Cơ sở hình động học lý thuyết tạo hình bằng phương pháp đối tiếp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGUYỄN XUÂN HẠ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN XUÂN HẠ NGÀNH CƠ HỌC MÁY CƠ SỞ HÌNH ĐỘNG HỌC LÝ THUYẾT TẠO HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐI TIẾP 2006 - 2008 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội 2008 HÀ NỘI - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN XUÂN HẠ CƠ SỞ HÌNH ĐỘNG HỌC LÝ THUYẾT TẠO HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐI TIẾP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CƠ HỌC MÁY Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS PHAN VĂN ĐỒNG HÀ NỘI - 2008 -1MỤC LỤC MỤC LỤC - MỞ ĐẦU - CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH 1.1 CÁC CƠNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG TẠO HÌNH - 1.1.1 Phương pháp đúc - 1.1.2 Phương pháp gia công áp lực - 1.1.3 Gia công cắt gọt - 10 1.1.4 Phương pháp gia công tiên tiến - 12 1.2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG TẠO HÌNH - 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ HÌNH ĐỘNG HỌC SỬ DỤNG TRONG TẠO HÌNH 2.1 ĐẶC TRƯNG CỦA ĐƯỜNG CONG - 18 2.1.1 Đặc trưng đường cong phẳng - 18 Biểu diễn đường cong phẳng - 18 2.Tiếp tuyến pháp tuyến đường cong phẳng - 19 Độ cong đường cong - 20 b Biểu thức tính độ cong - 21 Tâm cong vòng tròn mật tiếp - 22 2.1.2 Đặc trưng đường cong không gian - 23 Phương trình đường cong - 23 Khảo sát đặc trưng đường cong không gian - 24 2.2 ĐẶC TRƯNG CỦA MẶT CONG - 30 2.2.1 Các đặc trưng mặt cong - 30 Phương trình - 30 Lưới đường tọa độ mặt - 31 Tiếp diện pháp tuyến mặt cong - 32 2.2.2 Mặt kẻ mặt khả triển - 34 Định nghĩa - 34 Điều kiện khả triển mặt kẻ - 34 2.2.3 Đường cong mặt cong - 39 Dạng toàn phương thứ – yếu tố dài mặt cong - 39 Dạng toàn phương thứ hai – độ cong pháp - 40 Lý thuyết độ cong mặt - 41 Các phương điểm mặt cong - 45 Đường độ cong - 47 Độ cong Gauss mặt cong - 48 Phân loại điểm theo độ cong Gauss, đồ Dupin - 50 2.3 BIỂU DIỄN CÁC ĐƯỜNG CONG VÀ MẶT CONG THƯỜNG DÙNG TRONG THIẾT KẾ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH (CAD) - 52 2.3.1 Biểu diễn đường cong - 52 - -21 Đường cong Hermite - 53 Đường cong Bezier - 53 Đường cong B-Spline - 54 2.3.2 Biểu diễn mặt cong - 55 Mặt Hermite bậc - 55 Mặt Bezier - 56 2.4 CHUYỂN ĐỘNG TẠO HÌNH - 56 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO MẶT ĐỐI TIẾP SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ CẮT GỌT 3.1 PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH HÌNH HỌC (cổ điển) - 64 3.1.1 Bao hình họ bề mặt phụ thuộc tham số - 64 3.1.2 Bao hình họ bề mặt phụ thuộc hai tham số - 67 3.1.3 Phương pháp bao hình hình học áp dụng cho toán phẳng - 68 3.1.4 Xét ví dụ áp dụng - 71 Ví dụ - 71 Ví dụ - 72 3.2 PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH CẢI TIẾN - 74 3.3 PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH ĐỘNG HỌC - 74 3.3.1 Xét tốn khơng gian - 74 3.3.2 Xét toán phẳng - 77 3.3.3 Ví dụ áp dụng - 78 3.4 PHƯƠNG PHÁP TIA VÍT - 82 3.5 PHƯƠNG PHÁP LÁT CẮT - 82 3.6 PHƯƠNG PHÁP VÉC TƠ ĐẶC TRƯNG TIẾP XÚC - 83 3.6.1 Véc tơ đặc trưng tiếp xúc mặt - 84 Đối với mặt Hêlicôit - 84 Đối với lớp mặt tròn xoay - 85 Đối với lớp mặt trụ - 85 3.6.2 Véc tơ đặc trưng tiếp xúc vận tốc chuyển động tương đối - 86 Đối với chuyển động tương đối chuyển động vít pt - 86 Chuyển động tương đối chuyển động quay - 86 Chuyển động tương đối chuyển động tịnh tiến - 86 3.6.3 Biểu diễn đối tiếp – ăn khớp thông qua véc tơ đặc trưng tiếp xúc - 87 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP VÉC TƠ ĐẶC TRƯNG – TIẾP XÚC XÁC ĐỊNH MẶT NGUYÊN CỦA DỤNG CỤ 4.1 XÁC ĐỊNH MẶT NGUYÊN CỦA DỤNG CỤ KIỂU TRỤ, KIỂU TRỊN XOAY ĐỂ TẠO HÌNH MẶT HÊLICÔIT - 89 4.2 XÁC ĐỊNH MẶT NGUN CỦA DỤNG CỤ KIỂU HÊLICƠIT ĐỂ TẠO HÌNH MẶT HÊLICÔIT - 93 4.3 XÁC ĐỊNH MẶT NGUYÊN CỦA DỤNG CỤ KIỂU HÊLICÔIT ĐỂ TẠO HÌNH MẶT TRỤ - 98 4.4 VÍ DỤ ÁP DỤNG - 104 - -3CHƯƠNG 5: CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH BẰNG GIA CÔNG NC, CNC 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY NC, CNC - 113 5.1.1 Khái niệm NC, CNC - 113 5.1.2 Sự phát triển máy NC, CNC - 113 5.1.3 Ưu điểm máy NC, CNC - 114 5.2 CÁC MÁY CNC THÔNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP - 115 5.2.1 Máy khoan CNC (Drilling Machines) - 115 5.2.3 Máy tiện CNC (Turning Machines) - 116 5.2.4 Máy doa CNC (Boring Machines) - 117 5.2.5 Máy mài CNC (Grinding Machines) - 118 5.2.5 Trung tâm gia công (Machining Center) - 118 5.3 NGUYÊN TẮC TẠO HÌNH BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY CNC - 119 5.3.1 Dụng cụ cắt - 119 5.3.2 Nguyên tắc chọn quỹ đạo gia công - 120 5.3.3 Nguyên tắc xác định thông số điều khiển cho máy CNC - 123 KẾT LUẬN - 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 131 - -4- MỞ ĐẦU Nhiệm vụ lý thuyết tạo hình xây dựng sở lý thuyết cho việc tính tốn, thiết kế dụng cụ tạo hình mặt tạo hình Do đó, u cầu người thiết kế, tính tốn phải nắm nguyên lý tạo hình bề mặt bao gồm: động học hình thành bề mặt, đặc trưng bề mặt, chuyển động tương đối bề mặt, phương pháp hình thành bề mặt Thực chất nghiên cứu hình động học trình tạo hình bề mặt nghiên cứu lý thuyết đối tiếp Nó bao gồm hai tốn là: ăn khớp – đối tiếp ăn khớp tạo hình Bài tốn đối tiếp – ăn khớp đặt nghiên cứu lý thuyết ăn khớp truyền Tại nước công nghiệp sớm phát triển lý thuyết đối tiếp – ăn khớp, hình học ăn khớp hình thành phát triển từ kỷ 17 Vào cuối kỷ 19, với phát triển mạnh mẽ cơng nghiệp, lý thuyết đối tiếp – ăn khớp, hình học ăn khớp, độ bền ăn khớp bắt đầu thời kỳ phát triển mạnh Từ đầu kỷ 20 đến với phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin lý thuyết đối tiếp – ăn khớp chuyển dần từ phương pháp đồ thị sang phương pháp giải tích, xuất phương pháp tổng hợp mặt đối tiếp – ăn khớp gần thỏa mãn yêu cầu cụ thể Bài toán đối tiếp – tạo hình đối tiếp dụng cụ vật tạo hình q trình gia cơng Nó bao gồm hai tốn: - Bài tốn thuận: từ mặt nguyên dụng cụ sơ đồ gia công xác định bề mặt gia công - Bài tốn ngược: từ bề mặt gia cơng sơ đồ gia công xác định mặt nguyên dụng cụ -5- Trong việc thiết kế dụng cụ theo nguyên tắc bao, việc xác định mặt nguyên dụng cụ việc xác định mặt đối tiếp – ăn khớp với mặt cần tạo hình chuyển động tạo hình Với mục đích cung cấp kiến thức sở cho việc tính tốn hình động học q trình tạo hình bề mặt, tác giả thực đề tài “CƠ SỞ HÌNH ĐỘNG HỌC LÝ THUYẾT TẠO HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐI TIẾP” với nội dụng sau đây: - Giới thiệu tổng quan phương pháp cơng nghệ sử dụng tạo hình - Xây dựng sở hình học động học trình tạo hình bề mặt - Nghiên cứu phương pháp tạo mặt đối phương pháp bao hình, phương pháp véc tơ đặc trưng tiếp xúc số phương pháp khác - Trên sở phương pháp véc tơ đặc trưng tiếp xúc thực tính mặt ngun dụng cụ tạo hình áp dụng lớp truyền Helicoit số trường hợp cụ thể - Giới thiệu phương pháp tạo hình công nghệ NC, CNC – phương pháp đại áp dụng nhiều thực tế -6- CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG NGHỆ TẠO HÌNH Các vật dụng tập hợp nhiều chi tiết lắp ghép theo kiểu khác nhau, chúng có chức năng, hình dáng đa dạng Để chế tạo cần phải sử dụng công nghệ chế tạo phù hợp để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, kinh tế Tùy thuộc vào hình dáng vật liệu chi tiết ta có chế cơng nghệ tương ứng, chúng thể thông qua thiết bị tạo hình Để có nhìn tổng quan phương pháp tạo hình chương tác giả điểm qua cơng nghệ sử dụng tạo hình mặt đặc điểm công nghệ thiết bị 1.1 CÁC CƠNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG TẠO HÌNH 1.1.1 Phương pháp đúc Thực chất đúc trình điền đầy kim loại thể lỏng vào lịng khn đúc có hình dạng, kích thước định sẵn Sau kim loại đông đặc, ta thu sản phẩm tương ứng với lịng khn Dựa vào đặc điểm ta có số phương pháp đúc chủ yếu sau (hình 1.1): - Đúc khuôn cát (Sand Casting) - Đúc khuôn vỏ mỏng (Shell – Mold Casting) - Đúc mẫu chảy (Investment Casting) - Đúc chân không (Vacuum Casting) - Đúc khuôn vĩnh cửu (Permanent – Mold Casting) - Đúc rỗng mỹ thuật (Slush Casting) - Đúc áp lực (Pressure Casting) - Đúc ly tâm (Centrifugal Casting) -7- Hình 1.1 Một số phương pháp đúc 1.1.2 Phương pháp gia công áp lực Gia công áp lực dựa vào tính dẻo kim loại, dùng ngoại lực thiết bị làm cho kim loại biến dạng theo hình dạng u cầu Kim loại giữ tính nguyên vẹn không bi phá huỷ Gia công áp lực phương pháp gia cơng khơng phoi, tổn hao kim loại, có suất cao Sau gia cơng áp lực chất lượng kim loại cải thiện nên chi tiết quan trọng thường chế tạo từ kim loại qua gia công áp lực -8- Những dạng gia công kim loại áp lực cán, kéo sợi, ép, rèn dập a Cán (Rolling of Metals) Là ép kim loại cách cho kim loại hai trục quay máy cán, phôi biến dạng di chuyển nhờ quay liên tục trục cán ma sát trục cán với phôi Trên 60% phôi để rèn dập cán cung cấp Trên hình hình 1.2 số dạng sản phẩm tạo cán b Ép kim loại (Extrustion of Metals) Là trình nén kim loại khn kín qua lỗ khn ép để nhận hình dáng kích thước chi tiết cần chế tạo (hình 1.3) c Rèn tự Là phương pháp biến dạng kim loại tác dụng lực đập búa lực ép máy ép Quá trình biến dạng kim loại tự do, không bị hạn chế khuôn khổ định d Dập thể tích (Forging Metal) Là phương pháp rèn mà kim loại biến dạng lịng khn (hình 1.4a) e Dập (Sheep – Metal Forming) Là phương pháp chế tạo chi tiết từ phôi liệu dạng Sự biến dạng kim loại khn dập có hình dáng kích thước xác định (hình 1.4b) - 119 - Hình 5.6 Trung tâm gia cơng trục đứng 5.3 NGUYÊN TẮC TẠO HÌNH BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY CNC 5.3.1 Dụng cụ cắt Xét mặt hình học máy CNC có khả dẫn dắt dụng cụ theo quỹ đạo phức tạp để gia cơng tạo hình, hình học dụng cụ không cần phức tạp mà đảm bảo độ xác gia cơng cho phép Đối với bề mặt gia cơng cần phải chọn dụng cụ có hình dáng phù hợp, “phù hợp” khơng có nghĩa có cơng thức để chọn hình học dao, mà phải hiểu theo nghĩa với mơ hình bề mặt gia cơng chọn dụng cụ thích hợp đảm bảo lấy lượng dư nhiều nhất, chất lượng bề mặt tốt nhất, suất cao Dụng cụ cắt việc đảm bảo chế độ cắt gọt tốt cần phải có hình dáng phù hợp Yêu cầu nhiều không đáp ứng cách thỏa đáng, ví dụ phay dao phay đầu cầu có khả gia cơng mẩu mặt phức tạp, lại - 120 - có nhược điểm mũi điều kiện cắt gọt không đảm bảo chất lượng bề mặt 5.3.2 Nguyên tắc chọn quỹ đạo gia công Trong gia công máy CNC điểm cắt trùng với điểm tạo hình quỹ đạo điểm tạo hình phủ lên bề mặt cần tạo hình quỹ đạo đường tạo hình hay cịn đường dụng cụ (Tool Path) Trên hệ định nghĩa hệ tọa độ gắn với phôi xét chuyển động tương đối dụng cụ gắn với phơi ta xem phơi thành phần cố định q trình gia cơng, cịn dụng cụ chuyển động so với phơi Các chuyển động tương đối dụng cụ phơi từ đến bậc tự tùy theo thiết bị Để xác định đường dụng cụ ta phải: - Hiểu rõ chất, nguyên lý tạo hình bề mặt khơng gian phức tạp gia công CNC - Lựa chọn phương án chạy dao hợp lý theo mơ hình cần gia cơng theo tiêu chí suất chất lượng Vậy: Đường dụng cụ quỹ đạo điểm tạo hình - đường mà điểm dụng cụ tiếp xúc với bề mặt gia cơng q trình tạo hình Điểm tạo hình tùy thuộc vào loại dụng cụ Tùy theo phương thức gia công 2D, 3D, 5D chọn đường dụng cụ tương ứng Khi tính tốn đường dụng cụ ta phải ý đến số thông số sau: - Độ đồng dốc - Hình dáng đường dụng cụ: chạy song song, chạy xoắn ốc, chạy hướng kính (hình 5.7) - 121 - a) Xoắn ốc c) Hướng kính b) Song song Hình 5.7 Các kiểu dáng đường dụng cụ 2D - Hướng tiến dao: cắt thuận, cắt nghịch hay cắt hỗn hợp (hình 5.8) Đường chạy dao cắt Đường chạy dao nhanh Đường chạy dao cắt Biên giới hốc gia cơng Hình 5.8 Ảnh hưởng hướng tiến dao đến đường dụng cụ - Khoảng cách hai vị trí đường chạy dao liên tiếp (hình 5.9) - Khoảng cách điểm liên tiếp đường dụng cụ (hình 5.9) Ta đưa nguyên tắc chung xác định đường dụng cụ - Bước 1: Xác định đường dụng cụ cho số lượng thơng số cần điều khiển tốt, đồng thời độ đồng dốc tốt - Bước 2: Tính tốn điểm cắt chính, kết thúc việc tính tốn ta liệu định vị dụng cụ - 122 - - Bước 3: Với đường dụng cụ chọn Từ liệu bước ta nối chúng lại với theo quy luật để số liệu điều khiển - Bước 4: Kiểm tra đường dụng cụ Kiểm tra va chạm thân dụng cụ với bề mặt chi tiết gia công, kiểm tra cắt lẹm cục điểm tạo hình (hình 5.10) Dụng cụ cắt Khoảng cách lần chạy liên tiếp Chiều cao nhấp nhô Khoảng cách đường chạy dao liên tiếp Chi tiết gia cơng Hình 5.9 Các thơng số đường dụng cụ Hình 5.10 Hiện tượng va chạm tính đường dụng cụ - 123 - 5.3.3 Nguyên tắc xác định thông số điều khiển cho máy CNC Trong trường hợp tổng quát ta có sơ đồ gia cơng hình 5.11: kD n ZF M OD τ (C) β Z0 OF YD XD ZD YF XF O0 Y0 Chuỗi động X0 Hình 5.11 Sơ đồ gia công máy CNC - Dụng cụ bàn gá mang phôi nối với thân máy thông qua chuỗi động Các chuỗi động chuỗi động kín, hở hỗn hợp Việc phối hợp chuyển động chuỗi động tạo chuyển động tương đối phôi dụng cụ - Giả sử ta cần gia công bề mặt phôi không gian, ta xác định quỹ đạo gia công theo đường (C) bề mặt Thiết lập hệ trục tọa độ sau: - 124 - - Hệ H O - OO X O YO ZO cố định gắn với thân máy - Hệ H F - O F X F YF Z F gắn với phôi - Hệ H D - O D X D YD Z D gắn với dụng cụ Để thực tạo hình ngồi chuyển động cắt dụng cụ, máy phải tạo chuyển động tương đối dụng cụ phôi, việc thức thông qua chuyển động trục máy (chuỗi động) Tùy thuộc vào số trục máy CNC mà số chuyển động dao động từ đến nhiều Số trục nhiều máy linh hoạt việc tính tốn điều khiển khó khăn Thông số điều khiển cần xác định chuyển vị trục máy (quay tịnh tiến) để đảm bảo điều kiện tạo hình Số ẩn số cần xác định số bậc tự máy Từ phương trình bề mặt gia công ta xác định tọa độ điểm tạo hình M  M    thành phần tam diện động hệ H F : R H F ( τ, n, β) Từ sơ đồ động học máy ta viết phương trình xác định tọa độ điểm tạo hình M phôi M F dụng cụ M D :  M D  M F  M F  M D R H0 = M OF R H F ; R H0 = M OD R H D (5.1) M OF , M OD ma trận biến đổi hệ trục tọa độ từ hệ H F , H D hệ H O qua hệ trục tọa độ ma trân trung gian: M OF = M O1 M 12 M nF ; M OD = M O1' M 12' M mD (5.2) Như số thông số điều khiển cần xác định (m+n) ẩn số chứa ma trận biến đổi hệ trục tọa độ Từ thành phần tam diện động véc tơ đơn vị phương trục dao  k D ta chuyển chúng hệ cố định H O thông qua ma trận biến đổi M OF , M OD - 125 - Để tính tốn thơng số điều khiển cho máy ta xuất phát từ điều kiện tạo hình: - Tại vị trí gia cơng điểm tạo hình dao điểm tạo hình phơi phải  M F  M D trùng ( R H0 = R H0 ) (I) - Vận tốc tương đối dụng cụ chi tiết điểm cắt vng góc với véc tơ   pháp tuyến bề mặt gia công điểm ( V T ⊥ n ) (II) Như phân tích chương ta thấy gia cơng phay điển hình nhất, ta xét số trường hợp vị trí tương đối dao phôi minh họa D D D D L D A L A r r R R Các loại dao phay thường dùng hình 5.12 Hình 5.12 Các loại dao phay phổ biến gia công bề mặt cong Dao đầu cầu; Dao thân côn đầu cầu; Dao đầu phẳng; Dao thân côn đầu phẳng; Dao đầu phẳng có góc lượn; Dao đầu phẳng thân có góc lượn Khi sử dụng kiểu dao phải đảm bảo hai điều kiện tạo nói Trong điều kiện thứ hai xét đến vận tốc chuyển động tương  đối dao phơi V T phải vng góc với pháp tuyến bề mặt gia công điểm  tạo hình n Như ngun tắc tính thơng số điều khiển cho máy CNC dựa - 126 - tính chất tiếp xúc cặp mặt đối tiếp động xác định theo công thức (3.52) ω ω kD n kD ω ω kD kD n n VT a) ω VT VT ω kD kD ω n n n b) VT kD ω kD n n VT VT VT c) d) e) VT Hình 5.13 Chuyển động tương đối dao phôi Dao cắt vị trí tương quan dao bề mặt gia cơng có kiểu hình vẽ  n véc tơ pháp tuyến bề mặt gia cơng điểm cắt tạo hình ω vận tốc quay dao – vận tốc cắt  V T vận tốc tương đối dao phôi  k D véc tơ đơn vị phương trục dao Hình 5.13.a dao phay mặt đầu kiểu trụ khoả phẳng bề mặt Ta có   n ≡ k D trục dao Hình 5.13.b dao phay mặt đầu kiểu trụ tạo hình vành mép   Có n ≠ k D trục dao Hình 5.13.c dao phay trụ tạo hình mặt trụ hay mặt nón - 127 - Hình 5.13.d dao phay đầu xuyến Hình 5.13.e dao phay đầu cầu   Như từ điều kiện V T ⊥ n ta xác định vị trí tương đối giứa trục dao bề mặt gia cơng Ngồi ra, phải đảm bảo điều kiện cơng nghệ là: vận tốc cắt phải lớn hay vận tốc cắt tối thiểu cho phép Vcắt ≥ [ V ]min Từ ta xác định  vị trí tương đối véc tơ đơn vị phương trục dao k D tam diện động bề mặt gia công  Trường hợp tổng quát véc tơ đơn vị phương trục dao k D phải hợp với thành phần tam diện động bề mặt gia công θ ϕ xác định  Vị trí véc tơ đơn vị phương k D dao thành phần tam    diện động ( τ, n, β) xác định hình 5.12  n  θ kD ϕ M  β  τ Hình 5.12 Vị trí tương đối trục dao tam diện động Áp dụng điều kiện tạo hình (I) (II) ta có hệ phương trình xuất phát để xác định thông số điều khiển sau:  M F  M D R H0 = R H0  ∈ H0 :      k D n.cos θ + β.sin θ.cos ϕ + τ.sin θ.sin ϕ = - 128 - Kết hợp hệ phương trình với số điều kiện ràng buộc hình học ta giải tìm thông số điều khiển Nguyên tắc tác giả kiểm chứng vào việc xác định thông số điều khiển cho máy phay CNC trục, kết tính tốn lập trình mơ kiểm tra tính xác, cụ thể xem [7] - 129 - KẾT LUẬN Trong luận văn tiến hành nghiên cứu nội dụng xếp theo chương: - Chương 1: Tổng quan chung cơng nghệ tạo hình - Chương 2: Xây dựng sở hình học động học sử dụng tạo hình Tóm tắt vấn đề chình đặc trưng đường cong mặt phẳng không gian, đặc trưng mặt cong không gian Phân tích trường hợp hợp phân chuyển động - Chương 3: Xây dựng bề mặt đối phươnng pháp bao hình hình học, bao hình động học, phương pháp véctơ đặc trưng tiếp xúc số phương pháp khác Kết minh họa số ví dụ cụ thể - Chương 4: Áp dụng phương pháp véc tơ đặc trưng tiếp xúc tính tốn thiết kế mặt nguyên dụng cụ cho số trường hợp Kết áp dụng cụ thể vào tính mặt nguyên dao phay lăn gia công mặt bên then hoa - Chương 5: Giới thiệu vấn đề liên quan đến tạo hình cơng nghệ CN, CNC Đưa ngun tắc tính tốn đường dụng cụ nguyên tắc xác định thông số điều khiển cho máy NC, CNC Với kết đạt thấy việc nghiên cứu sở hình động học lý thuyết tạo hình quan trọng Luận văn kiến thức cơng nghệ khí, hình học vi phân, hình học giải tích lý thuyết đối tiếp – ăn khớp để giải vấn đề Trong luận văn trình bày tương đối kỹ vấn đề lý thuyết đường mặt Các phương pháp tạo mặt đối tiếp đề cập Đặc biệt áp - 130 - dụng phương pháp véc tơ đặc trưng tiếp xúc biến đổi tương đương quay tịnh tiến để giải trực tiếp đơn giản tốn đối tiếp tạo hình Ngồi ra, luận văn đưa vấn đề cơng nghệ NC, CNC Thực tốn đối tiếp – tạo hình cần giải nhiều vấn đề triệt để nữa, song thời gian có hạn nên tác giả tập trung vào số vấn đề trình bày Với nội dung đề tài nhiều hướng phát triển, cụ thể: - Hồn thiện sở hình học, động học q trình tạo hình theo hướng giải tích để ứng dụng tin học cách hiệu - Phát triển áp dụng phương pháp véc tơ đặc trưng tiếp xúc tìm mặt đối tiếp để áp dụng cho nhiều lớp toán đối tiếp – ăn khớp Trong đó, phương pháp tính trực tiếp đơn giản so với số phương pháp khác [16], [18] - Sử dụng kết luận văn ta phát triển tính tốn ảnh hưởng sai số gá đặt dụng cụ đến độ xác gia cơng, tính tốn độ mịn dụng cụ, độ nhạy sai số… - Khai thác công cụ phần mềm sẵn có: ANSYS, MATLAB, SOLIDWORK…thực mơ số tốn đối tiếp – tạo hình Do điều kiện thời gian nên luận văn tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cơ, đồng nghiệp bạn bè góp ý bảo để luận văn đạt kết tốt Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phan Văn Đồng tận tình hướng dẫn, đồng nghiệp môn Cơ sở Thiết kế máy Robot – Khoa Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho việc hoàn thành luận văn này! - 131 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Balaxop, Hình học vi phân, Bùi tường dịch NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Bành Tiến Long, Trần Văn Nghĩa, Hoàng Vĩnh Sinh, Trần Xuân Thái, Bùi Ngọc Tuyến (2005), Tin học kỹ thuật ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật Bùi Quý Lực (2006), Hệ thống điều khiển số công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Hoàng Tùng, Nguyễn Tiến Đào, Nguyễn Thúc Hà (2000), Cơ khí đại cương, NXB Khoa học kỹ thuật Hồng Cơng Tín (1970), Hình học vi phân, Khoa đại học chức xuất bản, Đại học Bách khoa Nguyễn Anh Tuấn, Phạm Đắp (1983), Thiết kế máy công cụ, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội Nguyễn Xuân Hạ (2006), Nguyễn Ngọc Hải, Thuật toán xác định thông số điều khiển cho máy phay CNC trục – tính tốn thử nghiệm mơ hình trục quay A – B, Đồ án tốt nghiệp ngành Cơ tin kỹ thuật, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Xuân Lạc, Nguyên lý máy chuyên nghiệp, In Romeo, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phan Văn Đồng (1981), Biến đổi tương đương quay – tịnh tiến véc tơ đặc trưng tiếp xúc với lớp truyền Hêlicốit, Luận văn phó tiến sỹ khoa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 10 Phan Văn Đồng, Tạ Ngọc Hải (1990), Nguyên lý máy, T2, Khoa Cơ học máy, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - 132 - 11 Phan Văn Đồng, Hoàng Vĩnh Sinh (2001), Véc tơ đặc trưng tiếp xúc với mặt nguyên dụng cụ tròn xoay tạo hình mặt xoắn hêlicơit, Hội nghị khoa học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 40 năm thành lập trường 12 Phan Văn Đồng, Phạm Văn Sơn (2001), Véc tơ đặc trưng tiếp xúc biến đổi tương đương quay – tịnh tiến với mặt nguyên dụng cụ tạo hình kiểu hêlicơit, Hội nghị khoa học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 40 năm thành lập trường 13 Phan Văn Đồng (2008), Bài giảng lý thuyết tạo hình cho học viên cao học ngành Cơ học máy, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 14 Phạm Đắp, Nguyễn Đắc Lộc, Phạm Thế Trường, Nguyễn Tiến Lưỡng (1971), Tính tốn thiết kế máy cắt kim loại, NXB Đại Học & Trung Học Chuyên Nghiệp, Hà Nội 15 Tạ Duy Liêm (1991), Máy điều khiển theo chương trình số robot cơng nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Tiếng Anh 16 N Stosic (2006), A geometric approach to calculating tool wear in screw rotor machining, International journal of machine tool and manufacturing, Design research and application 17 Faydor L Livit, Alfonso Fuentes (2004), Gear Geometry and Applied Theory, Second Edition, Cambridge University Pres 18 Jung-Fa Hsieh (2005), Mathematical model and sensivity analysis for helical groove machining, International journal of machine tool and manufacturing, Design research and application 19 Serope kalpakjian, Steven R Schimid (2001), Manufacturing Engineering and Technology, fouth edition, Prentice Hall - 133 - 20 V Giri, D Bezbaruah, P Bubna, A Roy Choudhury (2004), Selection of master cutter paths in sculptured surface machining by employing curvature principle, International journal of machine tool and manufacturing, Design research and application Tiếng Pháp 21 Claude Marty, Claude Cassagnes, Philippe Marin (1993), La pratique dela la commande numerique des machines – outils, TecDoc., Paris Từ khóa (keyword): - 3(4, 5)- axis CNC machine - 5-axis - 5-axis machine - 5-axis milling CNC (machine) - CNC - Milling machine - Tool path - 5-axis machining… - Forming theory - Envelope of surface Các trang web tham khảo tài liệu, catalogue hình ảnh: http://www.cnc1.com http://www.goldensun.tw http://www.komaprecision http://www.delcam.com http://www.misubishicarbide.com http://www.endmill.com.tw http://www.leadwell.tw ... ĐỘNG HỌC LÝ THUYẾT TẠO HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐI TIẾP” với nội dụng sau đây: - Giới thiệu tổng quan phương pháp công nghệ sử dụng tạo hình - Xây dựng sở hình học động học trình tạo hình bề mặt... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN XUÂN HẠ CƠ SỞ HÌNH ĐỘNG HỌC LÝ THUYẾT TẠO HÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐI TIẾP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CƠ HỌC MÁY Người... đối tiếp – ăn khớp với mặt cần tạo hình chuyển động tạo hình Với mục đích cung cấp kiến thức sở cho việc tính tốn hình động học q trình tạo hình bề mặt, tác giả thực đề tài “CƠ SỞ HÌNH ĐỘNG HỌC