng có vết miệng phun sản phẩm + Giảm thời gian chu kỳ + Điều khiển điền đầy dòng chảy nhựa » Nhược điểm + Giá thành cao khn hai có kênh dẫn nguội SVTH:Trần Cơng Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn + Khó đổi màu vật liệu + Hệ thống điều khiển nhiệt độ dể bị hỏng + Khơng thích hợp với vật liệu chịu nhiệt SVTH:Trần Công Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT 2.1 Đặc điểm sản phẩm: Sản phẩm trình sản xuất ghế nhựa loại nhỏ Hình 2.1: Sản phẩm ghế nhựa Ghế nhựa sản xuất từ vật liệu nhựa ABS (Acrylon Butadiene Styrence Plastics) Đây loại vật liệu nhựa có độ bền trung bình, giá thành khơng cao, thuộc loại nhựa dẻo Cấu tạo gồm đơn phân tử Acrylonnitrile, Butadiene, Styrence Các phân tử ảnh hưởng đến tính chất ABS: Tính cứng, tính bền với nhiệt độ hóa chất Acrylonnitrile, tính dễ gia cơng, tính bền Styrene, độ dẻo độ dai độ va đập Butadiene Hình 2.2: Cấu trúc vật liệu ABS SVTH:Trần Công Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn Theo thơng số kỹ thuật tra bảng vật liệu ABS có độ co rút % – 0.7% Và mật độ 1,06 g/cm2 Do tính chất nên làm khn phải kể đến độ co rút vật liệu nhựa, để sản phẩm sau đúc thỏa mãn yêu cầu đề Nhiệm vụ thiết kế đặt thiết kế khuôn để đúc sản phẩm ghế nhựa loại nhỏ Và khn gồm có hai phần khuôn khuôn Nhiệm vụ em thiết kế khn khn 2.2 Phân tích kỹ thuật điều kiện làm việc chi tiết khuôn trên: Khuôn tiếp xúc vật liệu nhựa ABS nóng chảy có nhiệt độ từ 150 ÷ 200 0C Chịu áp lực trung bình, tải trọng va đập nhỏ, vật liệu nhựa ABS nguội có độ cứng 20HB Vật liệu chế tạo khuôn quan trọng ảnh hưởng đến tuổi thọ khn, tốc độ giải nhiệt, tính gia cơng độ xác Vì yêu cầu sản phẩm khác cấu trúc khn, ngun liệu định hình tính sản phẩm, tính thẩm mỹ, độ xác kích thước, giá thành thấp… Nên chọn phôi phải thỏa mản yêu cầu sau: - Vật liệu dễ tìm - Tính gia cơng tốt - Tính chịu mài mịn, chịu ăn mịn tốt - Tổ chức đồng đều, khơng có khuyết tật lỗ kim bên - Xử lý nhiệt dễ dàng, biến dạng nhiệt độ - Tính đàn hồi tốt Tùy theo sản phẩm, công nghệ sản xuất, mà ta chọn tất vật liệu Thông thường chọn thép, nhôm…Các yếu tố tuổi thọ, giá thành khuôn quan trọng trọng trình cạnh tranh cho sản phẩm, đồ án em lựa chọn vật liệu chế tạo khuôn thép C45 SVTH:Trần Công Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn Phơi gia cơng khn khn đúc ghế nhựa phơi thép C45 có c im: ã Kớch thc phụi: 320 ì 123 ì 203 (mm) • Giới hạn bền kéo: • Giới hạn chy: ã cng : HB = 230 ữ 300 • Rẻ có tính cơng nghệ tốt • Thành phần hóa học: ch bk = 560(N/mm2) = 280(N/mm2) Bảng 2.1: Thành phần hóa học thép C45 C Si Mn S P Ni Cr 0,4 - 0,5 0,17 - 0,37 0,5 - 0,8 0,045 0,045 0,30 0,30 2.3 Trình tự lập trình phân khn chi tiết: Bước1:Vào file/new:Xuất hộp thoại New, type chọn Manufacturing, Subtype chọn Mold Cavity Đặt tên mục Name, tick chon Use default SVTH:Trần Cơng Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn Bước 2: Lấy chi tiết để tách khuôn Các bước thực sau: Thực từ trái sang phải xuống Bước 3: Tạo phôi: Các bước thực Tạo phôi phương pháp tạo solid-part Chọn mặt làm mặt phẳng vẽ phác đùn phía Vẽ pháp thảo tạo chi tiết giống tạo chi tiết bình thường Chi tiết phơi SVTH:Trần Cơng Đua Page 10 GVHD:Trần Đình Sơn -Chế độ cắt : - Vận tốc trục n = 1900 vịng/phút - Tốc độ cắt SVTH:Trần Công Đua Vc = n.π D1 1000 = 47.8 m/ph Page 28 GVHD:Trần Đình Sơn Vf - Lượng chạy dao phút : = 220 mm/phút - Lượng chạy dao : fz = Vf n.4 = 0.029 mm/răng - Lượng dư gia công 0.2 mm + Tính cơng suất cắt Nc Pc = Mặt V- gia c a e a p Vf K c 60.10 η Sz = 220.2.16.2200 = 0.32 60.10 6.0,8 n Sph ae(B) ap(t) (m/ph) S Pc (mm/vg) (kW) 0.058 0.32 chừa lại (mm/răng) công Lượng (vg/ph) (mm/ph) (mm) (mm) (mm) Mặt 47.8 0.029 1900 220 16 bên Bước 4: Phay bán tinh mặt lịng khn Chọn dao APX3000-050A07RA SVTH:Trần Cơng Đua Page 29 0.2 GVHD:Trần Đình Sơn Bảng 3.2: Đơn vị: mm D1 L1 D9 L7 D8 D11 D12 L8 Zn 50 40 22 20 11 17 45 6.3 Mặt V- gia c Sz n Sph ae(B) ap(t) (mm/răng) (vg/ph) (mm/ph) (mm) (mm) (m/ph) công Lượng S Pc (mm/vg) (kW) 0.2 0.058 0.015 Lượng S Pc (mm/vg) (kW) chừa lại (mm) Mặt 47.8 0.029 1900 220 16 0.3 Bước : Phay tinh mặt bên mặt lịng khn Dùng dao bước với chế độ cắt : Mặt V- gia c Sz n Sph ae(B) ap(t) (mm/răng) (vg/ph) (mm/ph) (mm) (mm) (m/ph) công chừa lại (mm) Mặt 47.8 0.029 1900 220 14 0.058 0.16 47.8 0.029 1900 220 14 0.2 0.058 0.014 bên Mặt SVTH:Trần Công Đua Page 30 GVHD:Trần Đình Sơn Bước : Phay bán tinh mặt lõm lịng khn Các thơng số bước Bước 8: Phay tinh mặt lõm Các thông số bước Bước 9: Khoan lỗ định vị a.Chọn dao Chọn dao MMS1900X5DB có thơng số SVTH:Trần Cơng Đua Page 31 GVHD:Trần Đình Sơn Hình 3.26- Bảng thơng số ghi kích thước loại dao khoan - Vận tốc trục : n=900 vg/ph Tốc độ ăn dao : F= 0.2x900= 180 mm/ph Vận tốc cắt 50 (m/ph) Bước 10: Khoét lỗ định vị a.Chọn dao SVTH:Trần Cơng Đua Page 32 GVHD:Trần Đình Sơn Hình 2.28- Dao khoét lưỡi insert dùng để khoét lỗ định vị SVTH:Trần Công Đua Page 33 GVHD:Trần Đình Sơn Hình 3.26- Bảng thơng số ghi kích thước loại dao khoan - Vận tốc trục : n=700 vg/ph Tốc độ ăn dao : F= 0.21x700= 147 mm/ph Vận tốc cắt 50 (m/ph) Bước 11 : Gia công tinh mặt đầu SVTH:Trần Công Đua Page 34 GVHD:Trần Đình Sơn CHƯƠNG LẬP TRÌNH GIA CƠNG, MƠ PHỎNG VÀ XUẤT CHƯƠNG TRÌNH 4.1 Thiết lập gia cơng xuất chương trình: 4.1.1 Tạo phơi gia cơng, thiết lập máy Vào File/New>Manufacturing>NC Assembly>Name: Giacong_khuontren Lắp khuôn cần gia công, click vào Click vào chọn chi tiết, chọn cách lắp Default, để vẽ phôi gia công cho chi tiết, tiến hành vẽ ta phơi(phơi có bề dày lớn chi tiết 3mm) Hình 4.2 Click vào để tạo hệ trục tọa độ gia công CS0, Thiết lập thông số cho máy SVTH:Trần Công Đua Page 35 GVHD:Trần Đình Sơn Vào steps>Operation xuất hộp thoại (hình 4.3): Hình 4.3 Machine Type: Mill Spindle: Maximum Speed: 10000; Horse Power: 17 Feed: Rapid Feed Rate: 0.2 Cutting Tools: Tool Change Time: Machine Zero: chọn trục ACS0 SVTH:Trần Cơng Đua Page 36 GVHD:Trần Đình Sơn Surface: chọn mặt cách gốc tọa độ 20 mm 4.2 Mô gia công: Bước 1,9 : Bước 2: Phay phá Bước 4:Phay bán tinh bên SVTH:Trần Cơng Đua Page 37 GVHD:Trần Đình Sơn -Bước 5:Phay tinh bên -Bước 6:Phay bán tinh lòng khn SVTH:Trần Cơng Đua Page 38 GVHD:Trần Đình Sơn -Bước :Phay tinh long khuon -Bước :Phay thô đường chân SVTH:Trần Cơng Đua Page 39 GVHD:Trần Đình Sơn Bước 9:Phay tinh dường chân Bước 10 :Phay tinh mặt đầu SVTH:Trần Cơng Đua Page 40 GVHD:Trần Đình Sơn Bước 11 :Khoan lỗ ghép khuôn Bước 11:Khoét lỗ ghép khuôn SVTH:Trần Cơng Đua Page 41 GVHD:Trần Đình Sơn Bước : Nối bước công nghệ Để nối bước công nghệ ta chọn : Edit > CL Data > Out Put Set > Creat > Set01 > Enter > Select All > Done Sell >Set01> File > Done > Chuong trinh NC > OK > Done Output Bước : Xuất chương trình gia cơng Để xuất chương trình hệ ngơn ngữ ta làm sau : Tool > CL Data >Post Process > Chuong trinh NC > OK > Done > UNCX01.P12 SVTH:Trần Công Đua Page 42 ... SVTH:Trần Công Đua Page GVHD:Trần Đình Sơn CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT 2.1 Đặc điểm sản phẩm: Sản phẩm trình sản xuất ghế nhựa loại nhỏ Hình 2.1: Sản phẩm ghế nhựa Ghế nhựa sản xuất... phần mềm tích hợp CAD/ CAM/ CNC thị trường mua bán ứng dụng sơi động Có thể nói rằng: khơng có phần mềm CAD/ CAM khơng thể thiết kế chế tạo khn mẫu phức tạp, có độ xác cao Trong công nghệ chế tạo sản... vật đặc (Solid) bề mặt (Surface) Tuy nhiên, kế thừa công cụ vẽ CAD truyền thống, lại bổ sung cơng cụ tham số hố, Sketcher CAD đại trở thành công cụ vẽ mạnh linh hoạt để tạo vẽ kỹ thuật Người ta