xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay cnc phục vụ công tác đào tạo tại trường cao đẳng công nghiệp cẩm phả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 1 - BỘ GIÁ O DỤ C VÀ ĐÀ O TẠ O ĐẠ I HỌ C THÁ I NGUYÊN TRƢỜ NG ĐẠ I HỌ C KỸ THUẬ T CÔNG NGHIỆ P 000 THUYẾT MINH LUẬ N VĂN THẠ C SỸ KHOA HỌ C KỸ THUẬ T Chuyên ngà nh: Công nghệ chế tạ o my Đề tà i: “Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”. Học viên : Vũ Thị Sử Lớp : Cao học K12 - CNCTM Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Giáo viên HD khoa học: GS.TS. Trần Văn Địch KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠ I HỌ C NGƢỜI HƢỚ NG DẪ N KHOA HỌ C GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH HỌC VIÊN VŨ THỊ SỬ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 2 - VŨ THỊ SỬ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP VŨ THỊ SỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY “Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”. 2009 – 2011 Thái Nguyên 2011 THÁI NGUYÊN 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 3 - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT “Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”. Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã số:23.04.3898 Học Viên: VŨ THỊ SỬ Ngƣời HD Khoa học : GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH THÁI NGUYÊN – 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 4 - LỜI CAM ĐOAN Tôi là Vũ Thị Sử, học viên lớp Cao học K12 – CN CTM. Sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc sự giúp đỡ của cc thầy cô gio và đặc biệt là sự giúp đỡ của GS.TS. Trần Văn Địch, thầy gio hƣớng dẫn tốt nghiệp của tôi, nên tôi đã đi đến cuối chặng đƣờng để kết thúc kho học. Tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của c nhân tôi dƣới sự hƣớng dẫn của GS.TS. Trần Văn Địch và chỉ tham khảo cc tài liệu đã đƣợc liệt kê. Tôi không sao chép công trình của cc c nhân khc dƣới bất cứ hình thức nào. Nếu có tôi xin hoàn toàn chịu trch nhiệm. NGƢỜI CAM ĐOAN Vũ Thị Sử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 5 - LỜI CẢM ƠN Tc giả xin chân thành cảm ơn GS.TS. Trần Văn Địch, ngƣời đã hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài, đến qu trình viết và hoàn chỉnh Luận văn. Tc giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo và phòng đào tạo Sau đại học, của Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thi Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận văn này. Tc giả cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm đào tạo và thực hành công nghệ Cơ khí, Trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả đã giúp đỡ tc giả thực hiện thí nghiệm tại trung tâm công nghệ cao của trƣờng. Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không trnh khỏi sai sót, tc giả rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của cc Thầy, Cô gio, cc nhà khoa học và cc bạn đồng nghiệp. Tác giả Vũ Thị Sử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 6 - MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 1 LỜI CẢM ƠN 2 MỤC LỤC 3 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 6 PHẦN MỞ ĐẦU 7 1. Lý do chọn đề tài 7 2. Lịch sử nghiên cứu. 7 3. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu. 8 3.1. Mục đích nghiên cứu 8 3.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 8 4. Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tc giả 8 5. Phƣơng php nghiên cứu. 9 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CNC 10 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG. 10 1.2. MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ 11 1.2.1. Cc hệ thống dữ liệu cần nạp cho my công cụ điều khiển số. 11 1.2.2. Chuyển động của cc trục và khi niệm về hệ tọa độ 11 1.2.2.1. Chuyển động cc trục 11 1.2.2.2 . Hệ tọa độ 13 1.3. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CNC 17 1.3.1. Khi niệm về hệ thống điều khiển số . 17 1.3.2. Cc dạng điều khiển số 17 1.3.3. Hệ điều khiển CNC 17 1.3.3.1. Phân biệt hệ điều khiển NC và CNC 17 1.3.3.2. Đặc trƣng cơ bản của hệ điều khiển CNC 18 1.3.4. Một số hệ điều hành 18 1.4. CÁC CHỈ TIÊU GIA CÔNG CỦA MÁY CNC 19 1.4.1. Thông số hình học 19 1.4.2. Thông số gia công 19 1.4.3. Độ chính xc của my CNC 21 1.4.4. Hƣớng pht triển của my CNC trên thế giới và Việt Nam 21 Chƣơng 2: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA MÁY PHAY CNC MICROMILL VÀ PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CÔNG 24 2.1. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY PHAY CNC MICROMILL 24 2.1.1. Truyền động chính 24 2.1.2. Động cơ chính 24 2.1.3. Động cơ bƣớc tiến 24 2.1.4. Hƣớng chuyển động của cc trục 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 7 - 2.1.5. Hệ thống đo hành trình 25 2.2. CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHAY MICROMILL 2.2.1. Cc bộ phận chính của my 25 2.2.2. Cc phần tử điều khiển 25 2.2.3. Bảng vận hành my 26 2.2.4. Tay quay điện tử HR 410 28 2.3. THAO TÁC SỬ DỤNG BẢNG ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH MÁY 29 2.3.1. Màn hình và bàn phím 29 2.3.1.1. Màn hình của TNC 426 29 2.3.1.2. Bàn phím 31 2.3.2. Cc chế độ vận hàn my 31 2.3.2.1. Chế độ vận hành bằng tay quay điện tử 31 2.3.2.2. Lập trình và sửa đổi chƣơng trình 32 2.3.2.3. Chạy thử chƣơng trình (Programm test) 32 2.3.2.4. Chạy chƣơng trình 33 2.3.3. Phụ tùng kèm theo 34 2.3.3.1. Hệ thống dò 3D 34 2.3.3.2. Hệ thống đo dao tự động 34 2.3.3.3. Tay quay điện tử 34 2.3.4. Khởi động my và tắt my 35 2.4. PHƢƠNG PHÁP LẬP TRÌNH TRÊN MÁY PHAY MICROMILL 36 2.4.1. Giới thiệu chung về hệ điều khiển Denfor 36 2.4.2. Tạo và viết một chƣơng trình 38 2.4.2.1. Cấu trúc một chƣơng trình theo ngôn ngữ lập trình denfor 38 2.4.2.2. Khai báo phôi BLK FORM 38 2.4.3. Lập trình dụng cụ cắt 39 2.4.3.1. Nhập cc dữ liệu liên quan đến dụng cụ cắt 39 2.4.3.2. Dữ liệu dụng cụ cắt 40 2.4.3.3. Hiệu chỉnh dụng cụ 43 2.4.4. Lập trình CONTOUR 48 2.4.4.1. Khi qut về cc chuyển động của dao cắt 48 2.4.4.2. Cơ sở của chức năng đƣờng dịch chuyển 49 2.4.4.3. Tiếp cận và rời khỏi CONTOUR gia công 51 2.4.4.4. Cc đƣờng chuyển động trong hệ tọa độ vuông góc 52 2.4.4.5. Cc đƣờng chuyển động trong hệ tọa độ cực 55 2.4.5. Lập trình Contour tự do – Free Contour FK 58 2.4.5.1. Cơ sở 58 2.4.5.2. Mở hội thoại lập trình FK 59 2.4.5.3. Lập trình tự do đoạn thẳng 59 2.4.5.4. Lập trình tự do đối với cung tròn 60 2.4.6. Các chu trình gia công phay trong DENFOR 62 2.4.6.1. Khi qut về chu trình 62 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 8 - 2.4.6.2. Các chu trình khoan 63 2.4.6.3. Các chu trình cho phay hố, phay ngõng và phay rãnh 68 2.4.6.4. Cc chu trình cho gia công cc kiểu hàng lỗ 75 2.4.6.5. Chƣơng trình con và việc lặp lại một bộ phận chƣơng trình 77 2.4.6.6. Dịch chuyển điểm 0- DATUM SHIFT (Cycle 7) 78 2.4.6.7. Chu trình đối xứng - MIRROR IMAGE (Cycle 8) 79 2.4.6.8. Chu trình xoay- ROTATION (Cycle 10) 79 2.4.6.9. Hệ số tỷ lệ - SCALING FACTOR (Cycle 11) 80 Chƣơng 3: LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY CNC - MICROMILL VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN DENFOR 81 3.1. Xc định chuẩn kỹ năng đối với sinh viên đại học về kỹ năng thực hành CNC tại trƣờng Cao đẳng công nghiệp Cẩm Phả. 81 3.2. Cc bài tập lập trình gia công trên my CNC-MICROMILL 81 3.2.1. Lập trình gia công chi tiết 2D. 81 3.2.2. Lập trình gia công chi tiết 3D 91 Chƣơng 4: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 4.1. Mục đích, nhiệm vụ, phƣơng php và đối tƣợng kiểm nghiệm…………103 4.1.1. Mục đích của kiểm nghiệm……………………………………………103 4.1.2. Nhiệm vụ kiểm nghiệm……………………………………………… 103 4.1.3. Phƣơng php kiểm nghiệm……………………………………………103 4.2. Nội dung và tiến trình thực nghiệm…………………………………… 104 4.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm……………………………………………… 104 4.2.2. Chuẩn bị thực nghiệm…………………………………………………105 4.3. Đnh gi thực nghiệm………………………………………………… 105 4.3.1. Đnh gi định tính…………………………………………………… 105 4.3.2. Đnhgi định lƣợng………………………………………………… 105 4.4. Đnh gi chuyên gia…………………………………………………… 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 9 - CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT NC (Number Control) – Điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có sự trợ giúp của my tính CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có sự trợ giúp của my tính CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất có sự trợ giúp của my tính LAN (Local Area Netword) - Mạng cục bộ WAN (Wide Area Netword) - Mạng diện rộng CW (Counter clockwise) - Chiều quay thuận chiều kim đồng hồ DNC (Direct Numerical Control) - Hệ điều khiển DNC FMS (Flexible Manufacturing System ) - Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS FK (Free Contour Programing) - Lập trình Contour tự do Q Parameters - Lập trình tham số Q CHF (Chamfer) - Vt cạnh RND (Rounding) - Bo cung 1D, 2D, 3D - Điều khiển 1, 2, 3 chiều CC (Circle center) - Tâm cung DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung Trang 1 2.1 Thông số kỹ thuật của my phay CNC 24 2 2.2 Cc chức năng đƣờng với tọa độ cực 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - 10 - PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc đang đặt ra yêu cầu hết sức cấp thiết đối với ngành công nghệ chế tạo my. Đó là phải xây dựng một nền công nghiệp hiện đại đủ để chế tạo ra cc thiết bị my móc cho cc ngành kinh tế khc. Bên cạnh việc đầu tƣ cc thiết bị my móc hiện đại, thì việc ứng dụng công nghệ cao trong ngành cơ khí chế tạo my là một vấn đề vô cùng quan trọng. Vì vậy việc khai thc có hiệu quả cc my móc thiết bị trong cc nhà my chế tạo cơ khí, trong đó có cc loại my phay CNC, tiện CNC, my cắt dây điều khiển tự động đang là vấn đề cấp bch, đòi hỏi cao về đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ. Trƣớc tình trạng đó, hầu hết cc trƣờng đã đầu tƣ một số my CNC để phục vụ cho việc đào tạo chất lƣợng cao nhƣng lại chƣa có phƣơng php giảng dạy thực nghiệm hiệu quả. Chính vì thế cần phải có một nghiên cứu cụ thể và đầy đủ về lĩnh vực này, để giảng dạy cho học sinh-sinh viên hiểu rõ và p dụng trong thực tế, đóng góp vào sự pht triển của ngành chế tạo my. Xuất pht từ nhu cầu thực tế này mà đề tài:“Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” đã đƣợc chọn làm luận văn tốt nghiệp. 2. Lịch sử nghiên cứu. Việc xây dựng hệ thống cc bài thực hành, thí nghiệm gia công trên cc my cắt gọt CNC st với thực tế, st với điều kiện sản xuất công nghiệp và phù hợp với điều kiện giảng dạy trong nhà trƣờng là một vấn đề rất quan trọng, để đảm bảo cho sinh viên sau khi tốt nghiệp ra trƣờng có thể thích nghi và đảm nhiệm tốt công việc tại cc nhà my, xí nghiệp. Việt Nam có xu hƣớng sử dụng my CNC ngày càng nhiều, do yêu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất, nên những đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thc hiệu quả my CNC là kh lớn trong cc đề tài nghiên cứu khoa học, luận n tiến sỹ, luận văn thạc sỹ, có thể kể đến: Nguyễn Đình Vũ, Ứng dụng phần mềm TURBO- [...]... năng thực hành CNC Xây dựng các bài thực hành, thí nghiệm lập trình và gia công trên máy MICROMILL với hệ điều khiển DENFOR phục vụ công tác đào tạo tại Trƣờng Cao đẳng công nghiệp Cẩm Phả - Dùng làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy và học tập 3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là: - Khả năng công nghệ của máy CNC- MICROMILL - Cơ sở lập trình phay CNC với hệ điều...SPEED/CAM để lập trình gia công đĩa chia độ trên máy gia công trung tâm CNC TUNGIL-TVN-40A, Luận văn cao học, ĐHBKHN (2009) ; Phạm văn Bổng, Nghiên cứu xây dựng mô hình phòng thực hành về CAD/CAM -CNC với các hệ PHANUC; HEIDENHAIN phục vụ chương trình đào tạo hệ Cao đẳng kỹ thuật ngành Cơ khí, Luận văn cao học, ĐHBKHN (2000) 3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối... trình và gia công một số chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNCMICROMILL với hệ điều khiển DENFOR 4 Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả Nội dung nghiên cứu gồm: - Nghiên cứu khái quát về công nghệ CNC; - Nghiên cứu về khả năng công nghệ của máy phay CNC- MICROMILL với hệ điều khiển DENFOR - Lập trình và gia công một chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC MICROMILL... máy công cụ không đƣợc trang bị bộ điều khiển CNC với máy đƣợc trang bị ngƣời ta nhận thấy năng suất tăng gấp 3 lần Nâng cao tính linh hoạt Máy CNC có khả năng thích nghi nhanh với chƣơng trình gia công với các chi tiết khác nhau Do nguyên lý hoạt động và cấu trúc của nó đã tạo điều kiện giảm thời gian gia công và hiệu chỉnh công nghệ kỹ thuật Nâng cao tính tập trung nguyên công Các máy công cụ CNC. .. điều khiển DENFOR - Xây dựng các dạng bài tập thực hành và thí nghiệm gia công cắt gọt trên máy MICROMILL với hệ điều khiển DENFOR Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 11 - http://www.lrc-tnu.edu.vn Với ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế của luận văn sau khi hoàn thành sẽ có những đóng góp đáng kể cho việc xây dựng chƣơng trình đào tạo CNC tại các trƣờng Cao đẳng, trung cấp dạy... phần  đã đƣợc giải thích ở trên 1.4.4 Hƣớng phát triển của máy CNC trên thế giới và Việt Nam So với các máy điều khiển tự động theo chƣơng trình cứng (dùng cam, dƣỡng, cữ chặn, trục già bi, công tắc hành trình ) Máy CNC có tính linh hoạt cao trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên - 24 - http://www.lrc-tnu.edu.vn công việc lập trình, đặc biệt có trợ giúp của máy tính, tiết kiệm đƣợc... điều khiển trực tiếp trên máy vừa có khả năng lập trình trên phần mềm nên máy CNC hữu dụng kinh tế ngay cả với xí nghiệp có quy mô trung bình và nhỏ Ngoài ra CNC có khả năng thay đổi một cách nhanh chóng công nghệ sản xuất nên nó đáp ứng kịp thởi với nhu cầu của thị trƣờng 1.3.4 Một số hệ điều hành Hiện nay trên thế giới đang sử dụng chủ yếu một số hệ điều hành sau cho các máy CNC Đó là: Fanuc, Fagor,... nhiều bƣớc công nghệ hoặc nhiều bƣớc nguyên công khác nhau trong một lần gá đặt phôi Nâng cao tính chính xác và đảm bảo chất lượng gia công Trong quá trình gia công độ chính xác luôn đƣợc đảm bảo ổn định Ngoài ra máy CNC còn có khả năng mô phỏng quá trình cắt gọt nên ngƣời vận hành có thể quan sát tổng thể trực tiếp các giai đoạn gia công, phát hiện kịp thời sai sót Nâng cao hiệu quả kinh tế Máy CNC vừa... kinh tế cao Tùy theo tính linh hoạt và năng suất, ngƣời ta phân loại các hệ thống gia công linh hoạt thành: - Các tế bào gia công linh hoạt - Các cụm gia công linh hoạt - Các dây truyền gia công linh hoạt - Một hay nhiều cụm gia công - Các hệ thống vận chuyển chi tiết và dụng cụ - Máy tính của hệ thống DNC đóng vai trò là thiết bị chủ đạo Hạt nhân của tế bào gia công là máy CNC Một trung tâm gia công. .. nguyên công cần thiết để gia công một chi tiết; k: Số lƣợng các nguyên công kiểm tra; tct: Thời gian thay đổi chi tiết gia công; ttd: Thời gian thay dao; t0: Thời gian cơ bản; tkt: Thời gian kiểm tra; tcbkt: Thời gian chuẩn bị- kết thúc; Để tăng năng suất phải giảm thời gian tcbkt Muốn giảm thời gian tcbkt phải dùng đồ gá vệ tinh và giảm số lƣợng các loạt chi tiết gia công trên máy (trên một máy CNC . THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả . Ngành : CÔNG. định chọn đề tài tốt nghiệp là: Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trƣờng Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu. CÔNG NGHIỆP VŨ THỊ SỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo