ĐỒ ÁN CADCAMCNC : Lập trình gia công trục đỡ phải

1

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN MẠNH
LỚP: 14A

KHĨA: 14

MSV: 15150610

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
CƠNG NGHỆ CAD/CAM

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Quân
Bộ môn: Chế tạo máy

Hà Nội, 08-2022


2

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN MẠNH
LỚP:14A

KHĨA: 14

MSV: 15150610

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
CƠNG NGHỆ CAD/CAM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Văn Quân

Nguyễn Tiến Mạnh

Hà Nội, 08-2022


3
MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................3
PHẦN I : NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.............................................................................4
PHẦN II : THUYẾT MINH..................................................................................5
LỜI NĨI ĐẦU.......................................................................................................5
1 . HỒN THIỆN THIẾT KẾ CHI TIẾT.............................................................6
1.1. Phân tích tính cơng nghệ của chi tiết..........................................................6
1.3. Thiết kế mơ hình và bản vẽ chi tiết............................................................7
2 . THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ.......................................................11
2.1. Chọn phương pháp chế tạo phơi...............................................................11
2.2. Thiết kế tiến trình cơng nghệ ...................................................................12
2.2.1. Lập tiến trình cơng nghệ....................................................................12
2.2.2. Xác định luợng dư gia cơng..............................................................16
2.2.3. Tạo bản vẽ phôi.................................................................................17
2.3. Thiết kế nguyên công...............................................................................17

2.3.1. Chọn máy...........................................................................................17
2.3.2. Xác định nội dung nguyên công........................................................19
2.3.3. Nội dung chi tiết................................................................................20
2.4. Lập trình gia cơng.....................................................................................34
2.4.1. Nội dung thực hiện............................................................................34
2.4.2. Cấu trúc của chương trình NC...........................................................59
KẾT LUẬN.........................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................63
PHẦN III : TÀI LIỆU KỸ THUẬT....................................................................64


4
PHẦN I : NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN


5
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 Tiến Mạnh


6

1 . HỒN THIỆN THIẾT KẾ CHI TIẾT
1.1. Phân tích tính cơng nghệ của chi tiết
• Kết cấu
Chi tiết trục đỡ phải là một chi tiết dạng hộp có cấu tạo khá phức tạp
Kết cấu bên ngoài của chi tiết là chân đế và mặt đầu trục Φ 20 , trên đoạn trục
rãnh để nắp vòng chặn . Phần chân đế có các lỗ lắp bulong , rãnh vng , rãnh
cong để lắp với các bộ phân khác
Trục đỡ phải được sử dụng trong bộ truyền chính của máy . Nó có tác dụng
đỡ bộ phận khác qua phần đế phần dầu trục chuyển động quay khi làm việc
Khi làm việc trục đỡ phải 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., chịu tải trọng của các bộ
phận khác lắp trên trục
• u cầu kỹ thuật
Khi gia cơng chi tiết Truc đỡ phải 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 công đạt độ chính xác cao về kích
thước (cấp chính xác 6), đạt độ nhẵn bóng bề mặt cao (độ bóng cấp 7).
Phần đế lắp ghép cần được gia công đạt cấp 9 , ( độ bóng cấp 6-7) để lắp
ghép với trục đỡ phải
Ngồi ra cần đảm bảo vị trí tương quan giữa các bề mặt tham gia lắp ghép.
Đó chính là độ vơng góc giữa các cổ trục tham gia lắp ghép với mặt đế .
Nhìn chung chi tiết địi hỏi các yêu cầu kỹ thuật rất cao về vị trí tương quan
giữa các bề mặt.


7
Riêng phần hốc cần phải lựa chọn dao dụng cụ gia cơng cho hợp lý
• Tính cơng nghệ trong kết cấu
Chi tiết có tính cơng nghệ tương đối tốt trừ phần hốc chữ nhật ở mặt đế .
Khi gia công phần hốc này có tể dùng cắt dây EDM hoặc gia công 2 mặt . Đo
mặt hốc cùng với các mặt khác để giảm số lượng nguyên công gia công đạt
chính xác trên cùng một lần gá ta chọn gia công 2 mặt bằng dao phay trụ
Phần trục lắp ghép đường kính khơng thay đổi nên dễ dàng gia cơng . Do
kết cấu chi tiết phức tạp ta gia công mặt đế và các lỗ trước để làm chuẩn gá đặt
khi gia công phần trục
Tỉ số chiều dài và đường kính đoạn trục nhơ ra khơng đáng kể nên khơng
cần thiết phải chống tâm gia gia công phần này
1.3. Thiết kế mơ hình và bản vẽ chi tiết
Ta thiết kế mơ hình 3D trên phần mềm inventor 2018:
+ Xây dựng phần đế (Part => Sketch=>Extrude)

Hình 1.1 : Xây dựng 3D chân đế
+ Tạo rãnh R5.5 (Part => Sketch=>Extrude)

8

Hình 1.2 : Tạo rãnh R5.5
+ Tạo hốc và bo góc (Part => Sketch => extrude ; Part => Fillet)

Hình 1.3 : Tạo hốc và bo góc
+ Tạo lỗ và vát mép (Part => Sketch => Point =>Hole ; Part => Chamfer)


9

Hình 1.4 : Tạo lỗ và vát mép
+ Tạo phần trục (Part => Sketch => Revole; Part => Fillet)

Hình 1.5 : Chi tiết hoàn chỉnh
Tiến hành xuất bản vẽ gia công và điền yêu cầu kỹ thuật dựa vào đặc tính làm
việc cua chi tiết :


10

Hình 1.6 : Bản vẽ chi tiết gia cơng
u cầu kỹ thuật :
+ Vát mép khơng ghi lấy 0.2x450
+ Kích thước không ghi dung sai lấy ± IT 14 / 2


11

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 hộp, kết cấu phức tạp 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
đỡ phải kết cấu phước nên phù hợp với phương pháp đúc trong khuôn cát .
Đối với dạng sản xuất loạt đơn chiếc nên chọn phương pháp đúc trong khn
cát để tiết kiệm chi phí
Đồng thời vật liệu GX15-32 tính đúc tốt
Tuy nhiên, đối với phơi đúc thì cơ tính tổng hợp của chi tiết khơng tốt, kém
dẻo dai, khơng chịu được va đập.
• Phơi rèn tự do
Rèn tự do thì khơng cần phải chế tạo khn 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 đỡ phải có cấu tạo phức tạp nên có thể tạo phơi bằng
phương pháp rèn qua nhiều bước
So với phơi đúc thì rèn tự do có chi phí tạo phơi thấp hơn và cơ tính của phơi
tốt hơn. Tuy nhiện lượng dư sẽ lớn đo chi tiết phức tạp


12
Từ những phân tích trên ta có thể chọn phơi đúc, phương pháp chế tạo
phôi là đúc trong khuôn cát

2.2. Thiết kế tiến trình cơng nghệ .
Đối với chi tiết trục đỡ phải cần đảm bảo độ chính xác về kích thước và
độ nhẵn bóng của các cổ trục tham gia lắp ghép, đảm bảo độ vng góc giữa
trục và mặt đế
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 phay tinh
Độ vng góc đạt được bằng các lấy mặt đế làm chuẩn để gia công mặt
trục
Chuẩn thô được chọn là mặt ngồi ngồi trục và mặt đầu chi tiết
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 không 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 cơng 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

Khuôn

-

nguyên
công
1. Tạo
phôi

cát


14
2.

Máy

.Mâm

Phay

phay

cặp 3

,khoan

khoét

VMC- chấu
TC1

tự
định
tâm

3. Phay ,

Máy

2

khoan ,

phay

phiến

taro và
vát mép

VMC- tỳ ,1
TC1

chốt
trụ
ngắn ,

1 chốt
trám ,
đòn
kẹp


15
4. Khoan

Máy

2

, vát mép

phay

phiến

VMC- tỳ ,1
TC1

chốt
trụ
ngắn ,
1 chốt
trám ,
đòn
kẹp .
Một

chốt tỳ
phụ


16
5. Tiện

Máy

2

tiện

phiến

EMC

tỳ ,1

O

chốt

TỦN1
32

trụ
ngắn ,
1 chốt
trám ,

đòn
kẹp

2.2.2. Xác định luợng dư gia cơng
Phơi thanh cấp chính xác II. Phơi đúc lượng dư mặt đế 3mm , lượng dư
mặt bên 2,5mm ( sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 )


17
2.2.3. Tạo bản vẽ phơi

Hình 2.1: Hình dáng của phơi
u cầu kỹ thuật :
+ Phôi đúc phải được loại bỏ bavia đậu ngót
+ Phơi đúc đạt cấp chính xác cấp II
+ Góc lượn khơng ghi lấy R1.5
2.3. Thiết kế ngun cơng
2.3.1. Chọn máy
• Máy tiện EMCO TURN132
+ Hành trình trục X/Y/Z

60/280 mm


18
+ Đường kính phơi lớn nhất 30 mm
+ 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

+ Ngun cp

220/240v

ã Mỏy phay VMC-TC1

N
V
Kớch thc bn
mm
Rónh T (c.rng ì số mm

HẠNG MỤC

Bàn

VMCTC1
300×200
18x3x110


19
lg. × k.cách)
Tải trọng tối đa
Kg
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
Cơng suất
kVA
Kích thước & Trọng
Kích thước
mm
lượng
Trọng lượng
Kg
2.3.2. Xác định nội dung nguyên công
NC1. Tạo phôi
+ Đúc phôi
NC2. Phay ,khoan ,khoét
+ Số lần gá : 1
+ Số bước gia công :10
NC3. Phay , khoan ,taro vát mép
+ Số lần gá : 1
+ Số bước gia công :5

250
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


20
NC4. Khoan , vát mép
+ Số lần gá : 1
+ Số bước gia công :2
NC5. Tiện
+ Số lần gá : 1
+ Số bước gia công :3
2.3.3. Nội dung chi tiết
NC1. Tạo phơi
• Phương pháp đúc: đúc khn cát
NC2. Phay ,khoan ,khoét
• Phương pháp gá kẹp : Mâm cặp (4 bậc tự do ) mặt đầu chấu kẹp (1 bậc tự do
)
• Số bước
+ Bước 1 : Khỏa mặt đầu
Bề mặt gia công : Mặt đế
Lượng dư gia công : t=2,75mm

Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT10 nhám đạt Ra 6,3 µ m
Dao : Dao phay mặt đầu (1)


21

Hình 2.2: Dao phay mặt đầu
Chế độ cắt : t=2,75mm ;S= 0,2mm/răng ; n= 365vg/ph
(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 2 : Phay tinh mặt đế
Bề mặt gia công : Mặt đế
Lượng dư gia công : t=0.25mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT9 nhám đạt Ra 2,5 µ m
Dao : Dao phay mặt đầu (1)
Chế độ cắt : t=0,25mm ;S= 0,1mm/vg ;
n=1432vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 3 : Phay tinh thô hốc rãnh
Bề mặt gia công : Mặt trong


22
Lượng dư gia công : t=2,25mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT10 nhám đạt Ra 6,3 µ m
Dao : Dao phay trụ 3 mặt (2)

Hình 2.3: Dao phay trụ 3 mặt
Chế độ cắt : t=2,25mm ;S= 0,1mm/vg ;
n=1000vg/ph(www.secotools.com)

Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 4 : Phay tinh 2 mặt bên
Bề mặt gia công : 2 mặt bên
Lượng dư gia công : t=0,25 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT9 nhám đạt Ra 2,5 µ m
Dao : Dao phay trụ 3 mặt (2)
Chế độ cắt : t=0,25mm ;S= 0,1mm/vg ; n=vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 5 : Phay tinh trong


23
Bề mặt gia công : mặt trong
Lượng dư gia công : t=0,25 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT9 nhám đạt Ra 2,5 µ m
Dao : Dao phay trụ 3 mặt (2)
Chế độ cắt : t=0,25mm ;S= 0,1mm/vg ; n=vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 6 : Phay tinh hốc
Bề mặt gia công : Hốc chữ nhật
Lượng dư gia công : t=0,25 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT9 nhám đạt Ra 2,5 µ m
Dao : Dao phay trụ 3 mặt D2 (3)

Hình 2.4: Dao phay trụ 3 mặt D2
Chế độ cắt : t=0,25mm ;S= 0,1mm/vg ;
n=1500vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20

24
+ Bước 7: Phay tinh rãnh cong R5.5
Bề mặt gia công : rãnh cong R5.5
Lượng dư gia công : t=0,25 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT9 nhám đạt Ra 2,5 µ m
Dao : Dao cầu (3)

Hình 2.5: Dao phay trụ 3 mặt D2
Chế độ cắt : t=0,25mm ;S= 0,1mm/vg ;
n=1500vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 8 : Phay tinh rãnh cong lớn
Bề mặt gia công : rãnh cong
Lượng dư gia công : t=0,25 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT9 nhám đạt Ra 2,5 µ m
Dao : Dao cầu (3)


25
Chế độ cắt : t=0,25mm ;S= 0,1mm/vg ;
n=1500vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20
+ Bước 9 : Khoan 4 lỗ
Bề mặt gia công : Lỗ D6.3mm
Lượng dư gia công : t=3,15 mm
Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác đạt IT11 nhám đạt Rz40 µ m
Dao : Mũi khoan D6.3 (5)

Hình 2.6: Mũi khoan D6.3
Chế độ cắt : t=3,15mm ;S= 0,2mm/vg ;

n=1400vg/ph(www.secotools.com)
Dụng cụ đo : Calip lỗ 1/100
+ Bước 10 : Khoét 4 lỗ
Bề mặt gia công : Lỗ D6.6mm
Lượng dư gia công : t=0,15 mm