Đồ án Xây dựng thư viện chi tiết máy 3D điển hình dùng trong SolidWorks (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Xây dựng thư viện chi tiết máy 3D điển hình dùng trong SolidWorks (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY XÂY DỰNG THƯ VIỆN CHI TIẾT MÁY 3D ĐIỂN HÌNH DÙNG TRONG SOLIDWORKS GVHD: ThS. TRẦN THANH LAM SVTH: TRỊNH BÁ ANH MSSV: 11143003 SVTH: LÊ QUỐC VƯƠNG MSSV: 11143202 S K L 0 0 4 2 5 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
2. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1.Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đất nước ta ngày càng hội nhập sâu với thế giới, nhu cầu về nguồn nhân lực trình độ cao, đăc biệt trong lĩnh vực cơ khí – kỹ thuật ngày càng lớn. Để đáp ứng nhu cầu cấp thiết đó, cần tăng cường chất lượng đào tạo. Tuy nhiên, nhiều người trong chúng ta tuy học về ngành cơ khí nhưng cũng chưa có điều kiện tiếp xúc nhiều với các chi tiết máy trong thực tế, chưa nắm rõ được hình dáng, kích thước, công dụng, yêu cầu kỹ thuật, của chúng. Để giúp việc dạy và học các môn liên quan đến chi tiết máy trong các trường kỹ thuật được sinh động, trực quan, dễ tiếp thu hơn, từ đó nâng cao chất lượng đào tạo chúng em đã lựa chọn thực hiện đề tài “Xây dựng thư viện chi tiết máy 3D điển hình dùng trong Solidworks”. 1.2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Đồ án này giúp sinh viên cơ khí - kỹ thuật nắm rõ hơn về hình dáng, kích thước, chức năng làm việc, yêu cầu kỹ thuật của các chi tiết máy hay các máy móc hoàn thiện. - Đồ án này cũng sẽ giúp các giáo viên kỹ thuật dạy học dễ dàng, sinh động, trực quan, dễ hiểu hơn 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Phân loại các chi tiết máy - Nghiên cứu hình dáng, kích thước, dung sai, nguyên lý làm việc của chi tiết máy. - Vẽ lại các chi tiết máy ở dạng 3D bằng phần mềm Solidworks, xuất bản vẽ, ghi kích thước, dung sai - Cải tiến, hoàn thiện các chi tiết máy, các kết cấu không hợp lý, thiết kế lại sao cho hợp lý, dễ chế tạo, tăng độ bền, - Giúp việc trình chiếu, dạy học dễ dàng, sinh động, dễ hiểu hơn, - Cuối cùng đưa các chi tiết đã vẽ được vào thư viện offline của phần mềm Solidworks. 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 1.4.1. Đối tượng nghiên cứu - Các chi tết máy điển hình. - Các cụm chi tiết máy. 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài - Phân loại chi tiết máy. - Nghiên cứu hình dạng, kích thước, kết cấu của chi tiết máy, cụm chi tiết máy. - Nghiên cứu chức năng làm việc, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết máy. 1
3. - Vẽ 3D chi tiết máy bằng phần mềm Solidworks, thiết kế lại 1 số kết cấu không hợp lý của chi tiết, xuất bản vẽ chi tiết, bản vẽ lắp ráp, phân rã của cụm chi tiết máy. - Nghiên cứu phương pháp trình chiếu giúp việc dạy và học các môn học về chi tiết máy dễ dàng, sinh động và dễ hiểu hơn. 1.5. Phương pháp nghiên cứu 1.5.1. Cơ sở phương pháp luận - Dựa vào kiến thức đã học về môn Nguyên lý - chi tiết máy, Cơ sở công nghệ chế tạo máy, Công nghệ chế tạo máy, Công nghệ kim loại, Dung sai – Kỹ thuật đo, để nghiên cứu về hình dáng, kích thước của chi tiết máy, tính hợp lý trong kết cấu của chi tiết máy, từ đó thiết kế lại chi kết cấu của chi tiết máy để dễ gia công, chế tạo, tiết kiệm nguyên liêu, tăng độ bền của chi tiết, - Dựa vào kiến thức đã học để phân loại chi tiết máy. - Dựa vào kiến thức đã học về môn Dung sai – Kỹ thuật đo để nghiên cứu về dung sai, độ nhám của chi tiết máy, - Tự tìm hiểu phần mềm Solidworks để phục vụ việc vẽ 3D chi tiết máy, cụm chi tiết máy, lắp ráp và phân rã cụm chi tiết máy, xuất bản vẽ, 1.5.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể - Tìm kiếm, thu thập tài liệu về các chi tiết máy như bản vẽ 2D, cấu tạo, công dụng, khả năng làm việc của chi tiết máy trên Internet - Tìm kiếm các tài liệu, bản vẽ, từ các thầy cô, các bạn sinh viên trong trường. - Ôn lại các kiến thức đã học, tìm sự giúp đỡ của các thầy cô về những kiến thức chuyên môn chưa biết. - Học Solidworks qua Internet, bạn bè, - Nghiên cứu tài liệu, xử lý các số liệu, thiết kế các thông số còn thiếu về kích thước, hình dáng chi tiết, 1.6. Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Giới thiệu. Chương 2:Tổngquan Chương 3:Cơ sở lý thuyết. Chương 4:Phương hướng và giải pháp. Chương 5:Kết luận và kiến nghị. 2
4. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1.Giới thiệu 2.1.1. Định nghĩa về máy Máy là sản phẩm do con người tạo ra nhằm nâng cao hiệu suất lao động, thay thế một phần sức lao động của con người Phân loại: - Máy năng lượng: Biến đổi từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác: máy phát điện, - Máy thông tin: máy tính, - Máy điều khiển - Máy công tác 2.1.2. Định nghĩa chi tiết máy Chi tiết máy là phần tử có cấu tạo hoàn chỉnh và thực hiện một chức năng nhất định trong máy Dấu hiệu nhận biết chi tiết máy: là phần tử có cấu tạo hoàn chỉnh và không thể tách rời ra hơn nữa. Ví dụ về chi tiết máy: Bu lông, đai ốc, bánh răng, Hình 2.1. Bu lông 3
5. Hình 2.2. Đai ốc Hình 2.3. Bánh Răng 2.1.3. Phân loại chi tiết máy 2.1.3.1.Phân loại theo công dụng a) Chi tiết máy có công dụng chung: Là những chi tiết được dùng chung cho nhiều loại máy khác nhau. Ví dụ: Bu lông, đai ốc, bánh răng, b) Chi tiết máy có công dụng riêng: 4
6. Là những chi tiết chỉ dùng được trong một số loại máy móc nhất định. Ví dụ: Khung xe đạp, thân xe hơi, Hình 2.4. Khug xe đạp Hình 2.5. Thân xe hơi 2.1.3.2. Phân loại theo hình dạng chi tiết máy a) Các chi tiết dạng hộp: Là những chi tiết có hình khối rỗng, (xung quanh có thành vách) thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp (như nhóm, cụm, bộ phận) của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó của toàn máy. 5
7. Đặc điểm của chi tiết dạng hộp là có nhiều vách, độ dày mỏng của các vách cũng khác nhau, trong các vách có nhiều gân, có nhiều phần lồi lõm. Đặc biệt trên hộp có nhiều lỗ cần được gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép. [1] Hình 2.6. Hộp giảm tốc b) Các chi tiết dạng càng: Là loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng và nhiều chức năng khác. Trên chi tiết dạng càng, ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính xác, còn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các rãnh then, các mặt đầu của lỗ và những bề mặt khác cần được gia công. [1] 6
8. Hình 2.7. Các chi tiết dạng càng c) Các chi tiết dạng trục: Là các chi tiết có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài . Mặt này thường dùng làm mặt lắp ghép Các loại trục: Trục trơn, trục bậc, trục rỗng, trục răng, trục lệch tâm. [1] Hình 2.8. Các chi tiết dạng trục 7
9. d) Các chi tiết dạng bạc: Là những chi tiết có hình ống tròn, thành mỏng, mặt đầu có vai hoặc không có vai, mặt trong có thể trụ hoặc côn. Bạc có thể nguyên hoặc xẻ rãnh, mặt làm việc của bạc có rãnh dầu, trên bạc có lỗ ngang để tra dầu. Đặc trưng quan trọng về kích thước của bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của chi tiết, tỉ số đó là: 0,5 ÷3,5 Các loại bạc: - Bạc trơn không có gờ - Bạc có gờ hoặc mặt bích - Bạc có lỗ hình côn - Bạc có xẻ rãnh - Bạc có lát thêm lớp hợp kim chống mòn - Bạc mỏng có xẻ rãnh. [1] Hình 2.9. Các chi tiết dạng bạc e) Các chi tiết bánh răng: Bánh răng là những chi tiết dùng để truyền lực và chuyển độngmà ta thường thấy trong nhiều loại máy khác nhau. 8
10. Bánh răng được chia làm 3 loại: - Bánh răng trụ ( răng thẳng và răng nghiêng ) - Bánh răng côn ( răng thẳng và răng xoắn ) - Bánh vít. [1] Hình 2.10. Bánh răng trụ răng thẳng và răng nghiêng Hình 2.11. Bánh răng côn thẳng và côn xoắn 9
11. Bánh vít Trục vít Hình 2.12. Bánh vít và trục vít f) Các chi tiết dạng khác: - Bu lông, đai ốc - Lò xo - Khung xe đạp - 10
12. Hình 2.13. Lò xo 2.1.4. Giới thiệu về phần mềm Solidworks Solidworks là phần mềm thiết kế cơ khí 3D, chạy trên hệ điều hành Windowns. Solidworks được phát triển bởi Dassault Systèmes Solidworks Corp, một công ty con của Dassault Systèmes, SA (Vélizy, Pháp). Solidworks hiện đang được sử dụng bởi hơn 2 triệu kỹ sư và nhà thiết kế ở mức hơn 178.000 công ty trên toàn thế giới. Solidworks đang là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Autodesk Inventor và Solid Edge. Solidworks được biết đến từ phiên bản Solidworks 1998 và được du nhập vào nước ta với phiên bản 2003 và cho đến nay với phiên bản 2012 và phần mềm này đã phát triển đồ sộ về thư viện cơ khí và phần mềm này không những dành cho những xí nghiệp cơ khí nữa mà còn dành cho các ngành khác như: đường ống, kiến trúc, trang trí nội thất, mỹ thuật Một số chức năng cơ bản trong Solidworks a) Chức năng CAD: Trong môi trường Part, các khối được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật parametric, mô hình hóa. Hình 2.14. Chức năng CAD trong Solidworks Chức năng báo lỗi giúp người sử dụng dễ dàng biết được lỗi khi thực hiện lệnh. Bảng FeatureManager design tree cho phép ta xem các đối tượng vừa tạo và có thể thay đổi thứ tự thực hiện các lệnh. Các lệnh mang tính trực quan làm cho người sử dụng dễ nhớ.Dữ liệu được liên thông giữa các môi trường giúp cập nhật nhanh sự thay đổi của các 11
13. môi trường.Hệ thống quản lý kích thước và ràng buộc trong môi trường vẽ phát giúp người sử dụng tạo các biên dang một cách dễ dàng và tránh được các lỗi khi tạo biên dạng. Trong môi trường Drawing cho phép ta tạo các hình chiếu vuông góc các chi tiết hoặc các bản lắp với tỉ lệ và vị trí do người sử dụng quy định mà không ảnh hưởng đến kích thước. Công cụ tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng. Tạo các chú thích cho các lỗ một cách nhanh chóng. Chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học được sử dụng dễ dàng. Trong môi trường lắp ráp (Assembly), các chi tiết 3D sau khi thiết kế xong có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một máy hoàn chỉnh. Xây dựng các đường dẫn thể hiện quy trình lắp ghép, xác định các bậc tự do cho chi tiết lắp ghép. b) Chức năng CAE: Đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của solidworks, làm cho chức năng Phân tích của Solid khó có thể có phần mềm khác so sánh được được. Với modul phân tích của Solidworks là cosmos, chúng ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp nhưng rất hay, dưới đây là liệt kê một vài bài toán dùng để tính với COSMOS: - Phân tích tĩnh học - Phân tích động học - Phân tích động lực học(bài toán phân tích ứng suất khi cơ cấu chuyển động – con lăn di chuyển trên ray). - Phân tích dao động. - Phân tích nhiệt học. - Phân tích sự va chạm của các chi tiết. - Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước chảy qua cái robine và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn). - Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó. 12
14. Hình 2.15. Chức năng CAE của Solidworks Nói chung là chương trình tính toán nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thông số kết quả là: ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu c) Chức năng CAM: Để dùng được chức năng này, chúng ta phải sử dụng một modul nữa của solidworks là SOLIDCAM. Đây là modul Cam của Solid, nó được tách ra để bán riêng, nếu ai có điều kiện thì tải về dùng, nó chạy ngay trên giao diện của solidworks, việc sử dụng của SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, và dễ sử dụng 13
15. Hình 2.16. Chức năng CAM của Solidworks. Tập tin định dạng Các file SolidWorks sử dụng cấu trúc định dạng tập tin lưu trữ của Microsoft. Điều này có nghĩa là các tập tin khác nhau được gắn với từng SLDDRW (các file đang vẽ), SLDPRT (các tập tin một phần), SLDASM tập tin (file lắp ráp), bao gồm cả bitmap xem trước và siêu dữ liệu phân tập tin. Các công cụ của bên thứ ba khác nhau có thể được sử dụng để trích xuất, mặc dù các tập con trong nhiều trường hợp sử dụng các định dạng tập tin nhị phân độc quyền. Các định dạng tập tin Solidworks hổ trợ: ·SolidWorks Files (*.sldprt, *.sldasm, *.slddrw), ·Part Files (*.prt, *.sldprt), ·Assembly Files (*.asm, *.sldasm), ·Drawing Files (*.drw, *.slddrw), ·DXF (*.dxf), DWG (*.dwg), ·Adobe Photoshop Files (*.psd), ·Adobe Illustrator Files (*.ai), ·Lib Feat Part (*.lfp, *sldlfp), ·Template (*.prtdot, *.asmdot, *.drwdot), ·Parasolid (*.x_t, *.x_b, *.smt_txt, *xmt_bin), ·Stereolithographic STL (*.stl) ·IGES (*.igs, *.iges), ·STEP AP203/214 (*.step, *.stp), ·ACIS (*.sat), VDAFS (*.vda), ·VRML (*.wrl) ·Catia Graphics (*.cgr), ·ProEngineer Part (*.prt, *.prt.*, *.xpr), ·ProEngineer Assembly (*.asm, *.asm.*, *.xas), ·UGII (*.prt), ·Autodesk Inventor Part (*.ipt),·Autodesk Assembly (*.iam), ·Solid Edge Part (*.par, *.psm), ·Solid Edge Assembly (*.asm), ·CADKEY (*.prt, *.ckd), ·Add-ins (*.dll), 14
16. ·IDF (*.emn, *.brd, *.bdf, *idb). Solidworks với tính mở và tính tương thích của mình, Solidworks cho phép nhiều phần mềm ứng dụng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó, Solidworks cũng kết xuất ra các tập tin dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác trong môi trường các phần mềm khác. Những nhà sản xuất, họ không những sử dụng máy CNC mà còn sử dụng nó với các phần mềm CAD/CAM như Pro-Engineer, Cimatron, MasterCam là những phần mềm khá nổi tiếng đang được sử dụng ở nước ta. Những phần mềm như Cimatron, MasterCam có tính năng CAM rất tốt nhưng lại có tính năng thiết kế 3D không mạnh như Pro-Engineer. Nhưng theo phản ánh của các kỹ sư thì giao diện của Pro-Engineer làm chậm quá trình thiết kế và thậm chí làm rối các nhà thiết kế vì sự xuất hiện quá nhiều cửa sổ. Chính vì vậy các nhà sản xuất trên thế giới đang dần chuyển qua phần mềm Solidworks. Nguồn: [ cadcam/solidworks/248-gii-thiu-phn-mm-solidworks ] 2.2. Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.2.1. Các nghiên cứu ngoài nước Trong quá trình tìm hiểu, nhóm được biết tập đoàn MISUMI ( Nhật Bản ) đã thiết kế, phát triển, cho ra đời phần mềm thư viện chi tiết máy 3D MISUMI. Phần mềm này có số lượng kha khá các chi tiết máy phổ biến. Tuy nhiên nó vẫn chưa đầy đủ tất cả các chi tiết máy, giao diện của phần mềm còn rối, khó sử dụng, phần mềm phải mất công cài đặt vào máy tính 2.2.2. Các nghiên cứu trong nước Hiện nay theo tìm hiểu của nhóm thì trong nước chưa có bộ thư viện chi tiết 3D nào cả. 15
17. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1. Cơ sở lý thuyết về kết cấu của chi tiết máy Hình dáng và kết cấu của chi tiết máy phải đơn giản, dễ chế tao, dễ lắp ráp, giá thành rẻ nhưng vẫn đảm bảo độ bền và chức năng làm việc. Các chỉ tiêu đánh giá tính công nghệ trong kết cấu: - Trọng lượng kết cấu nhỏ nhất. - Sử dụng vật liệu thống nhất, tiêu chuẩn, dễ tìm và rẻ. - Quy định kích thước, dung sai, độ nhám bề mặt hợp lý. - Sử dụng chi tiết máy và bề mặt chi tiết máy thống nhất, tiêu chuẩn - Kết cấu hợp lý để gia công và lắp ráp thuận tiện. Đặc biệt với quá trình gia công cắt gọ phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Giảm lượng vật liệu cắt gọt. + Giảm quãng đường chạy dao khi cắt gọt + Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo tính kinh tế khi gia công và sử dụng phôi liệu + Tạo điều kiện sử dụng dao cắt thống nhất, tiêu chuẩn + Đảm bảo dao cắt làm việc thuân tiện, không bị va đập khi cắt + Đảm bảo chi tết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt cao + Giảm phí tổn điều chỉn trang thiết bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết khi gia công + Phân biệt rõ ràng giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công cũng như giữa các bề mặt ứng với các nguyên công khác nhau. [1] 3.2. Nghiên cứu chi tiết 3.2.1. Đọc bản vẽ chi tiết Đọc bản vẽ chi tiết để hiểu rõ hình dáng, kết cấu, dung sai, độ nhám và các yêu cầu kỹ thuật khác. Nếu phát hiện các sai xót sau cần chỉnh sửa ngay: - Thiếu hình chiếu: Dựa vào hai hình chiếu đã cho để vẽ hình chiếu hoặc hình cắt thứ ba. - Thiếu kích thước: Dùng phương pháp tỷ lệ để suy ra trị số kích thước còn thiếu. - Thiếu dung sai, độ nhám: Dựa vào chức năng làm việc của chi tiết trong thực tế như bề mặt đó lắp ráp gì, yêu cầu làm việc ra sao để quy định dung sai và độ nhám. 16
18. - Nếu không thể tìm hiểu được chức năng của chi tiết trong thực tế thì nên tham khảo các chi tiết điển hình để ghi theo. Có thể dựa vào các điều kiện đã cho để suy ra các dữ liệu còn thiếu. - Cần tham khảo Giáo trình Dung sai - kỹ thuật đo để nắm vững các mối lắp thông dụng như: ổ lăn, ổ trượt, then, bánh răng, [3] 3.2.2. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết. Cần nghiên cứu tỉ mỉ kết cấu, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, cụ thể là phải xác định được chi tiết làm việc ở bộ phận nào của máy, những bề mặt nào của chi tiết là bề mặt làm việc, nững kích thước nào là quan trọng. Trong một số trường hợp các chi tiết không rõ chức năng làm việc, cần vận dụng kiến thức đã học như: máy cắt kim loại, chi tiết máy, động cơ đốt trong, để phân tích chức năng và nhiệm vụ của chi tiết và xếp vào các nhóm chi tiết thông dụng đã học như: dạng hộp, dạng trục, dạng càng, Từ đó xem xét các điều kiện kỹ thuật cho trên bản vẽ chi tiết như dung sai của các kích thước quan trọng, độ nhám, độ cứng cần thiết của các bề mặt làm việc cùng các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt khác đã hợp lý chưa. Việc phân tích này sẽ xác định được bề mặt quan trọng, không quan trọng của chi tiết. [3] 3.2.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Mục đích của việc phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết là để sửa đổi bản vẽ chi tiết sao cho việc chế tạo dễ dàng,và hiệu quả kinh tế cao nhưng không làm ảnh hưởng đến chức năng làm việc của nó. Nội dung này được tiến hành theo trình tự sau: - Nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết trong cụm máy, dạng sản xuất xem có khả năng đơn giản hóa kết cấu không, khả năng thay bằng kết cấu hàn, kết cấu lắp ghép để tiết kiệm vật liệu, đồng thời tăng khả năng thay thế bằng vật liệu dễ tìm. - Xem xét khả năng chế tạo phôi có đơn giản hay không. - Những bề mặt làm chuẩn phải đảm bảo độ cứng vững của chi tiết khi gia công. - Xác định chuỗi kích thước công nghệ và khả năng kiểm tra kích thước bằng phương pháp đo trực tiếp Nên đưa chi tiết về các nhóm chi tiết điển hình sau để dễ phân tích: a) Chi tiết dạng hộp. Tính công nghệ trong kết cấu của hộp không những ảnh hưởng đến khối lượng lao động để chế tạo hộp, mà còn ảnh hưởng tới việc tiêu hao vật liệu.Vì vậy kết cấu của hộp phải: 17
19. - Có độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao. - Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và phải cho phép gá đặt nhanh. - Các bề mặt cần gia công không được có vấu lồi, lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao. Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời bằng nhiều dao. - Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc có dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng. Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm từ ngoài vào trong. Các lỗ nên thông suốt và ngắn. - Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của vách để khi gia công tránh hiện tượng dao khoa, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng. - Các lỗ kẹp chặt của hộp phải là các lỗ tiêu chuẩn (ren tiêu chuẩn để dễ chọn taro). b) Chi tiết dạng càng. Khi thiết kế chi tiết dạng càng nên chú ý tới kết cấu của nó như sau: - Độ cứng vững của càng: Càng có kết cấu dạng thanh và có thể cong trong không gian nên phải chú ý khả năng bị uốn ki cắt. - Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng nên nằm trên 2 mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. - Kết cấu của càng nên đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với những càng có các lỗ vuông góc với nhau thì kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công các lỗ đó. - Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng lúc. - Hình dáng của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. c) Chi tiết dạng trục. Khi thiết kế chi tết dạng trục cần chú ý các vấn đề sau: - Các bề mặt trên trục có khả năng gia công bằng các dao thông thường (hạn chế các bề mặt dùng dao định hình). - Đường kính các cổ trục nên giảm dần về hai đầu. - Giảm đường kính trục đến mức có thể mà vẫn đảm bảo mọi chức năng làm việc của nó. - Nghiên cứu khả năng thay rãnh then kín bằng rãnh then hở để nâng cao năng suất gia công. - Xem xét đến độ cứng vững của trục khi gia công. - Có thể thay trục bậc bằng trụ trơn không? (vì gia công trục trơn đơn giản hơn nhiều). 18
20. d) Chi tiết dạng bạc Cần chú ý các vấn đề sau: - Tỷ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của bạc phải nằm trong khoảng 0,5 đến 3,5. - Bề dày của thành bạc không nên mỏng quá để tránh biến dạng khi gia công và nhiệt luyện. - Lỗ bạc không nên có các rãnh phức tạp, khó gia công. [3] 3.3. Lựa chọn phương pháp gia công Để lựa chọn phương pháp gia công cần phải dựa vào các yếu tố sau: - Hình dáng chi tiết gia công. - Khả năng công nghệ của các phương pháp gia công. - Năng suất cần đạt. - Yêu cầu kỹ thuật, điều kiện làm việc của chi tiết. [3] 3.4. Lựa chọn cấp chính xác, trị số dung sai, lắp ghép, sai lệch hình dạng và vị trí, nhám bề mặt. Muốn lựa chọn cấp chính xác, trị số dung sai, lắp ghép, sai lệch hình dạng và vị trí, nhám bề mặt cần dựa vào phương pháp gia công. Tra bảng khả năng công nghệ của từng phương pháp gia công kết họp với kiến thức về môn Dung sai – kỹ thuật đo để chọn trị số dung sai, lắp ghép, sai lệch hình dạng và vị trí, nhám bề mặt. 3.4.1. Trị số dung sai kích thước Trị số dung sai kích thước phụ thuộc vào cấp chính xác kích thước và giá trị kích thước danh nghĩa.Tra bảng phụ lục cuối sách Giáo trình Dung sai – kỹ thuật đo (tác giả Trần quốc Hùng – trường ĐHSPKT) ta được các trị số dung sai phù hợp. [2] 3.4.2. Lắp ghép Để việc sử dụng được thuận lợi, tiêu chuẩn giới hạn bớt số lượng lắp ghép trên cơ sở vừa đủ cho các yêu cầu làm việc và không nên sử dụng các lắp ghép khác ngoại trừ các yêu cầu đặc biệt. Các lắp ghép này gọi là các lắp ghép tiêu chuẩn. TCVN 2245-1999 quy định có 69 lắp ghép theo hệ thống lỗ (bảng 4, phụ lục 1, sách Giáo trình Dung sai – kỹ thuật đo, tác giả Trần Quốc Hùng – ĐHSPKT) và 61 lắp ghép trong hệ thống trục (bảng 5, phụ lục 1) đối với kích thước danh nghĩa từ 1 đến 500mm. Trong những lắp ghép tiêu chuẩn trên có 17 lắp ghép ưu tiên trong hệ thống lỗ và 10 lắp ghép ưu tiên trong hệ thống trục. 19
21. Trong những trường hợp có lý do xác đáng, cho phép lựa chọn các lắp ghép không quy định trong tiêu chuẩn bằng cách phối hợp các miền dung sai tiêu chuẩn của lỗ và trục nhưng cần đảm bảo hai điều kiện: - Các lắp ghép được sử dụng trong hệ thống lỗ hay hệ thống truc. - Khi trị số dung sai của lỗ và trục trong lắp ghép khác nhau, dung sai của lỗ phải được chọn lớn hơn nhưng không được vượt quá hai cấp cính xác. [2] 3.4.3. Sai lệch hình dạng và vị trí Sai lệch hình dạng và vị trí ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của chi tiết máy, đặc biệt là các chi tiết yêu cầu cao về độ chính xác kích thước, các chi tiết quan trọng trong bộ phận máy hoặc trong máy chính xác. Quy định dung sai cho các loại sai số này thường là theo kinh nghiệm đã được hướng dẫn trong các sổ tay kỹ thuật. Muốn xác định dung sai hình dạng và vị trí khi thiết kế các chi tiết máy, trước hết cần chọn cấp chính xác của các loại sai lệch hình dạng và vị trí, sau đó dựa vào kích thước danh nghĩa để tra ra dung sai hình dạng và vị trí theo bảng tiêu chuẩn. [2] 3.4.4. Độ nhám bề mặt Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến chất lượng làm việc của chi tiết: - Ảnh hưởng đến tính chống mòn. - Ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết. - Ảnh hưởng đến tính chống ăn mòn. - Ảnh hưởng đến độ chính xác của mối lắp ghép. Chọn trị số nhám bề mặt: Mức độ nhám bề mặt được lựa chọn dựa vào điều kiện làm việc cụ thể của bề mặt, yêu cầu sử dụng của chi tiết máy và có mức độ tương ứng với cấp chính xác của kích thước, cấp chính xác của sai lệch hình dạng bề mặt. Chọn trị số nhám quá nhỏ có thể gây khó khăn cho quá trình chế tạo. Có thể chọn trị số nhám theo hướng dẫn trong bảng 3.6, trang 88, sách Giáo trình Dung sai – kỹ thuật đo, tác giả Trần Quốc Hùng – ĐHSPKT và bảng 3.1, trang 38 sách Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, tác giả Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh, ĐHSPKT và kết hợp với bảng giá trị tiêu chuẩn của Ra và Rz, ưu tiên dùng trị số in đậm. [2] 20
22. S K L 0 0 2 1 5 4