Đang tải... (xem toàn văn)
Nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công vmc – 85s
Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ----------0O0---------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG BỀ MẶT TRỤ KHI PHAY TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG VMC – 85S Học viên: Đỗ Thị Làn Ngƣời HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe Thái Nguyên 2009 Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP ***** CÔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ----------o0o---------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG BỀ MẶT TRỤ KHI PHAY TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG VMC – 85S Học viên: Đỗ Thị Làn Lớp: CH – K10 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Người HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN PGS.TS NGUYỄN ĐĂNG HÕE Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực. Những kết luận khoa học của luận văn chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đỗ Thị Làn Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ trên tất cả các lĩnh vực thì các sản phẩm cơ khí ngày càng phải có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm, mức độ tự động hoá quy trình sản xuất và đặc biệt là độ chính xác kích thước, hình dáng hình học của sản phẩm. Để nâng cao được độ chính xác của các máy CNC nói chung, máy phay CNC, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả đã thực hiện đề tài: “Nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC – 85S”. Trong thời gian thực hiện đề tài, tác giả đã nhận được sự quan tâm rất lớn của nhà trường, các khoa, các phòng ban chức năng, các thầy cô giáo và các đồng nghiệp. Tác giả xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, khoa sau đại học, các giảng viên đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, trường đại học KTCN đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực hiện luận văn này. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn trung tâm thực nghiệm và các thầy thuộc trung tâm đã giúp đỡ và tạo điều kiện về máy và thiết bị để tác giả hoàn thành các thực nghiệm trong điều kiện tốt nhất. Mặc dù đã rất cố gắng, song do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên có thể luận văn còn những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện và có ý nghĩa ứng dụng trong thực tế. Xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, 15 tháng 11 năm 2009 Tác giả Đỗ Thị Làn Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỤC LỤC Chƣơng I: Mở đầu 7 1.1. Tính cấp thiết của luận văn 7 1.2. Các công trình liên quan 7 1.3. Mục đích nghiên cứu 19 1.4. Phương pháp nghiên cứu 19 1.5. Đối tượng nghiên cứu 20 1.6. Trang thiết bị phục vụ nghiên cứu 20 1.7. Dự kiến kết quả đạt được 22 Chƣơng II: Các yếu tố ảnh hƣởng tới độ chính xác của máy công cụ 23 2.1. Độ chính xác gia công 23 2.2. Các nguyên nhân gây ra sai số của máy 25 2.3. Kết luận 31 Chƣơng III: Nâng cao độ chính xác biên dạng khi gia công bề mặt trụ trên trung tâm gia công VMC - 85S 33 3.1. Mô hình nghiên cứu 33 3.2. Hệ thống thiết bị thí nghiệm 3.2.1. Trung tâm gia công VMC – 85S 3.2.2. Máy đo tọa độ 3 chiều CMM – C544 3.2.3. Phần mềm thiết kế CAD/CAM 34 3.3. Phần mềm Mastercam 3.3.1.Giao diện 3.3.2. Các dạng gia công cơ bản trên module phay 3.3.3. Quá trình phay 41 3.4. Chế độ gia công 3.4.1. Các dạng toolpath 3.4.2. Chọn dao và chế độ cắt (V, Sz, T) 45 Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 3.5. Thực nghiệm gia công trên trung tâm VMC – 85S 3.5.1. Thiết kế CAD/CAM 3.5.1.1. Biên dạng và kích thước gia công 3.5.1.2. Part program 3.5.2. Truyền chương trình sang máy CNC 3.5.3. Điều chỉnh máy 50 3.6. Đo sai số gia công trên máy CMM – C544 3.6.1. Gá đặt chi tiết 3.6.2. Khởi động máy đo toạ độ CMM- C544 3.6.3. Tiến hành hiệu chuẩn đầu đo 3.6.4. Tiến hành lập hệ toạ độ của chương trình đo 3.6.5. Tiến hành đo biên dạng thực 68 Chƣơng V: Kết luận 82 Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT CMM Coordinate Measuring Machine Máy đo tọa độ 3 chiều VMC Vertical Machining Center Trung tâm gia công đứng Co-or.Sys Coordinate System Hệ tọa độ CAD Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM Computer Aided Manufacturing Sản xuất với sự trợ giúp của máy tính CNC Computer Numerical Control Điều khiển số bằng máy tính 3D 3 Dimention Ba chiều PP Post Processor Hậu xử lý CL Cutting Location Đường chạy dao SW Software Phần mềm I/O Input/Output Vào/ Ra PC Personal Computer Máy tính cá nhân PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển PLC CAP Computer Aided Planning Lập kế hoạch có trợ giúp của máy tính DNC Direct Numerical Control Điều khiển số trực tiếp Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Độ chính xác gia công 8 Hình 1.2 Sai số tổng hợp của máy công cụ 9 Hình 1.3 Sơ đồ thực nghiêm 10 Hình 1.4 Hệ thống bù sai số của máy công cụ 11 Hình 1.5 Gia công bán tinh bằng dao phay đầu cầu 12 Hình 1.6 Sai lệch trong gia công bề mặt bất kỳ 12 Hình 1.7 Hai kiểu toolpath khi phay hốc lõm 13 Hình 1.8 Cắt lẹm trên các bề mặt hình dáng phức tạp 13 Hình 1.9 Mô phỏng 3D 14 Hình 1.10 Ứng dụng kỹ thuật ngược trong thiết kế sản phẩm 15 Hình 1.11 Sơ đồ thuật toán cắt lớp thích nghi 16 Hình 1.12 Sơ đồ ăn dao 20 Hình 1.13 Sơ đồ nghiên cứu 21 Hình 3.1 Cấu tạo máy CMM – C544 36 Hình 3.2 Các loại đầu đo cho máy CMM 36 Hình 3.3 Sơ đồ chạy dao hướng kính 45 Hình 3.4 Sơ đồ chạy dao tiếp tuyến 46 Hình 3.5 Sơ đồ chạy dao kiểu tiếp tuyến chung của hai vòng tròn 46 Hình 3.6 Thay đổi chiều dày cắt ở phương án chạy dao tiếp tuyến 47 Hình 3.7 Thay đổi chiều dày cắt ở phương án chạy dao kiểu tiếp tuyến chung của hai vòng tròn 48 Hình 3.8 Kích thước của dao 49 Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Hình 3.9 Biên dạng gia công thực nghiêm 50 Hình 3.10 Giao diện màn hình MasterCAM Mill 52 Hình 3.11 Vẽ biên dạng gia công 53 Hình 3.12 Chọn dao và các chế độ công nghệ trong hộp thoại tool parameter 54 Hình 3.13 Chọn chiều sâu cắt, chế độ bù dao trong hộp thoại Contour parameter 55 Hình 3.14 Hộp thoại Lead in/out 56 Hình 3.15 Hiển thị đường chạy dao 57 Hình 3.16 Khai báo phôi, vật liệu, hệ điều khiển 58 Hình 3.17 Mô phỏng quá trình gia công 59 Hình 3.18 Quá trình gia công tinh 60 Hình 3.19 Xuất chương trình NC 61 Hình 3.20 File chương trình NC 62 Hình 3.21 Giao diện DNC 64 Hình 3.22 Các tham số DNC 65 Hình 3.23 Truyền và nhận chương trình 65 Hình 3.24 Giao diện phần mềm Mcosmos 68 Hình 3.25 Chương trình GEOPAK 69 Hình 3.26 Hiệu chuẩn đầu đo 70 Hình 3.27 Chọn hệ tọa độ 71 Hình 3.28 Chọn mặt phẳng chuẩn 72 Hình 3.29 Chọn gốc tọa độ 72 Hình 3.30 Chọn chế độ chạy tự động 73 Trường đại học KT – CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 – CNCTM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Hình 3.31 Chọn chế độ tự động 74 Hình 3.32 Hộp thoại ScanningCNC 74 Hình 3.33 Biên dạng đo 75 Hình ảnh 3.34 Chi tiết sau gia công 76 Hình ảnh 3.35 Thao tác đo trên máy CMM – C544 76 Hình 3.36. Đồ thị ảnh hưởng của bán kính đường vào dao tới sai số kích thước gia công 80 Hình 3.37. Đồ thị ảnh hưởng của bán kính đường vào dao tới sai số hình dáng hình học (độ không tròn) 80 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Chế độ gia công 67 Bảng 3.2 Kết quả đo mẫu thực 77 [...]... rng Vỡ vy, nõng cao chớnh xỏc biờn dng b mt tr khi phay trờn trung tõm gia cụng VMC 85S, tỏc S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 32 Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn Lp Cao hc K10 CNCTM gi chn hng nghiờn cu ch cụng ngh gia cụng nhm nõng cao chớnh xỏc biờn dng b mt tr khi phay trờn trung tõm gia cụng VMC 85S S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn... nghim, trong ú thc nghim l ch yu - Nghiên cứu các yếu tố ảnh h-ởng tới độ chính xác của máy + Sai số hình học + Sai số điều khi n - Nghiờn cu v cỏc bin phỏp cụng ngh nhm nõng cao chớnh xỏc biờn dng b mt tr khi phay trờn trung tõm gia cụng ng VMC 85S - Thc nghim: Thc hin gia cụng b mt tr trong cú ng kớnh 22 trờn trung tõm gia cụng VMC 85S, o biờn dng b mt trờn mỏy o 3 chiu C544 ỏnh giỏ chớnh xỏc hỡnh... sau: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 20 Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn Lp Cao hc K10 CNCTM Bề mặt gia công Dao Phôi Hỡnh 1.12 S n dao S nghiờn cu S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 21 Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn Lp Cao hc K10 CNCTM Phụi thộp 45 Tớnh toỏn sai s biờn dng Quy trỡnh cụng ngh Trung tõm gia cụng VMC- 85S Mỏy o 3D CMM-C544... CMM-C544 Chi tit gia cụng Hỡnh 1.13 S nghiờn cu 1.5 i tng nghiờn cu Gia cụng b mt tr trờn trung tõm VMC 85S + Phụi : Thộp 45 thng hoỏ + Dng c ct : Dao phay ngún ph hp kim cng 1.6 Cụng c nghiờn cu - Trung tõm gia cụng ng VMC 85S (hin cú ti phũng thớ nghim K thut c khớ v ng lc - Trung tõm thớ nghim - Trng HKT Cụng nghip) - Mỏy o 3 chiu C544 (hin cú ti phũng thớ nghim K thut c khớ v ng lc - Trung tõm thớ... trớ tng quan theo s sau: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn Lp Cao hc K10 CNCTM Thiết kế CAD/CAM Xuất dữ liệu Thiết kế lại ChƯơng trình Partprogram Đo biên dạng trên máy CMM C544 Bù sai số Tính toán sai số Biên dạng thực Hỡnh 1.3 S thut toỏn bự sai s Gia cụng thc hin trờn trung tõm gia cụng VMC 85S, o sai s bng mỏy CMM C544 v tin... quan n vn nõng cao chớnh xỏc gia cụng chi tit mỏy hỡnh dỏng phc tp u tiờn lun vn a ra mt s vn c bn v gia cụng hc: S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn Lp Cao hc K10 CNCTM Lng d sau gia cụng thụ Lng d gia cụng tinh Hỡnh 1.5 Gia cụng bỏn tinh bng dao phay u cu Hỡnh 1.6 Sai lch trong gia cụng b mt bt k Mt ct S húa bi Trung tõm Hc liu... cụng ngh mi nhm nõng cao chớnh xỏc hỡnh dỏng hỡnh hc núi riờng, nõng cao cht lng sn phm ch to núi chung Xut phỏt t tỡnh hỡnh thc t núi trờn, ti ca lun vn vi tiờu : Nõng cao chớnh xỏc biờn dng b mt tr khi phay trờn trung tõm gia cụng VMC 85S l cú ý ngha lý thuyt v thc t 1.2 Cỏc cụng trỡnh tng t 1.2.1 nc ngoi Hin nay trờn th gii ó cú rt nhiu cỏc cụng trỡnh nghiờn cu v quỏ trỡnh gia cụng trờn cỏc may... nõng cao chớnh xỏc gia cụng bng phng phỏp bự sai s ó gii quyt: Cỏc mỏy phay CNC vi chớnh xỏc cao c s dng trong nhiu quỏ trỡnh gia cụng vỡ yờu cu v chớnh xỏc ca cỏc sn phm ngy cng tng nh hng quan trng nht ti chớnh xỏc gia cụng l chớnh xỏc ca mỏy cụng c Cỏc sai s v trớ xut hin do lc ct, ti trng ng vv Ti liu [6] ó nghiờn cu xõy dng chng trỡnh bự sai s gia cụng trờn trung tõm gia cụng nhm nõng cao. .. phỏ hu c chi tit gia cụng v mỏy Di iu kin gia cụng kộo di, cú hai loi rung ng xy ra: - Rung ng cng bc: Rung ng cng bc do s mt cõn bng khi vt th quay - T rung: H thng rung ng ti mt hoc nhiu tn s khi khụng cú cỏc lc bờn ngoi Khi tn s kớch thớch cựng tn s t rung s to ra hin tng cng hng 2.2.7 Sai s do ti tnh v ng Cỏc ti tnh ca mỏy cng c l kt qu ca lc gia cụng v khi lng ca chi tit gia cụng, khi lng ca bn... mm iu khin mỏy, phn mm MasterCAM, phn mm x lý d liu sau khi o 1.7 D kin kt qu t c S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 22 Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn Lp Cao hc K10 CNCTM 1 S húa b mt chi tit cn gia cụng 2 Mụ hỡnh húa CAD b mt cn gia cụng 3 Ch to chi tit theo nhiu toolpath khỏc nhau 4 Kim tra v ỏnh giỏ sai s gia cụng 5 Cỏc bin phỏp cụng ngh nõng cao chớnh xỏc gia cụng . giả đã thực hiện đề tài: Nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC – 85S . Trong thời gian thực hiện đề tài, tác. hình thực tế nói trên, đề tài của luận văn với tiêu đề: Nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC – 85S là có ý nghĩa
