ĐỒ ÁN CADCAM : LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY CNC

LỜI NÓI ĐẦU 1 PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT 2 1.1 Bản vẽ chi tiết : 2 1.2 Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kĩ thuật của chi tiết 3 1.2.1 Phân tích điều kiện làm việc 3 1.2.2 Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm 3 1.2.3 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 5 Phần II : Thiết kế chi tiết bằng phần mền CADCAM 6 2.1 Giới thiệu chung về phần mềm Inventor và MasterCam 6 2.2 Trình tự qúa trình thiết kế sản phẩm 7 Phần III : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết 17 3.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công 17 3.2. Lựa chọn và trình bày 1 số thông số kỹ thuật chính của máy lựa chọn 17 3.2.1 Kiểu máy : 17 3.2.2Thông số kỹ thuật của máy: 18 3.3. Xác định thứ tự các nguyên công , bước công nghệ trong từng nguyên 18 công 18 3.4. Lựa chọn dao và xác định chế độ cắt cho từng bước công nghê , nguyên công . 22 PHẦN IV 33 MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG 33 4.1. Thiết lập máy và tạo phôi 33 4.2. Quy trình gia công các bề mặt của chi tiết 37 4.2.1 NGUYÊN CÔNG 1: 37 4.2.2 NGUYÊN CÔNG 2 58 4.3. Xuất chương trình gia công cho nguyên công 1: 75 4.4. Chương trình gia công 76 MỤC LỤC 80 Tài liệu tham khảo 81

PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT

KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT

1.2- Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kĩ thuật của chi tiết

1.2.1- Phân tích điều kiện làm việc

Chi tiết gia công dạng thanh (hộp) được sử dụng để lắp ráp và nối các bộ phận với nhau Nó có một lỗ chữ nhật cố định, tạo thành rãnh cho chi tiết khác di chuyển tịnh tiến và được hãm bằng hai ốc M10.

Chi tiết được thiết kế và chế tạo là chi tiết dạng “thanh”, trong qua trình làm việc cần chú ý đến các yếu tố sau:

- Chịu tải trọng ở bề mặt làm việc các lỗ và bề mặt lắp ráp với chi tiết khác

- Trong quá trình làm việc bề mặt có thể bị trầy xước

- Lỗ M10 hãm chuyển động trượt của bộ phận khác có thể bị hỏng bềm mặt ren do chịu tải trọng

1.2.2- Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm a- Phân tích để chọn phương pháp chế tạo phôi

Theo điều kiện làm việc của chi tiết ta nhận thấy chi tiết cần có độ dẻo và cứng vững Do đó ta sẽ phân tích như sau:

Chọn vật liệu chế tạo: thép C45 nhằm đảm bảo độ dẻo cần thiết.

- Đối với phương pháp tạo phôi bằng cán, dể tạo phôi, giá rẻ , nhanh chóng.

- Đối với phương pháp tạo phôi bằng đúc thường để lại các lỗ khí bên trong nên khi chi tiết làm việc dể bị gãy.

- Đối với phương pháp tạo phôi bằng rèn, dập sẽ tạo ra hình dạng phôi gần giống với hình dạng chi tiết

Qua quá trình phân tích trên ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là bằng phương pháp cán dạng thanh b- Phân tích lượng dư của phôi.

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả kinh tế trong quá trình công nghệ Nếu lượng dư quá lớn, sẽ dẫn đến việc tiêu tốn nguyên vật liệu và tăng chi phí gia công Ngược lại, nếu lượng dư quá nhỏ, sẽ không đủ để loại bỏ các sai lệch của phôi Đối với các bề mặt phẳng gia công bằng phương pháp phay, lượng dư gia công cần được chọn lựa dựa trên phương pháp chế tạo phôi.

- Với các bề mặt lỗ lượng dư gia công là toàn bộ phần phôi nằm trong đường bao kích thước của lỗ.

Để tính khối lượng của chi tiết trong thiết kế đồ án môn học, chúng ta sử dụng phần mềm Inventor 2018 nhằm xác định thể tích của chi tiết, phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc.

Áp dụng công thức tính khối lượng cho chi tiết, với chi tiết bằng thép C45 m= ρ.V Áp dụng phần mềm inventor 2018 ta tính thể tích V như sau:

Bước 1: Vẽ chi tiết thanh với đầy đủ kích thước như bản vẽ chi tiết.

- Bước 2: Trên thanh Model chuột phải Chọn “iproperties” => “Physical”

=> Chọn vaajrt liệu “Stell” => “Okay”

Ta được bảng thông sau:

Chọn phôi gia công: để quá trình gia công được nhanh gọn và đơn giản ta thực hiện chọn phôi có tiết diện như sau:

Hình 1: Hình chiếu đứng (Front)

Hình 2: Hình chiếu bằng (Top)

Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết bao gồm độ nhám bề mặt bên và các bề mặt đầu với giá trị Ra = 2.5 Đối với bề mặt lỗ, độ nhám cũng cần đạt Ra = 2.5 Ngoài ra, độ không vông góc giữa lỗ và bề mặt bên phải được kiểm soát ở mức 0.05/100mm.

Các bề mặt còn lại đạt Rz80

Thiết kế chi tiết bằng phần mền CAD/CAM

2.1- Giới thiệu chung về phần mềm Inventor và MasterCam

Inventor là phần mềm thiết kế cơ khí do hãng Autodesk phát triển, chủ yếu phục vụ cho ngành chế tạo máy Phần mềm này sử dụng công nghệ CAD và áp dụng nguyên lý tham số trong quá trình thiết kế, giúp tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả làm việc.

Pro/E, ra đời vào năm 1999, là phần mềm thiết kế mô hình 3D phổ biến hiện nay, chuyên dụng cho thiết kế sản phẩm cơ khí Với giao diện trực quan và những tính năng nổi trội, Pro/E mang đến sự thuận tiện cho người dùng trong quá trình thiết kế.

 Xây dựng dễ dàng mô hình 3D của chi tiết (Part).

- Thiết lập các bản 2D từ mô hình 3D nhanh chóng và chuẩn xác (Drawing).

- Tạo bản vẽ lắp từ các chi tiết đã thiết kế một cách tối ưu (Assembly).

- Mô phỏng quá trình tháo lắp các chi tiết từ bản vẽ lắp hoàn chỉnh một cách trực quan và sinh động (Presentation).

- Thiết kế nhanh các chi tiết kim loại dạng tấm (Sheet metal).

Thiết kế nhanh chóng các chi tiết máy như trục, bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích, mối ghép bulông-đai ốc, cam, chốt, then, ổ bi và lò xo trong môi trường Assembly.

- Thiết kế nhanh và chính xác các loại khuôn mẫu (Mold Design).

- Thiết kế nhanh các đường ống phức tạp (Pipe&Tupe).

- Cho phép sử dụng thư viện các loại dây điện và cáp điện để chạy dây với bán kính uốn phù hợp trong thiết kế điện (Cable &Wiring):.

- Mô phỏng động và động lực học của cơ cấu máy (Dynamic simulation).

- Phân tích ứng suất, tối ưu hóa thiết kế sản phẩm (Analysis Stress and

- Thiết kế nhanh các sản phẩm nhựa (Inventor plastic & tooling).

- Có thư viện chi tiết đa dạng và chuẩn hóa (Content center).

- Liên kết được với nhiều phần mềm CAD khác.

Mastercam là phần mềm hỗ trợ gia công, đặc biệt phổ biến trong ngành cơ khí, cho phép người dùng tạo mã code CNC thông qua giao diện đồ họa Phần mềm này giúp thiết lập các thông số như phôi, dao cắt, tọa độ, biên dạng và chu trình gia công Mặc dù Mastercam có khả năng lập trình gia công hiệu quả, tính năng thiết kế mô hình 2D và 3D của nó không mạnh mẽ, vì vậy nhiều người dùng thường lựa chọn các phần mềm khác để thực hiện thiết kế.

Thành lập vào năm 1983 tại Massachusetts, CNC Software, Inc là một trong những nhà phát triển phần mềm CAD/CAM lâu đời nhất, tiên phong trong việc giới thiệu phần mềm này cho cả thiết kế và gia công Mastercam, phần mềm CAM chính của họ, cung cấp các công cụ CAD giúp lập trình viên thiết kế chi tiết ảo trên màn hình máy tính và hỗ trợ máy CNC trong việc gia công các chi tiết đó Nhờ vào sự phát triển vượt bậc, Mastercam đã trở thành gói CAD/CAM được sử dụng phổ biến nhất trên toàn cầu.

Software, Inc hiện nay được đặt ở Tolland, Connecticut

Phần mềm này cung cấp nhiều tính năng đa dạng cho gia công tiện, phay, phay nhiều trục, cắt dây, cũng như trung tâm gia công tiện - phay và gia công nhiều trục.

 Các chức năng chính trên phần mềm:

Mastercam's comprehensive toolpath setups include contour, drill, pocketing, face, peel mill, engraving, surface high-speed, advanced multiaxis, and many other features, enabling operators to cut components quickly and accurately.

Người dùng Mastercam có khả năng tạo và cắt chi tiết trên nhiều hệ điều hành và loại máy CNC khác nhau, đồng thời tận dụng các công cụ cao cấp mà phần mềm cung cấp.

Mastercam để tạo ra các ứng dụng tùy chỉnh.

Mastercam cũng có tính linh hoạt thông qua các ứng dụng của bên thứ 3 gọi là C-hooks, dùng cho các máy chuyên biệt và các ứng dụng riêng

Mastercam là tên kết hợp giữa master ( chuyên gia) và cam là lập trình gia công.

2.2- Trình tự qúa trình thiết kế sản phẩm

+ Hoặc kích chuột chọn vào biểu tượng trên màn hình desktop

Thiết lập thư mục làm việc cho chương trình là bước quan trọng để lưu trữ các tập tin được tạo ra trên phần mềm Inventor Để thực hiện điều này, người dùng cần thực hiện một số bước cụ thể nhằm đảm bảo rằng tất cả các tài liệu và dự án được tổ chức một cách hợp lý và dễ dàng truy cập.

+ Project chọn Neu > New singer is Project > Tên thư mục ‘

4 + Pick chọn New > Metric > standard(mm).ipt > Create

+ Chọn mặt phẳng làm việc chọn mặt phăng XOY

Phác thảo bằng và gắn các kích thước

Lệnh Extrude được sử dụng để tạo khối, tạo mặt, cắt khối, cắt mặt và tạo khối có thành mỏng Để sử dụng lệnh này, người dùng chỉ cần nhấp vào biểu tượng của lệnh Extrude, sau đó chọn các thông số trong hộp thoại hiện ra và nhấn Ok để hoàn tất quá trình tạo khối.

+ Thao tác tương tự ta cắt khối bằng Extrude

+Tạo lỗ vuông với Extrude

Phác thảo biên sang sketch 2D

Extrude cut thông số sau :

+ Tạo các lỗ và lỗ ren :

Chọn mặt phẳng làm việc chọn mặt tạo lỗ dùng Point để lấy điểm điền kích thước rồi

Clich chọn biểu tượng để tạo Hole

Bảng thông sỗ tạo lỗ ren :

Click OK để tạo lỗ ta được hình sau :

+ Thao tác tương tự với các lỗ còn lại với biện dạng phác thảo và bảng thông số như sau :

Ta được biên dạng phác 3D sau :

+ Bo tròn cạnh : click vào biểu tượng chọn cạnh cần > Ok ta được hình sau

+ click vào biểu tưởng để vát mép các cạnh , ta có hình mới :

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công

Các bề mặt A, B, C, D là những bề mặt chính và là bề mặt làm việc của chi tiết Những bề mặt này đạt độ chính xác chế tạo IT8 và có độ nhám bề mặt Ra = 2.5.

Các bề mặt gia công đạt cấp chính xác IT8 với độ nhám Rz = 80 Chi tiết này có hình dáng đơn giản, do đó việc gia công không gặp nhiều khó khăn Sử dụng máy phay CNC, chúng ta xác định quy trình sản xuất đơn chiếc cho chi tiết này.

Lựa chọn và trình bày 1 số thông số kỹ thuật chính của máy lựa chọn

Máy Phay CNC – MODEL : XK714

Máy phay CNC XK714 được người dùng đánh giá cao về thiết kế và chất lượng, đồng thời đạt tiêu chuẩn CE Máy có khả năng trang bị nhiều loại hệ thống CNC linh hoạt, phù hợp với nhu cầu của từng người sử dụng.

– Máy được thiết kế chắc chắn, gọn nhẹ, hệ thống giảm chấn hiện đại và ít tiêu thụ điện năng.

– Máy phay CNC XK714 là một công cụ hiệu quả để gia công khuôn mẫu với các bề mặt 3D phức tạp.

Độ chính xác lặp lại của máy là 0.01, cho phép điều khiển hiệu quả 3 trục x, y, z Máy có khả năng phay theo chiều thẳng đứng, cũng như tiện và doa trên các mặt tọa độ XY, XZ và YZ.

3.2.2Thông số kỹ thuật của máy:

THÔNG SỐ KỸ THUẬT - MÁY PHAY CNC MODEL XK 714

Phạm vi dịch chuyển trục chính mm 120-600

Rãnh chữ T số lượng/dài/ rộng 3/80(125)/18

Kích thước bàn máy mm 800x420

Trọng lượng tối đa vật gia công Kg 400

Chuôi côn trục chính mm BT40

Tốc độ trục chính mm 50 – 6000

Xác định thứ tự các nguyên công , bước công nghệ trong từng nguyên.18 công

Bước dịch chuyển của máy mm 0.001

Bộ điều khiển Fanuc,Siemen, GSK

3.3 Xác định thứ tự các nguyên công , bước công nghệ trong từng nguyên công

Dánh dấu bề mặt gia công như hình sau :

* Trình tự các nguyên công.

- Nguyên công 1: Phay mặt đáy F , mặt A , biên dạng

Khoan lỗ 2 lỗ bậc , khoan lỗ Ф 8.5, Taro ren M10x1.5 Phay biên dạng

- Nguyên công 2: Phay biên dạng mặt đáy

- Nguyên công 3: Khoan 2 lỗ Ф 8.5, lỗ Ф14 Taro ren M10x1.5 và vát mép -Nguyên công 4: Phay lỗ Ф28

+ Bước 1 : Phay mặt phẳng đáy Định vị 6 bậc tự do: mặt đáy 3 bậc, mặt bên 2 bậc, chốt tỳ 1 bậc tự do

+ Bước 4: Lấy dấy lỗ khoan

+Bước 1: Phay biên dạng mặt đáy E

+Bước 1: Lấy dấy lỗ khoan

Nguyên công 4 bao gồm phay lỗ có kích thước Ф28 x3.4, yêu cầu lựa chọn dao phù hợp và xác định chế độ cắt cho từng bước công nghệ Trong đó, nguyên công 1 tập trung vào việc định vị với 6 bậc tự do: 3 bậc cho mặt đáy, 2 bậc cho mặt bên và 1 bậc cho chốt tỳ.

* Tính toán các thông số kỹ thuật cho từng nguyên công

-Bước 1: Phay mặt phẳng đáy:

Chọn dao phay mặt đầu của hãng SECO, model Quattromill 217.53-09 (trang 19 tài liệu của hãng Seco)

Vị trí dao: vuông góc với mặt đáy

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì thép C45 sẽ thuộc nhóm vật liệu 3 tiêu chuẩn UNI.

- Ta chọn hạt: SEMX09T3AFTN-M08 T350M.

- Số hạt dao gắn trên dao: 4

Số hạt dao gắn trên dao : 4

Bước tiến khuyên dùng : fz=0.1 mm/răng

Vận tốc cắt : Vc= 309 m/ph

Lượng chạy dao /phút : Vf 81 mm/ph

Vận tốc trục chính : n = 3076 ( vg/ph )

Chọn dao phay bậc đa năng của hãng SECO, Nano Turbo 217.69-1616.0-06-4AN (trang 112)

Bước 3: Khoan lỗ Ф7 và doa lỗ

Chọn dao khoan có đường kính dao mm.

Mã dao SD203A-7.0-25-8R1 của hãng SECOChọn mũi dao có đường kính Ф7

Mã dao SD203A-7.0-25-8R1 của hãng SEC

- Chế độ cắt khi khoan:

Chọn chiều sâu cắt: t = 19 ( mm)

Chọn dao khoan có đường kính dao Dc mm

-Chế độ cắt khi khoan:

Vận tốc trục chính : n '59 ( vg/ph )

- Chế độ cắt khi taro ren:

Chọn chiều sâu cắt: t = 1(mm) = lượng chạy dao ngang

Ta tính theo công thức trang 41/[4]:

Chọn dao phay bậc đa năng của hãng SECO, Nano Turbo 217.69-1616.0-06-4AN(trang 112)

- Chọn hạt dao: trang 160 XOMX060204R-M05 F40M

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì thép C45SKD1 sẽ thuộc nhóm vật liệu 3 tiêu chuẩn UNI.

Vận tốc trục chính : n = 5604 ( vg/ph ) b- Nguyên công 2

Chọn dao phay bậc đa năng của hãng SECO, Nano Turbo 217.69-1616.0-06-4AN

- Chọn hạt dao: trang 160 XOMX060204R-M05 F40M

- Căn cứ vào bảng phân loại vật liệu phôi của SECO, thì thép C45SKD1 sẽ thuộc nhóm vật liệu 3 tiêu chuẩn UNI.

Vị trí dao: vuông góc với mặt đáy

- Ta chọn hạt: SEMX09T3AFTN-M08 T350M.

Bước 3: Phay mặt nghiêng và mặt phẳng

Chọn hạt dao : SEMX09T3AFTN-M08 T350M

Dao phay cacbit nguyên khối

+ Bước tiến khuyên dùng : fz= 0,08 mm/răng

+ Tốc độ cắt : Vc= 120 m/phút

Chọn tốc độ chay dao: 1500 (v/phút).

Thiết lập máy và tạo phôi

a, Tạo dường dẫn folder để lưu file chương trình gia công:

File/3D/ và chọn folder đã lưu chi tiết để chọn thư mục làm việc , nhấn OK. b, Tạo file Chương trình gia công như sau:

File/Opend/file 3D.ipt, ta đặt tên file là giacongcang và chọn đơn vị mm File / Configuration / Curent Metric

Sau đó nhấn OK c, Đưa chi tiết vào chương trình gia công chọn máy :

Opent / doancadcam.ipt/, xuất hiện cửa sổ folder đã lưu file trước đó, ta chọn file chi tiết đã đươc thiết kế có tên: doancadcam.ipt, nhấn Open.

Bản vẽ chi tiết đế được xuất ra như hình vẽ d, Thiết lập máy gia công, chọn phôi và chọn gốc tọa độ

+ Thiết lập máy gia công

Machine/Mill/ Mill DEFAULT.MCAM_MMD , chọn Add sau đó nhấn dấu tích

Chuột phải vào máy vừa tạo hiện lên hộp thoại Machine chọn Edit để thay đổi thông số máy

Sau khi mở hộp thoại, bạn hãy nhấn vào biểu tượng để chỉnh sửa thông số máy Tiếp theo, thay đổi giá trị cần thiết và chọn hoàn tất cài đặt để lưu lại thay đổi.

+ Tiến hành tạo phôi gia công:

Chọn stock setup hiện lên hộp thoại Machine Group Properties ta nhập Kích thước phôi như sau rồi tích chọn hoàn tất việc tạo phôi gia công

- Chọn điểm OFFSET ZERO: gốc tọa độ để gia công:

Vào View bằng cách nhấn vào biểu tượng hoặc chọn Show Gnomons

Ta chỉnh sửa các vị trí thiết lập gốc tọa độ như hình vẽ:

- Tạo mặt phẳng gia công Plane_1

Quy trình gia công các bề mặt của chi tiết

Ta chỉ mô phỏng quy trình gia công ở các nguyên công, gồm các bước công nghệ gia công các mặt phẳng, các rãnh, các lỗ.

BƯỚC 1: Phay mặt đáy theo theo phương pháp Face (Phay bề mặt) bằng dao phay mặt đầu có D` mm:

Vào Toolpaths/Face xuất hiện bảnh hộp thoại chaining ta chọn được bề mặt gia công

- Tool: chọn dao gia công

Sau đó nhấn Apply/ OK

- Chọn các chế độ cắt

- Depth Cuts: lượng ăn dao

- Lead in/Out : Vào ra dao

- Name: đặt tên bước gia công là NC1-B1 : Phay mat dáy

Ta tiến hành chạy mô phỏng kiểm tra như sau:

Trên thanh Toolpaths ta chọn biểu tương sau để xuất hiện đường đi dao

Sau đó kích chọn biểu tượng để tiến hành chạy mô phỏng

Khi mô phỏng thì đường màu xanh thể hiện dường đi dao của dụng cụ cắt.

 Phay một nửa biên dạng

Vào Toolpaths/Contour xuất hiện bảnh hộp thoại chaining ta chọn được bề mặt gia công

 Phay toàn bộ biên dạng

BƯỚC 3: Khoan ỉ7 và Doa lỗ ỉ7

Xuất chương trình gia công cho nguyên công 1

Vào Edit > Cldata > Output Set > Creat > Set01 > Enter > Select OP010 > Done sell > Set01 > File > Done > Chương trình NC > Ok > Done output b Xuất file gia công dưới mã G code

Vào Tool / Cldata / Post Process

Chọn File vừa gộp (.nlc) rồi Open

Click close để hoàn thành

Chương trình gia công

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT 2

1.2- Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kĩ thuật của chi tiết 3

1.2.1- Phân tích điều kiện làm việc 3

1.2.2- Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm 3

1.2.3- Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 5

Phần II : Thiết kế chi tiết bằng phần mền CAD/CAM 6

2.1- Giới thiệu chung về phần mềm Inventor và MasterCam 6

2.2- Trình tự qúa trình thiết kế sản phẩm 7

Phần III : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết 17

3.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công 17

3.2 Lựa chọn và trình bày 1 số thông số kỹ thuật chính của máy lựa chọn 17

3.2.2Thông số kỹ thuật của máy: 18

3.3 Xác định thứ tự các nguyên công , bước công nghệ trong từng nguyên.18 công 18

3.4 Lựa chọn dao và xác định chế độ cắt cho từng bước công nghê , nguyên công 22

MÔ PHỎNG CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG 33

4.1 Thiết lập máy và tạo phôi 33

4.2 Quy trình gia công các bề mặt của chi tiết 37

4.3 Xuất chương trình gia công cho nguyên công 1: 75

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	6,08 MB
File đính kèm	TM+BV+FILE LAPTRINH CAM.rar (21 MB)