Thiết kế phân khuôn và gia công khuôn vỏ xe ô tô mô hình

thiết kế phân khuôn,gia công khuôn vỏ xe,xe ô tô,mô hình ô tô, điều kiển số CNC ,quá trình gia công

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ KHOA CƠ KHÍ -------- Đề tài: THIẾT KẾ PHÂN KHUÔN VÀ GIA CÔNG KHUÔN VỎ XE Ô TÔ MÔ HÌNH Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn : Trần Đình Sơn : Trần Đình Sơn Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện : Phan Văn Tú : Phan Văn Tú Lớp Lớp : 09CDT1 : 09CDT1 Đà Nẵng, 08/2013 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn MỤC LỤC MỤC LỤC .2 LỜI NÓI ĐẦU .3 YÊU CẦU ĐỒ ÁN CAD/CAM/CNC 4 CHƯƠNG I.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CAD/CAM/CNC .6 1.1 Vai trò và chức năng của CAD/CAM/CNC .6 1.2 Ứng dụng CAD/CAM/CNC trong việc thiết kế chế tạo sản phẩm 6 1.3 Giới thiệu chung về chức năng của ProE trong tổ hợp CAD/CAM/CNC .7 CHƯƠNG II. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT .9 2.1 Lựa chọn chi tiết 9 2.2 Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết 9 CHƯƠNG III.PHÂN KHUÔN VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG .10 3.1 Phân khuôn 10 3.2 Lập quy trình công nghệ gia công .17 3.2.1 Khả năng công nghệ gia công chi tiết 17 3.2.2 Chọn máy và các thông số kỹ thuật của máy 17 3.2.2.1Chọn máy .17 3.2.2.2Thông số kỹ thuật .18 3.2.3 Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công 18 3.2.4 Chọn dao và các thông số công nghệ .19 3.2.4.1Nguyên công 1 19 3.2.4.2Nguyên công 2 21 CHƯƠNG IV.LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT 27 4.1 Phân tích lập trình gia công .27 4.2 Tạo phôi chi tiết .27 4.3 Lập trình gia công .28 4.3.1. Nguyên công 1: Phay mặt chuẩn định vị 28 3.1.1 Nguyên công 2: Phay lòng khuôn 33 4.4 Xuất chương trình gia công .47 TÀI LIỆU THAM KHẢO .52 SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 2 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn LỜI NÓI ĐẦU Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển rộng khắp và đạt được những thành tựu to lớn trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực tự động hóa sản xuất. Việc ứng dụng tin học và điều khiển vào trong các loại máy cắt kim loại khiến cho chúng có độ tin cậy với tốc độ xử lí nhanh hơn và giá thành hạ hơn. Trong dây chuyền sản xuất linh hoạt thì máy điều kiển số CNC (Computer Numerical Control) đóng vai trò rất quan trọng. Sử dụng máy công cụ điều khiển số (CNC) cho phép giảm quá trình gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu kinh tế đồng thời rút ngắn được quá trình sản xuất. Chính vì những ưu điểm vượt bật đó, các máy CNC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực gia công chính xác. Việc nắm bắt và sử dụng các máy công cụ điều khiển số trở thành ưu tiên hàng đầu đối với các cán bộ khoa học cũng như sinh viên các trường kĩ thuật. Với yêu cầu thực tế đó việc đào tạo về lĩnh vực CNC trong trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đang rất được quan tâm và đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể. Nằm trong sự định hướng trên là đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC. Mục tiêu chủ yếu của đồ án môn học này là giúp cho sinh viên vận dụng các kiến thức đã học, ứng dụng máy tính để thiết kế và lập trình gia công chi tiết trên máy công cụ CNC. Do thời gian hoàn thành đồ án quá ngắn và đây là một lĩnh vực còn mới mẻ cũng như sự hạn chế của bản thân nên chắc chắn đồ án còn có nhiều thiếu sót, kính mong các thầy góp ý để dần hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Đình Sơn đã hướng dẫn, giúp đỡ chúng em rất nhiều trong tiến trình hoàn thành đồ án này. Đà Nẵng, ngày 1, tháng 8, năm 2013 Sinh viên thưc hiện Phan Văn Tú SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 3 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn YÊU CẦU ĐỒ ÁN CAD/CAM/CNC I. MỤC ĐÍCH: Giúp cho sinh viên vận dụng các kiến thức đã học, ứng dụng máy tính để thiết kế và lập trình gia công chi tiết trên máy công cụ CNC II. YÊU CẦU: Nội dung của đồ án phải đảm bảo được các yêu cầu sau: - Chi tiết được chọn để thiết kế và lập trình gia công trên máy công cụ CNC phải có hình dáng bề mặt phức tạp, không gia công được hoặc gia công không đạt được các yêu cầu kỹ thuật cho trước trên máy công cụ vạn năng. - Bề mặt gia công có thể kết hợp nhiều bước công nghệ cho một nguyên công. III. NỘI DUNG: A. PHẦN THUYẾT MINH 1. Phân tích và thiết kế chi tiết (đối tượng để thiết kế và lập trình gia công) 1.1 Lựa chọn chi tiết: Có thể chọn đối tượng chi tiết thuộc một trong các dạng sản phẩm sau: - 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. 1.2 Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết: Tùy thuộc vào chi tiết được lựa chọn để làm đối tượng thiết kế, tiến hành phân tích kỹ thuật và các yêu cầu làm việc cho phù hợp. Trên cơ sở đó chọn vật liệu chi tiết và đưa ra các quy định về yêu cầu kỹ thuật. 1.3 Thiết kế chi tiết: Sử dụng một trong các phần mềm CAD/CAM để thiết kế chi tiết (Pro_E, Esprit, Solidwork, MasterCAM .) 2. Lập quy trình công nghệ gia công: 2.1 Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết Trên cơ sở các dữ liệu về hình dáng hình học, độ chính xác, độ bóng bề mặt và vật liệu của chi tiết, tiến hành phân tích các khả năng có thể gia công được trên máy công cụ CNC phù hợp 2.2 Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của máy 2.3 Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công 2.4 Lựa chọn dao phù hợp cho từng bước công nghệ hoặc nguyên công 2.5 Chọn các thông số công nghệ: Tương ứng với mỗi bước công nghệ hoặc nguyên công, tiến hành chọn chế độ cắt phù hợp với trạng thái phôi, vật liệu chi tiết gia công, vật liệu dao, độ bóng bề mặt chi tiết và khả năng làm việc của máy (tham khảo các tài liệu về dao của một số hãng sản xuất dao trên thế giới như: Sanvik, Mitsubishi, Ceratizite, Garant, ) 3. Lập trình gia công: Sử dụng một trong các phần mềm CAD/CAM để tiến hành thực hiện các bước công nghệ, nguyên công gia công chi tiết trên máy tính, chọn Postprocessor để xuất chương trình SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 4 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn gia công qua file NC phù hợp với máy đã chọn để gia công chi tiết (các hệ điều khiển máy như: FANUC, SINUMERIK, HEIDENHAIN, .) 4. Mô phỏng gia công: Mô phỏng quá trình gia công trên các phần mềm CAD/CAM hoặc các phần mềm CNC B. PHẦN BẢN VẼ 1. Bản vẽ chi tiết (A3 hoặc A4): Thể hiện đầy đủ các hình chiếu, hình cắt, mặt cắt cho các chi tiết, thể hiện đầy đủ kích thước và yêu cầu kỹ thuật (trong trường hợp cần thiết có thể có thêm hình vẽ 3D của chi tiết) 2. Bản vẽ nguyên công (A0 hoặc A1): Thể hiện các bước công nghệ hoặc nguyên công của chi tiết, thể hiện đầy đủ hệ tọa độ lập trình, các thông số công nghệ, dao, máy, công suất cắt và các yêu cầu kỹ thuật đạt được. IV. CÁC YÊU CẦU CHUNG 1. Thuyết minh: Trình bày khoảng 30 - 40 trang nội dung( không tính trang phụ bìa, lời nói đầu, tài liệu tham khảo và mục lục) trên khổ giấy A4 in một mặt, chừa lề trên (20 mm), lề dưới (20 mm), lề trái (25 mm), lề phải (15 mm), font chữ Times New Roman (Size 13). 2. Bản vẽ: Vẽ đúng theo tiêu chuẩn Việt Nam về vẽ kỹ thuật (nét vẽ, khung tên, nội dung ghi trên khung tên, khổ giấy). SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 5 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CAD/CAM/CNC 1.1Vai trò và chức năng của CAD/CAM/CNC CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo được hổ trợ bởi máy tính. Công nghệ CAD/CAM sử dụng máy tính để thực hiện một số chức năng nhất định trong thiết kế và chế tạo. Công nghệ này đang được phát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất, CAD/CAM sẽ tạo ra một nền tảng công nghệ cho việc tích hợp máy tính trong sản xuất. 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. CAM (Computer Aided Manufacturing) là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý và điều khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất. CNC (Computer Numerical Controlled): Trước đây các chương trình điều khiển NC đều phải thực hiện thông qua băng đục lỗ, điều khển phải có bộ lọc để giải mã cung cấp các tín hiệu điều khiển cho các trục máy với cách này có nhiều hạn chế, mất thời gian, các chưong trình phải viết lại và dung lượng bé. Chương trình CNC đã khắc phục được các nhược điểm đó bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tin trong bộ nhớ. Cho đến nay, CNC đã xuất hiện trong hầu hết các ngành công nghiệp, đây là lĩnh vực có sự kết hợp chặt chẽ giữa máy tính và máy công cụ. 1.2Ứng dụng CAD/CAM/CNC trong việc thiết kế chế tạo sản phẩm Cho đến nay việc ứng dụng các thành tựu của khoa học kỷ thuật vào quá trình sản xuất rất mạnh mẽ.Thay vào việc phải công nhân phải trực tiếp đứng máy gia công thì ngày nay trong các nghành công nghiệp nhiều máy công cụ cổ điển đã được thay thế bằng máy CNC. Ứng dụng CAD/CAM/CNC để tổ chức sản xuất kèm theo đó là các phần mềm ứng dụng để lập trình và điều khiển máy. SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 6 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn Toàn bộ các thao tác gia công trên máy đều được thiết kế và mô phỏng trong chương trình phần mềm. Giúp tránh được nhũng sai sót có thể xẩy ra. Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có thể coi là một tiêu chí đánh giá sự phát triển của nền công nghiệp. Hiện nay, các sản phẩm trong các ngành công nghiệp được chế tạo bằng việc sử dụng các hệ thống khuôn mẫu khác nhau. 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 hiện nay theo các hướng sau: - Hoàn thiện và phát triển phàn cứng đièu khiển số CNC, phát triển phần mềm theo hướng: đơn giản trong lập trình, tích hợp nhiều tính năng và giao diện linh hoạt, thuận lợi. - Xây dựng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE trợ giúp trong thiết kế và chế tạo khuôn mẫu. Hướng phát triển của hệ thống tích hợp CAD/CAM là sẽ bổ sung các mô hình thiết kế, cập nhật thêm các phương pháp gia công chính xác, hiệu quả và hiện đại. Phát triển các phần mềm trợ giúp thiết kế, tính toán, kiểm định và mô phỏng. Hướng phát triển này mới mẽ và đang được đầu tư ưu tiên hàng đầu. - Ứng dụng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CNC hiện nay đang là thị trường mua bán và ứng dụng khá sôi động. Có thể nói rằng: không có phần mềm CAD/CAM thì không thể thiết kế và chế tạo khuôn mẫu phức tạp, có độ chính xác cao. - Trong công nghệ chế tạo sản phẩm khuôn mẫu công nghệ cao thì công nghệ thông tin được ứng dụng rất có hiệu quả và đóng vai trò quan trọng quyết định trong ngành Cơ- điện tử. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bị điều khiển số là vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong đào tạo cũng như trong sản xuất cơ khí. 1.3Giới thiệu chung về chức năng của ProE trong tổ hợp CAD/CAM/CNC Phần mềm ProE là phần mềm tập hợp đầy đủ tính năng thiết kế và mô phỏng quá trình gia công chi tiết, với chức năng như vậy chúng ta có thể sử dụng các chương trình đã được lập trình bằng phần mên này để kết nối nhập vào bộ điều khiển của máy CNC, hay quan sát quá trình gia công trước khi đi vào gia công thực tế. Trong phần mềm ProE có nhiều Modul khác nhau, sau đây là một số modul cơ bản được sử dụng để vẽ, phân khuôn và lập trình gia công: - Modul Sketcher: Sketcher là công cụ phác thảo, có nhiệm vụ chính là tạo ra các Profile 2D hoặc 3D để từ đó hình thành các mô hình vật đặc (Solid) hoặc bề mặt (Surface). Tuy SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 7 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn nhiên, do kế thừa đợc các công cụ vẽ của CAD truyền thống, lại được bổ sung công cụ tham số hoá, Sketcher của CAD hiện đại trở thành công cụ vẽ mạnh và linh hoạt để tạo ra các bản vẽ kỹ thuật. Người ta thờng dùng Sketcher để tạo các bản vẽ đơn giản. - Modul Part: Thiết kế các hình khối dạng 3D dựa vào phương pháp đùn khối hoặc quét thành khối đặc (Solid) hoặc dạng mỏng (Shell) hay mặt (Surface). - Modul Manufacturing: Thiết kế mô phỏng tách khuôn và gia công. SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 8 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn CHƯƠNG II. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT 2.1Lựa chọn chi tiết Sản phẩm của quá trình sản xuất là chi tiết vỏ ô tô mô hình. Chi tiết này được thiết kế chế tạo cho các mô hình ô tô. Sản phẩm Trên cơ sở các yêu cầu kỹ thuật, hình dáng của chi tiết, chúng ta có thể chọn phương pháp đột dập để chế tạo chi tiết. Vì vậy, trong cơ cấu máy cần phải có hai khuôn, một khuôn chuyển động tạo xung lực dập và một khuôn tĩnh để tạo hình dáng chi tiết. Để thiết kế bộ khuôn dập này trên thực tến là một vấn đề khá phức tạp. Trong phạm vi đồ án môn học, chúng em chỉ có thể giới thiệu cách tách khuôn trên phần mềm ProE và gia công bộ khuôn đó trên phần mềm này. 2.2Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết  Yêu cầu đối với khuôn dập: - Có độ chính xác tương đối cao. - Các lỗ đột bị biến dạng không đág kể sau khi đột. - Có độ bền và tuổi thọ cao. SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 9 1 Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn CHƯƠNG III. PHÂN KHUÔN VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 3.1Phân khuôn  Bước1: Vào file/new: Xuất hiện hộp thoại New, trong type chọn Manufacturing, trong Sub-type chọn Mold Cavity. Đặt tên trong mục Name, tick chon Use default  Bước 2: Lấy chi tiết để tách khuôn Các bước thực hiện như sau: Thực hiện từ trái sang phải và trên xuống SVTH: Phan Văn Tú – Lớp: 09CDT1 Trang 10 1 . KHOA KHOA CƠ KHÍ KHOA CƠ KHÍ -------- Đề tài: THIẾT KẾ PHÂN KHUÔN VÀ GIA CÔNG KHUÔN VỎ XE Ô TÔ MÔ HÌNH Giáo viên hướng dẫn Giáo viên hướng dẫn : Trần. tiết được chọn để thiết kế và lập trình gia công trên máy công cụ CNC phải có hình dáng bề mặt phức tạp, không gia công được hoặc gia công không đạt được các