ghiên cứu và ứng dụng các phần mềm CADCAMCNC của catia,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CAO THẾ MINH NGIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CAD/CAM/CNC CỦA CATIA, MASTERCAM TRONG THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY GIA CÔNG CNC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRƯƠNG HOÀNH SƠN Hà Nội – Năm 2013 LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Đào tạo sau đại học, Viện Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện tốt giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn - TS Trương Hoành Sơn tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình thực đề tài Thầy truyền tải cho em thấy yếu tố cần thiết hoạt động nghiên cứu Thầy tham gia thảo luận đề xuất giải pháp cho vấn đề liên quan Đồng thời, thầy cung cấp cho em nhiều tư liệu chuyên môn quan trọng để tìm hiểu sâu toàn diện đề tài giao Xin chân thành cảm ơn cộng tác hỗ trợ từ Trung tâm Thực hành Cơ khí – trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cán công tác Trung tâm giúp đỡ tận tình trình thực nghiệm luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 26 tháng năm 2013 Cao Thế Minh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác, trừ phần tham khảo ghi rõ luận văn Tác giả Cao Thế Minh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan CNC 1.1.2 Tổng quan CAD/CAM 1.2 Giới hạn nghiên cứu đề tài 13 1.3 Kết luận chương I 14 Chương 2: CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC TRONG VIỆC GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT PHỨC TẠP 15 2.1 Thế bề mặt phức tạp 15 2.2 Quá trình thiết kế gia công bề mặt phức tạp theo công nghệ truyền thống 16 2.3 Quá trình thiết kế gia công bề mặt phức tạp có sử dụng phần mềm CAD/CAM/CNC 17 2.4 Phần mềm Catia 18 2.4.1 Giới thiệu chung 18 2.4.2 Các khái niệm Catia 24 2.4.3 Liên kết tham số mục đích thiết kế 25 2.4.4 Chức trợ giúp sản xuất CAM Catia 29 2.5 Phần mềm Mastercam 30 2.5.1 Giới thiệu chung 31 2.5.2 Các chức phần mềm Mastercam 32 2.5 Kết luận chương II 55 Chương 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA V5R20 VÀ MASTERCAM ĐỂ XÂY DỰNG VÀ LÀM CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG MỘT SỐ BỀ MẶT PHỨC TẠP 57 3.1 Ứng dụng phần mềm CATIA V5R20 để xây dựng mô hình sản phẩm 57 3.2 Thiết kế quy trình công nghệ gia công Lõi Khuôn Động có ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC 63 3.2.1.Quy trình công nghệ gia công lõi khuôn động trải qua nguyên công 63 3.3 Biên dịch chương trình gia công chi tiết phầm mềm Mastercam69 3.3.1 Chọn máy định nghĩa phôi 69 3.3.2 Chọn dao chế độ cắt 75 3.3.3 Mô MasterCam 85 3.4 Gia công máy phay CNC 86 3.5 Sản phẩm sau gia công 90 Chương KẾT QUẢ GIA CÔNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ SẢN PHẨM 91 4.1 Gia công sản phẩm máy CNC 91 4.1.1 Máy gia công 91 4.1.2 Một số thông số công nghệ dao cụ 92 4.1.3 Sản phẩm 93 4.2 Kiểm tra sản phẩm sau gia công để đánh giá độ xác chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công 94 4.2.1 Đo độ nhám bề mặt sản phẩm 94 4.2.2 Kiểm tra độ xác sản phẩm 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Quá trình hình thành phát triển CAD/CAM/CAE Hình 1.2 Liên kết liệu CAD CAM Hình 1.3 Mối quan hệ CAD/CAM 10 Hình 2.1 Qui trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống 16 Hình 2.2 Qui trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM/CNC 18 Hình 2.3 Giao diện phần mềm Catia 19 Hình 2.4 Thiết kế sản phẩm với Catia 20 Hình 2.5 Lập trình gia công tiện CNC Catia 20 Hình 2.6 Lập trình gia công phay CNC Catia 21 Hình 2.7 Thư viện Catia 21 Hình 2.8 Truyền liệu CAD IGES 22 Hình 2.9 Thiết kế mô robot Catia 23 Hình 2.10 Thiết kế tuyến ống dẫn phức tạp Catia 23 Hình 2.8 Giao diện hình Mastercam 31 Hình 3.1 Vào môi trường FreeStyle 57 Hình 3.2 Vẽ biên dạng 58 Hình 3.3 Tạo mặt biên dạng tay cầm 58 Hình 3.4 Tạo biên dạng phụ 59 Hình 3.5 Tạo phần thân 59 Hình 3.6 Tạo hệ thống nút 60 Hình 3.7 Biên dạng hệ thống nút 60 Hình 3.8 Tạo nửa đối xứng 61 Hình 3.9 Tạo bề dày chi tiết 61 Hình 3.10 Tạo hệ thống lỗ 62 Hình 3.11 Tạo chốt bắt vít 62 Hình 3.12 Sản phẩm hoàn chỉnh 63 Hình 3.13 Sơ đồ gá đặt nguyên công 64 Hình 3.14 Sơ đồ gá đặt nguyên công 65 Hình 3.15 Sơ đồ gá đặt nguyên công 67 Hình 3.16 Chọn kiểu tệp tin 70 Hình 3.17 Đưa chi tiết (Part6.ipt) vào môi trường gia công 70 Hình 3.18 Chọn máy gia công 71 Hình 3.19 Định nghĩa phôi 71 Hình 3.20 Chọn phương pháp gia công thô 73 Hình 3.21 Chọn bề mặt cần gia công 73 Hình 3.22 Chọn đường biên giới hạn vùng chạy dao 74 Hình 3.23 Chọn đường biên giới hạn vùng chạy dao 75 Hình 3.24 Tạo dụng cụ cắt 77 Hình3.25 Điều chỉnh kích thước dao 78 Hình 3.26 Trang Parameter 79 Hình 3.27 Tạo dụng cụ cắt thứ hai, thứ ba 81 Hình 3.28 Thông số bề mặt gia công 82 Hình 3.29 Thông số gia công thô 83 Hình 3.30 Thông số gia công túi hốc 84 Hình 3.31 Đường chạy dao 85 Hình 3.32 Mô cắt thô 85 Hình 3.33 Mô cắt tinh 86 Hình 3.34 Chương trình NC 87 Hình 3.35 Chương trình NC 88 Hình 3.38 Lõi Khuôn Động sau gia công 90 Hình 4.1 Máy phay CNC GV503 91 Hình 4.2 Dao trụ 32 ghép mảnh VP15TF, hãng Mitsubishi 92 Hình 4.3 Dao cầu 12 (Super Carbide Tool) CEB2 6R TIALN, hãng CMTéc 92 Hình 4.4 Dao cầu 6 (Micro Grain Carbide) S220 EB2 3R TIALN, hãng CMTéc 93 Hình 4.5 Sản phẩm Lõi khuôn động sau gia công 93 Bảng 4.1 Các cấp độ nhám 95 Hình 4.6 Máy đo độ bóng Mitutoyo SJ-400 95 Hình 4.7 Đầu đo thực đo độ bóng 96 Hình 4.9 Thiết bị Scan 3D ATOS I 102 Hình 4.13 Sai số gia công 103 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất tự động phát triển theo Trong lĩnh vực khí chế tạo, đời máy công cụ điều khiển chương trình số với trợ giúp máy tính, gọi tắt máy CNC, đưa ngành khí chế tạo sang thời kỳ mới, thời kỳ sản xuất đại Hầu hết nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp nước ta nhiều bố trí máy công cụ CNC để phục vụ sản xuất, bao gồm loại máy Phay, Tiện, Bào, Mài, Khoan có số trục điều khiển 2, 3, 4, Nhưng sở sản xuất chưa biết cách khai thác hết khả gia công máy Lý chủ yếu trình độ lập trình cán kỹ thuật Việt Nam yếu, chương trình điều khiển máy CNC người lập trình viết tay, chưa biết sử dụng phần mềm hỗ trợ để lập trình Trong nhu cầu chế tạo sản phẩm có hình dáng hình học phức tạp ngày gia tăng, đặc biệt số lĩnh vực ngành da giầy, ngành dệt, sản xuất hàng tiêu dùng, chế tạo khuôn mẫu Vì vậy, ứng dụng công nghệ CAD/CAM phục vụ cho máy công cụ CNC vấn đề nhiều người quan tâm, công nghệ không phục vụ sản xuất đại, mà góp phần nâng cao suất chế tạo sản phẩm gia công khí Chất lượng sản phẩm gia công khí không vấn đề độ bền, độ bóng bề mặt, mà bao hàm độ xác vị trí tương quan, độ xác hình dáng hình học chi tiết gia công, thời gian, giá thành gia công chi tiết Để chế tạo sản phẩm khí có đủ tính trung tâm gia công CNC nhiều trục lựa chọn hiệu quả, nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm thời gian gia công Qua phân tích ta thấy việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm CAD/CAM vào việc xây dựng lập chương trình gia công cho bề mặt phức tạp máy công cụ CNC điều cần thiết Với định hướng chọn thực đề tài luận văn tốt nghiệp với nội dung “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm CAD/CAM/CNC thiết kế gia công bề mặt phức tạp máy gia công CNC” Nội dung luận văn gồm: - Chương 1: Tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài nước giới hạn nghiên cứu - Chương 2: Công nghệ CAD/CAM/CNC việc gia công bề mặt phức tạp - Chương 3: Ứng dụng phần mềm Catia để xây dựng làm chương trình gia công số bề mặt phức tạp - Chương 4: Kết gia công đánh giá chung sản phẩm Chương KẾT QUẢ GIA CÔNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ SẢN PHẨM 4.1 Gia công sản phẩm máy CNC 4.1.1 Máy gia công Việc gia công thực máy phay CNC Trung tâm thực hành trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Hình 4.1 Máy phay CNC GV503 Một số thông số máy: Kiểu máy Trung tâm gia công Hệ điều khiển Fanuc Số trục (X, Y, Z) Hành trình trục X 610 (mm) Hành trình trục Y 510 (mm) Hành trình trục Z 460 (mm) Đài gá dao 30 Trục Công suất máy 11 (Kw) Tốc độ lớn trục 12000 (vòng/phút) 91 4.1.2 Một số thông số công nghệ dao cụ TT Nguyên Công Dao v (mm/ph) S (v/ph) F (mm/ph) Thô Dao trụ 32, 150 2000 800 Bán tinh Dao cầu 12 120 3200 1000 Tinh Dao cầu 6 120 6000 1200 Hình 4.2 Dao trụ 32 ghép mảnh VP15TF, hãng Mitsubishi Hình 4.3 Dao cầu 12 (Super Carbide Tool) CEB2 6R TIALN, hãng CMTéc 92 Hình 4.4 Dao cầu 6 (Micro Grain Carbide) S220 EB2 3R TIALN, hãng CMTéc 4.1.3 Sản phẩm Sau gia công làm ta sản phẩm Ống nối: Hình 4.5 Sản phẩm Lõi khuôn động sau gia công 93 4.2 Kiểm tra sản phẩm sau gia công để đánh giá độ xác chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công 4.2.1 Đo độ nhám bề mặt sản phẩm - Độ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt): Độ nhám bề mặt CTM tập hợp tất bề lồi, lõm với bước cực nhỏ quan sát khoảng ngắn tiêu chuẩn - Độ nhám bề mặt chi tiết máy đánh giá chủ yếu dựa hai đại lượng sau: - Sai lệch trung bình số học prôfin Ra: Là trung bình cộng giá trị chiều cao h tính từ đường trung bình phạm vi chiều dài chuẩn l Ra  1 n hx dx   hi  l0 n i 1 Với: - l: Chiều dài chuẩn - hx: Chiều cao nhấp nhô tính từ đường chuẩn - n: Số nhấp nhô đo - Chiều cao nhấp nhô prôfin theo 10 điểm Rz: Là trị số trung bình tổng giá trị tuyệt đối chiều cao đỉnh cao chiều sâu đáy thấp prôfin giới hạn chiều dài chuẩn H Rz  - max i 1   H i 1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) độ nhám chia thành 14 cấp, thấp cấp cao cấp 14 Rz dùng cho trường hợp độ nhám từ cấp 1-5, cấp 13, 14 Còn từ cấp 6-12 sử dụng Ra - Ký hiệu độ nhám ghi vẽ kỹ thuật: Ghi theo Rz: Rz40 Ghi theo Ra: 2.5 94 Ra(m) Rz(m) Cấp độ nhám 10 11 12 13 14 Không lớn 84 40 20 10 2,5 1,25 0,63 0,32 0,16 0,08 0,04 0,02 0,01 320 150 80 40 20 10 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 Chiều dài chuẩn l (mm) 2,5 0,8 0,25 0,08 Bảng 4.1 Các cấp độ nhám - Việc đo độ bóng sau gia công thực máy đo độ bóng Mitutoyo SJ-400 phòng thí nghiệm khí xác trường đại học Công nghiệp Hình dáng bên máy đo hình 4.6 Hình 4.6 Máy đo độ bóng Mitutoyo SJ-400 95 - Đây sơ đồ đầu đo để thực việc đo độ bóng Chiều dài chuẩn để thực lấy mẫu kết đo L = 4(cm) Chiều tiến dầu đo từ vào hình vẽ 4.7 Hình 4.7 Đầu đo thực đo độ bóng Sau dùng máy đo để kiểm tra số vị trí bề mặt chi tiết ta thấy: - Chất lượng bề mặt chi tiết tốt - Độ nhám trung bình đạt Ra = 0,19 m 4.2.2 Kiểm tra độ xác sản phẩm 4.2.2.1 Các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ xác gia công máy CNC Độ xác máy: Độ xác máy trạng thái không tải gọi độ xác hình học Tuỳ theo độ xác máy CNC người ta chia chúng loại: - Máy có độ xác bình thường - Máy có độ xác tương đối cao - Máy có độ xác cao - Máy có độ xác cao Nếu so sánh độ xác gia công máy đó, ta có tỷ lệ sau: giả sử dung sai loại máy thứ dung sai gia công máy loại thứ 0,6; máy loại thứ ba 0,4 máy loại thứ tư 0,25 Khi kiểm tra độ xác máy người ta xác định: - Độ xác hình học vị trí tương quan bề mặt để định vị chi tiết gia công dụng cụ cắt - Độ xác chuyển động cấu chấp hành máy cấu dẫn hướng 96 - Độ xác vị trí trục quay độ xác dịch chuyển cấu chấp hành mang chi tiết dụng cụ cắt - Độ xác độ nhám bề mặt gia công Ngoài ra, độ xác máy CNC đặc trưng yếu tố như: độ xác định vị vị trí đường thẳng cấu chấp hành thay đổi hướng chuyển động; độ xác chuyển vị trí ban đầu cấu chấp hành; khả dịch chuyển ổn định cấu chấp hành đến điểm xác định; độ xác nội suy đường cong vị trí ổn định dao sau thực chạy dao tự động Độ xác hệ thống điều khiển: - Sai số nội suy chế độ nội suy: Sai số nội suy có ảnh hưởng đáng kể đến sai số gia công Đối với nội suy sai số hình học (sai số quỹ đạo thực so với quỹ đạo định) phụ thuộc vào góc nghiêng quỹ đạo so với trục toạ độ không vượt giá trị xung Δ = 0,1mm, ảnh hưởng lớn đến sai số gia công Đối với máy CNC hệ giá trị Δ khoảng 0,001 ÷ 0,002mm, không ảnh hưởng nhiều đến sai số gia công, nhiên ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt Một loại sai số khác không phụ thuộc vào nội suy lại xuất chế độ nội suy Nguyên nhân sai số sai số chu kỳ truyền động cấu chạy dao Cụ thể, sai số xuất nguyên nhân: dao động đọc sai số bước trục vít me; sai số tích luỹ bánh đatric phản hồi; độ không đồng tâm trục hệ: động chạy dao – hộp giảm tốc – trục vít me-đatric Khi gia công theo toạ độ sai số thể độ không đồng cấu chạy dao (lượng chạy dao thay đổi chút ít) chúng không ảnh hưởng đến sai số gia công độ nhám bề mặt Tuy nhiên, gia công theo nhiều toạ độ lúc (chế độ nội suy theo nhiều trục) chuyển động không theo trục ảnh hưởng đến sai số gia công độ nhám bề mặt 97 - Sai số phương pháp xấp xỉ: Khi ứng dụng nội suy đường thẳng để gia công chi tiết theo coutour phải dùng phương pháp xấp xỉ để xác định toạ độ điểm gây sai số gia công Để giảm sai số gia công phải giảm bước xấp xỉ, nghĩa giảm Δφ Sai số gá đặt phôi: Như biết giáo trình “công nghệ chế tạo máy” không tính đến sai số đồ gá sai số gá đặt … xác định tổng sai số chuẩn … sai số kẹp chặt Đối với chi tiết dạng hộp để đạt độ xác cao nhất, theo khái niệm công nghệ truyền thống chuẩn đo lường chuẩn định vị phải trùng Như vậy, để đạt kích thước nguyên công thứ (hay bước thứ nhất) ta phải gia công mặt chuẩn (cũng mặt chuẩn đo lường) Tuy nhiên máy CNC đạt độ xác cao lần gá ta gia công tất mặt chuẩn đo lường tất mặt phẳng khác có kích thước xác định từ mặt chuẩn đo lường Như vậy, với trường hợp gia công lần gá dùng mặt phẳng phụ để làm chuẩn định vị, chí bề mặt không gia công (hoặc chưa gia công) Điều có ý nghĩa quan trọng gia công chi tiết trung tâm gia công Nếu biến dạng tất chi tiết loạt xác định xác kích thước điều chỉnh máy có lệnh bù hiệu chỉnh dao Tuy nhiên, vật liệu chi tiết không đồng lực kẹp không ổn định sinh sai số kẹp chặt Sai số điều chỉnh dao: Các thiết bị đo lường đại có độ xác cao (thang chia độ đạt tới 0,001mm) độ phóng đại hình chiếu tới 30 lần Tuy nhiên, độ xác thiết bị đo lường cao điều chỉnh dao có sai số Sai số sinh do: sai số dụng cụ đo (δ1…δ8) sai số kẹp chặt dao máy điều chỉnh để đạt kích thước (δ0…δ8) 98 Sai số điều chỉnh máy: Sai số điều chỉnh máy xác định tổng hợp điều chỉnh dao, điều chỉnh cấu máy đồ gá có tính đến yếu tố xuất trình gia công để đạt kích thước với dung sai yêu cầu Vị trí tương quan hệ thống công nghệ (máy-dao-đồ gá-chi tiết) gọi “kích thước điều chỉnh” Sai số điều chỉnh máy δ… hiệu giá trị giới hạn “kích thước điều chỉnh” phụ thuộc vào: sai số điều chỉnh dao δ…; sai số vị trí điểm chương trình δ…; sai số chi tiết cắt thử δ… độ lệch tâm phân bố chi tiết cắt thử so với tâm phân bố lúc điều chỉnh δ… Độ xác điều chỉnh máy tăng số chi tiết cắt thử tăng Tuy nhiên, gia công loạt nhỏ chi tiết số chi tiết cắt thử cho phép 1, để đạt yêu cầu phải xác định xác vị trí điểm chương trình sử dụng sai số hiệu chỉnh dao thích hợp Sai số chế tạo dao: Khi tiện, bề mặt gia công tạo hình điểm khác nằm phần cung tròn đỉnh dao: r-bán kính cung tròn, mặt trụ tạo hình điểm A; mặt đầu tạo hình điểm B Các yếu tố luôn tính đến lập trình gia công mặt côn mặt cong Khi gia công mặt côn cần đưa vào chương trình giá trị hiệu chỉnh a theo trục Z Nếu bán kính đỉnh dao thực tế khác bán kính đỉnh dao lập trình xuất sai số gia công chi tiết Độ mòn dao: Độ mòn dao có ảnh hưởng lớn đến sai số gia công đặc biệt chế tạo chi tiết từ vật liệu chịu lửa vật liệu có độ bền cao Chỉ tiêu mòn kích thước hd diện tích mòn theo mặt sau, độ mòn kích thước hp giá trị mà chiều dài dao giảm xuống sau thời gian làm việc Như vậy, dao bị ngắn đường kính tăng lên Độ mòn dao sai số hệ thống thay đổi Ta thấy lần điều chỉnh dao thứ trường phân bố kích thước 6σ lệch khoảng so với giới hạn dung sai δ 99 Sau thời gian T1 trường phân bố kích thước không thay đổi tâm phân bố xê dịch giá trị ΔC0: ΔC0 = ΔC1 = D1 – D0 (do độ mòn dao gây ra) Sau khoảng thời gian T1 tâm phân bố lại xê dịch giá trị ΔC1 Sai số hệ thống tổng cộng là: ΔC2 = 2ΔC1 Để cho kích thước gia công không vượt phạm vi dung sai sau thời gian người ta phải điều chỉnh lại dao (gọi vi chỉnh) Nhìn chung, sai số hệ thống thay đổi xác định theo công thức: ΔC = tgα.T (tgα cường độ mòn kích thước dao) Vi chỉnh thực tay tự động Khi vi chỉnh tay cho máy CNC công nhân sau khoảng thời gian định (hoặc sau số chi tiết gia công) phải thực khai báo hiệu chỉnh dao Đối với vi chỉnh tự động hiệu chỉnh dao khai báo chương trình lập sẵn Độ cứng vững hệ thống công nghệ: Như biết, theo giáo trình “Công nghệ chế tạo máy” hệ thống công nghệ bao gồm: máy-dao-đồ gá-chi tiết gia công Trong trình gia công hệ thống biến dạng đàn hồi tác dụng lực cắt Ngoài ra, lực cắt gây biến dạng tiếp xúc chi tiết hệ thống công nghệ Biến dạng đàn hồi biến dạng tiếp xúc có ảnh hưởng lớn đến sai số gia công Sai số gia công giảm dần qua nguyên công tỉ lệ sai số sau trước gia công gọi hệ số xác hoá K: K = Δb/Δa Ở đây: - Δa sai số trước gia công; - Δb sai số sau gia công Hệ số K luôn nhỏ 1, nguyên công (hay bước) cần phải giảm lượng dư chiều sâu cắt Để nâng cao độ xác gia công phải thực quy trình công nghệ qua nhiều nguyên công (hay nhiều bước), nhiên máy có độ cứng vững cao ta giảm số nguyên công (hay số bước) mà đảm bảo độ xác yêu cầu 100 Các máy CNC có độ cứng vững cao máy vạn thông thường khoảng 40 – 50%, điều kiện gia công độ xác đạt máy CNC cao Sai số tổng cộng chi tiết gia công máy CNC: Sai số gia công máy CNC chia ba nhóm sau đây: sai số kích thước (Δa): sai số hình dạng (Δb) sai số hệ thống tích luỹ (Δc) Sai số tổng cộng xác định theo công thức: Δ = Δa2 + Δb2 + Δc2 Lần lượt xét sai số trên: Δa1 – sai số kích thước sinh sai số hệ thống điều khiển Δa2 – sai số kích thước sinh sai số tái tạo chương trình Δa3 – sai số kích thước sinh sai số định vị vị trí Δa4 – sai số kích thước sinh sai số cấu chạy dao Δa5 – sai số kích thước sinh sai số cấu truyền động máy Δa6 – sai số kích thước sinh sai số chuẩn bị chương trình Δa7 – sai số kích thước sinh sai số nội suy Δa8 – sai số kích thước sinh sai số lập trình Δa9 – sai số kích thước sinh sai số điều chỉnh máy 10 Δa10 – sai số kích thước sinh sai số kiểm tra điều chỉnh máy 11 Δa11 – sai số kích thước sinh sai số kẹp chặt đầu gá dao quay đầu rơvônve 12 Δa12 – sai số kích thước sinh sai số gá đặt cấu điều chỉnh dao 13 Δa13 – sai số kích thước sinh sai số điều chỉnh dao sơ (trong cấu điều chỉnh dao) 14 Δa14 – sai số kích thước sinh sai số gá đặt phôi 15 Δa15 – sai số kích thước sinh sai số đồ gá 16 Δa16 – sai số kích thước sinh sai số kẹp chặt phôi 17 Δa17 – sai số kích thước sinh sai số định vị phôi 18 Δb1 – sai số hình dáng sinh sai số hình học chi tiết máy 101 19 Δb2 – sai số hình dáng sinh sai số hình học cấu lắp ráp máy 20 Δb3 – sai số hình dáng sinh sai số hình học dao 21 Δb4 – sai số hình dáng sinh biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ 22 Δb5 – sai số hình dáng sinh biến dạng đàn hồi máy 23 Δb6 – sai số hình dáng sinh biến dạng đàn hồi dao 24 Δb7 – sai số hình dáng sinh biến dạng đàn hồi đồ gá 25 Δb8 – sai số hình dáng sinh mòn dao 26 Δb9 – sai số hình dáng sinh biến dạng nhiệt đồ gá 27 Δb10 – sai số hình dáng sinh biến dạng nhiệt máy 28 Δb11 – sai số hình dáng sinh biến dạng nhiệt dao 29 Δb12 – sai số hình dáng sinh biến dạng nhiệt chi tiết gia công 30 Δc1 – sai số hệ thống tích luỹ sinh mòn dao 31 Δc2 – sai số hệ thống tích luỹ sinh biến dạng đồ gá 32 Δc3 – sai số hệ thống tích luỹ sinh biến dạng nhiệt máy 33 Δc4 – sai số hệ thống tích luỹ sinh biến dạng nhiệt dao 4.2.2.2 Kiểm tra đánh giá độ xác chi tiết Việc kiểm tra lại độ xác sản phẩm thực máy đo ATOS I (2M) Trung tâm dịch vụ công nghệ 3D (3D TECH) Hình 4.9 Thiết bị Scan 3D ATOS I 102 Một số thông số kỹ thuật máy: - Số điểm đo lần scan 2.000.000 (điểm) Thời gian lần scan 1,3 (giây) Thể tích đo nhỏ 40 x 30 x 30 (mm) Thể tích đo lớn 1000 x 800 x 800 (mm) Khoảng cách điểm đo 0,06 – 0,25 (mm) Theo kết ta thấy sai số chủ yếu tập trung số vị trí mà cụ thể giao bề mặt Sở dĩ có sai số có sai số hình học dao Ở nơi mà bán kính dao nhỏ bán kính góc lượn dao hoàn toàn gia công Ngược lại, nơi mà bán kính dao lớn bán kính góc lượn dao gia công vào Điều có nghĩa bán kính dao gia công nhỏ sai số sinh nhỏ, bán kính dao gia công lớn sai số gia công lớn Hình 4.13 Sai số gia công – Biên dạng lập trình; – Điểm cắt lý thuyết; – Lưỡi cắt lý thuyết dụng cụ; – Lưỡi cắt thực dụng cụ; – Góc biên dạng, không gia công bán kính lưỡi cắt - Như vậy, để xử lý sai số việc sửa nguội sau gia công xong điều khó tránh khỏi Tuy nhiên, cách tốt ta nên xử lý chúng trình thiết kế sản phẩm, hạn chế mức tối đa góc chết sản phẩm Đồng thời trình gia công nên sử dụng dao cụ tốt 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Công nghệ CAD/CAM/CNC bước nhảy vọt ngành công nghiệp khí, mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật to lớn, giúp giảm thiểu sức lao động Nhưng để đạt hiệu lại đòi hỏi trình độ sản xuất cao kỹ sư công nhân đứng máy Tuy công nghệ có bước phát triển mạnh mẽ nước có công nghiệp phát triển, nước ta việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM nhiều bất cập điều kiện thiết bị người Đứng trước nhu cầu vậy, thực đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm CAD/CAM/CNC Catia,Mastercam thiết kế gia công bề mặt phức tạp máy CNC” Các kết nghiên cứu luận văn đáp ứng tốt mục tiêu, yêu cầu, nhiệm vụ nghiên cứu đặt ra: - Lựa chọn công cụ CAD/CAM hợp lý để trợ giúp thiết kế, lập trình gia công - Nghiên cứu, ứng dụng phần mềm Catia nhằm xây dựng vẽ 2D, 3D làm cho chương trình NC để gia công máy CNC - Qua trình thiết kế, gia công sản phẩm Ống nối, với trợ giúp phần mềm CAD/CAM, việc khai thác công cụ đại Catia tiến bước quan trọng - Các nội dung thực luận văn đảm bảo tính khoa học, tính thực tiễn Kiến nghị: - Trên sở kết đạt luận văn, tiếp tục nghiên cứu ứng dụng khác Catia - Phát triển tiếp kết nghiên cứu đạt luận văn để thiết kế, chế tạo chi tiết phức tạp công cụ CAD/CAM/ máy CNC 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Zeid Ibrahim (1991), CAD/CAM Theory and Practice, Department of Mechanical Engineering Northeastern University, Singapore Trần Văn Địch, Trần Xuân Việt, Nguyễn Trọng Doanh, Lưu Văn Nhang (2001), Tự động hóa trình sản xuất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tạ Duy Liêm (2005), Kỹ thuật điều khiển điều chỉnh lập trình khai thác máy công cụ CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Lê Trung Thực, Hoàng Phương, Thái Sơn (2002), Hướng dẫn thực hành Pro/Engineer 2001, Nhà xuất Lao Động – Xã Hội, Hà Nội Mitutoyo, SJ-201P Surface roughness tester, Mitutoyo Comrporation Tài liệu hướng dẫn sử dụng máy CNC GV503 105 ... 2.5 Phần mềm Mastercam 30 2.5.1 Giới thiệu chung 31 2.5.2 Các chức phần mềm Mastercam 32 2.5 Kết luận chương II 55 Chương 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA V5R20 VÀ... “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm CAD/CAM/CNC thiết kế gia công bề mặt phức tạp máy gia công CNC” Nội dung luận văn gồm: - Chương 1: Tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài nước giới hạn nghiên cứu. .. phần mềm CAD/CAM, loại có ưu, nhược điểm riêng nên việc lựa chọn sử dụng để phát huy tối đa tiện ích chúng vấn đề đáng quan tâm Trong giới hạn đề tài trình bày việc nghiên cứu ứng dụng phần mềm