Nghiên cứu chế tạo cam mẫu trên máy CNC

-1- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐÀO QUỐC KHÁNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CAM MẪU TRÊN MÁY CNC Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: 60.52.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2011 -2Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS TRẦN XUÂN TÙY Phản biện 1:PGS TS NGUYỄN VĂN YẾN Phản biện 2:PGS TS TĂNG HUY Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày… tháng….năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin- Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm học liệu, Đại học Đà Nẵng -3MỞ ĐẦU Tính cấp thiết ñề tài Trong năm gần ñây, khoa học cơng nghệ phát triển với tốc độ cao, ngành khí chế tạo máy đóng vai trị quan trọng việc sản xuất thiết bị, công cụ cho ngành kinh tế quốc dân, tạo tiền ñề cần thiết ñể ngành phát triển mạnh Vì việc phát triển khoa học kỹ thuật lĩnh vực cơng nghệ chế tạo máy có ý nghĩa hàng đầu nhằm thiết kế, hồn thiện, cải tiến điều khiển q trình sản xuất đạt hiệu kinh tế cao Hiện với ñộng ñốt ñược ứng dụng phổ biến lĩnh vực ô tô, tàu thủy, hàng không, giới hóa nơng nghiệp, Trong động đốt có nhiều chi tiết lắp ghép lại với ñể tạo thành cụm máy hoạt ñộng ñồng với Với ñộng ñốt trục cam phân phối khí có nhiệm vụ dẫn động xupáp đóng, mở phun nhiên liệu theo qui luật ñịnh, trục cam gồm có: cam nạp, cam thải, cổ trục, ngồi số động đốt trục cam cịn có cam dẫn động bơm cao áp bánh dẫn ñộng, chia điện,… Với trục cam có kích thước dài trục cam bố trí ba vấu cam liền trục lệch góc theo chu kỳ cam thải , cam nạp , ngồi cịn bố trí cổ trục cam bơm cao áp ñể cung cấp nhiên liệu vào buồng ñốt Trục cam ñộng đốt loại trục có nhiều bậc, bậc khơng đường tâm, với mặt lệch tâm phải có biện pháp gia cơng thích hợp tạo nên hình dạng bề mặt độ xác kích thước Để gia cơng trục cam theo phương pháp truyền thống tiện mâm cặp ba chấu -4cách gá lệch tâm miếng đệm thích hợp thay miếng đệm phương pháp rà gá thực mâm cặp bốn chấu,… Với phương pháp gia cơng có nhược điểm nhiều thời gian , địi hỏi người cơng nhân có tay nghề cao khơng đem lại gia cơng xác biên dạng cam trục cam, để có trục cam biên dạng giống thiết kế độ xác cao ta tiến hành dùng máy mài chuyên dùng phương pháp chép hình theo biên dạng cam mẫu Việc chế tạo cam mẫu bước ñịnh chế tạo trục cam Cam mẫu phải có độ xác cao, có biên dạng cam giống biên dạng cam thiết kế Với cam có biên dạng phức tạp ( tổ hợp cung trịn, đoạn thẳng …, khớp nối với thành ñường cong liên tục gọi biên dạng cam) Gia công máy phay máy mài chép hình vạn truyền thống dụng cụ cắt quay cịn chi tiết gắn bàn máy chuyển động tay nên đồi hỏi phải có phối hợp chuyển ñộng dụng cắt với bề mặt chi tiết khơng liên tục nên để lại giao tuyến làm cho bề mặt khơng xác, nhược ñiểm với yếu tố máy móc cịn phụ thuộc vào trình độ tay nghề người thợ nhiều thời gian, ñể khắc phục nhược ñiểm trên, ngày khoa học công nghệ phát triển có máy cơng cụ điều khiển số CNC Đặc điểm gia cơng máy CNC chuyển ñộng dụng cắt dịch chuyển chi tiết điều lập trình nên gia cơng chi tiết có bề mặt nhẵn trơn khơng để lại giao tuyến có độ xác cao, gia cơng bề mặt phức tạp, rút ngắn ñược thời gian sản xuất, suất cao có tính linh hoạt cao Để thực phương pháp này, biên dạng chi tiết mẫu -5thiết kế dựa vào cơng thức xây dựng biên dạng cam sách kết cấu ñộng ñốt Công việc ñược thực sau: + Xác ñịnh ñường cong biên dạng cam chi tiết mẫu phương pháp tính tốn dựng hình + Xây dựng ñường cong biên dạng cam nạp, cam thải cam bơm nhiên liệu chi tiết sở liệu thu thập ñược từ catalog máy + Xây dựng vẽ chi tiết cam nạp, cam thải cam bơm nhiên liệu từ ñường cong ñã tính tốn + Ứng dụng phần mềm Pro/engineer thiết kế gia cơng thực nghiệm + Kiểm tra độ xác hình dáng, hình học cách so sánh mơ hình CAD sản phẩm sau gia cơng Với phương pháp sử dụng để gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp mà nhiều phương pháp gia công truyền thống không gia công hay khó gia cơng Từ u cầu muốn tìm hiểu lĩnh vực thiết kế gia cơng, tác giả chọn đề tài: “ Nghiên cứu chế tạo cam mẫu máy CNC’’ làm ñề tài cho luận văn thạc sĩ Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp dựng hình biên dạng cam cho trục cam phân phối khí động ñốt Ứng dụng khả công nghệ ñiều khiển số CNC để gia cơng biên dạng cam mẫu cho trục cam phân phối khí máy Đối tượng, phạm vi nội dung nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Biên dạng cam nạp, cam thải cam bơm nhiên liệu trục cam phân phối khí ñộng ñốt JIANGDONG S1100 -6Máy phay CNC trục Concepet Mill 155 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thiết kế, tính tốn phân tích biên dạng cam Nghiên cứu công nghệ gia công biên dạng cam mẫu máy phay CNC trục 3.3 Nội dung nghiên cứu Tổng quan cấu cam ứng dụng lý thuyết dựng hình biên dạng cam gia cơng thực nghiệm biên dạng cam mẫu, để gia cơng chép hình trục cam phân phối khí Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu biên dạng cam trục cam phân phối nhiều nguồn Nghiên cứu giáo trình, tài liệu, báo lĩnh vực gia công biên dạng cam trục cam phân phối khí động đốt Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer, để lập trình gia cơng biên dạng cam Tiếp cận cơng nghệ điều khiển số(CNC) để gia cơng biên dạng cam mẫu Dự kiến kết ñạt ñược 5.1 Ý nghĩa khoa khoa học Đề tài góp phần vào việc xây dựng phương pháp nghiên cứu, trình tự thiết kế tính tốn cơng nghệ gia cơng biên dạng cam mẫu cho trục cam phân phối khí ñộng ñốt trong, sử dụng chế tạo phục hồi sửa chữa biên dạng cam cho trục cam phân phối khí sản xuất nhỏ xí nghiệp, nhà máy phục vụ cho cơng tác đào tạo Các kết nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học: -7+ Ứng dụng phần mềm Pro/engineer ñể thiết kế biên dạng cam tổng hợp cam liền trục + Ứng dụng khả gia công biên dạng cam cho trục cam mẫu máy phay CNC 5.2 Ý nghĩa thực tiễn Chế tạo ñược biên dạng cam có độ xác cao hình dáng biên dạng, kích thước, để làm chi tiết mẫu mục đích gia cơng chép hình cho trục cam phân phối khí động đốt Ứng dụng kỹ thuật khớp ñường cong việc xây dựng biên dạng cam từ mở rộng để xây dựng phương trình đường cong bề mặt phức tạp cơng nghệ CAD/CAM Xây dựng vẽ cam mẫu phục vụ cho việc nghiên cứu hiệu chỉnh sử dụng cho cải tiến biên dạng cam nạp, cam thải cam bơm nhiên liệu Lưu trữ chương trình liệu thơng số biên dạng cam ñể làm tiền ñề cho việc tái tạo lại biên dạng cam trục cam phân phối khí Cấu trúc luận văn Chương 1: Tổng quan cấu cam Chương 2: Ứng dụng lý thuyết dựng hình biên dạng cam theo phương pháp thực nghiệm giải tích Chương 3: Chế tạo cam mẫu từ biên dạng thiết kế Chương TỔNG QUAN VỀ CƠ CẤU CAM 1.1.Giới thiệu phân loại cấu cam 1.1.1 Khái niệm Cam cấu gồm hai khâu nối với khớp cao, khâu dẫn gọi cam khâu bị dẫn gọi cần -81.1.2 Phân loại 1.2.Công dụng cấu cam 1.3 Các thông số cấu cam 1.3.2 Thông số động học cấu cam 1.3.1 Thơng số hình học cam 1.3.3 Thông số lực học cấu cam 1.4 Một số qui luật chuyển ñộng cấu cam 1.4.1 Chuyển ñộng cần 1.4.2 Các dạng qui luật chuyển động cần 1.5 Phân tích ñộng học cấu cam 1.5.1 Nội dung thông số tốn 1.5.2 Xác định qui luật chuyển ñộng cấu cam cần ñẩy ñáy 1.5.3 Xác ñịnh luật biến thiên vận tốc cần cấu cam cần ñẩy ñáy 1.6 Tổng hợp cấu cam cần ñẩy ñáy 1.7 Nhận xét kết luận Qua tìm hiểu tổng quan với cấu cam phẳng, tác giả có nhận xét sau: Cơ cấu cam dùng ñể tạo nên chuyển ñộng qua lại theo quy luật cho trước, biến chuyển ñộng quay thành chuyển ñộng tịnh tiến chu kì ñược lặp ñi lặp lại nhiều lần đóng, mở xupap ñộng ñốt trong, v.v Cơ cấu cam ñược sử dụng rộng rãi đơn giản, hiệu suất cao, rẽ tiền có khâu động -9Chương ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT DỰNG HÌNH BIÊN DẠNG CAM THEO PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ GIẢI TÍCH 2.1 Giới thiệu trục cam phân phối khí 2.2 Biên dạng cam cho trục cam phân phối khí 2.3.Xây dựng biên dạng cam cho cam nạp, cam thải cam bơm nhiên liệu 2.3.1 Thơng số động đốt JIANGDONG S1100 Căn vào thơng số biểu đồ pha phối khí động đốt JIANGDONG S1100 - Loại ñộng Diezel, xylanh, nằm ngang phun nhiên liệu trực tiếp - Số vòng quay trục khuỷu n = 2200 (vịng/ phút) - Hành trình pittơng s = 115 (mm) - Đường kính xylanh D = 100 (mm) - Dung tích V = 0,93 ( lít) - Cơng suất N = 11.63KW - Tiêu hao nhiên liệu 246,2 g/KW.h Bảng 2.1 Biểu ñồ pha phối khí động đốt S1100 -102.3.2 Dựng hình biên dạng cam nạp Căn vào biểu ñồ pha phối khí cam nạp động đốt qua thực nghiệm xác định góc làm việc cam ( tính theo góc quay trục cam α1 = 120 góc mở sớm xupap nạp α2 = 380 góc đóng muộn xupap nạp Ta áp dụng cơng thức tính góc làm việc cam nạp: ϕn = 1800 + α1 +α 1800 +120 + 380 = =1 50 2 Căn vào bố trí chung xác định bán kính lưng cam (bán kính cung chuẩn) R1 Qua thực nghiệm đường kính trục cam dc = 28 mm R = d c + ( , ) m m Vậy từ công thứ ta tính R1=14,5mm Độ nâng đội lớn cam h = 7,5 mm Bán kính cong đỉnh cam r = mm Với biên dạng cam nạp biên dạng cam lồi có cung trịn nối với cách dựng biên dạng cam sau: - Vẽ vịng trịn tâm O bán kính R1, xác định góc AOA’ = ϕn , vẽ bán kính OA OA’ làm thành trung độ góc ϕn /2 - Từ điểm vịng trịn R1 cắt trung độ ñiểm E xác ñịnh EC = h - Vẽ vịng trịn đỉnh cam có bán kính r nằm ñường phân giác tâm O1 ñi qua ñiểm C Vẽ cung trịn bán kính ρ tiếp tuyến ngồi với hai đường trịn có bán kính R1, r có tâm O2 nằm ñường kéo dài AO -122.3.3 Dựng hình biên dạng cam thải Cũng tương tự cách dựng hình biên dạng cam nạp, ta tiến hành thay thơng số ta dựng hình biên dạng cam thải Thông số cam thải: β1 = 550 góc mở sớm xupap thải β2 = 120 góc đóng muộn xupap thải Góc làm việc cam thải ϕt = 123,50; D =17mm; R1=14,5mm; r= 5mm, ρ = 82,87mm ta dựng ñược biên dạng cam thải (hình 2.6) Hình 2.6 Biên dạng cam thải 2.3.4.Dựng hình biên dạng cam bơm nhiên liệu Từ phương pháp ño thực nghiệm, thông số cho biểu ñồ pha phối khí kết hợp với phương pháp tính toán ta tiến hành xây dựng biên dạng cam bơm nhiên liệu: Góc mở sớm bắt đầu phun nhiên liệu: µ1= 220 so với điểm chết hình trình nén kết thúc phun nhiên liệu ñiểm chết µ2= 00 Bán kính lưng cam R1= 15 mm Độ nâng cam lớn h = mm Bán kính cong đỉnh cam r = mm -13Bán kính cong tiếp tuyến hai cung R1, r giai ñoạn cam gần ρ =22mm Góc làm việc cam bơm: ϕb = 1010 Cách dựng biên dạng cam bơm nhiên liệu tương tự ta ñược biên dạng (hình 2.7) Hình 2.7.Biên dạng cam bơm nhiên liệu 2.4 Phân tích động học cấu cam 2.4.1 Động học ñội ñáy làm việc mặt cam nạp Mặt làm việc cam nạp gồm hai phần: phần cung bán kính ρ phần cung bán kính r Vì qui luật động học đội hai cung khác Trong giai ñoạn 1, ñội trượt mặt cam từ A ñến B tương ứng với góc quay cam từ θ = ñến θ = θmax Giai ñoạn II, ñội trượt cung r, từ B ñến với C ứng với góc quay γ = γmax= ϕ/2- θmax đến γ = 2.4.1.1 Động học ñội giai ñoạn I( ñi từ A ñến B) a Chuyển vị ñội hθ = ab = aO − R1 = ρ − ( ρ − R1 )cosθ − R1 Hoặc h θ = ( ρ − R ) (1 − c o s θ ) (2.6) -14- Hình 2.8 Động học ñội giai ñoạn I dhθ dhθ dθ = = ωc ( ρ − R1 ) sin θ (2.8) dt dθ dt c Gia tốc ñội: b Vận tốc ñội: vθ = jθ = d vθ dt = d vθ d θ dθ dt = ω c ( ρ − R ) c o s θ (2.9) Vậy giai ñoạn I ñội ñáy tiếp xúc với mặt cam trượt đường cong có bán kính ρ chuyển vị đoạn hθ tương ứng với góc quay cam từ θ = ñến θmax ≈ 2,90 2.4.1.2 Động học ñội giai ñoạn II( ñi từ B ñến C) Trong giai ñoạn II, ñội trượt cung r từ B ñến C, ứng với góc quay γ = γmax= ϕ/2- θmax đến γ = a Chuyển vị ñội: Khi bề mặt ñáy ñội tiếp xúc bề mặt cam vị trí điểm B đến điểm C ứng với vị trí xa đội, trượt cung r lúc ứng với góc γ, ( hình 2.9 ) chuyển vị đội xác định theo quan hệ sau: hγ = r + D cos γ − R1 (2.10) -15- Hình 2.9 Động học đội đáy giai ñoạn II b Vận tốc ñội Ta lấy đạo hàm hai vế phương trình với thời gian ta ñược vận tốc ñội d hγ d hγ d γ (2.11) vγ = = dt d γ dt Ta ñược : vγ = − ω d hγ c = ω c D s in γ dγ (2.12) c Gia tốc ñội: ta lấy đạo phương trình vận tốc theo thời gian ta ñược phương trình gia tốc jγ = − ω c D c o s γ (2.13) d Dùng phương pháp ñổi giá ta ñược ñồ thị chuyển vị đội cam nạp( hình 2.11) Bảng 2.2 Giá trị chuyển vị ñội cam nạp ϕ 30 60 90 120 150 180 h(mm) 0 0 0 ϕ 210 240 270 300 330 360 h(mm) 5,239 7,5 5,239 0 0 -16- h(mm) ϕc Hình 2.11 Chuyển vị đội cam nạp 2.4.2 Động học ñội ñáy làm việc mặt cam thải Phương pháp xác ñịnh ñộng học ñội cam thải tương tự cam nạp ta có kết chuyển vị ñội, vận tốc ñội gia tốc hai giai ñoạn ta ñược kết sau ñây: 2.4.1.1 Động học ñội giai ñoạn I( ñi từ F ñến G) a Chuyển vị ñội: b Vận tốc ñội: c Gia tốc ñội: h θ = ( ρ − R ) (1 − c o s θ ) dh dh dθ = ωc ( ρ − R1 ) sin θ vθ = θ = θ dt dθ dt dv dv dθ jθ = θ = θ = ωc2 ( ρ − R1 )cosθ dt dθ dt (2.14) (2.16) (2.17) Vậy giai ñoạn I ñội ñáy tiếp xúc với mặt cam ứng với góc quay cam từ θ = ñến θmax ≈ 10,950 2.4.1.2 Động học ñội giai ñoạn II( ñi từ G ñến H) Trong giai ñoạn II, ñội trượt cung r từ G đến H, ứng với góc quay γ = γmax=ϕ/2- θmax ñến γ =0 a Chuyển vị ñội: hγ = r + D co s γ − R (2.18) b Vận tốc ñội giai ñoạn II: vγ = −ω c.Gia tốc ñội: jγ = d vγ dt = d hγ c dγ d vγ dγ = ω c D sin γ d vγ dγ = −ω c dt dγ (2.20) (2.21) -17d dùng phương pháp ñổi giá ta ñược ñồ thị chuyển vị ñội cam thải Bảng 2.3 Giá trị chuyển vị ñội cam thải ϕ 30 60 90 120 150 180 h(mm) 0 0 0 ϕ0 210 240 270 300 330 360 h(mm) 0,006 5,216 7,5 5,216 0,006 0 h(mm) ϕc0 Hình 2.15 Chuyển vị đội cam thải 2.4.3 Động học ñội lăn làm việc mặt cam bơm nhiên liệu Từ biên dạng cam ta thấy phần làm việc cam giai ñoạn ñầu lăn bắt ñầu lăn mặt cam phần mặt phẳng AB tiếp tuyến với hai mặt trụ R1 r phần mặt trụ r từ B đến E phần động học đội lăn hai khác Cịn mặt cong từ E ñến F giai ñoạn lăn ñi gần Nhưng giai ñoạn quy luật động học khơng đổi Giai đoạn thứ tính từ cam bắt ñầu nâng ñội ( ñiểm A hình 2.16) đến lăn lăn hết phần mặt tiếp tuyến (điểm B) Góc quay cam ứng với giai ñoạn θ = ñến θ = θmax, giai ñoạn thứ hai bắt ñầu từ B ñến C phần mặt trụ r Góc quay trục cam ứng với giai ñoạn γ = γmax đến γ = γmax = ϕ/2 - θmax -18- a) Hình 2.16 Động học ñội lăn giai ñoạn I 2.4.3.1 Động học ñội lăn giai ñoạn I(từ A ñến B) a Chuyển vị ñội lăn: hθ = ab = OO2 − ( R + R1 ) = ( R + R1 ) − ( R + R1 ) cosθ b Vận tốc ñội lăn vθ = ( R + R )ω c tg θ cosθ (2.23) c Gia tốc ñội lăn jθ =  + sin θ  dvθ dvθ dθ = = ( R + R1 )ωc2   dt dθ dt  cos θ  2.4.3.2 Động học ñội lăn giai ñoạn II(từ B ñến C) a Chuyển vị ñội lăn : hγ = = ab = OO − ( R + R1 ) = ( R + r ) − ( D sin γ ) b Vận tốc ñội lăn vγ = dhγ dt =  dhγ d γ = −ω c   d γ dt  D sin γ c os γ ( R + r ) − ( D sin γ ) 2 (2.26) + D cos γ − ( R + R1 )  + D sin γ    (2.27) c Gia tốc ñội lăn  dvγ d γ D sin γ − ( R + r )(2 sin γ − 1)  jγ = = = −ω c  D + D cos γ 3/ dt d γ dt  ( R + r )2 − D sin γ      dvγ ( )  D  D sin γ + ( R + r ) c o s γ     + cosγ = −ω D  3/2  ( R + r ) − D s i n γ   c       =   (2.28) -19d Chuyển vị đội ứng với góc quay cam bơm nhiên liệu Hình 2.18 Chuyển vị đội lăn 2.5 Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer thiết kế cam 2.5.1 Giới thiệu phần mềm Pro/Engineer 2.5.2 Thiết kế trục cam mẫu gồm ba cam (cam nạp, cam thải cam bơm nhiên liệu) 2.6 Nhận xét kết luận Cam biên dạng phức tạp gồm nhiều ñường cong khớp nối lại với tạo thành biên dạng hồn chỉnh Việc ứng dụng lý thuyết tính tốn phương pháp giải tích ta dễ dàng xây dựng biên dạng cam ứng dụng phần mềm Pro/engineer2001 thiết kế biên dạng cam mẫu hoàn chỉnh Vậy cam mẫu thiết kế hoàn chỉnh tác giả tiến hành nghiên cứu chọn phương pháp gia cơng, kiểm tra đánh giá Chương CHẾ TẠO CAM MẪU TỪ BIÊN DẠNG THIẾT KẾ 3.1 Chọn phương pháp gia công Gia công biên dạng cam có nhiều phương pháp gia cơng tiện định hình phương pháp truyền thống, phay định hình, có nhược điểm độ xác khơng cao, phương pháp đặc biệt -20thì thiết bị đắt tiền không phù hợp với sản xuất nhỏ nên chọn phương pháp gia cơng điều khiển số(CNC)( Compute Numerical Control) 3.2 Tổng quan máy công cụ CNC 3.2.1 Một số khái niệm điều khiển số 3.2.2 Các thơng số máy công cụ CNC 3.2.3 Khả điều khiển máy cơng cụ CNC 3.2.4 Tính vạn độ xác máy cơng cụ CNC 3.2.4.1 Tính vạn máy cơng cụ CNC 3.2.4.2 Độ xác máy CNC 3.3 Qui trình gia công chế tạo cam mẫu 3.3.1 Bản vẽ chế tạo trục cam mẫu 3.3.2.Trình tự gia cơng trục cam mẫu 3.3.2.1 Chuẩn phôi 3.3.2.2 Nguyên công tiện 3.3.2.3 Ngun cơng phay 3.3.3 Chọn chế độ cắt gia cơng 3.4 Lập trình gia cơng cam mẫu máy CNC 3.4.1 Lưu đồ q trình thiết lập qui trình cơng nghệ gia cơng chi tiết Pro/ Engineer 2001 3.4.2 Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer 2001 lập trình gia cơng xuất chương trình gia cơng phay biên dạng cam 3.4.2.1 Tạo phôi cho chi tiết gia công Pro/engineer Đưa chi tiết gia công vào môi trường gia công chọn Mfg Model→Assemble→Ref Model→hộp thoại mở chọn chi tiết thiết theo dạng Part có tên cam11.part →open chi tiết cam xuất hình → Done/return -21- Hình 3.9 Tạo phơi cho chi tiết gia công biên dạng cam nạp 3.4.2.2 Lập phiếu công nghệ gia công phay biên dạng cam A Phiếu công nghệ phay biên dạng cam nạp Lập trình gia cơng biên dạng cho cam nạp thực bốn bước ( hai bước gia công thô hai bước gia cơng tinh) Hình 3.14 Mơ phay thơ đỉnh cam nạp Hình 3.16 Mơ phay biên dạng tinh cung gần tâm cam nạp B Phiếu công nghệ phay biên dạng cam thải Lập phiếu công nghệ phay biên dạng cam thải tương tự biên phiếu công nghệ phay biên dạng cam nạp Nhưng kết cấu cam nạp cam thải liền trục góc lệch hai đỉnh cam khác tên 107,250 Lập trình gia cơng biên dạng cho cam thải thực bốn bước ( hai bước gia công thô hai bước gia cơng tinh) -22- Hình 3.19 Mơ phay thơ biên Hình 3.23 Mơ phay tinh biên dạng ñỉnh cam thải dạng cam thải cung gần tâm cam C Phiếu công nghệ phay biên dạng cam bơm nhiên liệu Q trình lập phiếu cơng nghệ phay biên dạng cam thải tương tự biên phiếu công nghệ phay biên dạng cam nạp Nhưng kết cấu cam nạp cam thải liền trục góc lệch hai đỉnh cam khác tên 2240 Hình 3.26 Mơ phay thơ biên Hình 3.28 Mơ phay tinh dạng cam bơm cung ñỉnh cam biên dạng cam bơm nhiên liệu D Xuất chương trình gia cơng biên dạng cam Để xuất chương trình gia cơng NC ta thực sau: Vào mơ đun CLData → NCsequence →chọn bước gia công →File→Done Lúc xuất hộp thoại Save a copy ta ñặt tên OK→Done output→Postprocess → chọn tên vừa ñặt→Open→Done→UNCX01.P12→ Done/return ta ñược file -23G-code có phần mở rộng *TAP, Chương trình phay biên dạng cam chỉnh sửa hoàn chỉnh O0111 (CAMNAPTHO_1) O0112 (CAMNAPTHO_2) N20 G90 G54 N20 G90 G54 N25 G52 X-1 N25 G52 X-1 N30 T1 M06 (ENDMILL12) N30 T1 M06 (ENDMILL12) N35 S2000 M03 N35 S2000 M03 N36 G0 Q0 N35 G0 Q180 N40 G0 G43 Z50 H1 N40 G0 G43 Z50 H1 ……………………… ……………………… N5430 G0 Z50 N5865 G0 Z50 N5435 M30 N5870 M30 % % O0113 (CAMNAPTINH_1) % N20 G90 G54 O0114 (CAMNAPTINH_2) N25 G52 X-1 N20 G90 G54 N30 T3 M06 (BALLMILL12) N25 G52 X-1 N35 S2200 M03 N30 T3 M06 (BALLMILL12) N36 G0 Q0 ……… N40 G0 G43 Z50 H3 N9175 G0 Z50 N9180 M30 % …………………………… N1200 G0 Z50 N1205 M30 Tương tự cam nạp chỉnh sửa hồn chỉnh chương trình gia cơng cho cam thải cam bơm nhiên liệu cho phụ hợp với hệ điều khiển Fanuc, ta tồn chương trình gia cơng cho ba cam mẫu 3.4.3 Gia cơng biên dạng cam mẫu ba cam -24Từ chương trình gia cơng trên, ta tiến hành gia cơng cam mẫu máy tiện CNC Turn 250, máy phay CNC trục Concept Mill 155, ñược thực sau 3.4.3.1 Gia công máy tiện CNC Turn 250 Thực nguyên công tiện máy CNC Turn 250 gồm có bước Ngun cơng tiện phơi chuẩn bị cho nguyên công phay biên dạng 3.4.3.2 Gia công máy phay CNC trục Emco Concept Mill155 Thực gia cơng phay biên dạng máy phay thực bước 3.5 Kiểm tra kích thước hình dáng hình học cam mẫu Sau gia cơng xong ta tiến hành kiểm tra kích thước hình dáng hình học cam mẫu máy đo ba chiều CMM (Coordinde Measuring Machine) Mitutoyo Beyond Crysta C544 phịng thực hành chương trình đào tạo kỹ sư chất lượng cao trường ñại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Ta tiến hành ño biên dạng sau ñó ta thu ñược tập hợp m ñiểm biên dạng cam ta lưu số liệu biên dạng dạng file *pts lưu vào liệu, dùng phần mềm Pro/engineer tái tạo lại biên dạng phân tích kết sau so sánh với vẽ thiết kế cam mẫu kết luận sản phẩm đạt hay khơng đạt Hình 3.40 Đo biên dạng cam Hình 3.41 Biên dạng cam bơm nhiên bơm nhiên liệu CMM C544 liệu ñược tái tạo từ tập hợp ñiểm -25Đo ñạc biên dạng tái tạo lại biên dạng cam nạp cam thải tương cam bơm nhiên liệu Kết ño biên dạng tái tạo lại so sánh với vẽ thiết kế cam mẫu Kích thước hình dáng hình học cam mẫu đạt u cầu 3.5 Nhận xét kết luận Với công nghệ khoa học kỹ thuật phát triển nay, việc gia công phương pháp kiểm tra biên dạng phức tạp biên dạng cam trở nên đơn giản, xác cao nhờ vào trợ giúp máy tính, giúp cho việc lập trình gia cơng biên dạng cam đơn giản, nhanh chống đạt độ xác cao Với máy cơng cụ điều khiển số (CNC) giúp cho việc gia cơng chi tiết có biên dạng khơng trịn xoay trở nên đơn giản nhờ vào điều khiển kỹ thuật số đem lại độ xác cao có tính linh hoạt, máy đo tọa CMM giúp cho kiểm tra biên dạng cam dễ dàng ñem lại tin cậy chi tiết cam mẫu việc tái tạo lại biên dạng nhanh chống xác cho lần cải tiến sau từ tập hợp ñiểm ño biên dạng cam KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Kết luận Sau thời gian thực ñề tài luận văn thạc sĩ, tác giả thu thập tài liệu, trao đổi học thuật với thầy chun mơn, đồng nghiệp với nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn khoa học Luận văn hồn thành nội dung sau: Giới thiệu tổng quan cấu cam ứng dụng cấu cam kỹ thuật Vận dụng lý thuyết tính tốn dựng hình biên dạng cho cam nạp, cam thải, cam bơm nhiên liệu độ lệch góc -26các đỉnh cam với ứng dụng phần mềm Pro/Engineer thiết kế hồn chỉnh trục cam mẫu có ba biên dạng cam (cam nạp, cam thải cam dẫn ñộng bơm nhiên liệu vào buồng ñốt ñộng ñốt trong) Ứng dụng phần mềm Pro/engineer để lập trình gia công cho biên dạng cam sử dụng dụng cắt dao cầu để gia cơng bao hình cho biên dạng cam có bề mặt định hình khơng trịn xoay máy phay CNC trục gia cơng trục cam mẫu cho độ xác kích thước hình dáng hình học theo u cầu kỹ thuật Ứng dụng phương pháp kiểm tra chi tiết cam mẫu máy ño tọa ñộ CMM Mitutoyo Beyond Crystac C544 ñem lại tin cậy cho cam mẫu để gia cơng mài chép hình cho trục cam phân phối khí động đốt việc tái tạo cải tiến biên dạng cam trở nên ñơn giản nhanh chống xác cao nhờ tập hợp ñiểm ño biên dạng, nhờ vào ứng dụng phần mềm Pro/engineer Hướng phát triển ñề tài Bên cạnh chế tạo trục cam mẫu đạt kích thước hình dáng, hình học đạt theo u cầu kỹ thuật đề Tuy đề tài cịn số vấn ñề cần phải tiếp tục nghiên cứu phát triển hồn thiện hơn: Nghiên cứu mơ hình tính tốn, phân tích động học chi tiết máy phần mềm Pro/Engineer, để từ xác định thơng số xác Nghiên cứu, ứng dụng tốn để xây dựng phương trình tham số cho biên dạng phức tạp ñưa vào phần mềm Pro/Engineer, từ vẽ biên dạng ứng dụng phần mềm Pro/Engineer lập trình gia cơng cho chi tiết ... độ xác máy cơng cụ CNC 3.2.4.1 Tính vạn máy cơng cụ CNC 3.2.4.2 Độ xác máy CNC 3.3 Qui trình gia cơng chế tạo cam mẫu 3.3.1 Bản vẽ chế tạo trục cam mẫu 3.3.2.Trình tự gia cơng trục cam mẫu 3.3.2.1... tác giả chọn ñề tài: “ Nghiên cứu chế tạo cam mẫu máy CNC? ??’ làm ñề tài cho luận văn thạc sĩ Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp dựng hình biên dạng cam cho trục cam phân phối khí động... JIANGDONG S1100 - 6Máy phay CNC trục Concepet Mill 155 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thiết kế, tính tốn phân tích biên dạng cam Nghiên cứu cơng nghệ gia cơng biên dạng cam mẫu máy phay CNC trục 3.3