Nghien cuu bu of fline sai so tong hop tren trung 166439

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy 2.1 2.2 Chương I PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa thực tiễn Mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ BÙ SAI SỐ 10 10 10 10 10 10 11 11 12 1.1 1.2 1.2.1 GIA CÔNG TRÊN CÁC MÁY CNC Độ xác gia cơng Các nguồn sai số Sai số hình học 12 14 15 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8 Sai số vít me Sai số sống trượt Sai số ổ đỡ Sai số nhiệt Sai số rung động tự Sai số tải tĩnh động Sai số hệ thống điều khiển truyền động servo 17 17 18 18 20 20 20 1.2.9 Sai số hình thành đường chạy dao CAM máy 22 1.3 1.3.1 1.3.1.1 1.3.1.2 1.3.1.3 1.3.1.4 1.3.2 1.3.2.1 1.3.2.2 1.4 CNC Nguyên lý bù sai số máy CNC Mô hình bù Thêm modul phần mềm Biến đổi thơng số điều khiển Biến đổi Post processor (PP) Biến đổi chương trình NC Bù sai số với điều khiển Thêm modul phần mềm Cài đặt điều khiển phần cứng độc lập Giới thiệu vài nghiên cứu bù sai số nước 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 1.4.1 1.4.2 1.5 Chương II 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.2.1 2.1.2.2 2.1.3 giới Các cơng trình nước Các cơng trình bù sai số tổng hợp tác giả nước ngồi Kết luận chương I QUY TRÌNH BÙ SAI SỐ CHO MÁY VMC - 85S Hệ thống thiết bị thí nghiệm Trung tâm gia cơng VMC-85S Máy đo tọa độ chiều CMM – C544 Cấu hình máy Tính kỹ thuật Phần mềm thiết kế CAD/CAM 27 28 29 30 30 30 32 32 33 46 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy 2.1.3.1 2.1.3.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 Chương III 3.1 3.1.1 3.1.1.1 3.1.1.2 3.1.1.3 3.1.1.4 3.1.1.5 3.1.2 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.2.3 3.1.2.4 3.1.2.5 3.1.2.6 3.1.2.7 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 Chương IV 4.1 4.2 Thiết kế với trợ giúp máy tính CAD Sản xuất với trợ giúp máy tính CAM Phần mềm Mastercam Giao diện Các dạng gia công module phay Quá trình phay Kết luận chương II XÁC ĐỊNH SAI SỐ VÀ BÙ SAI SỐ TỔNG HỢP Xác định sai số tổng hợp Thực nghiệm gia công máy VMC-85S Biên dạng kích thước gia cơng Lập trình ngun cơng Chuyển chương trình sang máy CNC Điều chỉnh máy Gia công cắt gọt Đo sai số gia công máy CMM C544 Gá đặt chi tiết Khởi động kiểm tra hệ thống Chọn đầu đo Hiệu chuẩn đầu đo Xác lập hệ toạ độ chương trình đo Tiến hành đo kết Xác định kích thước thực chi tiết sai số tổng hợp Bù sai số tổng hợp phần mềm CAD/CAM Cơ sở lý thuyết Bù sai số Kết luận chương III BÙ SAI SỐ CHO PHAY BIÊN DẠNG PROFILE Chi tiết gia cơng Tạo mơ hình CAD thiết lập thông số công nghệ 46 46 47 48 49 49 51 53 53 53 53 54 60 60 60 61 61 62 62 62 63 63 64 69 69 69 74 75 75 75 4.3 4.4 4.5 4.6 Chương V Mastercam Bù sai số Gia công chi tiết theo biên dạng bù Kiểm tra sai số Kết luận chương IV KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 79 80 81 82 84 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy CÁC TỪ VIẾT TẮT CMM Co-or Sys CAD CAM CNC 2D 3D CL CC PP SW I/O PC PLC FEM NC DNC MB Coordinate Measuring Machine Coordinate System Computer Aided Design Computer Aided Manufacturing Computer Numerical Control Dimension Dimension Cutter Location Cutter Contact Post Processor Software Input/Output Personal Computer Programmable Logic Controller Finite Element Methods Numerical Control Direct Numerical Control Master Ball Máy đo toạ độ chiều Hệ toạ độ Thiết kế với trợ giúp máy tính Sản xuất có trợ giúp máy tính Điều khiển số máy tính Khơng gian chiều Không gian chiều Điểm chuẩn dụng cụ cắt Điểm tiếp xúc Hậu xử lý Phần mềm Vào/ Ra Máy tính cá nhân Bộ điều khiển PLC Phương pháp phần tử hữu hạn Điều khiển số Điều khiển số trực tiếp Quả cầu chuẩn Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18, 3.19 Hình 3.20 Phân loại độ xác gia công Các sai số thành phần máy cơng cụ Sai số độ khơng vng góc đôi trục Hệ thống phản hồi máy công cụ Phần lồi/lõm – Các điểm CC CL Hệ thống bù sai số máy công cụ Các thành phần Post Processor Các thành phần biến đổi chương trình NC Sơ đồ cơng nghệ thực nghiệm Trung tâm gia công trục VMC-85S Máy CMM C544 Đường chạy dao gia công rãnh Biên dạng gia công rãnh Thiết kế biên dạng rãnh MasterCam Khai báo phôi, vật liệu phôi, hệ điều khiển Khai báo dao chế độ cắt Các thông số biên dạng Cửa sổ hiển thị q trình cơng nghệ Mơ đường chạy dao Mơ q trình gia cơng Post processing Chương trình NC Giao diện DNC Sản phẩm gia cơng trước bù sai số Đo mẫu gia công Phần mềm GEOPAK Đo điểm Kết đo Mẫu sản phẩm gia công sau bù sai số Đồ thị so sánh kết thí nghiệm trước sau 12 15 16 21 22 24 25 26 30 32 33 53 54 54 55 56 57 57 58 58 59 59 60 61 61 62 63 64 70 73 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 bù sai số Bản vẽ chi tiết Tạo mơ hình CAD sản phẩm Mastercam Khai báo thông số công nghệ Khai báo kiểu đường chạy dao Mô đường chạy dao phay hốc lõm Mơ q trình phay hốc lõm Mơ chi tiết sau q trình phay Sản phẩm ứng dụng phương pháp bù Kích thước thực tế sản phẩm 75 75 76 76 77 77 78 80 80 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 4.1 Kết đo trước bù sai số theo phương X Kết đo trước bù sai số theo phương Y Kết đo sau bù sai số theo phương X Kết đo sau bù sai số theo phương Y Kết đo sai số gia công chi tiết ứng dụng 66 68 71 72 80 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết có Luận văn thân thực hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè Ngoài phần tài liệu tham khảo liệt kê, số liệu kết thực nghiệm trung thực chưa công bố công trình khác Thái Nguyên, tháng năm 2009 Người thực Lê Thị Thu Thủy Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với phát triển nhanh chóng khoa học cơng nghệ tất lĩnh vực sản phẩm khí ngày phải có yêu cầu cao chất lượng sản phẩm, mức độ tự động hố quy trình sản xuất đặc biệt độ xác kích thước, hình dáng hình học sản phẩm Để nâng cao độ xác máy CNC nói chung, máy phay CNC nói riêng, hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả thực đề tài:“Nghiên cứu bù of-fline sai số tổng hợp trung tâm gia công trục VMC – 85S” Trong thời gian thực đề tài, tác giả nhận quan tâm lớn nhà trường, Khoa, Phịng, Ban chức năng, thầy giáo đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, khoa Sau đại học, giảng viên tạo điều kiện cho người viết hoàn thành luận văn Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp tận tình hướng dẫn trình người viết thực Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm thực nghiệm đồng nghiệp thuộc Trung tâm giúp đỡ tạo điều kiện máy móc, thiết bị để tác giả hồn thành thí nghiệm thực nghiệm điều kiện tốt Mặc dù cố gắng, song trình độ, kinh nghiệm hạn chế nên chắn Luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để Luận văn hồn thiện có ý nghĩa thực tiễn Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2009 Người thực Lê Thị Thu Thủy Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, với phát triển nhanh chóng khoa học cơng nghệ tất lĩnh vực sản phẩm khí ngày phải có yêu cầu cao chất lượng sản phẩm, mức độ tự động hoá sản xuất đặc biệt độ xác gia cơng hình dáng hình học Vì vậy, cơng nghệ gia cơng máy vạn khó đáp ứng nhu cầu ngày cao cạnh tranh sản phẩm chúng thị trường bị hạn chế Thực tế địi hỏi phải phát triển nghiên cứu đưa công nghệ vào sản xuất nhằm nâng cao độ xác hình dáng hình học, nâng cao chất lượng sản phẩm Xuất phát từ thực tế trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp có trung tâm gia công VMC - 85S, máy đo toạ độ chiều CMM Để nâng cao hiệu sử dụng hệ thống thiết bị kỹ thuật vào chương trình đào tạo đại học, sau đại học, nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ khai thác ứng dụng vào trình sản xuất, gia cơng sản phẩm có độ phức tạp độ xác gia cơng cao, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu sau đây: “Nghiên cứu bù off-line sai số tổng hợp trung tâm gia công trục VMC – 85S” Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 2.1 Ý nghĩa khoa học Việc gia cơng chi tiết hình dáng hình học phức tạp với độ xác cao thường áp dụng nhiều trung tâm gia công Tuy nhiên q trình gia cơng ln tồn sai số chế tạo Do đó, nâng cao độ xác gia cơng trung tâm gia công nhiệm vụ quan trọng ngành khí, ln quan tâm, lưu ý lúc, nơi Mặt khác, thực tế sản xuất vấn đề bù sai số các trung tâm gia cơng nội dung khó khăn Do đó, hướng nghiên cứu xây dựng chương trình bù sai số trung tâm gia công nhằm nâng cao độ xác gia cơng cơng việc cần thiết mang ý nghĩa khoa học 2.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài mang tính ứng dụng cao, phục vụ trực tiếp cho chương trình đào tạo, chuyển giao công nghệ nhà trường đặc biệt ứng dụng vào thực tế sản xuất, gia công chi tiết với độ xác gia cơng cao Mục đích nghiên cứu Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy - Nghiên cứu khai thác tính cơng nghệ trung tâm gia công VMC – 85S; -Ứng dụng công nghệ đo CMM – Scanning để kiểm tra độ xác gia cơng; - Nâng cao độ xác kích thước sản phẩm gia cơng; - Phục vụ cho chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học chuyển giao công nghệ nhà trường; - Ứng dụng vào thực tế sản xuất công nghiệp Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm, chủ yếu thực nghiệm * Đối tượng nghiên cứu: Chọn số mẫu sản phẩm định để tiến hành gia công đề phương pháp bù sai số * Thiết bị thực nghiệm: + Máy đo toạ độ chiều CMM - C544 - Tại trường ĐHKTCN; + Trung tâm gia công VMC - 85S - Tại trường ĐHKTCN; + Các phần mềm đo, xử lý liệu, thiết kế CAD /CAM Nội dung nghiên cứu + Chương 1: Sai số gia công nguyên lý bù sai số gia công máy CNC + Chương 2: Quy trình bù sai số cho máy VMC-85S + Chương 3: Xác định sai số bù sai số tổng hợp + Chương 4: Bù sai số cho phay biên dạng profile + Chương 5: Kết luận 10 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Chương I: SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ BÙ SAI SỐ GIA CƠNG TRÊN CÁC MÁY CNC 1.1 Độ xác gia cơng Kỹ thuật ngày địi hỏi máy móc, thiết bị phải gọn, đẹp, làm việc xác, độ tin cậy cao Muốn chi tiết máy phải có kết cấu hợp lý, độ xác độ bóng bề mặt phù hợp với yêu cầu làm việc, tính chất lý bề mặt Độ xác chi tiết máy hay cấu máy người thiết kế quy định sở yêu cầu làm việc máy độ xác, độ ổn định, độ bền lâu, suất làm việc, mức độ điều khiển, độ phức tạp, an toàn tuyệt đối làm việc.v.v Tuy nhiên, người trực tiếp chế tạo người định cuối độ xác đạt chi tiết Độ xác gia công chi tiết máy mức độ giống hình học, tính chất lý bề mặt chi tiết gia công so với chi tiết lý tưởng vẽ thiết kế Nói chung, độ xác chi tiết gia cơng tiêu khó đạt tốn trình thiết kế trình chế tạo Trong thực tế chế tạo chi tiết tuyệt đối xác, nghĩa hồn tồn phù hợp hình học, kích thước tính chất lý với giá trị lý tưởng Vì dùng giá trị sai lệch để đánh giá độ xác gia công chi tiết máy, giá trị sai lệch lớn độ xác gia cơng thấp Độ xác gia cơng bao gồm khái niệm sau: - Độ xác chi tiết; - Độ xác cụm chi tiết - Độ xác kích thước độ xác kích thước thẳng kích thước góc Độ xác kích thước đánh giá sai số kích thước thật so với kích thước lý tưởng cần có thể dung sai kích thước