KHAI THÁC CÔNG NGHỆ GIA CÔNG bề mặt PHỨC tạp TRÊN máy TIỆN CNC2 TRỤC CHÍNH ec14eee1

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CẮT GỌT CÁC BỀ MẶT PHỨC TẠP 1.1 TỔNG QUAN CÁC DẠNG BỀ MẶT TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT 1.1.1 Các dạng bề mặt gia công a, Dạng bề mặt có đường chuẩn đường tròn b) Dạng bề mặt có đường chuẩn đường thẳng c, Dạng bề mặt phức tạp 1.1.2 Cơ sở tạo hình bề mặt gia công a) Động học gia công cắt gọt b) Sơ đồ động học tạo hình 1.2 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM TRONG GIA CÔNG CÁC DẠNG BỀ MẶT PHỨC TẠP 10 1.2.1 Các khái niệm phương pháp xây dựng bề mặt cho CAD/ CAM 10 a, Các cách biểu diễn đường cong 10 b, Biểu diễn mặt 16 1.2.2 Các ma trận 20 a, Ma trận thứ 20 b, Ma trận thứ hai 21 c, Độ cong chuẩn 21 d, Độ cong 22 CHƯƠNG - MÁY TIỆN CNC TRỤC CHÍNH MAXXTURN 65 24 2.1 SƠ LƯỢC VỀ MÁY TIỆN TRỤC CHÍNH MAXXTURN 65 24 2.1.1 Các đặc điểm 24 2.1.2 Các điểm tham chiếu hệ tọa độ 26 a) Các điểm tham chiếu 26 b) Hệ tọa độ máy 27 2.1.3 Các mặt phẳng làm việc 29 a Mặt phẳng dọc trục (Turning) 30 b Mặt phẳng mặt đầu trục (Face) 30 c Mặt phẳng mặt ngoại vi (Peripheral surface) 31 2.1.4 Vùng làm việc 31 2.1.5 Đầu trục (counter spindle) 33 a) Kết cấu 33 b) Các chu trình làm việc với trục 34 2.2 PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN SHOPTURN 39 2.2.1 Một số bước thao tác 39 a)Tạo chương trình 39 b) Tạo dòng lệnh 41 c) Mơ chương trình gia công chi tiết 44 2.2.2 Một số chu trình gia cơng phần mềm điều khiển shopturn 47 a) Di chuyển theo đường thẳng đường tròn 47 b) Khoan lỗ (Drilling) 49 c) Tiện (Turning) 51 d) Chu trình tạo rãnh (Groove) 55 e) Chu trình phay (Milling) 57 CHƯƠNG - THỰC NGHIỆM GIA CÔNG MỘT SỐ BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN MÁY MAXXTURN 65 64 3.1 CHI TIẾT TRỤC ĐĨA XÍCH 64 3.2 CHI TIẾT CAM LỆCH 69 3.3 CHI TIẾT TRỤC LỤC GIÁC 73 3.4 CHI TIẾT TRỤC RÃNH 78 CHƯƠNG - KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 84 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 2.1 Hệ tọa độ tuyệt đối hệ tọa độ tương đối 27 2.2 Hệ tọa độ Decac hệ tọa độ cực 28 2.3 Bảng thơng số trục 34 2.4 Bảng tham số di chuyển theo đường thẳng 48 2.5 Bảng tham số di chuyển theo đường tròn 49 2.6 Bảng tham số khoan lỗ 50 2.7 Bảng tham số tiện phá 52 2.8 Bảng tham số tiện ren 54 2.9 Bảng tham số chu trình tạo rãnh 56 3.1 Các bước gia cơng trục đĩa xích 64 3.2 Các bước gia công chi tiết cam lệch 69 3.3 Các bước gia cơng trục lục giác 73 3.4 Chương trình gia cơng trục rãnh 78 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 1.1 Đường chuẩn đường tròn, đường sinh thẳng 1.2 Đường chuẩn đường tròn, đường sinh gãy khúc 1.3 Đường chuẩn đường tròn, đường sinh cong 1.4 Đường chuẩn đường thẳng, đường sinh thẳng 1.5 Đường chuẩn đường thẳng, đường sinh gãy khúc 1.6 Đường chuẩn đường thẳng, đường sinh cong 1.7 Dạng bề mặt phức tạp 1.8 Dạng bề mặt trụ trục khuỷu 1.9 Mạch tạo hình 1.10 Gốc tọa độ trùng tâm đường tròn 11 1.11 Điểm M nằm bên trái tâm đường tròn đơn vị 12 1.12 Vectơ pháp tuyến chuẩn đường tròn mật tiếp 15 1.13 Mặt cầu với gốc tọa độ tâm cầu 17 1.14 Đường cong bề mặt mặt phẳng tiếp tuyến 18 2.1 Máy tiện CNC trục Maxxturn 65 24 2.2 Các phận máy tiện CNC trục Maxxturn 65 25 2.3 Các điểm tham chiếu máy 26 2.4 Hệ tọa độ máy 27 2.5 Các mặt phẳng gia công máy tiện Maxxturn 65 29 2.6 Các bước gia công thực mặt phẳng dọc trục 30 2.7 Các bước gia công thực mặt phẳng mặt đầu trục 31 2.8 Các bước gia công thực mặt phẳng mặt ngoại 31 vi Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 2.9 Vùng làm việc 32 2.10 Kết cấu đầu trục 33 2.11 Dải hành trình trục 33 2.12 Bước thực Gripping 35 2.13 Bước thực Draw 36 2.14 Bước thực Rear 37 2.15 Bước thực Complete 38 2.16 Bảng tham số Progam header 40 2.17 Các thơng số thiết lập hình dạng phôi 40 2.18 Thiết lập mặt phẳng lùi dao 41 2.19 Tạo dòng lệnh 43 2.20 Side View 45 2.21 Front View 45 2.22 Window view 46 2.23 Volume model 46 2.24 Di chuyển theo đường thẳng có khơng bù bán kính dao 48 2.25 Chu trình khoan lỗ 51 2.26 Khoan nhiều lỗ mặt đầu chi tiết 51 2.27 Chu trình tiện biên dạng 53 2.28 Mơ chu trình tiện biên dạng 53 2.29 Chu trình tiện ren 55 2.30 Mơ chu trình tiện ren 55 2.31 Chu trình tạo rãnh 56 2.32 Mơ chu trình tạo rãnh 57 Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 2.33 Chu trình phay hốc hình chữ nhật 58 2.34 Mơ chu trình phay hốc hình chữ nhật 58 2.35 Chu trình phay hốc trịn 59 2.36 Mơ chu trình phay hốc trịn 59 2.37 Các dạng đảo hình chữ nhật 60 2.38 Chu trình phay đảo hình chữ nhật 60 2.39 Mơ chu trình phay đảo hình chữ nhật 61 2.40 Các dạng đa giác 61 2.41 Chu trình phay đa giác 62 2.42 Mơ chu trình phay đa giác 62 2.43 Chu trình khắc chữ mặt trụ 63 2.44 Mơ chu trình khắc chữ mặt trụ 63 3.1 Trục đĩa xích 64 3.2 Chương trình gia cơng trục đĩa xích 68 3.3 Trục đĩa xích gia công thực tế 69 3.4 Chi tiết cam lệch 69 3.5 Chương trình gia cơng chi tiết cam lệch 72 3.6 Chi tiết cam lệch gia công thực tế 73 3.7 Chi tiết trục lục giác 73 3.8 Chương trình gia cơng trục lục giác 76 3.9 Chương trình gia công trục lục giác(tiếp theo) 77 3.10 Chi tiết trục lục giác gia công thực tế 77 3.11 Trục rãnh 78 3.12 Chương trình gia cơng trục rãnh 80 Số hiệu Tên hình vẽ Trang hình vẽ 3.13 Chi tiết trục rãnh gia công thực tế 81 36 Các tham số chính: • Work offset: hệ tọa độ lưu giá trị tọa độ • Z1: khoảng dịch chuyển trục • F: tốc độ di chuyển trục Hình 2.13 Bước thực Draw * Rear: Trục thứ chi tiết di chuyển với tốc độ di chuyển nhanh đến vị trí gia công Z2W Gốc chi tiết đồng thời di chuyển theo thông qua lượng dịch chuyển ZV từ mặt trước đến mặt sau chi tiết Hệ tọa độ chuyển sang dạng đối xứng để gia công mặt sau lưu Work offset lựa chọn Hoạt động đồng hai trục bị vơ hiệu hóa 37 Các tham số chính: • Work offset: hệ tọa độ lưu giá trị tọa độ • Z2W: vị trí gia cơng mặt sau • ZV: khoảng dịch chuyển gốc tọa độ Hình 2.14 Bước thực Rear * Complete: Nếu chọn bước thực “Complete” ta phải chọn giá trị “Draw blank: Yes”, “Cut-off cycle: Yes” Sau ta lập trình bước gia cơng cắt đứt chi tiết “Parting” Chi tiết cắt đứt sau trục thứ kẹp chi tiết di chuyển đến vị trí 38 Các tham số thực bước bao gồm tất tham số bước thực trước Hình 2.15 Bước thực Complete * Front face: Ta thực bước gia cơng dạng hàng loạt phơi có dạng dài Ngay sau hồn thành việc gia cơng mặt sau chi tiết, bắt đầu việc gia công mặt trước chi tiết Ta kích hoạt Work offset lúc chờ gia công mặt trước chi tiết nhờ vào bước thực “Front 39 face”, thông thường ta sử dụng Work offset dùng bước “Grip” Trục thứ trở lại trục gia cơng 2.2 PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN SHOPTURN 2.2.1 Một số bước thao tác a) Tạo chương trình Đối với sản phẩm ta phải tạo chương trình gia cơng riêng biệt Chương trình bao gồm bước gia công mà ta cần phải hoàn thành để chế tạo sản phẩm Khi ta tạo chương trình phần đầu phần cuối chương trình tự động định nghĩa Những thơng số kích hoạt tồn chương trình người dùng phải thiết lập tạo chương trình Trong Shopturn để tạo chương trình ta thực bước sau: , sau chọn đường dẫn đến - Nhấn vào phím mềm Program thư mục mà ta muốn lưu chương trình - Nhấn vào phím mềm tạo chương trình chương trình Shopturn program chọn dạng - Đặt tên cho chương trình nhấn phím mềm Ok - Thiết lập tham số cho phần đầu chương trình (Program header): + WO: chọn gốc tọa độ, ta nhập 1, 2,3, tương ứng với G54, G55, G56 + Blank: thiết lập hình dạng kích thước phơi cho chi tiết W: bề rộng phơi (phơi hình chữ nhật) L: chiều dài phơi (phơi hình chữ nhật) N: số cạnh (hình đa giác) L: chiều dài cạnh (hình đa giác) XA: đường kính ngồi 40 XI: đường kính ZI: chiều dài phơi ZB: chiều dài phần gia công ZA: Tọa độ điểm đầu ( theo hệ tọa độ tuyệt đối) Hình 2.16 Bảng tham số Progam header Hình 2.17 Các thơng số thiết lập hình dạng phôi + Retraction: thiết lập mặt phẳng lùi dao Việc thiết lập mặt phẳng lùi dao nhằm tạo không gian để dao rút sau gia công chi tiết không bị 41 va vào chi tiết Tùy theo dạng chi tiết mà ta thiết lập thông số phù hợp hình 2.18 Hình 2.18 Thiết lập mặt phẳng lùi dao + Tool change point: thiết lập vị trí thay dao Trong q trình gia cơng dung nhiều dao lúc ta phải thiết lập vị trí thay dao để tránh va chạm dao chi tiết + Safety clearance: thiết lập khoảng cách an tồn Đây khoảng cách an tồn trước dao bắt đầu cắt chi tiết Thông thường giá trị khoảng cách an tồn nhập theo kích thước tương đối + Speed limit: Thiết lập giới hạn tốc độ tối đa trục b) Tạo dịng lệnh Sau tạo chương trình thiết lập thơng số phần đầu chương trình, ta bắt đầu xác định bước gia công cách viết dịng lệnh Một bước gia cơng có từ 1, dòng lệnh Muốn tạo chương trình máy cần có khoảng nhớ xác định Một chương trình có tối đa 1000 dịng lệnh với hàm “ Straight line” Với hàm phức tạp số lượng dịng lệnh giảm xuống Các dòng lệnh nằm phần đầu phần cuối chương trình Khi viết chương trình ta thường sử dụng chu trình gia cơng sau: 42 43 Chức cách sử dụng chu trình trình bày phần sau Khi lập chu trình gia cơng ta phải thiết lập tham số: dụng cụ cắt, tốc độ tiến dao, tốc độ quay trục chính, phương pháp gia cơng,… Hình 2.19 Tạo dịng lệnh 44 c) Mơ chương trình gia cơng chi tiết Trước thực chương trình ta mơ đường chạy dao phần Simulate, với cách làm ta dễ dàng kiểm tra chương trình mà khơng cần di chuyển trục máy Thơng qua việc mơ ta kiểm tra lỗi, kiểm tra tối ưu đường chạy dao, tránh va chạm,… Khi mô đường chạy dao, Shopturn thể xác kích thước phơi, loại dao thiết lập phần đầu, thời gian gia cơng Để mơ chương trình ta thực bước sau: - Nhấn vào phím mềm “ Program” “Program manager”, sau chọn đường dẫn đến thư mục chứa chương trình - Chọn chương trình muốn mơ phỏng, sau nhấn phím “input” phím di chuyển phải - Kiểm tra tồn chương trình, sau nhấn vào phím mềm mơ - Ta mơ dịng lệnh cách nhấn vào phím mềm “Details” hay “Single block” - Nhấn phím “Stop” để dừng chương trình - Nhấn phím “Reset” để bỏ qua việc mơ thiết lập lại hình dáng phơi - Nhấn phím “Start” để qua lại mô - Kết thúc mô qua lại chương trình ta nhấn phím “End” 45 Ta quan sát q trình mơ theo dạng sau: - Quan sát theo mặt cạnh (Side view): Màn hình hiển thị phơi dạng mặt cắt ngang dọc theo trục chi tiết Hình 2.20 Side View - Quan sát theo mặt trước (Front view): Màn hình hiển thị phơi dạng mặt cắt ngang vng góc với trục chi tiết Hình 2.21 Front View 46 - Quan sát theo ba cửa số (3-Window view): Màn hình hiển thị đồng thời phơi dạng mặt cắt ngang vng góc với trục chi tiết, dọc trục chi tiết, chi tiết dạng 3D Hình 2.22.Window view - Quan sát theo dạng 3D (Volume model): Màn hình hiển thị đồng thời phôi dạng 3D Ta quan sát chi tiết dạng hồn thành q trình mơ Ta xem chi tit dng nguyờn khi, hoc ẵ hay ắ Hình 2.23 Volume model 47 Kết thúc việc mơ kiểm tra chương trình lần cuối, ta bắt đầu q trình gia cơng cách nhấn phím mềm “Execute”, sau nhấn phím “Start” để thực 2.2.2 Một số chu trình gia cơng phần mềm điều khiển shopturn a) Di chuyển theo đường thẳng đường tròn Khi ta muốn thực chuyển động theo đường thẳng đường trịn, thực việc gia cơng khơng theo chu trình ta sử dụng chức “Straight” hay “Circle” Với chu trình gia cơng đơn giản ta thực theo bước sau: - Chọn dao tốc độ quay trục - Chọn mặt phẳng gia cơng - Lập trình loại hình gia cơng - Chọn tham số cịn lại Các loại hình gia cơng gồm: - Đường thẳng - Đường tròn biết trước tâm - Đường tròn biết trước bán kính - Đường thẳng hệ tọa độ cực - Đường tròn hệ tọa độ cực * Di chuyển theo đường thẳng Khi ta muốn di chuyển theo đường thẳng hệ tọa độ Decac, ta chọn chức “Straight” 48 Dao di chuyển theo đường thẳng với tốc độ lập trình tốc độ chạy dao nhanh từ vị trí đến vị trí đích Trong di chuyển ta chọn bù dao trái, bù dao phải khơng bù bán kính dao Đường lập trình Đường lập trình Đường di chuyển Đường di chuyển Có bù bán kính dao Khơng bù bán kính dao Hình 2.24 Di chuyển theo đường thẳng có khơng bù bán kính dao - Nhấn phím mềm “Strai.Circle” “Straight” - Nhấn phím mềm “Rapid traverse” ta muốn di chuyển với tốc độ tiến dao nhanh Bảng 2.4 Bảng tham số di chuyển theo đường thẳng Tham số Mô tả Đơn vị X mm Tọa độ điểm cuối theo trục X Z mm Tọa độ điểm cuối theo trục Z Y mm Tọa độ điểm cuối theo trục Y C1 mm Tọa độ điểm cuối theo trục C trục C3 mm Tọa độ điểm cuối theo trục C trục phụ F Bù bán kính dao Tốc độ di chuyển dao Tải FULL (98 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ - Bù bán kính dao bên phải đường dao - Bù bán kính dao bên phải đường dao - Khơng bù bán kính dao mm/vịng mm/phút mm/răng 49 * Di chuyển theo đường tròn Khi ta muốn di chuyển theo đường tròn hệ tọa độ Decac biết trước tâm đường trịn, ta chọn chức “Circle center point” Dao di chuyển theo đường cong từ vị trí đến vị trí đích với tốc độ lập trình Shopturn tính tốn bán kính đường trịn dựa tham số nhập vào I K - Nhấn phím mềm “Strai.Circle”, sau nhấn phím “Circle center point” Bảng 2.5 Bảng tham số di chuyển theo đường tròn Tham số Mô tả Chiều quay Đơn vị - Theo chiều kim đồng hồ - Ngược chiều kim đồng hồ X Y I J Y Z J K F Mặt phẳng gia công: Mặt phẳng mặt đầu trục Tọa độ điểm cuối theo trục X Tọa độ điểm cuối theo trục Y Khoảng cách giưa điểm đầu tâm theo trục X Khoảng cách giưa điểm đầu tâm theo trục Y mm mm mm mm Mặt phẳng gia công: Mặt phẳng mặt ngoại vi Tọa độ điểm cuối theo trục Y Tọa độ điểm cuối theo trục Z Khoảng cách giưa điểm đầu tâm theo trục Y Khoảng cách giưa điểm đầu tâm theo trục Z mm mm mm mm Tốc độ di chuyển dao Tải FULL (98 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ mm/vòng mm/phút mm/răng b) Khoan lỗ (Drilling) Những chức gia công giới thiệu phần dùng để tạo lỗ khác mặt phẳng mặt đầu trục mặt phẳng ngoại vi Một số chu trình gia cơng sử dụng: 50 - Khoan lỗ tâm (Drill centered) - Tạo lỗ ren tâm (Thread centered) - Khoan lỗ tâm (Centering) - Khoan (drilling) - Doa (Reaming) - Khoan lỗ sâu ( Deep hole drilling) - Taro (Thread tapping) - Phay lỗ ren (Thread milling) Khi thực chu trình gia cơng ta phải chọn vị trí lỗ đơn lỗ theo mảng - Nhấn phím mềm “Drilling”, “Drilling reaming” - Nhấn phím mềm “Drilling” Bảng 2.6 Bảng tham số khoan lỗ Tham số Mô tả Đơn vị T Chọn dao F Tốc độ di chuyển dao mm/vòng mm/phút V Tốc độ cắt mm/phút Vòng/phút X1 Y1 Z1 Tọa độ điểm cuối theo trục X Tọa độ điểm cuối theo trục Y Tọa độ điểm cuối theo trục Z mm mm mm DT Thời gian chờ Giây (s) ec14eee1 ... tiếp cận công nghệ gia công tiên tiến giảm bớt nguyên công gia công chi tiết dạng trụ Xuất phát từ lý trên, chọn để tài: "Khai thác công nghệ gia công bề mặt phức tạp máy tiện CNC trục chính" làm... CAD/CAM TRONG GIA CÔNG CÁC DẠNG BỀ MẶT PHỨC TẠP Với công nghệ gia công truyền thống, việc gia công bề mặt phức tạp cần phải dùng thêm trang bị công nghệ phức tạp chi tiết mẫu, đồ gá máy chuyên dùng... đường sinh cong c, Dạng bề mặt phức tạp Dạng bề mặt phức tạp dạng bề mặt cần gia công khác với dạng bề mặt Các dạng bề mặt có cách tạo hình phức tạp nhiều so với dạng bề mặt có đường chuẩn đường