tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo

đại học tháI nguyên

Trờng đại học kỹ THUậT CÔNG NGHIệP

Ph¶n biÖn 1: ………

Công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang đặt ra yêu cầu hết sức cấp thiếtđối với ngành công nghệ chế tạo máy Đó là phải xây dựng một nền công nghiệp hiện đại đủ đểchế tạo ra các thiết bị máy móc cho các ngành kinh tế khác Bên cạnh việc đầu tư các thiết bịmáy móc hiện đại, thì việc ứng dụng công nghệ cao trong ngành cơ khí chế tạo máy là một vấnđề vô cùng quan trọng.

Vì vậy việc khai thác có hiệu quả các máy móc thiết bị trong các nhà máy chế tạo cơ khí,trong đó có các loại máy phay CNC, tiện CNC, máy cắt dây điều khiển tự động đang là vấn đềcấp bách, đòi hỏi cao về đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ

Trước tình trạng đó, hầu hết các trường đã đầu tư một số máy CNC để phục vụ cho việcđào tạo chất lượng cao nhưng lại chưa có phương pháp 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 viên hiểu rõ và áp dụng trong thực tế, đóng góp vào sự phát triển của ngành chế tạo máy.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế này mà đề tài:“Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phayCNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” đã được chọn

làm luận văn tốt nghiệp.

2 Lịch sử nghiên cứu.

Việc xây dựng hệ thống các bài thực hành, thí nghiệm gia công trên các máy cắt gọtCNC sát với thực tế, sát với điều kiện sản xuất công nghiệp và phù hợp với điều kiện giảng dạytrong nhà trường là một vấn đề rất quan trọng, để đảm bảo cho sinh viên sau khi tốt nghiệp ratrường có thể thích nghi và đảm nhiệm tốt công việc tại các nhà máy, xí nghiệp.

Việt Nam có xu hướng sử dụng máy CNC ngày càng nhiều, do yêu cầu cấp thiết của thựctế sản xuất, nên những đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thác hiệu quả máy CNC là khálớn trong các đề tài nghiên cứu khoa học, luận án tiến sỹ, luận văn thạc sỹ, có thể kể đến:

Nguyễn Đình Vũ, Ứng dụng phần mềm TURBO-SPEED/CAM để lập trình gia công đĩa chia độtrên 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 hệPHANUC; 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 tượng, phạm vi nghiên cứu.

3.1 Mục đích nghiên cứu.

- Mục đích nghiên cứu là: Xác định chuẩn kỹ năng đối với sinh viên về kỹ năng thực hànhCNC Xây dựng các bài thực hành, thí nghiệm lập trình và gia công trên máy MICROMILL vớihệ điều khiển DENFOR phục vụ công tác đào tạo tại Trường 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 tượng nghiên cứu của đề tài là:

- Khả năng công nghệ của máy CNC- MICROMILL- Cơ sở lập trình phay CNC với hệ điều khiển DENFOR.

- Lập trình và gia công một số chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay MICROMILL với hệ điều khiển DENFOR

CNC-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 khiểnDENFOR

- Lập trình và gia công một chi tiết có bề mặt phức tạp trên máy phay CNC - MICROMILL với hệ điều khiển DENFOR.

- Xây dựng các dạng bài tập thực hành và thí nghiệm gia công cắt gọt trên máyMICROMILL với hệ điều khiển DENFOR

Với ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tế của luận văn sau khi hoàn thành sẽ có nhữngđóng góp đáng kể cho việc xây dựng chương trình đào tạo CNC tại các trường Cao đẳng, trungcấp dạy nghề.

Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung cho cơ sở lý

thuyết về nghiên cứu máy CNC và lập trình gia công trên máy, ứng dụng vào giảng dạy, họctập và sản xuất một cách có hiệu quả.

Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để cải tiến chương trình đào

tạo theo hướng sát với thực tiễn sản xuất, đáp ứng nhu cầu xã hội Đáp ứng đòi hỏi về nhu cầunhân lực trình độ cao cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước

5 Phương pháp nghiên cứu.

Đề tài được thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm: - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.

- Tiến hành thí nghiệm - Phân tích và đánh giá kết quả

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CNC1.1 Giới thiệu chung.

1.2 Máy công cụ điều khiển số

1.2.1 Các hệ thống dữ liệu cần nạp cho máy công cụ điều khiển số.1.2.2 Chuyển động của các trục và khái niệm về hệ tọa độ

1.2.2.1 Chuyển động các trục1.2.2.2 Hệ toạ độ

1.3 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CNC

1.3.1 Khái niệm hệ điều khiển số1.3.2 Các dạng điều khiển số

1.3.3 Hệ điều khiển CNC( Computer Numerical Control)

1.3.3.1 Phân biệt hệ điều khiển NC và CNC1.3.3.2 Đặc trưng cơ bản của điều khiển CNC

2.1.4 Hướng chuyển động của các trục2.1.5 Hệ thống đo hành trình:

2.2 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy phay CNC- MICROMILL V52.2.1 Các bộ phận chính của máy

2.2.2 Các phần tử điều khiển2.2.3 Bảng vận hành máy

2.2 4 Tay quay điện tử HR 410

2.3 Thao tác sử dụng bảng điều khiển và vận hành máy2.3.1 Màn hình và bàn phím

2.3.1.1 Màn hình 2.3.1.2 Bàn phím

2.3.3 Phụ tùng kèm theo.2.3.3.1 Hệ thống dò 3D

2.3.3.2 Hệ thống đo dao tự động 2.3.3.3 Tay quay điện tử

2.3.4 Khởi động máy và tắt máy2.3.4.1 Mở máy

4 Những giá trị Delta cho chiều dài và bán kính dao cắt.5 Nhập các dữ liệu dao vào chương trình

6 Nhập các dữ liệu dụng cụ cắt vào bảng7 Sửa đổi các dữ liệu trong bảng dụng cụ cắt 2.4.3.3 Hiệu chỉnh dụng cụ.

1 Hiệu chỉnh kích thước chiều dài dao.2 Hiệu chỉnh bán kính dao cắt

2.4.4 Lập trình CONTOUR

2.4.4.1 Khái quát về các chuyển động của dao cắt

2.4.4.2 Cơ sở của chức năng đường dịch chuyển2.4.4.3 Tiếp cận và rời khỏi Contour gia công

2.4.4.4.Các đường chuyển động trong hệ toạ độ vuông góc2.4.4.5 Các đường chuyển động trong hệ toạ độ cực2.4.5 Lập trình Contour tự do - Free Contour 2.4.5.1 Cơ sở

2.4.5.2 Mở hội thoại lập trình FK2.4.5.3 Lập trình tự do đoạn thẳng

2.4.5.4 Lập trình tự do đối với cung tròn

2.4.6 Các chu trình gia công phay trong DENFOR2.4.6.1 Khái quát về chu trình

STTTên bướcDaoVcSF

Bước 1 Phay Contour Dao ngón 10(HSS) 100 1200 40

Bước 5 Phay contour(phay chữ) Dao ngón 2(HSS) 70 500 20

Khai báo phôi, xác định điểm chuẩn

Mô phỏng các bước gia công

Bước 1: Phay Contour ngoài

Bước 2: Phay Contour

Bước 3: Phay contour

Bước 4: Phay hốc

Bước 5: Phay chữ

Hoàn thiện

Chương trình NC

[Edgemove X0Y0N01 G21

N02 G91 G28 X0 Y0 Z0 M05N03 G90

N04 T01 D01 M06N05 M03 S2500

(SLOT MILL FR_2TAI-012085G-SA50)N06 G00 X0.66 Y-11.6 Z2

(FACING THE PART AT Z=-0.5)(WCS PART 2)

N07 Z10

N08 Z1

N09 G01 Z-1 F64N10 G17 Y0.66 F200N11 Y149.348N12 X6.303

N13 X6.311 Y146.648N14 X6.303 Y149.348N15 X99.366

N16 Y143.705

N17 X96.666 Y143.697N18 X99.366 Y143.705N19 Y0.66

N20 X93.723N21 X93.715 Y3.36N22 X93.723 Y0.66N23 X7.676

N24 Y2.16N25 Y0.66N26 X0.66

N10286 X106.004 Y25.994

N10287 G02 X96.189 Y2.938 R32N10288 G03 X95.356 Y0.056 R3N10289 G01 G40 X98.268 Y0.776N10290 G00 Z2

N10291 X99.22 Y1.727N10292 Z-13

N10293 G01 Z-15 F150

N10294 G41 X99.941 Y4.639 F200N10295 G03 X97.059 Y3.808 R3N10296 G02 X73.999 Y-6 R32N10297 G01 X-6.001 Y-5.986N10298 X-5.979 Y124.014

N10299 G02 X26.027 Y156.008 R32N10300 G01 X106.027 Y155.994N10301 X106.004 Y25.994

N10302 G02 X96.189 Y2.938 R32N10303 G03 X95.356 Y0.056 R3N10304 G01 G40 X98.268 Y0.776N10305 G00 Z2

N10306 Z10

N10307 G91 G28 X0 Y0 Z0 M05N10308 G90

N10309 M30

3.2.2 Lập trình gia công chi tiết 3D

 Vận dụng được những kiến thức về máy điều khiển số và công nghệ CNC để lập chươngtrình NC cho máy công cụ điều khiển số trong hệ thống toạ độ vuông góc với các dạng điềukhiển điểm-đoạn-đường bằng các lệnh nội suy đường thẳng, đường cong.

 Sử dụng thành thạo các mã lệnh lập trình cho máy phay CNC theo cấu trúc của một hệthống điều khiển máy tiện phay cụ thể.

 Mô phỏng được quỹ đạo chuyển động của dụng cụ cắt, kiểm tra và hiệu chỉnh chươngtrình đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu bản vẽ.

Bứơc 1: Khai báo phôi, xác định điểm chuẩn

Bước 2: Truyền post từ phần mềm vào máy gia công

Bước 3: Chạy mô phỏng chương trình

Bước 4: Thực hiện gia công

Chương trình gia công

[Edgemove X0Y0N01 G21

N02 G91 G28 X0 Y0 Z0 M05N03 G90

N04 T02 D02 M06N05 M03 S1273

(BALL NOSE MILL FR_HEMI-005010Q-SA50)N06 G00 X77.5 Y17.6 Z11.1

(WCS PART 1)N07 Z-4

N08 G01 Z-6.5 F76N09 X71.352N10 X12.336N11 X2.5N12 Y17.7N13 X12.336N14 X71.352N15 X77.5N16 Y17.8N17 X71.352

N18 X12.336N19 X2.5N20 Y17.9N21 X12.336N22 X71.352N23 X77.5N24 Y18N25 X71.352N26 X12.336N27 X2.5N28 Y18.1N29 X12.336N30 X58.57

N31 X58.75 Z-6.432N32 X59.365 Z-6.234N33 X59.826 Z-6.158N34 X59.98 Z-6.134N35 X60.133 Z-6.121N36 X60.287 Z-6.112N37 X60.748 Z-6.109N38 X60.902 Z-6.131N39 X61.209 Z-6.177N40 X61.516 Z-6.231N41 X61.824 Z-6.303N42 X62.359 Z-6.5N43 X71.967N44 X77.5N45 Y18.2N46 X73.197N47 X63.419

N16026 X77.5N16027 Y62.2

N16028 X71.352N16029 X12.336N16030 X2.5N16031 Y62.3N16032 X12.336N16033 X71.352N16034 X77.5N16035 Y62.4N16036 X71.352N16037 X12.336N16038 X2.5N16039 Z-4

N16040 G00 Z11.1

N16041 G91 G28 X0 Y0 Z0 M05N16042 G90

N16043M30

Chương 4 KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ4.1 Mục đích, nhiệm vụ, phương pháp và đối tượng kiểm nghiệm4.1.1 Mục đích của kiểm nghiệm

4.1.2 Nhiệm vụ của kiểm nghiệm4.1.3 Phương pháp kiểm nghiệma Phương pháp thực nghiệm sư phạmb Phương pháp chuyên gia

4.2 Nội dung và tiến hành thực nghiệm 4.2.1 Đối tượng thực nghiệm

ĐCTN

Hình: Đường tần suất lớp hội tụ tiến của lớp đối chứng(ĐC) và lớp thực nghiệm(TN)

4.4 Phương pháp chuyên gia

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊI Kết luận

Cùng với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiệnđại hóa đặc biệt là sự phát triển ngành công ngệ cao, công nghệ CNC Song song với điều đócần có các Trường Đại học, Cao đẳng đào tạo ra những đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên có trình độđể đáp ứng điều đó.

Với mỗi trường thì có các chương trình khung đào tạo khác nhau, việc thực hành và giacông trên máy khác nhau, do đó mà chuẩn kỹ năng đối với sinh viên sau khi ra trường cũngkhác nhau Trong khuôn khổ đề tài tác giả đã xác định được chuẩn kỹ năng đối với sinh viên vềkỹ năng thực hành tại Trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả.

Sự khác nhau còn được thể hiện trên các máy CNC cũng như hệ điều khiển khác nhau.Mỗi hệ điều khiển đều có những điểm mạnh riêng, hệ điều khiển DENFOR là một trong nhữnghệ điều khiển đang được sử dụng khá phổ biến tại nước ta cũng nhưng các nước đang phát triển.Có thể ứng dụng để lập trình rộng rãi đối với các biên dạng bất kỳ.

Trên cơ sở tổng hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, đề tài đã xây dựng được các dạngbài tập lập trình gia công trên máy phay CNC - MICROMILL với hệ điều khiển DENFOR phụcvụ công tác đào tạo Cao đẳng và Đại học.

Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể bổ xung vào ngân hàng dữ liệu và làm tài liệu thamkhảo.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Trần Văn Địch, Công nghệ CNC, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 2004.

2. Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Xuân Việt

(2003), Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

3.Tăng Huy, Điều khiển số và lập trình trên máy CNC, Nhà xuất bản trường

8.Gia công CNC Nhà xuất bản Lao động xã hội 2001.

9. Trần Thế San- Nguyễn Trọng Phương, Sổ tay lập trình CNC, Thực hành - Lập trình gia công trên máy CNC, Nhà xuất bản Đà Nẵng

10.Trần Xuân Việt, Giáo trình Công nghệ gia công trên máy điều khiển số, Nhà

xuất bản trường ĐHBK Hà Nội 2000.

11.Lê Quốc Bảo, Đề cương bài giảng thực hành phay CNC - Trường CĐCN

14.B.J Winer, Mc Graw (1971), Statistical Principls in Experimental Design,

Hill New York.