tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NÂNG CAO độ CHÍNH xác BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP bù SAI số TRÊM máy cắt dây DK7732

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - ĐỖ THANH MAI NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG BÁNH RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÙ SAI SỐ TRÊM MÁY CẮT DÂY DK7732 Chun ngành: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN 2011 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN ĐĂNG HÒE Phản biện 1: GS TS TRẦN VĂN ĐỊCH Đại học Bách khoa Hà nội Phản biện 2: TS HOÀNG VỊ Đại học Kỹ thật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Luận văn bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn họp tại: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐHTN Ngày 08 tháng 12 năm 2011 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Một thành tựu quan trọng tiến khoa học kĩ thuật tự động hóa sản xuất Phương thức cao tự động hóa sản xuất sản xuất tích hợp có hỗ trợ máy tính (dây chuyền mềm) Trong hệ thống sản xuất tích hợp máy điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) đóng vai trị quan trọng Sử dụng máy công cụ điều khiển số (CNC) cho phép giảm khối lượng gia công chi tiết, nâng cao độ xác gia cơng hiệu kinh tế, tăng suất, đồng thời rút ngắn chu kỳ sản xuất Chính nay, nước ta nước giới ứng dụng rộng rãi máy điều khiển số (CNC) Hiện nay, máy cắt dây điều khiển số DK7732 dùng phổ biến Việt Nam Máy sử dụng rộng rãi công nghiệp máy đo, đồng hồ đo, điện gia dụng, khí, xe tơ, cơng nghiệp nhẹ Trong lĩnh vực khí, máy cắt dây DK7732 thích hợp gia cơng loại khn mẫu có độ xác cao, độ cứng cao, độ rai cao, linh kiện có hình thái phức tạp mẫu… Ý nghĩa khoa học Ý nghĩa thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học 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 công nội dung khó khăn Do đó, hướng nghiên cứu xây dựng chương trình bù sai số trung tâm gia cơng nhằm nâng cao độ xác gia công công việc cần thiết mang ý nghĩa khoa học Ý nghĩa thực tiễn Đề tài mang tính ứng dụng cao, phục vụ trực tiếp cho chương trình đào tạo, chuyển giao cơng nghệ nhà trường đặc biệt ứng dụng vào thực tế sản xuất, gia cơng chi tiết với độ xác gia cơng cao Mục đích nghiên cứu - Xác định yếu tố ảnh hưởng đến độ xác gia công bánh trụ thẳng máy cắt dây DK7732 - Thiết kế thí nghiệm tối ưu thông số chế độ cắt (t i, te) bù sai số tọa độ dịch chuyển (x, y) - Nâng cao độ xác biên dạng bánh thơng qua việc giảm sai số bước T chiều dài pháp tuyến chung L Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết thực tiễn Trước hết phân tích nguyên nhân gây sai số máy cắt dây DK7732, sau thiết kế hệ thống thí nghiệm bù sai số chế tạo bánh trụ thẳng theo lý thuyết tối ưu hoá thực nghiệm kết hợp phương pháp bề mặt tiêu RSM Bố cục luận văn Luận văn trình bày chương với nội dung cụ thể sau : Chương I Tổng quan máy cắt dây Nội dung chương nhằm giới thiệu xu hướng bù sai số máy cắt dây nước nước Hướng nghiên cứu bù sai số cho máy cắt dây mà tác giả chọn thực đề tài Chương II Các phương pháp đánh giá sai số bánh phương pháp khắc phục sai số gia công bánh trụ thẳng máy cắt dây DK7732 Chương III Kết thí nghiệm thảo luận Chương IV Kết luận CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮ T DÂY 1.1 Tổng quan gia công tia lửa điện 1.2 Máy cắt dây DK7732 1.2.1 Thông số kỹ thuật máy cắt dây 1.1.2 Đặc điểm máy cắt dây DK7732 1.3 Những xu hướng nghiên cứu gần bù sai số cho máy CNC CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ SAI SỐ BÁNH RĂNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC SAI SỐ KHI GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG TRÊN MÁY CẮT DÂY DK7732 2.1 Các phương pháp đánh giá sai số gia công bánh 2.2 Phương pháp khắc phục sai số gia công bánh trụ thẳng máy cắt dây DK7732 2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác gia cơng gia cơng máy cắt dây DK7732 2.2.2.Phương pháp khắc phục sai số 2.3.Thiết kế thí nghiệm bù sai số 2.3.1 sở tiến hành thí nghiệm: 2.3.2 Nội dung phương pháp bề mặt tiêu ( RSM) 2.3 3Thiết kế hệ thống thí nghiệm 2.3.3.1 Hệ thống thí nghiệm a) Sơ đồ quy trình bù sai số b Máy, dây, chi tiết gia công - Máy cắt dây DK7732 - Dây molipden d = 0.18mm - Chi tiết gia công: Bánh trụ thẳng Vật liệu: thép C45 Th«ng số bánh Mô đun (m) Số (Z) Hệ số dịch chỉnh (X) 0,1 A 20 Góc nghiêng () 30 10 Khoảng pháp tuyến chung A 55+0.2 ỉ50+0.025 2,5 -0,05 -0,2 Số đo (n) ỉ2200 -0.2 dung sai khoảng pháp tuyến chung 16+0.05 yêu cầu kĩ thuật - Tôi cải thiện đạt 18ữ22 HRC - Tôi tần số vành đạt 45 ữ55 HRC - Mép vát không ghi lấy 2x45 bánh Z20, m10 Hỡnh 2.23 Chi tiờt gia cụng c Thiết bị đo: máy đo tọa độ chiều CMM Mitutoyota – C544 Hình 2.24 Máy đo toạ độ chiều 2.3 Thiết kế thí nghiệm a)Thiết kế thí nghiệm sàng lọc(sơ bộ) Bảng 2.1 Các xác lập biến thí nghiệm độ xác bước Mức Biến Mã hoá Giá trị ti(∆ti) Giá trị te(∆te) Thấp -1 Trung bình Cao +1 10 45 80 3,5 Bảng 2.2 Các xác lập biến thí nghiệm độ xác khoảng pháp tuyến chung Mức Biến Mã hoá Lượng bù X(∆x) Lượng bù Y(∆y) Thấp -1 Trung bình Cao +1 0.01 0.105 0.2 0.01 0.105 0.2 10 b)Thiết kế thí nghiệm xuống dốc: c)Thiết kế thí nghiệm RSM dạng CCD Bảng 2.3 Các thơng số thí nghiệm CCD độ xác bước Biến Mức -α Giá trị ti Giá trị te -1 +α 56.1005 59 66 73 75.8995 3.11716 3.4 3.6 3.68284 3.2 Bảng2.4 Các thông số thí nghiệm CCD độ xác khoảng pháp tuyến chung Biến Mức -α -1 +α Lượng bù X 0.07586 0.08 0.09 0.1 0.10414 Lượng bù Y 0.0117 0.02 0.04 0.06 0.0683 2.4 Kết luận chương II b Chương trình gia cơng theo bước xuống dốc Chương trình NC tương ứng với ∆x = 0.02, ∆y = 0.18 X1’= X1 + ∆x Y1’ = Y1 + ∆y X2’= X 2+ ∆x +0.06 Y2’= Y 2+ ∆y + 0.02 X3’= X 3+ ∆x + 0.12 Y3’ = Y3 + ∆y + 0.04 X4’ = X 4+ ∆x + 0.13 Y4’ = Y4+ ∆y + 0.06 X5’= X 5+ ∆x + 0.21 X6’ = X 6+ ∆x + 0.24 Y5’ = Y5 + ∆y + 0.07 Y6’ = Y6+ ∆y + 0.09 X7’= X 7+ ∆x + 0.27 Y7’ = Y7 + ∆y + 0.1 X8’ = X8 + ∆x + 0.29 Y8’ = Y 8+ ∆y + 0.11 X9’ = X9+ ∆x + 0.31 Y9’ = Y9 + ∆y + 0.12 10 X10’ = X10 + ∆x + 0.38 Y10’ = Y10 + ∆y + 0.15 % O0001(BR Z20M10) N100 G0 G21 G90 N110 G92 X569.4712 Y241.6604 I100 J0 N120 G0 X569.4712 Y241.6604 N130 M60 N140 M35 N150 M81 N160 S101 D1 N170 G41 G3 X569.2474Y263.9331I-7.5232 J.8762 N180 G1 X568.6389Y263.9531 N190 X568.5945Y263.9731 N200 G2 X568.4349Y263.9931I25.919 J4.004 N210 X568.3936Y264.0031I30.8257 J3.1764 N220 X568.3752Y264.0231I35.7035 J1.8605 N230 X568.4543Y264.0331I40.5155 J.0576 N240 X568.6454Y264.0431I45.2247 J-2.2284 N250 X568.9823Y264.0531I49.7941 J-4.9912 N260 G1 X569.4998Y264.0831 N270 G2 X575.7858 Y265.9255 I37.3175 J103.4766 N750 X625.911 Y250.3785 I-5.5713 J5.1308 N760 G1 X627.8546 Y254.1909 N770 X628.1354 Y254.7551 N780 G2 X628.773 Y255.9211 I23.3225 J11.9955 N790 X629.5952 Y257.2592 I26.8055 J15.5491 N800 X630.6208 Y258.7531 I29.9783 J19.4809 N810 X631.8673 Y260.3853 I32.8116 J23.7678 N820 X633.3511 Y262.1366 I35.2777 J28.3853 N830 X635.087 Y263.9866 I37.3506 J33.3062 N840 G1 X637.0489 Y265.9255 N850 G2 X643.7548Y263.9331I-30.6316 J105.649 N860 G1 X644.2623Y261.2314 N870 G2 X644.6393Y258.7343I-49.4772 J7.5083 N280 G1 X577.7476 Y263.9866 N290 G2 X579.4835 Y262.1366 I-35.6147 J35.1562 N300 X580.9673 Y260.3853 I-33.7938 J30.1366 N310 X582.2139 Y258.7531 I-31.565 J-25.4 N320 X583.2395 Y257.2592 I-28.9528 J20.9748 N330 X584.0617 Y255.9211 I-25.9834 J16.8872 N340 X584.6992 Y254.7551 I-22.6849 J13.1615 N350 G1 X584.98 Y254.1909 N360 X586.9236 Y250.3785 N370 G3 X588.4711 Y247.8339 I7.1189 J2.5862 N380 X589.6886 Y246.9166 I3.29 J3.1004 N390 X590.8145 Y246.5539 I1.6821 J3.2925 N400 X591.8952 Y246.563 I.5117 J3.4024 N410 G2 X592.7293 Y246.6992 I14.5221 J86.2865 N420 X593.5647 Y246.8274 I13.688 J-86.4227 N430 G3 X594.5953 Y247.1527 I-.5075 J3.403 N440 X595.554 Y247.8456 I-1.6586 J3.3044 N450 X596.4285 Y249.0942 I-3.2127 J3.1806 N880 X644.8203Y256.4653I-45.0536 J4.5174 N890 X644.9494Y254.4222I-40.4664 J1.9955 N900 X644.9310Y252.6307I-35.7519 J.049 N910 X644.8397Y251.0749I-30.947 J1.6106 N920 X644.6902Y249.7669I-26.0886 J2.686 N930 G1 X644.6057Y249.1554 N940 X644.0072Y244.9587 N950 G3 X643.3834 Y241.8404 I7.2794 J2.0921 N960 G40 G1 X643.2641 Y241.6488 N970 M50 N980 M30 % N460 X597.1138 Y251.9925 I-6.8842 J3.1581 N470 G1 X597.7842 Y256.2189 N480 X597.877 Y256.8423 N490 G2 X598.123 Y258.1482 I25.8877 J4.2014 N500 X598.4915 Y259.6749 I30.2985 J-6.5047 N510 X599.0052 Y261.4126 I34.531 J-9.2636 N520 X599.6864 Y263.3501 I38.5504 J-12.4652 N530 X600.5564 Y265.4742 I42.3225 J-16.0946 N540 X601.6356 Y267.7701 I45.8147 J-20.1341 N550 G1 X602.9023 Y270.2203 N560 G2 X609.9323 I3.515 J-109.9438 N570 G1 X611.199 Y267.7701 N580 G2 X612.2783 Y265.4742 I-44.7355 J22.43 N590 X613.1482 Y263.3501 I-41.4526 J18.2187 N600 X613.8294 Y261.4126 I-37.8691 J14.4027 N610 X614.3432 Y259.6749 I-34.0172 J11.0013 N620 X614.7116 Y258.1482 I-29.9301 J-8.0314 N630 X614.9577 Y256.8423 I-25.6417 J-5.5073 N640 G1 X615.0504 Y256.2189 N650 X615.7208 Y251.9925 N660 G3 X616.4061 Y249.0942 I7.5696 J.2598 N670 X617.2806 Y247.8456 I4.0872 J1.932 N680 X618.2393 Y247.1527 I2.6173 J2.6115 N690 X619.2699 Y246.8274 I1.5381 J3.0777 N700 G2 X620.1053 Y246.6992 I-12.8526 J86.5509 N710 X620.9395 Y246.563 I-13.688 J-86.4227 N720 G3 X622.0201 Y246.5539 I.5689 J3.3933 N730 X623.146 Y246.9166 I-.5562 J3.6552 N740 X624.3635 Y247.8339 I-2.0725 J4.0177 TT L’ ∆L TN1 76 76 0.16 TN2 TN3 TN4 TN5 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 76.695 76.75 76.685 76.68 76.66 76.635 76.61 76.62 76.675 0.095 0.15 0.085 0.08 0.06 0.035 0.01 0.02 0.075 Ghi Khoảng pháp tuyến chung sau gia công Giá trị sai số Bảng 3.16 Kết đo bánh theo bước xuống dốc 38 b Kết *)Chương trình gia cơng thí nghiệm CCD Chương trình NC theo giá trị lượng bù x, y khảo sát xung quanh điểm tâm ∆x = 0.09, ∆y = 0.04 X1’= X1 + ∆x Y1’ = Y1 + ∆y X2’= X 2+ ∆x +0.06 Y2’= Y 2+ ∆y + 0.02 X3’= X 3+ ∆x + 0.12 Y3’ = Y3 + ∆y + 0.04 X4’ = X 4+ ∆x + 0.13 Y4’ = Y4+ ∆y + 0.06 X5’= X 5+ ∆x + 0.21 X6’ = X 6+ ∆x + 0.24 Y5’ = Y5 + ∆y + 0.07 Y6’ = Y6+ ∆y + 0.09 X7’= X 7+ ∆x + 0.27 Y7’ = Y7 + ∆y + 0.1 X8’ = X8 + ∆x + 0.29 Y8’ = Y 8+ ∆y + 0.11 X9’ = X9+ ∆x + 0.31 Y9’ = Y9 + ∆y + 0.12 10 X10’ = X10 + ∆x + 0.38 Y10’ = Y10 + ∆y + 0.15 Hình 12 Đồ thị sai số phụ khoảng pháp tuyến chung thuộc vào lượng bù X, lượng bù Y Vùng thông số đầu vào cho cực trị quan sát trực quan nhờ đồ thị Contour sau 39 Hình 13 Đồ thi contour miền cực trị d, Tối ưu hóa 40 Hình a 41 Hình b 42 Hính c Hình 3.14 Tối ưu hóa sai số khoảng pháp tuyến chung C KẾT LUẬN CHƯƠNG III Với mục đích nâng cao độ xác bánh khảo sát máy cắt dây DK7732 Nội dung chương trình bày kết đạt Việc thiết kế thí nghiệm áp dụng lý thuyết tối ưu hố thực nghiệm nhờ kỹ thuật thiết kế thí nghiệm bề mặt tiêu (RSM) Kết cho thấy xác lập vùng tối ưu giá trị lượng bù theo (ti, te) đạt sai số bước giá trị lượng bù theo trục X, Y để đạt sai số khoảng pháp tuyến chung phù hợp Bảng 3.11 Giá trị lượng bù sai số miền tối ưu 43 Đánh giá : Sai số thực tế sau gia công theo lượng bù tối ưu đo có cao so với thí nghiệm, nhiều nguyên nhân sai số phép đo, số yếu tố ngẫu nhiên trình gia cơng Tuy nhiên kết khẳng định độ xác chi tiết nâng cao q trình thiết kế thí nghiệm hồn tồn hợp lý Kết kiểm nghiệm thực tế sản phẩm gia công Chương IV : KẾT LUẬN 44 Trên sở ứng dụng công nghệ CAD/CAM, máy đo tọa độ chiều CMM – C544, máy cắt dây DK7732 Tác giả chọn đề tài ‘Bù sai số biên dạng bánh máy cắt dây DK7732 kết hợp với phần mềm thiết kế Minitab Với mong muốn mở rộng khả công nghệ nâng cao độ xác máy CNC có đơn vị công tác Dưới hướng dẫn tận tình Thầy PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, Sau tháng thực đến luận văn hoàn thành đạt kết sau :  Nghiên cứu khai thác, sử dụng tính cơng nghệ máy đo toạ độ chiều CMM – C544 trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên  Nghiên cứu cải tiến nâng cao độ xác có máy cắt dây DK7732 trường Cao đẳng Công Nghiệp Cẩm Phả  Nâng cao độ xác bước khoảng pháp tuyến chung bánh Cụ thể bánh gia công theo lượng bù tối ưu độ xác đo khoảng 0.010.02 (mm)  Ứng dụng phương pháp thiết kế thí nghiệm (áp dụng lý thuyết tối ưu hố thực nghiệm) theo bề mặt tiêu RSM (Response Surface Methodology)  Ứng dụng công nghệ CAD/CAM gia công khí 45 Tuy bảo nhiệt tình thầy hướng dẫn giúp đỡ nhiều đơn vị bạn đồng nghiệp cộng với nỗ lực thân khoảng thời gian có hạn luận văn khơng tránh khỏi có nhiều sai sót Cụ thể tập trung vào việc thiết kế thực nghiệm chưa sâu nghiên cứu phương pháp bù sai số, chưa đưa thuật toán chương trình bù sai số cụ thể chiến lược bù sai số tổng quát Trong tương lai tác giả dự định phát triển luận văn theo hướng  Nghiên cứu cải tiến thuật toán máy CMM- C544  Xây dựng chương trình bù sai số tự động máy cắt dây DK7732  Ứng dụng phương pháp tái tạo ngược bù sai số Vì vậy, tác giả mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy cô bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện có khả ứng dụng vào thực tế nhiều Xin trân trọng cảm ơn! ... 1.2 Máy cắt dây DK7732 1.2.1 Thông số kỹ thuật máy cắt dây 1.1.2 Đặc điểm máy cắt dây DK7732 1.3 Những xu hướng nghiên cứu gần bù sai số cho máy CNC CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ SAI SỐ BÁNH RĂNG... RĂNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC SAI SỐ KHI GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG TRÊN MÁY CẮT DÂY DK7732 2.1 Các phương pháp đánh giá sai số gia công bánh 2.2 Phương pháp khắc phục sai số gia công bánh. .. – C544, máy cắt dây DK7732 Tác giả chọn đề tài ? ?Bù sai số biên dạng bánh máy cắt dây DK7732 kết hợp với phần mềm thiết kế Minitab Với mong muốn mở rộng khả cơng nghệ nâng cao độ xác máy CNC có