Nghiên cứu ứng dụng trung tâm gia công 5 trục để gia công khuôn mẫu

LỜI CAM ĐOAN Tôi Trần V n H , học viên lớp thạc sỹ Kỹ thuật Chế tạo máy CTM2012B Trƣờng Đại học Bách kho Hà Nội Với đề tài luận v n “Nghiên cứu ứng dụng trung tâm gia công trục để gia công khuôn m u” Nay xin c m đo n: Tất nội dung luận v n thực chƣ đƣợc công bố cơng trình khác Tất phần thơng tin đƣợc trích dẫn từ cơng trình báo củ tác giả khác đƣợc thích rõ ràng Tơi xin chịu trách nhiệm nội dung luận v n LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận v n nội dung yêu cầu thời gi n cho phép, tác giả xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Huy Ninh, ngƣời hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hƣớng đề tài đến trình viết hoàn chỉnh Luận v n Tác giả bày tỏ l ng biết ơn B n lãnh đạo thầy cô Viện đào tạo S u đại học, Viện Cơ khí củ trƣờng Đại học Bách Kho Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành Luận v n Do n ng lực thân c n nhiều hạn chế nên Luận v n khơng tránh khỏi s i sót, tác giả mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến củ Thầy, Cô giáo, nhà kho học bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Tác giả r n n a MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU .12 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC - TRUNG TÂM GIA CÔNG UCP600 .16 1.1 Đặc điểm củ máy CNC 16 1.1.1 Những nét máy công cụ máy CNC 16 1.1.2 Kết cấu củ máy CNC 17 1.1.3 Một số hệ điều hành 17 1.2 Trung tâm gia công Mikron UCP600 18 KẾT LUẬN CHƢƠNG 20 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU HÀNH HEIDENHAIN iTNC530 21 2.1 Lập trình HEIDENHAIN – CODE 21 2.1.1 Cấu trúc chƣơng trình NC 21 2.1.1.1 Hệ thống tọ độ máy iTNC 530 21 2.1.1.2 Cấu trúc chƣơng trình NC .22 2.1.2 Lập trình gi cơng HEIDENHAIN – CODE 23 2.1.2.1 Các hàm nội suy 23 2.1.2.2 Các chu trình gia cơng 26 2.1.2.3 Các chu trình sử dụng cho đầu d 31 2.1.2.4 Các chu trình dịch chuyển tọ độ 36 2.2 Giới thiệu chức n ng vận hành heidenh in 39 KẾT LUẬN CHƢƠNG 45 CHƢƠNG VẬN HÀNH TRUNG TÂM GIA CÔNG UCP600 46 3.1 Các bƣớc vận hành máy 46 3.1.1 Kiểm tr điều kiện n toàn củ máy 46 3.1.2 Vệ sinh b ng máy khu vực làm việc củ máy .46 3.1.3 Khởi động máy 46 3.1.4 Đƣ trục củ máy chạy điểm “0” củ máy để thiết lập lại điểm gốc củ hệ thống tọ độ máy .47 3.1.5 Gá lắp d o .47 3.1.6 Đo xác định lƣợng bù d o 47 3.1.7 Xác định điểm 47 3.1.8 Chỉnh sử chƣơng trình 47 3.1.9 Mô thực chạy chƣơng trình gi cơng NC 47 3.2 Các th o tác vận hành 48 3.2.1 Th o tác Home (chạy gốc máy) 48 3.2.2 Thiết lập hệ thống tọ độ cho trục 48 3.2.3 Các chế độ vận hành .50 3.2.3.1 Vận hành t y (M nu l) .50 3.2.3.2 Vận hành chế độ tự động 54 KẾT LUẬN CHƢƠNG 57 CHƢƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS 2012 ĐỂ THIẾT KẾ Error! Bookmark not defined 4.1 Thiết kế chi tiết tu bin phần mềm Solidwork 2012 58 4.2 Thiết kế khuôn cho chi tiết tu bin phần mềm Solidworks 2012 67 KẾT LUẬN CHƢƠNG 75 CHƢƠNG LẬP TRÌNH GIA CƠNG CHI TIẾT TUABIN TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG CNC TRỤC Error! Bookmark not defined 5.1 Gi công l ng khuôn phần mềm M sterc m X5 76 5.1.1 Kh i báo phôi 76 5.1.2 Gi công tinh l ng khuôn (Surface Finish - Scallop) 77 5.1.3 Xuất mã NC (Code) C vity .80 5.2 Gi công n m trục sản ph m cánh tu bin phần mềm M sterc m X5 82 5.2.1 Kh i báo phôi 82 5.2.2 Gi công tinh đáy rãnh tu bin 83 5.2.3 Gi công tinh cánh tu bin 90 5.2.4 Nhân nguyên công .97 5.2.5 Xuất mã NC (Code) Tuabin 98 KẾT LUẬN CHƢƠNG 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .102 TÓM TẮT LUẬN VĂN 103 CÁC TỪ KHÓA .104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .105 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu chữ viết tắt Ý nghĩa Computer Numerical Control – Điều khiển số CNC ATC CAD CAM ĐHBKHN Đại học Bách kho Hà Nội NC Number Control – Điều khiển số LAN Local Area Network – liên kết nội → Bƣớc thực STT Số thứ tự có trợ giúp củ máy tính Automatic Tool Changer – Giải pháp th y d o tự động Computer Aided Design – Thiết kế có trợ giúp củ máy tính Computer Aided Manufacturing – Sản xuất có trợ giúp củ máy tính DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh đặc điểm củ máy CNC với máy công cụ vạn n ng 16 Bảng 2.1 Cấu trúc chƣơng trình NC 22 Bảng 2.2 Các hàm chức n ng phụ M – code 38 Bảng 3.1 Các lự chọn hiển thị hƣớng qu n sát mô gi công .56 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Trung tâm gia công UCP600 18 Hình 1.2 Cơ cấu đồ gá 19 Hình 1.3 Màn hình điều khiển 19 Hình 1.4 Bảng điều khiển .19 Hình 1.5 Ổ dụng cụ cắt 19 Hình 1.6 Thùng phoi .20 Hình 2.1 Hệ thống tọ độ 21 Hình 2.3 Nội suy tuyến tính .23 Hình 2.4 Chu trình ph y hốc 27 Hình 2.5 Chu trình ph y hốc 28 Hình 2.6 Kiểu ph y 28 Hình 2.7 Chiều sâu lớp cắt .29 Hình 2.8 Chu trình pocket finishing .30 Hình 2.9 Các thông số thiết lập 30 Hình 2.10 Chu trình đo điều chỉnh phơi 31 Hình 2.11 Các chu trình thiết lập liệu phôi 33 Hình 2.12 Chu trình đo kích thƣớc phơi tự động .34 Hình 2.13 Dịch chuyển gốc tọ độ 37 Hình 2.14 Màn hình điều khiển Heidenh in 39 Hình 2.15 Bảng điều khiển Heidenh in 40 Hình 3.1 Màn hình điều khiển Heidenh in .49 Hình 3.2 Chạy thử chƣơng trình 55 Hình 3.3 Mơ câu lệnh với thơng số cơng nghệ .57 Hình 4.1 Sketch .58 Hình 4.2 Revolve 58 Hình 4.3 Sketch .59 Hình 4.4 Revolve Cut .59 Hình 4.5 Sketch .60 Hình 4.6 Extrude 60 Hình 4.7 Circular Pattern 61 Hình 4.8 Fillet 61 Hình 4.9 Sketch .62 Hình 4.10 Surface Revolve 62 Hình 4.11 3D Sketch 63 Hình 4.12 Surface Loft .63 Hình 4.13 Surf ce Loft với Profiles 64 Hình 4.14 Surface Trim 64 Hình 4.15 Surface Knit 65 Hình 4.16 Circular pattern 65 Hình 4.17 Combine .66 Hình 4.18 Tuabin .66 Hình 4.19 Surface Revolve 67 Hình 4.20 Sketch 68 Hình 4.21 Surface Extrude .68 Hình 4.22 Surface Offset 69 Hình 4.23 Surface Trim 69 Hình 4.24 Surface Knit 70 Hình 4.25 Circular Pattern 70 Hình 4.26 Combine .71 Hình 4.27 Parting Line .71 Hình 4.28 shut – off surface .72 Hình 4.29 Parting surface 72 Hình 4.30 Tooling split 73 Hình 4.31 Body – Move / copy .73 Hình 4.32 Body – Move / copy .74 Hình 5.1 Stock setup C vity 74 Hình 5.2 Phơi gi cơng .76 Hình 5.3 Surf ce Finish Const nt Sc llop .77 Hình 5.4 Drive Surface Finish Constant Scallop .77 Hình 5.5 Check Surf ce Finish Const nt Sc llop 78 Hình 5.6 Define Tool – Scallop .78 Hình 5.7 Surf ce p r meters 79 Hình 5.8 Finish sc llop p r meters 79 Hình 5.9 Đƣờng chạy d o mô Surf ce Finish Const nt Sc llop 80 Hình 5.10 Mơ chi tiết l ng khuôn ( c vity) 80 Hình 5.11 Post processing c vity .81 Hình 5.12 Combined post processor 81 Hình 5.13 M sterc m X Editor - Cavity 81 Hình 5.14 Cavity NC .82 Hình 5.15 Stock setup tu bin 83 Hình 5.16 Phơi gi công tu bin 83 Hình 5.17 Multi xis Toolp th - Morph between curves .83 Hình 5.18 Define Tool - Morph between curves 84 Hình 5.19 Cut p ttem – Morph between curves 84 Hình 5.20 First curves – Morph between curves 85 Hình 5.21 Second curves – Morph between curves 85 Hình 5.22 Drive surf ces – Morph between curves 86 Hình 5.23 Tool Axis Control – Morph between curves 86 Hình 5.24 Tilt curve – Morph between curves .87 Hình 5.25 Collision control – Morph between curves 87 Hình 5.26 Check surf ce – Morph between curves 88 Hình 5.27 Linking – Morph between curves 88 Hình 5.28 M chine Definition – Morph between curves .89 Hình 5.29 Pl nes (WCS) – Morph between curves 89 10 Từ bảng Multi xis Toolpath - Parallel to surfaces nháy vào tool để chọn d o cho nguyên công gia cơng tinh cánh tuabin Hình 5.32 Define Tool - Parallel to surfaces Nháy vào Cut p ttem để kh i báo đƣờng cong cắt, bề mặt cắt, kiểu chạy d o, chiều qu y dao Hình 5.33 Cut pattem - Parallel to surfaces 91 Nháy vào Single edge để chọn mặt giới hạn gi cơng Hình 5.34 Single edge - Parallel to surfaces Nháy vào Drive surf ces để chọn mặt phẳng gi cơng Hình 5.35 Drive surfaces - Parallel to surface 92 Nháy vào Tool Axis Control để kiểm sốt đƣờng chạy d o Hình 5.36 Tool Axis Control - Parallel to surfaces Nháy vào Collision control để khống chế đƣờng chạy d o, bề mặt gi công, đƣờng rút d o Hình 5.37 Collision Control- Parallel to surfaces 93 Từ cột Geometry hàng thứ nhấn check surf ces (#2) chọn mặt giới hạn củ đƣờng gia công Hình 5.38 Check surface - Parallel to surfaces Nháy Linking để liên kết đƣờng chạy d o Hình 5.39 Linking - Parallel to surfaces 94 Nháy vào M chine Definition để kh i báo kiểu máy, số trục củ máy gi cơng Hình 5.40 Machine Defenition - Parallel to surfaces Nháy vào Addition l Setting để thiết lập thêm mặt phẳng gi công, mặt phẳng d o, tƣới nguội Hình 5.41 Planes (WCS) - Parallel to surfaces 95 Nháy ok bảng Multi xis Toolp th – Morph between curves để kết thúc trình kh i báo cho nguyên công ph y tinh cánh tuabin Từ Oper tions M n ger → Toggle displ y on selected oper tions t đƣợc đƣờng chạy d o nhƣ hình dƣới Hình 5.42 Đường chạy dao gia cơng tinh cánh tuabin Qu nguyên công - Gia công thô đáy rãnh tu bin - Gi công bán tinh cánh mặt trái tu bin - Gi công bán tinh cánh mặt phải tu bin - Gia công tinh đáy rãnh tu bin - Gi công tinh cánh Kết thu đƣợc hoàn chỉnh củ đƣờng chạy d o 01 cánh nhƣ hình dƣới Hình 5.43 Đường chạy dao 01 cánh tuabin 96 5.2.4 Nhân nguyên công Ở tác giả nhân bƣớc ngun cơng đƣợc lập trình 01 cánh tu bin r 12 cánh tu bin Từ Toolp ths → Tr nsform xuất bảng Tr nsform Oper tion P r meters Vào Type nd Methods chọn ngun cơng cần Rot te Hình 5.44 Type and Methods - Transform Operation Parameters Nháy vào Rot te để kh i báo số cánh nhân bản, số góc giữ cánh tu bin, mặt phẳng qu n sát qu y Hình 5.45 Rotate - Transform Operation Parameters 97 Nhấn ok t đƣợc kết đƣờng chạy d o củ 12 cánh Hình 5.46 Đường chạy dao 12 cánh tuabin 5.2.5 Xuất mã NC (Code) Tuabin Từ Oper tions M n ger → Post selected oper tions → Xuất bảng Post processing Hoặc t vào Toolp ths → Import NCI Hình 5.47 Post processing – Tuabin 98 Kết thu đƣợc file TUABIN PHOIDUC.NC Hình 5.48 Mastercam X Editor – Tuabin Save file TUABIN PHOIDUC.NC chuyển qu phần mềm CIMCO Edit V5 để chỉnh sử chuyển s ng TUABIN PHOIDUC.NC Từ NC Functions → Heidenh in/ ISO Converter T đƣợc: 99 Hình 5.49 Tuabin.H 100 KẾ LUẬN C ƢƠNG Ở chƣơng 5, tác giả trình bày Gi cơng sản ph m khn dƣới (c vity) sản ph m tu bin với phôi đúc Với việc sử dụng phần mềm CAD/CAM Mastercam X5 tác giả trình bày từ việc sử dụng lệnh lập trình gi cơng xuất file NC gia công 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Trung tâm gi công UCP600 trung tâm gi công đại, khả n ng gi công nhiều chi tiết phức tạp Cần đƣợc kh i thác nữ để phát huy tối đ công n ng củ máy - Hệ điều hành Heidenh in đƣợc sử dụng phổ biến, phiên r đời liên tục, cần phải đƣợc cập nhật liên tục - Phần mềm Solidworks M sterc m h i phần mềm mạnh thiết kế gi công cần đƣợc phổ biến rộng - T ng khả n ng thiết kế sản ph m, lập quy trình gi công chi tiết trung tâm gia công Kiến nghị - Tiếp tục phát triển đề tài theo hƣớng gi cơng sản ph m có mức độ phức tạp - Nếu có điều kiện kinh phí chế tạo sản ph m thiết kế - Những kết mà luận v n thu đƣợc góp phần định vào việc nghiên cứu nâng c o hiệu sử dụng máy CNC nói chung thực tế gi cơng khí Việt n m 102 TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận v n đƣợc trình bày chƣơng với nội dung nhƣ s u : Phần mở đầu: Đã nêu bật lên lý chọn lự đề tài, lịch sử nghiên cứu, xác định nội dung nghiên cứu, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu, luận điểm đóng góp củ tác giả phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 1: Tổng qu n máy công cụ CNC; thông số kỹ thuật củ trung tâm gi cơng Mikron UCP600; vài hình ảnh phận, cấu củ trung tâm gi công UCP600 Chƣơng 2: Trình bày lệnh chạy d o gi công nhƣ lệnh điều khiển công nghệ qu n trọng củ hệ điều hành Heidenh in Bên cạnh đó, tác giả trình bày cơng dụng phím chức n ng cách sử dụng phím chức n ng củ bàn phím điều khiển hệ điều hành Heidenh in Chƣơng 3: Trình bày bƣớc chu n bị máy, vận hành máy điều kiện n tồn trƣớc gi cơng Tác giả trình bày chế độ vận hành máy Chƣơng 4: Trình bày thiết kế sản ph m Với chi tiết thiết kế chi tiết Tu bin Với việc sử dụng phần mềm Solidword 2012 tác giả trình bày từ việc sử dụng lệnh thiết kế chi tiết, lệnh thiết kế khuôn Chƣơng 5: Trình bày Gi cơng sản ph m Với chi tiết l ng khuôn (c vity) tu bin sử dụng phơi đúc từ q trình tách khn Với phần mềm M sterc m X5 tác giả trình bày chi tiết lệnh lập trình gi cơng xuất file NC gi cơng 103 CÁC TỪ KHĨA Từ khóa 1: Hệ điều hành Heidenh in iTNC530 Từ khóa 2: Trung tâm gia cơng Mikron UCP600 Từ khóa 3: Phần mềm Solidworks M sterc m Từ khóa 4: Chi tiết tu bin Từ khóa 5: Thiết kế gi cơng 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO S ũ ồi Ân - Thiết kế khuôn cho sản ph m nhự – Viện máy dụng công nghiệp IMI – Hà nội n m 1995 r n Mai hị n Địch – Công nghệ CNC – Nhà xuất kho học kỹ thuật ải, Phạm Quang uy - Lập trình gi cơng Khn với M sterC m Pro/Engineer (Thiết kế Cơ Khí với trở giúp củ máy tính) PGS S r n ĩnh ƣng, h.S r n Ngọc iển - MasterCam – Phần mềm thiết kế công nghệ CAD/CAM điều khiển máy CNC Phạm Phƣơng oa - Phạm Quang uy - Quang iển - Vẽ, mơ gi cơng khn Cơ Khí M sterC m & SolidWorks 2004 (Tập 1) Duy Liêm (2001) - Hệ thống điều khiển máy công cụ, Nhà xuất Kho học Kỹ thuật , Hà Nội TS Nguyễn uy Ninh - Hệ điều hành Heidenh in iTNC 530 – ĐH Bách Kho Hà Nội TS Nguyễn uy Ninh –Trung tâm gia công UCP600 – ĐH Bách Kho Hà Nội 105 ... giả chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng trung tâm gia công trục để gia công huôn m u” Lịch sử nghiên cứu Ngày n y, Việt N m đ ng gi i đoạn cơng nghiệp hó , sản xuất cơng nghiệp sử dụng máy CNC ngày... hưởng thông số công nghệ V, t, S đến lực cắt máy tiện CNC, Luận v n thạc sỹ, ĐHBKHN (2006), Luận v n thạc sỹ, Đồn Đình Qn, Nghiên cứu ứng dụng trung tâm gia công trục UCP600 để gia công khuôn cho... UCP600 trung tâm gia cơng đại Vì vậy, tơi mong muốn đƣợc tìm hiểu, nghiên cứu trung tâm gi cơng để nắm bắt đƣợc công nghệ gia cơng Bên cạnh nghiên cứu hệ điều hành củ máy Heidenh in TNC 53 0 Để thiết