ĐỒ ÁN CADCAMCNC : LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRỤC CHÍNH

0

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN:
LỚP:

KHÓA:

HỆ ĐÀO TẠO:

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CAD/CAM

Giáo viên hướng dẫn: PGS. TS. …..
Bộ môn: ……

Hà Nội, 08-2022


1

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN:
LỚP:…………………………KHÓA: 15
HỆ ĐÀO TẠO: …….

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CAD/CAM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

PGS. TS. ………..

…………….

Hà Nội, 08-2022


2
MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................2
PHẦN I : NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.............................................................................3
PHẦN II : THUYẾT MINH..................................................................................4
LỜI NĨI ĐẦU.......................................................................................................4
1 . HỒN THIỆN THIẾT KẾ CHI TIẾT.............................................................5
1.1. Phân tích tính cơng nghệ của chi tiết..........................................................5
1.3. Thiết kế mơ hình và bản vẽ chi tiết............................................................6
2 . THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ.........................................................9
2.1. Chọn phương pháp chế tạo phơi.................................................................9
2.2. Thiết kế tiến trình cơng nghệ ...................................................................11
2.2.1. Lập tiến trình cơng nghệ....................................................................11
2.2.2. Xác định luợng dư gia cơng..............................................................15
2.2.3. Tạo bản vẽ phôi.................................................................................15
2.3. Thiết kế nguyên công...............................................................................15
2.3.1. Chọn máy...........................................................................................15
2.3.2. Xác định nội dung nguyên công........................................................18
2.3.3. Nội dung chi tiết................................................................................19

2.4. Lập trình gia cơng.....................................................................................27
2.4.1. Nội dung thực hiện............................................................................27
2.4.2. Cấu trúc của chương trình NC..........................................................41
KẾT LUẬN.........................................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................45
PHẦN III : TÀI LIỆU KỸ THUẬT....................................................................46


3
PHẦN I : NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN


4
PHẦN II : THUYẾT MINH
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó là sự phát triển của khoa học
kĩ thuật ngày càng tiến bộ. Cùng với sự phát triển đó các ngành khoa học nói
chung và ngành cơ khí nói riêng cũng đã nhanh chóng áp dụng các thành tựu đó.
Trong ngành cơ khí sự áp dụng của điều khiển số đã đem đến phát triển cho
ngành nghề, nâng cao hiệu suất lao động.
Chính những ưu điểm trên, áp dụng công nghệ thông tin là xu hướng của
thời đại. Việc nắm bắt và sử dụng các máy công cụ điều khiển số trở thành quan
trọng hàng đầu đối với các cán bộ khoa học cũng như các sinh viên các trường
kĩ thuật
Để có cái nhìn sâu sắc hơn, thông qua việc làm Đồ án Công nghệ CAD/
CAM/ CNC sẽ giúp chúng em hệ thống hóa được các kiến thức đã học một các
bài bản, nâng cao kiến thức cho sinh viên. Thơng qua đó việc tìm hiểu, tham gia
điều kiển số, q trình lập trình có ý nghĩa giúp sinh viên có thể tiếp cận gần hơn
với kiến thức hiện đại cũng như có thể nắm rõ bản chất của máy điều khiển số
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 cịn có nhiều thiếu
sót, kính mong các thầy góp ý để dần hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn
Văn Quân và các thầy cơ trong bộ mơn, trong khoa đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ em hồn thành đồ án của mình.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trung Nghĩa


5

1 . HỒN THIỆN THIẾT KẾ CHI TIẾT
1.1. Phân tích tính cơng nghệ của chi tiết
 Kết cấu
Chi tiết trục chính là một chi tiết dạng trục có cấu tạo đơn giản
Kết cấu bên ngoài của chi tiết là một trục bậc, trên đoạn trục 12 có then lắp
với bánh đai , đầu trục có lỗ then lắp với trục động cơ .Các đoạn trục cịn lại có
sự chênh lệch đường kính khơng lớn.
Trục chính được sử dụng trong bộ truyền chính của máy . Nó có tác dụng
truyền chuyển động từ động cơ ra bộ truyền đai , truyền động quay cho cụm II
Khi làm việc trục chính chịu lực phức tạp từ các bộ truyền như lực ăn khớp
của bộ đai , lực vòng. Chi tiết làm việc trong điều kiện bị mài mòn các cổ trục .
Đồng thời chi tiết còn chịu uốn và chịu xoắn.
 Yêu cầu kỹ thuật
Khi gia cơng chi tiết Truc chính cần đạt được nhiều yêu cầu kỹ thuật khác
nhau về độ chính xác kích thước, độ nhám bề mặt, về sai lệch hình dạng và về vị
trí tương quan giữa các bề mặt làm việc.
Các cổ trục tham gia lắp ghép phải gia cơng đạt độ chính xác cao về kích
thước (cấp chính xác 6), đạt độ nhẵn bóng bề mặt cao (độ bóng cấp 7).

Phân vai trục chỉ cần gia cơng đảm bảo kích thước
Ngồi ra cần đảm bảo vị trí tương quan giữa các bề mặt tham gia lắp ghép.
Đó chính là độ đồng tâm và độ đảo hướng kính giữa các cổ trục tham gia lắp
ghép với nhau và độ đồng tâm giữa các cổ trục so với đường tâm trục .
Nhìn chung chi tiết địi hỏi các yêu cầu kỹ thuật rất cao về vị trí tương quan
giữa các bề mặt.


6
Riêng phần lỗ đầu trục có mặt vng để lắp với trục cần gia cơng EDM
 Tính cơng nghệ trong kết cấu
Chi tiết có tính cơng nghệ tương đối tốt trừ phần lỗ có mặt vng ở đầu
trục . Khi gia cơng các cổ trục có thể tiến và thốt dao dễ dàng, có thể nâng cao
năng suất bằng cách ghép dao. Riêng phần lỗ đầu trục cần gia công điện cực trên
máy xung điện EDM
Đường kính các đoạn trục giảm dần về một phía tạo điều kiện thuận lợi
cho q trình gia cơng.
Tuy nhiên tỉ số giữa chiều dài và đường kính của trục lớn nên cần dùng
chuẩn tinh chính là mặt ngồi và tâm lỗ
Đường kính các cổ trục tham gia lắp ghép có kích thước khơng theo tiêu
chuẩn, điều này không thuận lợi cho việc đo kiểm khi gia cơng.
1.3. Thiết kế mơ hình và bản vẽ chi tiết
Ta thiết kế mơ hình 3D trên phần mềm inventor 2018:
 Xây dựng các đoạn trục (Assemble => Design=> Shaft)

Hình 1.1 : Xây dựng 3D đoạn trục


7
 Tạo then (Assemble => Design=> key)

Hình 1.2 : Tạo then bằng
 Tạo lỗ và vát mép , bo góc (Part => Sketch ; Part => Fillet ; Chamfer)


8

Hình 1.3 : Mơ hình 3D chi tiết gia cơng hồn chỉnh
Tiến hành xuất bản vẽ gia cơng và điền yêu cầu kỹ thuật dựa vào đặc tính làm
việc cua chi tiết :

Hình 1.4 : Bản vẽ chi tiết gia công
Yêu cầu kỹ thuật :


9
 Vát mép khơng ghi lấy 0.2x450
 Kích thước khơng ghi dung sai lấy  IT 14 / 2
 Động không đồng tâm giữa các bậc trục so với đường tâm A
 0.025 /100mm


10
2 . THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2.1. Chọn phương pháp chế tạo phơi
Từ việc phân tích kết cấu và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có một số
phương án chọn phôi và chế tạo phôi như sau.
 Phơi đúc
Chi tiết có dạng trục bậc, kết cấu đơn giản nên có thể dễ dàng tạo phơi bằng
phương pháp đúc.

Đối với phơi đúc có thể đúc trong khn cát hoặc khuôn kim loại. Đúc trong
khuôn cát mỗi khuôn chỉ dùng được một lần, muốn lấy phôi phải đập bỏ khuôn.
Phôi đúc trong khuôn cát chất lượng thấp, lượng dư gia công lớn.
Đúc trong khuôn kim loại chất lượng tốt hơn, năng suất cao hơn, khuôn dùng
được nhiều lần nhưng chỉ phù hợp với chi tiết có khối lượng nhỏ. Chi tiết trục
chính có kích thước và khối lượng nhỏ nên phù hợp với phương pháp đúc trong
khuôn kim loại.
Đối với dạng sản xuất loạt đơn chiếc nên chọn phương pháp đúc trong khn
cát để tiết kiệm chi phí
Tuy nhiên, đối với phơi đúc thì cơ tính tổng hợp của chi tiết không tốt, kém
dẻo dai, không chịu được va đập.
 Phơi rèn tự do
Rèn tự do thì khơng cần phải chế tạo khuôn nhưng năng suất thấp, lượng dư
gia công lớn và chất lượng phôi phụ thuộc nhiều vào tay nghề người thợ.
Đối với chi tiết trục chính có cấu tạo đơn giản nên có thể tạo phơi bằng
phương pháp rèn.
Để nâng cao năng suất và giảm lượng dư gia cơng cắt gọt có thể rèn lần cuối
trong khuôn đơn giản.


11
So với phơi đúc thì rèn tự do có chi phí tạo phơi thấp hơn và cơ tính của phơi
tốt hơn.
 Phơi cán
Phơi cán cho phép giảm chi phí về việc chế tạo phơi vì loại phơi này có sẵn
trên thị trường.
Tuy nhiên, chi tiết có có sự chênh lệch giữa các đường kính ngồi khơng lớn
nên chọn phơi cán sẽ tiết kiệm vật liệ vật liệu, íthao mịn về dụng cụ cắt, hiệu
quả kinh tế cao
So với phôi rèn thì chi phí chuẩn bị phơi của phơi cán thấp hơn nhưng chi phí

cho việc gia cơng cắt gọt cao hơn. Đồng thời cơ tính tổng hợp khơng tốt bằng
phơi rèn. Cũng có thể chọn phơi cán sau đó dập sơ bộ để đạt được phơi có hình
dáng gần giống với hình dáng của chi tiết. Như vậy có thể cải thiện cơ tính của
phơi.
 Phơi dập
Phơi dập chất lượng phơi tốt, lượng dư gia cơng nhỏ, cơ tính tốt, năng suất
chế tạo phơi cao nhưng chi phí chế tạo khn lớn.
Đối với chi tiết trục chính cần phải dập qua nhiều lần, như vậy phải chế tạo
nhiều khuôn, chi phí tạo phơi cao hơn so với các phương án tạo phơi khác.
So với phơi rèn tự do chi phí để chuẩn bị phơi dập cao hơn, nhưng của phơi
thì tương đương nhau. Như vậy hiệu quả kinh tế cảu phôi dập thấp hơn so với
phôi rèn tự do.
Từ những phân tích trên ta có thể chọn phơi thép thanh , phương pháp chế
tạo phôi là phôi cán


12
2.2. Thiết kế tiến trình cơng nghệ .
Đối với chi tiết trục chính cần đảm bảo độ chính xác về kích thước và độ
nhẵn bóng của các cổ trục tham gia lắp ghép, đảm bảo độ đồng tâm giữa các cổ
trục tham gia lắp ghép.
Để đạt được độ chính xác về kính thước và độ nhẵn bóng của các bề mặt
tham gia lắp ghép cần gia công lần cuối bằng phương mài trịn ngồi.
Độ đồng giữa các cổ trục lắp ghép đạt được bằng cách dùng mặt ngoài và
tâm lỗ làm chuẩn tinh để gia công
Chuẩn thô được chọn là mặt ngồi và mặt đầu trục
Ta gia cơng trên máy CNC ta có thể nâng cao năng suất và chất lượng gia
cơng vượt trội . Khi đó, một ngun cơng ta có thể gia cơng được nhiều bề mặt,
đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt tốt hơn, tránh được
sai số gá đặt tích lũy qua các ngun cơng. Đồng thời, chi phí về đồ gá sẽ giảm

đi (do số lượng nguyên công sẽ giảm), kết cấu đồ gá sẽ đơn giản hơn (không cần
các cơ cấu dẫn hướng, so dao), chi phí về dụng cụ cắt cũng giảm xuống (do một
dụng cụ cắt có thể gia cơng được nhiều bề mặt và khơng cần thiết phải sử dụng
các dụng cụ cắt gia công lỗ theo tiêu chuẩn). Hơn nữa, ở những nguyên công cơ
như cắt phôi thời gia máy lớn một công nhân có thể vận hành được nhiều máy
CNC cùng một lúc, điều này sẽ làm giảm chi phí về con người cũng như cơng
tác quản lí con người trong sản xuất.
2.2.1. Lập tiến trình cơng nghệ
Từ những phân tích trên ta có tiến trình cơng nghệ như sau:


13
TT

Sơ đồ gá đặt

Máy

Đồ gá

1. Tạo

Máy

Bàn

phôi

cưa

kẹp

nguyên
công

phôi
vạn
nawg

2. Khỏa

Máy

.Mâm

mặt

tiện

cặp 3

EMC

chấu

,khoan lỗ

O
TỦN1
32

tự
định
tâm


14
3. Tiện

Máy

.Mâm

thô , tinh

tiện

cặp 3

bậc trục

EMC

chấu

trái

O
TỦN1
32

tự
định
tâm ;
Mũi
chống
tâm

4. Tiện

Máy

.Mâm

thô , tinh

tiện

cặp 3

bậc trục

EMC

chấu

phải

O
TỦN1

32

tự
định
tâm


15
5. Phay

Máy

.

then

phay

.Mâm

VMC- cặp 3
TC1

chấu
tự
định
tâm ;
Mũi
chống
tâm

6. Xung

Máy

.Mâm

điện

xung

cặp 3

EDM

EDM

chấu

CNC8
5


16
2.2.2. Xác định luợng dư gia cơng
Phơi thanh cấp chính xác II. Phôi mua sẵn trên thị trường và cắt theo đoạn
. Kết cấu của phôi là trục trơn đường kính D= 25mm , dài L=67.2mm
2.2.3. Tạo bản vẽ phơi

Hình 2.1: Hình dáng của phơi

u cầu kỹ thuật :
 Phơi phải được nắn thẳng trước khi gia cơng
 Kích thước không ghi dung sai lấy  IT 14 / 2
2.3. Thiết kế nguyên công
2.3.1. Chọn máy
 Máy tiện EMCO TURN132
 Hành trình trục X/Y/Z

60/280 mm

 Đường kính phơi lớn nhất 30 mm


17
 Chiều dài phôi lớn nhất

215 mm

 Bước tiến nhanh X/Z

3 m/min

 Lượng ăn dao có thể lập
trình

0-2 m/min

 Dải tốc độ trục chính

300-4200 rpm

 Cơng suất trục chính

1.1 KW

 Kiểu đầu trục chính

Emco

 Đường kính lỗ trục chính ø 30 mm
 Momen lớn nhất

10 mn

 Số đài dao

8 station ATC

 Ụ động

optional

 Kích thước máy WxDxH 850 x 700 x 550 mm
 Tổng trọng lượng máy

150 kg

 Hệ điều khiển tùy

Fauc 21T, Siemens 840D, Siemens Operate

( ShopTurn ) CAMConcept

chọn
 CE

Certificate of conformity

 Nguồn cấp

220/240v

 Máy phay VMC-TC1

HẠNG MỤC

Bàn

Kích thước bàn
Rãnh T (c.rộng × số
lg. × k.cách)
Tải trọng tối đa

ĐƠN
VỊ
mm

VMCTC1
300×200

mm

18x3x110

Kg

250


18
Hành trình X/Y/Z
mm
Mũi trục chính tới bàn mm
Hành trình
Tâm trục chính tới trụ
mm
máy
Loại dẫn hướng
Loại trục chính
KW
Trục chính
Động cơ servo chính rpm
Tốc độ trục chính
Tốc độ dịch chuyển
m/min
nhanh X/Y/Z
Số
Chạy dao & Ổ chứa
Số dao/loại ATC lg./loạ
dao
i

Trọng lượng tối đa của
Kg
dao
Công suất
kVA
Kích thước & Trọng
Kích thước
mm
lượng
Trọng lượng
Kg

300/200/250
90-340
350
LM: XYZ
BT40
5.5/7.5, *7.5/11
8000, *12000
20/20/20
16/T. Trống ,
*24/Tay xoay
8
17
1500x1600x210
0
2100

 Máy xung EDM CNC85
HẠNG MỤC

ĐƠN VỊ

EDM CNC85

Kích thước thùng chứa

mm

1000 x 650

Kích thước bàn máy

mm

1400 x 900 x 480

Kích thước buồng đốt(X*Y*Z1+Z)

mm

800 x 500 x 400

Trọng lượng tối đa một lần

kgs

5700

Trọng lượng tối đa của điện cực

kgs

200

Kích thước máy L*W*H

mm

2200 x 2520 x 2750

Trọng lượng máy

kgs

5700


19
HẠNG MỤC
Dung tích bể dầu điện mơi
2.3.2. Xác định nội dung nguyên công
NC1. Tạo phôi
 Số lần gá : 1
 Số bước gia công :1
NC2. Khỏa mặt , khoan lỗ
 Số lần gá : 1
 Số bước gia công :2
NC3. Tiện thô , tinh bậc trục trái
 Số lần gá : 1

 Số bước gia công :4
NC4. Tiện thô , tinh bậc trục phải
 Số lần gá : 1
 Số bước gia công :4
NC5. Phay then
 Số lần gá : 1
 Số bước gia công :4
NC6. Xung điện EDM
 Số lần gá : 1
 Số bước gia công :1

ĐƠN VỊ
lit

EDM CNC85
1250


20
2.3.3. Nội dung chi tiết
NC1. Tạo phôi
 Phương pháp gá kẹp : Bàn kẹp
 Dụng cụ đo: thước lá
NC2. Khỏa mặt , khoan lỗ
 Phương pháp gá kẹp : Mâm cặp (4 bậc tự do ) cữ định vị (1 bậc tự do )
 Số bước


Bước 1 : Khỏa mặt đầu
Bề mặt gia công : Mặt đầu D 25mm

Lượng dư gia cơng : t=1,5mm
u cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT14 nhám đạt Rz 40  m
Dao : Dao xén phải (1)

Hình 2.2: Dao xén phải


21
Chế độ cắt : t=1,5mm ;S= 0,2mm/vg ; n= 1500vg/ph
(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20


Bước 2 : Khoan tâm lỗ
Bề mặt gia công : Mặt lỗ D2mm
Lượng dư gia cơng : t=1mm
u cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT14 nhám đạt Ra 1,25  m
Dao : Mũi khoan tâm (2)

Hình 2.3: Mũi khoan tâm
Chế độ cắt : t=1mm ;S= 0,2mm/vg ; n= 600vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
NC3. Tiện thô , tinh bậc trục trái


Phương pháp gá kẹp : Mâm cặp (2 bậc tự do ) cữ định vị (1 bậc tự do ),
chống tâm động ( 2 bậc tự do )


22

 Số bước


Bước 1 : Tiện thô bậc trục trái
Bề mặt gia công : Các bậc trục trái
Lượng dư gia cơng : t=0,7mm
u cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT8 nhám đạt Ra 2,5  m
Dao : Dao xén phải (1)
Chế độ cắt : t=0,7mm ;S= 0,3mm/vg ; n= 2240vg/ph
(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20



Bước 2 : Tiện tinh bậc trục trái
Bề mặt gia công : Các bậc trục trái
Lượng dư gia công : t=0,3mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT7 nhám đạt Ra 1,25  m
Dao : Dao xén phải (1)
Chế độ cắt : t=0.3mm ;S= 0,1mm/vg ; n= 2240vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20



Bước 3 : Tiện rãnh
Bề mặt gia công : Rãnh B1
Lượng dư gia công : t=1 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT14 nhám đạt Rz40  m
Dao : Dao tiện rãnh (3)

23

Hình 2.4: Dao tiện rãnh
Chế độ cắt : t=1 mm ;S= 0,03mm/vg ; n= 2000vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20


Bước 4 : Vát mép 0,2x450
Bề mặt gia công : Mặt ngồi rãnh
Lượng dư gia cơng : t=0,2 mm
u cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT14 nhám đạt Rz40  m
Dao : Dao vát mép (4)

Hình 2.5: Dao vát mép


24
Chế độ cắt : t=1 mm ;S= 0,03mm/vg ; n= 2000vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
 NC4. Tiện thô , tinh bậc trục phải


Phương pháp gá kẹp : Mâm cặp (4 bậc tự do ) cữ định vị (1 bậc tự do )

 Số bước


Bước 1 : Khỏa mặt
Bề mặt gia công : Mặt đầu D 25mm

Lượng dư gia cơng : t=1,5mm
u cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT14 nhám đạt Rz 40  m
Dao : Dao xén phải (1)
Chế độ cắt : t=1,5mm ;S= 0,2mm/vg ; n= 1500vg/ph
(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20



Bước 2 : Tiện thô bậc trục phải
Bề mặt gia công : bậc trục phải D15mm
Lượng dư gia công : t=0,7mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT8 nhám đạt Ra 2,5
Dao : Dao xén phải (1)
Chế độ cắt : t=0,7mm ;S= 0,3mm/vg ; n= 2240vg/ph
(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20



Bước 3 : Tiện tinh bậc trục phải