Đồ án Ứng dụng công nghệ cad/cam để thiết kế chế tạo bơm ben lái xe ô tô scania

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM ĐỂ THIẾT KẾ CHẾ TẠO BƠM BEN LÁI XE Ô TÔ SCANIA Sinh viên thực hiện : Vương Khắc NhậtLớp : Cơ điện tử K46Giáo viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Hồng Sơn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 Mục đích đề tài Tìm hiểu các phương pháp gia công tiên tiến như phay CNC, gia công tia lửa điện...; cũng như các phần mềm mô phỏng gia công.Từ đó ứng dụng để gia công chế tạo bộ bơm.  Hình 1.1 – Bộ bơm mẫu NỘI DUNG CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CAD/CAM MÔ PHỎNG GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC 1.1. Khái niệm chung Bơm là loại máy thủy lực biến đổi cơ năng của động cơ thành năng lượng để vận chuyển chất lỏng hoặc tạo nên áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thủy lực. 1.2. Công dụng - Trong công nghiệp - Trong nông nghiệp - Trong ngành cơ khí, chế tạo máy - Trong đời sống sinh hoạt SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC 1.3. Phân loại 1.3.1. Theo nguyên lý và cấu tạo của bơm - Bơm cánh dẫn : bơm ly tâm, bơm hướng trục - Bơm thể tích : bơm pittông, bơm roto 1.3.2. Theo công dụng - Bơm cấp nước nồi hơi - Bơm dầu, bơm cứu hỏa, bơm hóa chất … 1.3.3. Theo phạm vi cột áp hoặc lưu lượng sử dụng - Bơm cột áp cao, trung bình, thấp - Bơm lưu lượng lớn, trung bình, nhỏ SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC 1.4. Giới thiệu một số loại bơm thủy lực. - Bơm trục vít ( Hình 1.2 ) - Bơm bánh răng ăn khớp ngoài ( Hình 1.3 ) - Bơm bánh răng ăn khớp trong ( Hình 1.4) Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.2 SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BƠM THỦY LỰC CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM 2.1. Thiết kế biên dạng bơm 2.1.1. Thiết kế biên dạng bơm theo bộ bơm mẫu đã qua sử dụng. Hình 2.1 – Vỏ bơm Hình 2.2 – Ruột bơm - Từ mẫu bơm ta xác định được kích thước cơ bản của vỏ bơm và ruột bơm nhờ sử dụng dụng cụ đo thông thường. SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM Hình 2.3 – Tọa độ vỏ bơm Hình 2.4 – Tọa độ ruột bơm SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 Biên dạng trong của vỏ bơm và biên dạng ngoài của ruột bơm có thể được thiết kế theo hai phương pháp sau + Sử dụng phương pháp đo tọa độ ( máy đo tọa độ... ) + Sử dụng phần mềm thiết kế biên dạng bơm cycloid ( Gerotor Design Studio ) - Thiết kế biên dạng bơm sử dụng máy đo tọa độ MICRO-HITE® DCC.Kết quả đo như sau CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM Từ kết quả đo tọa độ biên dạng bộ bơm tôi xây dựng được biên dạng của bộ bơm trong autocad. Hình 2.5 – Biên dạng vỏ bơm Hình 2.6 – Biên dạng ruột bơm SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM 2.1.2. Thiết kế biên dạng bơm bằng cách sử dụng phần mềm  Gerotor Design Studio. Để thiết kế biên dạng của vỏ bơm và ruột bơm ta phải nhập vào phần mềm Gerotor Design Studio các thông số cơ bản. SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 No.Outer Lobes ( Số cánh của vỏ bơm ) : 7 Shaft diameter ( Đường kính lỗ của ruột bơm) : 28mm Rotor Thickness ( Chiều dày của ruột bơm) : 65mm Minimum Material Thickness ( Chiều dày tối thiểu bơm) : 5mm Max Outer Rotor Diameter ( Đường kính ngoài của vỏ bơm): 86.5mm - Ta sẽ thu được kết quả như Hình 2.7 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM Hình 2.7 – Biên dạng bộ bơm. CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM - Xuất biên dạng bộ bơm từ phần mềm thiết kế sang autocad - Ta tiến hành so sánh biên dạng của bộ bơm thiết kế theo mẫu với biên dạng bộ bơm thiết kế theo phần mềm Gerotor Design Studio ( Hình 2.8 và Hình 2.9 ) SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 Hình 2.8 – So sánh vỏ bơm Hình 2.9 – So sánh ruột bơm SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 - Từ sự so sánh ở Hình 2.8 và Hình 2.9, tôi nhận thấy biên dạng bơm khi thiết kế theo mẫu bơm nhờ máy đo tọa độ MICRO-HITE® DCC và AutoCad cũng tương đương như biên dạng bơm khi thiết kế bằng phần mềm Gerotor Design Studio.Để đảm bảo độ chính xác tôi sẽ thiết kế biên dạng bộ bơm theo phần mềm thiết kế Gerotor. CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM 2.2. Điều kiện kỹ thuật - Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm ( vỏ bơm cũng như ruột bơm ) không quá 0.01 - Độ nhám bề mặt + Biên dạng trong vỏ bơm Ra : 2.5 ÷ 0,63 + Biên dạng trong ruột bơm Ra : 2.5 ÷ 0,63 - Nhiệt luyện vỏ bơm và ruột bơm đạt độ cứng 56 ÷ 58 HRC 2.3. Chọn phôi - Vật liệu : Theo tiêu chuẩn Đức DIN 17212-72 + Vỏ bơm : Thép 45Cr2 + Ruột bơm : Thép 49CrMo4 - Chọn phôi : Chọn phôi thép thanh CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BIÊN DẠNG BƠM SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA  CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM 3.1. Quy trình công nghệ gia công vỏ bơm trên máy CNC Hình 3.1 – Nguyên công 1 Hình 3.2 – Nguyên công 2 SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM  Nguyên công 5 : Nhiệt luyện + Phương pháp : Tôi thể tích + Chế độ nhiệt luyện Tôi : Nhiệt độ nung 880 độ C, môi trường tôi là dầu khoáng vật Ram : Nhiệt độ nung 250 độ C, môi trường tôi là không khí nén SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 Hình 3.3 – Nguyên công 3 Hình 3.4 – Nguyên công 4 CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM  3.2. Quy trình công nghệ gia công ruột bơm. SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM  Hình 3.5 – Nguyên công 1 Hình 3.6 – Nguyên công 2 Hình 3.7 – Nguyên công 3 Nguyên công 5 : Nhiệt luyện + Phương pháp : Tôi thể tích + Chế độ nhiệt luyện Tôi : Nhiệt độ nung 880 độ C, môi trường tôi là dầu khoáng vật Ram : Nhiệt độ nung 250 độ C, môi trường tôi là không khí nén SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM  Hình 3.8 – Nguyên công 4 4.1. Ứng dụng Cad/Cam mô phỏng quá trình gia công bộ bơm - Sử dụng phần mềm Mastercam để mô phỏng quá trình gia công vỏ bơm và ruột bơm SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CAD/CAM MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM  CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CAD/CAM MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH  GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM Hình 3.10 – Đường chạy dao khi gia công rãnh của ruột bơm Hình 3.9 – Mô phỏng gia công cắt dây vỏ bơm 4.2. Sản phẩm thu được sau khi gia công cắt dây. Hình 3.12 – Ruột bơm SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CAD/CAM MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG VỎ BƠM VÀ RUỘT BƠM  Hình 3.11 – Vỏ bơm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong báo cáo đề tài tốt nghiệp ’’ Ứng dụng công nghệ CAD/CAM để thiết kế chế tạo bơm ben lái xe ôtô SCANIA ‘’ tôi đã thực hiện được vấn đề sau : - Tìm hiểu về bơm thủy lực biên dạng cycloid - Tính toán và thiết kế biên dạng bơm . - Ứng dụng CAD/CAM để mô phỏng quá trình gia công bộ bơm. SVTH : Vương Khắc Nhật - Lớp Cơ điện tử K46 Kết luận và kiến nghị Kiến nghị - Nghiên cứu, chế tạo hoàn thiện bộ bơm - Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ và các yếu tố phi công nghệ như ảnh hưởng vật liệu, ảnh hưởng chất điện môi… - Nghiên cứu phương pháp khác gia công biên dạng bộ bơm.