nâng cao độ chính xác kích thước và vị trí tương quan của chi tiết có hình dáng hình học phức tạp khi phay trên máy phay wmc- 300

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƢỚC VÀ VỊ TRÍ TƢƠNG QUAN CỦA CHI TIẾT CÓ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP KHI PHAY TRÊN MÁY PHÁY WMC-300 BÙI THỊ NHUNG THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỀ TÀI: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƢỚC VÀ VỊ TRÍ TƢƠNG QUAN CỦA CHI TIẾT CÓ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP KHI PHAY TRÊN MÁY PHÁY WMC-300 Học viên: Bùi Thị Nhung Lớp: CHK11 Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Ngƣời HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HD KHOA HỌC HỌC VIÊN PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe Bùi Thị Nhung THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những kết quả có đƣợc trong luận văn là do bản thân tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè. Ngoài tài liệu tham khảo đã đƣợc liệt kê, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2010. Ngƣời thực hiện Bùi Thị Nhung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 LỜI CẢM ƠN Cùng với xu thế phát triển của xã hội, các nghành khoa học kỹ thuật cũng có những bƣớc tiến vƣợt bậc. Đặc biệt là sản xuất cơ khí hiện đại đã dần dần thay thế sản xuất truyền thống , các sản phẩm cơ khí ngày càng đòi hỏi độ chính xác, độ tin cậy cao. Với mong muốn nâng cao độ chính xác của các sản phẩm gia công trên máy công cụ nói chung và máy phay CNC nói riêng. Dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả đã thực hiện đề tài : “ Nâng cao độ chính xác kích thước và vị trí tương quan của chi tiết có hình dáng hình học phức tạp khi gia công trên máy phay CNC WMC- 300 ”. Trong thời gian thực hiện đề tài, tác giả đã nhận đƣợc sự quan tâm rất lớn của nhà trƣờng, các Khoa, các Phòng, Ban chức năng, các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp. Tác giả bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, Trƣờng Đại học Kỹ Thuật công nghiệp đã tận tình hƣớng dẫn trong quá trình thực hiện luận văn này. Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa sau đại học, các giáo viên giảng dạy và các đồng nghiệp. Tác giả chân thành cảm ơn Trung tâm thí nghiệm và các giáo viên thuộc trung tâm đã tạo điều kiện về thiết bị và giúp đỡ trong quá trình sử dụng thiết bị để thực hiện luận văn. Tác giả chân thành cảm ơn trƣờng CĐCN Việt Đức, Công Ty Cổ Phần Phụ Tùng Máy Số 1 đã tạo mọi điều kiện về trang thiết bị thí nghiệm để thực hiện đề tài này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Mặc dù đã cố gắng song do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên chắc chắn luận văn không tránh khỏi thiếu sót. Tác giả mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp từ các thầy cô giáo và các đồng nghiệp để Luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn ! Thái nguyên, tháng 8 năm 2010. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Tóm tắt luận văn Luận văn này đƣa ra một giải pháp nâng cao độ chính xác của một họ chi tiết khi gia công trên một trung tâm phay CNC bằng phƣơng pháp bù sai số. Thiết kế thí nghiệm toàn phần theo phƣơng pháp bề mặt chỉ tiêu để tìm ra lƣợng bù tối ƣu sao cho giá trị sai số đạt đƣợc là hợp lý nhất. Nội dung chính của luận văn là phân tích những nguyên nhân gây ra sai số gia công và tìm cách khứ các sai số đó, tuy nhiên đó là một biện pháp hoàn chỉnh và tốn kém. Chính vì vậy tác giả đề xuất một phƣơng pháp hiệu quả, đơn giản hơn : Đó là bù sai số trực tiếp trong chƣơng trình NC. Để bù sai số ban đầu ta gia công một loạt chi tiết và đánh giá khoảng sai số của máy sau đó thiết kế bù sai số cho chi tiết cụ thể thông qua phƣơng pháp thí nghiệm RSM và phần mềm Minitab. Qua quá trình thực nghiệm kết quả chính mà luận văn đạt đƣợc nhƣ sau :  Phân tích đánh giá các nguyên nhân gây sai số.  Thiết kế thí nghiệm bù sai số đơn giản và hiệu qủa .  Ứng dụng phần mềm thiết kế thí nghiệm có khả năng hội tụ nhanh hơn và độ chính xác cao hơn.  Đƣa ra khoảng lƣợng bù tối ƣu và sai số đạt đƣợc ở vùng tối ƣu đƣợc trình bày trong bảng dƣới đây. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Giá trị lượng bù và sai số kích thước trong miền tối ưu. TT Lƣợng bù X Lƣợng bù Y Giá trị sai số 1 0.0448 0.0464 0.0014 2 0.0471 0.0452 0.0038 3 0.0491 0.0444 0.0120 Giá trị lượng bù và sai số vị trí trong miền tối ưu. TT Lƣợng bù X Lƣợng bù Y Giá trị sai s ố vị trí 1 0.0256 0.0363 0.0116 2 0.0253 0.0365 0.0115 3 0.0255 0.0363 0.0117 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 MỤC LỤC Đề mục Nội dung Trang Phần mở đầu 11 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY CNC 13 1.1 Tổng quan về máy phay CNC. 13 1.1.1 Đặc điểm của máy phay CNC. 13 1.1.2 Công nghệ gia công trên máy phay CNC. 15 1.1.2.1 Các dạng điều khiển của máy CNC 15 1.1.2.2 Quy trình công nghệ gia công trên máy phay CNC 17 1.1.2.3 Phƣơng pháp thực hiện nguyên công phay trên máy phay CNC 19 1.2 Máy phay CNC WMC-300 23 1.2.1 Các thông số kỹ thuật chính của máy 23 1.2.2 Đặc điểm của máy phay CNC WMC-300 24 1.3 Những xu hƣớng nghiên cứu gần đây về bù sai số cho máy CNC 26 Chƣơng 2. PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG VÀ PHƢƠNG PHẤP NÂNG CAO Đ Ộ CHÍNH XÁC GIA CÔNG. 2.1 Độ chính xác gia công 2.1.1. Khái niệm 27 2.1.2 Các nguyên nhân gây sai số gia công 27 2.1.3 Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác gia công. 30 2.2. Thiết kế thí nghiệm bù sai số 31 2.2.1 Cơ sở tiến hành thí nghiệm 31 2.2.2 Nộ dung chính của phƣơng pháp bề nặt chỉ tiêu RSM 32 2.2.3 Thiết kế hệ thống thí nghiệm 33 2.2.3.1 Hệ thống thí nghiệm 33 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 2.2.3.2 Phƣơng pháp xây dựng đƣờng tròn theo biên dạng đo 35 2 2.3.3 2.3 Thiết kế thí nghiệm Kết luận chƣơng II 37 40 Chƣơng 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ TRAO ĐỔI A Kết quả thí nghiệm nâng cao độ chính xác kích thƣớc 41 3.1 Thí nghiệm sơ bộ 41 3.2 Thí nghiệm xuống dốc 49 3.3 Thí nghiệm RSM 53 B Kết quả thí nghiệm nâng cao độ chính xác vị trí tƣơng quan 61 3.1 Thí nghiệm sơ bộ 61 3.2 Thí nghiệm leo dốc 66 3.3 Thí nghiệm RSM 72 C Kết luận chƣơng III 80 Chƣơng 4. KẾT LUẬN 82 TÀI LI ỆU THAM KH ẢO 84 Phụ lục 1. Chƣơng trình NC của độ chính xác kích thƣớc Phụ lục 2. Chƣơng trình NC của độ chính xác vị trí tƣơng quan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 CÁC TỪ VIẾT TẮT CMC Coordinate Measuring Machine Máy đo toạ độ 3 chiều CAD Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM Computer Aided Manufacturing Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính CNC Computer Numerical Control Điều khiển số bằng máy tính CCD Central composite design. Thí nghiệm toàn phần RSM Response Surface Methodology Phƣơng pháp bề mặt chỉ tiêu 3D 3 Dimension 3 chiều 2D 2 Dimension 2 chiều FMS Flexible Manufacturing Systems Hệ thống sản xuất linh hoạt [...]... mức độ giống nhau về kích thƣớc, hình dáng hình học , vị trí tƣơng quan của chi tiết gia công trên máy và chi tiết lý tƣởng đƣợc ghi trên bản vẽ Độ chính xác gia công đƣợc đánh giá theo các yếu tố sau đây  Độ chính xác kích thƣớc đƣợc đánh giá bằng sai số của kích thƣớc thực so với kích thƣớc lí tƣởng đƣợc ghi trên bản vẽ  Độ chính xác hình dáng hình học là mức độ phù hợp giữa hình dáng hình học. .. chi tiết nhằm mục đích để nâng cao đƣợc chất lƣợng sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế và đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 15 3 Mục đích nghiên cứu - Nâng cao độ chính xác kích thƣớc của chi tiết - Nâng cao độ chính xác về vị trí tƣơng quan của chi tiết + Nâng cao độ trụ của các vị trí lắp ghép trên sản phẩm + Nâng cao độ chính xác. .. phay CNC WMC- 300 Bảng 2.1 Các xác lập biến thí nghiệm của độ chính xác kích thƣớc Bảng 2.2 Các xác lập biến thí nghiệm của độ chính xác vị trí tƣơng quan Bảng 2.3 Các thông số thí nghiệm CCD của độ chính xác kích thƣớc Bảng 2.4 Các thông số thí nghiệm CCD của độ chính xác vị trí tƣơng quan Bảng 3.1 Toạ độ các điểm đo chi tiết trên 3 mặt phẳng Bảng 3.2 Các xác lập biến thí nghiệm của độ chính xác kích. .. nhất, độ chính xác gia công cao nhất 2 Ý nghĩa khoa học và Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học Đề tài góp phần giải bài toán về nâng cao chất lƣợng sản phẩm và hiệu quả kinh tế Tạo tiền đề để xây dựng bài toán nâng cao độ chính xác gia công của nhiều loại chi tiết khi gia công trên máy phay CNC WMC-3 00 Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu để nâng cao độ chính xác kích thƣớc và vị trí tƣơng quan của chi. .. ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG 2.1 .Độ chính xác gia công 2.1.1 Khái niệm Trong nghành kỹ thuật độ chính xác gia công là một yếu tố quan trọng và là một đặc tính chủ yếu của chi tiết máy, độ chính xác gia công để đảm bảo cho chi tiết máy khi lắp ráp thuận tiện tạo điều kiện cho lắp lẫn hoàn toàn ,làm việc an toàn lâu dài Độ chính xác gia công của chi tiết máy. .. độ chính xác gia công và phƣơng pháp nâng cao độ chính xác gia công Nội dung của chƣơng là đƣa ra các nguyên nhân gây sai số gia công và phân tích các nguyên nhân đó để tìm ra các yếu tố gây ảnh hƣởng có thể thay đổi đƣợc để nâng cao độ chính xác của chi tiết Thiết kế thí nghiệm bù sai số theo phƣơng pháp bề mặt chỉ tiêu ( RSM) để nâng cao độ chính xác kích thƣớc và vị trí tƣơng quan của chi tiết đã... MỤC CÁC HÌNH VẼ / ĐỒ THỊ Hình 1.2 Điều khi n điểm - điểm 15 Hình 1.3 Điều khi n đƣờng thẳng 16 Hùnh 1.4 Điều khi n theo contour 17 Hình 1.5 Vùng gia công khi phay 19 Hình 1.6 Các kiểu quỹ đạo chuyển động của dao 20 Hình 1.7 Sơ đồ ăn dao vào chi tiết 22 HÌnh 1.8 Máy phay CNC WMC-3 00 24 Hình 1.9 Các sản phẩm gia công trên máy phay 25 CNC WMC - 300 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bù sai số 33 Hình 2.2 Chi tiết. .. số kích thƣớc và sai số hình dáng hình học của chi tiết gia công Biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ phụ thuộc vào lực cắt và độ cứng vững của bản thân hệ thống đó Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 31 b Ảnh hưởng của độ chính xác của máy Các máy công cụ thông thƣờng tồn tại những sai số hình học sau  Độ đảo hƣớng kính của trục chính  Độ đảo lỗ côn của. .. năng công nghệ của máy phay CNC cho phép gia công nhiều bề mặt trong một lần gá đặt chi tiết, vì vậy nâng cao đƣợc độ chính xác vị trí tƣơng quan và giảm của chu kỳ gia công Hoàn thiện hệ điều khi n CNC trƣớc hết nhằm nâng cao độ chính xác gia công và bù các sai số xuất hiện trong quá trình cắt Các hệ điều khi n CNC hiện nay cho phép đạt độ chính xác vị trí trong khoảng (0,0005  0,001)mm và trong một... Ảnh hƣởng của biến dạng nhiẹt của chi tiết đến độ chính xác gia công: Khi gia công một phần nhiệt ở vùng cắt đƣợc truyền vào chi tiết gia công Nếu chi tiết nung nóng đều thì chỉ gây ra sai số kích thƣớc còn nếu chi tiết bị nung nóng cục bộ không đều thì ngoài sai số kích thƣớc còn gây ra sai số hình dáng hình học Nhiệt độ đƣợc truyền vào chi tiết phụ thuộc chế độ cắt và nó ảnh hƣởng chủ yếu khi gia công . - Nâng cao độ chính xác kích thƣớc của chi tiết - Nâng cao độ chính xác về vị trí tƣơng quan của chi tiết + Nâng cao độ trụ của các vị trí lắp ghép trên sản phẩm + Nâng cao độ chính xác. giả đã thực hiện đề tài : “ Nâng cao độ chính xác kích thước và vị trí tương quan của chi tiết có hình dáng hình học phức tạp khi gia công trên máy phay CNC WMC- 300 ”. Trong thời gian thực. THUẬT ĐỀ TÀI: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC KÍCH THƢỚC VÀ VỊ TRÍ TƢƠNG QUAN CỦA CHI TIẾT CÓ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC PHỨC TẠP KHI PHAY TRÊN MÁY PHÁY WMC-3 00 Học viên: Bùi Thị Nhung Lớp: