NGHIÊN cứu, KHẢO sát lực cắt THEO QUỸ đạo CHẠY DAO KHI GIA CÔNG KHUÔN đúc PHAO NHỰA TRÊN máy PHAY CNC d070e744

VÕăĐÌNHăTRUNG Đ I H CăĐĨăN NG TR NGăĐ I H C BÁCH KHOA - VÕăĐÌNHăTRUNG CHUYÊN NGÀNH: K THU TăC ăKHệă NGHIÊN C U, KH O SÁT L C C T THEO QU Đ O CH Y DAO KHI GIA CÔNG KHUÔN ĐÚC PHAO NH A TRÊN MÁY PHAY CNC LU NăVĔNăTH CăSƾ K THU TăC ăKHệ KHÓA: K34 ĐƠăN ng ậ Nĕmă2018 n Đ I H CăĐĨăN NG TR NGăĐ I H C BÁCH KHOA - VÕ ĐÌNHăTRUNG NGHIÊN C U, KH O SÁT L C C T THEO QU Đ O CH Y DAO KHI GIA CÔNG KHUÔN ĐÚC PHAO NH A TRÊN MÁY PHAY CNC Chuyên ngành: K THU TăC ăKHệ Mã số: 8.52.01.03 LU NăVĔNăTH CăSƾ Ngư iăhướng d n khoa học: PGS.TS TR N XUÂN TÙY ĐƠăN ng ậ Nĕmă2018 L IăCAMăĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi.Các số liệu, kết qu nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác gi lu năvĕn VõăĐìnhăTrung M CL C TÓM T T NGHIÊN C U, KH O SÁT L C C T THEO QU Đ O CH Y DAO KHI GIAăCỌNGăKHUỌNăĐÚCăPHAOăNH A TRÊN MÁY PHAY CNC M Đ U 1.Lý ch năđ tài 2.M căđíchănghiênăc u 3.Ph m vi n i dung nghiên c u 4.Ph ngăphápănghiênăc u 5.ụănghƿaăkhoaăh c th c ti n 6.C u trúc lu năvĕn Ch ngă1 TỔNG QUAN V L C C TăTRONGăGIAăCỌNGăC 1.1.ăĐặt v năđ 1.2 Phân tích thành ph n l c c t 1.2.1 Phân tích lực cắt theo phương chuyển động 1.2.2 Phân tích lực cắt theo mặt chịu t i 1.3 Cácăph ngăphápăxácăđ nh l c c t 1.3.1 Phương pháp đo trực tiếp lực cắt 1.3.2 Phương pháp đo lực cắt thông qua đo công suất 1.3.3 Xác định lực cắt phương pháp tính 1.3.3.1 Tính tốn lực cắt nghiên cứu lý thuyết 1.3.3.2 Tính tốn lực cắt cơng thức thực nghiệm 1.4 Các y u tố nhăh ngăđ n l c c t 10 1.4.1 nh hưởng chi tiết gia công đến lực cắt 10 1.4.2 nh hưởng điều kiện cắt đến lực cắt 11 1.4.2.1 nh hưởng chiều sâu cắt t đến lực cắt 12 1.4.2.2 nh hưởng lượng ch y dao s đến lực cắt 12 1.4.2.3 nh hưởng tốc độ cắt v đến lực cắt 13 1.4.3 nh hưởng dụng cụ cắt đến lực cắt 13 1.4 K t lu n 13 Ch ngă2 TỔNG QUAN V CÔNG NGH CAD/CAM/CNC 15 2.1 Khái ni m v máy công c CNC 15 2.1.1 Các đặc trưng máy CNC 15 2.1.2 Các phương pháp lập trình CNC 16 2.1.2.1 Lập trình tay (Lập trình thủ công) 16 2.1.2.2 Lập trình máy (Lập trình tự động) 16 2.2 Công ngh CAD/CAM 17 2.2.1 Đặt vấn đề 17 2.2.2 Đối tượng phục vụ CAD/CAM 18 2.2.3 Vai trò CAD/CAM chu kỳ s n xuất 20 2.2.4 Giới thiệu phần mềm CIMATRON: 21 2.2.4.1 Thiết kế 21 2.2.4.2 Dựng b n vẽ 22 2.2.4.3 Trong lĩnh vực tính tốn phân tích 22 2.2.4.4 Gia công 24 2.3.K t lu n 25 Ch ngă3 KH O SÁT TH C NGHI M L C C T THEO QU Đ O CH Y DAO 26 3.1.Yêu c uăđối v i h thống th c nghi m 26 3.2.Mơ hình th c nghi m 26 3.3.Thi t b thí nghi m 27 3.3.1.Máy 27 3.3.3 Phôi gia công 28 3.3.4 Thiết bị đo lực cắt phay FKM2000–TeLC 29 3.3.5 Phần mềm thu thập xử lý tín hiệu đo 29 3.4.Ti n hành th c nghi m kh o sát nhăh ng qu đ oădaoăđ n l c c t 30 3.4.1 Chế độ cắt thí nghiệm 30 3.4.2 Lựa chọn quỹ đ o ch y dao 30 3.4.3 Chọn biên d ng điển hình 31 3.4.3.1 Biên d ng chỏm cầu – Quỹ đ o Spiral ( xoắn ốc) 33 3.4.3.4 Biên d ng chỏm cầu – Quỹ đ o Parallel ( zig- zag) 37 3.4.3.1 Biên d ng hốc chữ nhật – Quỹ đ o Parallel ( Zig-Zag) 42 3.5.K t lu n 51 K T LU NăVĨăH NG PHÁT TRI NăĐ TÀI 52 1.K T LU N 52 2.H NG PHÁT TRI NăĐ TÀI 52 TÓM T T NGHIÊN C U, KH O SÁT L C C T THEO QU Đ O CH Y DAO KHI GIA CÔNG KHUÔN ĐÚC PHAO NH A TRÊN MÁY PHAY CNC Họcăviên:ăVõăĐìnhăTrung Chunăngành:ăKỹăthu tăcơăkhíă Mã số: 8.52.01.03 Trư ngăĐ i học Bách khoa ậ ĐHĐN Khóa:34 Tóm t t: Việc nghiên c u lực cắtătrongăqătrìnhăgiaăcơngăcơăcóăýănghƿaăc lý thuyết l n thực tiễn Q trình gia cơng phay tổng hợp c a nhiều yếu tố cơng nghệ Trongăđóălực cắt yếu tố nhăhư ng trực tiếpăđến cơng suất thiết bị, tuổi thọ thiết bị,ăđộ c ng vững c a hệ thống công nghệ, tuổi bền c aădao… Để đáp ng yếu cầu trên, nhiều nghiên c u lý thuyếtăcũngănhưăthực nghiệm yếu tố nh hư ngăđến lực cắtăđãăđược thực hiệnănhưă nhăhư ng c a chế độ cắt, v t liệu gia công, thông số hình học c a dụng cụ cắt… Tuy nhiên việc nghiên c u kh o sát thayă đổi lực cắt theo d ng quỹ đ o ch y dao hầuănhưăchưaăcó Đề tài giới thiệu phươngăphápăđoălực cắt gia cơng phay thơ trongăđiều kiện thí nghiệm cụ thể với d ng quỹ đ o ch y dao Parallel Spiral chi tiết thép CT38 dao phay ngón hợpăkimă4ălưỡi cắt máy phay CNC trục MATSUURA-MC500V thiết bị đoălực cắt FKM2000ậTeLC Từ kết qu thí nghiệm, thơng qua việc thống kê, kh o sát phân tích số liệu thu th pă thấyă ưuă vàă nhượcă điểm c a d ng quỹ đ o ch y dao khác Từ đóăcó thể lựa chọn d ng quỹ đ o ch y dao hợp lý nhấtăđể vừaătĕngănĕngă suất gia công vừaăđ m b oăđộ c ng vững c a hệ thống công nghệ STUDY AND INVESTIGATE THE CUTTING FORCE UNDER THE CUTTING TOOL TRAJECTORY WHEN MAKING PLASTIC INJECTION MOLDING ON CNC MILLING MACHINE Abstracts: Study of cutting force in mechanical processing has both theoretical and practical significance The milling process is a synthesis of many technological elements Cutting force is the main factor that directly affects the equipment capacity, equipment life, hardness of the technological system, the life of cutting tools In order to meet these needs, many empirical and theoretical studies on the factors that influence shear force have been performed such as the effect of cutting mode, machining material, geometric parameters of cutting tools… However, the study and investigation of the change in cutting force in the orbital forms of cutting tools is almost nonexistent The subject introduces the method of cutting force during rough milling in experimental conditions with two types of cutting tool trajectories: Parallel and Spiral on the CT38 steel parts with the four-blade alloy milling cutter on the milling machine CNC axis MATSUURA-MC500V with FKM2000-TeLC force measuring device From the results of the experiment, through the statistics, survey and analysis of data collected can see the pros and cons of each type of cutting tool trajectory From there, it is possible to select the most appropriate trajectory to maximize machining efficiency while maintaining the rigidity of the technology system DANH M C CÁC B NG B ng 3.1 B ng tổng hợp giá trị lực cắt lớn lực thành phần 38 B ng 3.2 B ng tổng hợp giá trị lực cắt lớn lực thành phần 48 DANH M C CÁC HÌNH Hình 1.1- Sơ đồ nguồn gốc lực cắt Hình 1.2 - Sơ đồ lực cắt phay Hình 1.3 - Vịng trịn xác định lực mặt chịu t i ảình 3.1 Sơ đồ nguyên lý đo lực cắt phay 26 Hình 3.2 Máy phay MATSUURA-MC500V 27 Hình 3.3 Hình nh dao phay ngón 28 Hình 3.4 Thiết bị đo lực cắt gia cơng phay FKM2000–TeLC 29 Hình 3.5 Giao diện phần mềm XKM 30 Hình 3.6 Hình nh phao nhựa 31 Hình 3.7 Biên d ng chõm cầu 31 Hình 3.8 Biên d ng chõm cầu 32 Hình 3.9 Biên d ng hốc chữ nhật 32 Hình 3.10 Quỹ đ o Spiral thiết kế 33 Hình 3.12 Đồ thị Pz (lực cắt chính) lớp cắt 34 ảình 3.13 Đồ thị Pz (lực cắt chính) lớp cắt 34 ảình 3.14 Đồ thị Px (lực hướng kính) lớp cắt 35 ảình 3.15 Đồ thị Px (lực hướng kính) lớp cắt 35 ảình 3.16 Đồ thị Py (lực dọc trục) lớp cắt 36 ảình 3.17 Đồ thị Py (lực dọc trục) lớp cắt 36 Hình 3.18 Quỹ đ o Parallel thiết kế 37 Hình 3.19 Quỹ đ o Parallel gia công thực 37 ảình 3.20 Đồ thị Pz (lực cắt chính) lớp cắt 38 ảình 3.21 Đồ thị Pz (lực cắt chính) lớp cắt 38 ảình 3.22 Đồ thị Px (lực hướng kính) lớp cắt 39 ảình 3.23 Đồ thị Py (lực dọc trục) lớp cắt 39 ảình 3.24 Đồ thị Py (lực dọc trục) lớp cắt 40 Hình 3.25 Quỹ đ o Parallel thiết kế 42 Hình 3.26 Quỹ đ o Parallel gia công thực 42 ảình 3.27 Đồ thị Pz (lực cắt chính) lớp cắt 43 12 1.4.2.1 nh hưởng chiều sâu cắt t đến lực cắt Vì chiều rộng cắt b = t/sin cóăýănghƿaăv t lý trình cắt nên ta kh o sát nhăhư ng c aăbăđến lực cắt Pv Thực cắt thử nghiệm với yếu tố khácăkhôngăđổi,ăchoăbăthayăđổi giá trị khácănhau,ătaăđoăđược giá trị lực cắt Pv tươngă ngănhưătrênăđồ thị Từ đồ thị ta nh n thấy rằngăkhiătĕngăbăthìălực cắtăcũngătĕng.ăNếuănhưăcắt với chiều dày cắt atb = 1mm lực cắt Pv tính bằng: (1.17) Kết qu xử lý số liệuăđoăđượcănhưăđồ thị ta nh năđược: 1.4.2.2 nh hưởng lượng ch y dao s đến lực cắt Vì chiều dày cắt a = s.sin cóăýănghƿaăv t lý q trình cắt nên ta kh o sát nhăhư ng c a a (qua atb)ăđến lực cắt Pv Thực cắt thử nghiệm với yếu tố khácă khôngă đổi với b=1mm, cho a thayăđổi giá trị khácănhau,ătaăđoăđược giá trị lực cắt Pv tươngă ng Bằng cách xử lý số liệuăđoătaăcóăthể biểu diễn mối quan hệ lực cắtăvàăaănhưă sau: (1.18) Từ đồ thị ta nh n thấy rằngăkhiătĕngăchiều dày cắt a lực cắtăcũngătĕng,ănhưngăkhơngă tĕngănhiềuănhưăđối với b, rằngăkhiătĕngăaăthìăsẽ tĕngăđộ lớn c a góc tách phoi d n đến gi m lực cắtă đơnă vị, mặtă khácă khiă tĕngă aă thìăkhơngă làmă tĕngă chiều dài làm việc thực tế c aălưỡi cắt cách tuyếnătínhănhưăkhiătĕngăchiều rộng cắt b Kết hợpăchoăthayăđổiăđồng th i chiều rộng cắt b chiều dày cắt a, mối quan hệ lực cắtăPvăvàăb,ăaăđược viếtănhưăsau: (1.19) Hoặc viết theo s, t: 13 (1.20) Trongăđóătaănh n thấy: 1.4.2.3 nh hưởng tốc độ cắt v đến lực cắt Qua thực nghiệm ta thấy rằng: tốcăđộ cắt thấp mối quan hệ tốcăđộ cắt v với lực cắt P ph c t păvàăkhóăxácăđịnh qui lu t Tuy nhiên cắt với tốcăđộ phổ biến ph m vi tốcăđộ caoănhưăngàyănayăđangăsử dụng nh n thấy rằngăkhiătĕngătốc độ cắt v , lực cắt hầuănhưăkhôngăthayăđổi hoặcăthayăđổiăkhôngăđángăkể Do v yăđể đơnă gi n cơng th c tính lực cắtătaăthư ng bỏ qua yếu tố v 1.4.3 nh hưởng dụng cụ cắt đến lực cắt Thực tế cho thấy v t liệu chế t o dao thông số hình học c a dao có nh hư ng trực tiếpăđến lực cắt Qua kh o sát thực nghiệm nhăhư ng c a yếu liên quan c a dụng cắt đến lực cắtăđược biểu thị qua hệ số điều chỉnh công th c kinh nghiệm tính lực cắt (1.21) Trongăđóă hệ số điều chỉnhăliênăquanăđếnăgócătrước, góc nghiêngăchínhălưỡi cắt,ăbánăkínhămũiădao,ăđộ lớn mài mịn mặt sau dao việcătưới dung dịchătrơnănguội vào khu vực cắt Tổng hợp ta l păđượcăphươngătrìnhăkinhănghiệm tính lực cắtănhưăsau: (1.22) Tươngătự taăcũngănh năđượcăphươngătrìnhătínhăcácăthànhăphần lực Ps Pt có d ngănhưătrên Các giá trị số lực cắt Cp, số mũăxp, yp hệ số điều chỉnhăKăđược cho sổ tay tra c u cắt gọt 1.4 K t lu n Q trình gia cơng phay tổng hợp c a nhiều yếu tố cơng nghệ.ăTrongăđóălực cắt yếu tố nhăhư ng trực tiếpăđến cơng suất thiết bị, tuổi thọ thiết bị,ăđộ c ng vững c a hệ thống công nghệ, tuổi bền c aădao… 14 Để đ p ng yếu cầu trên, nhiều nghiên c u lý thuyếtăcũngănhưăthực nghiệm yếu tố nhăhư ngăđến lực cắtăđãăđược thực hiệnănhưă nhăhư ng c a chế độ cắt, v t liệu gia công, thông số hình học c a dụng cụ cắt… Mặc dù nghiên c u lực cắt đãăcóărất nhiều,ănhưngăhiệnănayăngư i ta v n tiếp tục nghiên c u phươngăphápăchínhăxácănhấtăđể xácăđịnh lực cắtăcũngănhưă nhăhư ng c a yếu tố khácănhauăđến lực cắt, nhằmătĕngănĕngăsuấtăgiaăcơngănhưngă v năđ m b oăđộ chínhăxácăgiaăcơngăvàăđộ c ng vững c a hệ thống công nghệ 15 Ch ngă2 TỔNG QUAN V CÔNG NGH CAD/CAM/CNC 2.1 Khái ni m v máy công c CNC CNC viết tắt c a cụm từ tiếng anh Computer Numerical Control Là d ngămáyăcơăkhíăđượcăđiều khiển tự động bằngămáyătính,ămàătrongăđóăcácăbộ ph n tự độngăđược l p trình ho tăđộng theo File thiết kế sẵnăđể cho s n phẩm có hình d ng vàăkíchăthước theo yêu cầu 2.1.1 Các đặc trưng máy CNC So sánh với máy công cụ thư ng máy cơng cụ CNC có số ưuăđiểm sau :  Tính tự động hố cao: - Làm việc hồn tồn tự động theo mộtăchươngătrìnhăđiều khiển - Có thể tự động c p nh tă thông số công nghệ, yếu tố dụng cụ gia công - Tự động kiểmătraăvàăđiều chỉnh yếu tố công nghệ  Tính linh ho t cao thể : - Kh nĕngăthayăđổi dụng cụ gia công nhanh, dụng cụ gá ổ tíchălũy,ă doăđóăkhiăgia cơng khơng th i gian thay dao - Bộ nhớ c aămáyătínhălưuătrữ nhiềuăcácăchươngătrìnhăgiaăcơngătừ 1ăđến 999ăchươngătrình - Kh nĕngătìmăkiếmăcácăchươngătrìnhărấtănhanhădoăđóăkhơngăcần s n xuất chi tiết dự trữ mà cầnălưuătrữ chươngătrìnhăgia cơng - Tính tốn tự động to độ gia cơng bằngăcácăchươngătrìnhăgiaăcơngăphùăhợp hiệnănayăđangădùng  Tính t p trung ngun cơng cao: Trong lần gá thực nhiều ngun cơng khác nh ổ tích luỹ dao rấtăđaăd ng có số lượng cao lên tới hàng chục dụng cụ ổ tíchălũy,ădoăđóăsẽ tĕngănĕngăsuất chấtălượng  Chấtălượngăvàăđộ xác c a s n phẩm cao: nh sử dụngăcácăđộngăcơăvàăbộ truyền d n chấtălượng cao: Truyền d năđược thực nh vít me - đaiăốc - bi Sử dụng bi vít me-đaiăốc-biăđể khử độ rơănênăt oăđộ xác dịch chuyển cao 1/1000 mm Độngă cơă c a máy CNC: Sử dụng lo iă độngă cơă Servoă xoayă 16 chiều điều chỉnh vơ cấp tốcă độ Mỗi chuyểnă động dùng mộtă độngă cơă riêng biệt  Máy CNCăcóănĕngăsuất cao: - Gia cơng máy CNC gi m tốiăđaăth i gian phụ c a máy - Chế độ cắtătrênămáyăCNCăluônăđược thực với chế độ cắt tốiăưu - Kh nĕngă xử lí c a máy CNCă caoă hơnărất nhiều so với máy công cụ thông thư ng - Do chế độ cắt tốiăưuăvàăkh nĕngăbôiătrơnălàmămátătốt nên tuổi thọ c a dụng cụ cắtăđ t tốiăđa  Hiệu qu kinh tế kỹ thu t cao Tuy nhiên : - Giá thành c aămáyăcaoăhơnănhiều so với máy cơng cụ thơngăthư ng - Chi phí lắpăđặt dịch vụ b oădưỡng ph c t p - Đàoăt oăngư iăđ ng máy ph c t p, th iăgianăđàoăt o lâu, nên thay ngư i đ ngămáyăkhóăkhĕn 2.1.2 Các phương pháp lập trình CNC Cĕnăc ăvàoăm căđộătựăđộngăhốăcácăcơngăviệcăl pătrìnhămàăngư iătaăphânăbiệtăhaiă phươngăphápăl pătrình:   L pătrìnhăbằngătayă(L pătrìnhăth ăcơng) L pătrìnhătựăđộngă(L pătrìnhăbằngămáyătính) 2.1.2.1 Lập trình tay (Lập trình thủ cơng) Khi l p trình bằngătayăngư i l pătrìnhăcĕnăc vào b n vẽ để nh p liệu theo lệnh từ bàn phím vào nhớ c a máy Việc l p trình tốn nhiều th i gian, dễ nhầm l n chi tiếtăcóăđộ ph c t p cao Do nhữngănhượcăđiểmătrênămàăphươngăphápă áp dụng l p trình cho chi tiếtăđơnăgi n hoặcăđể hiệu chỉnhăcácăchươngătrìnhă có sẵn.ăPhươngătiện hỗ trợ ch yếu b ng tra c u catalơ máy, máy tính cá nhânăđể tính tốn thơng số l p trình L p trình bằngătayăđịiăhỏiăngư i l p trình ngồi việc làm ch phươngăphápăl p trình cịn ph i có kiến th c tốn học kiến th c cơng nghệ 2.1.2.2 Lập trình máy (Lập trình tự động) 17 Khi l p trình máy (có máy tính trợ giúp)ăngư i l p trình mơ t (khai báo) hình dáng hình học c a chi tiết gia cơng, quỹ đ o chuyểnăđộng c a dụng cụ cắt ch c nĕngăc a máy theo ngôn ngữ mà máy hiểuăđược L p trình bằngămáyăcóăưuăđiểm khơng cần thực phép tính tay, cần truy nh p số liệuănhưngăcóăthể s n sinh mộtălượng lớn liệu cho tính tốn cần thiết,ăđồng th i h n chế lỗi l p trình 2.2 Công ngh CAD/CAM 2.2.1 Đặt vấn đề Nhữngănĕmăcuốiăthếăkỷă20,ăcôngănghệăCADă/CAMăđãătr ăthànhămộtălƿnhăvựcă độtă pháă trongă thiếtă kếă chếă t oă vàă s nă xuấtă s nă phẩmă côngă nghiệp.ă CADă (Computeră Aidedă Design)làă thiếtă kếă trợă giúpă bằngă máyă tính.ă CAMă (Comptuteră Aidedă Manufactuer)ălàăs năxuấtăvớiăsựătrợăgiúpăc aămáyătính.ă Haiălo iăhìnhănàyă đãănốiăghépăvớiănhauă đãătr ăthànhă mộtălo iă hìnhă cơngănghệă cao,ămộtălãnhăvựcătổngăhợpăc aăliênănghànhăCơăKhí-TinăHọc- ĐiệnăTử- TựăĐộngăHố.ă Cùngăvớiăsựăphátătriểnăc aăkhoaăhọcămáyătínhăCAD/CAMăđãăđượcănh năth căvàă chấpănh nănhanhăchóngătrongăcơngănghiệpăvìănóălàăh tănhânăchínhăđểăsángăt oăvàăs nă xuấtăs năphẩm,ăđểătĕngănĕngăsuấtălaoăđộng,ăgi măcư ngăđộălaoăđộng,ăvàătựăđộngăhốă qătrìnhăs năxuất,ănângăcaoăđộăchính xácăchiătiếtăvàăđ tăhiệuăqu ăcao ComputerậAidedậDesign (CAD) ComputerậAidedậManufacturing (CAM) đãălàmămộtăcuộcăcáchăm ngăvềăthiếtăkếăvàăcácăphươngăphápăs năxuất.ăNgư iăthiếtăkếă khơngăcầnăph iătínhătốnăcácăphươngătrìnhătốnăhọcăph căt păvềăcácăvấnăđềănhưătiếpă tuyến,ăgiaoătuyến,ăcácăvịătríătâmăhoặcăcácăbềămặtăph căt p Việcăsửădụngămáyăviătínhăđểăthiếtăkếăhìnhădángăhìnhăhọcăvàăphátăsinhăraăchươngă trìnhăđiềuăkhiểnăsốă(NC)ăvớiăcơngăcụămơăphỏngăsẽăchoătaănhìnătrướcăkếtăqu ăgiaăcơng.ă CơngănghệăCAD/CAMătiếtăkiệmăth iăgianăvàăgiáăthànhăs năphẩmănh ăvàoăhiệuăqu ăvàă sựăchínhăxácăc aănó CAD/CAM làămộtălƿnhăvựcănghiênăc uănhằmăt oăraăhệăthốngătựăđộng thiếtăkếă vàăchếăt o.ăNóădùngămáyătínhăđiệnătử đểăthựcăhiệnămộtăch cănĕngănhấtăđịnhăđểăthiếtăkếă vàă chếă t oă s nă phẩm.ă Tựă độngă hóa làă dùngă máyă tínhă điệnă tửă đểă kếă ho chă hố,ă điềuă 18 khiểnăqătrìnhăs năxuất,ăđiềuăkhiểnăqătrìnhăcắtăgọtăkimălo iăvàăkiểmătraăngunăcơngă gia cơng Thựcătế,ăCADăvàăCAMătươngă ngăvớiăcácăho tăđộngăc aăhaiăquáătrìnhăhỗ trợă cho phép biếnă mộtă ýă tư ngătrừuă tượngăthànhă mộtă v tă thểă th t.ă Haiă quáă trìnhă nàyă thểă hiệnărõătrongăcôngăviệcănghiênăc uăvà triểnăkhaiăchế t o Xuất phát từ nhu cầuăchoătrước, việc nghiên c u đ m nh n thiết kế mơ hình m uăchoăđến thể b n vẽ biễu diễn chi tiết Từ b n vẽ chi tiết, việc triển khai chế t oăđ m nh n l p trình chế t o chi tiết vấnăđề liên quan đến dụng cụ vàăphươngăphápăthực Haiă lƿnhăvực ho tă động lớn ngành chế t oă máyă thực liên tiếpănhauăvàăđược phân biệt b i kết qu c a * Kết qu CAD b n vẽ xác định, biểu diễn nhiều hình chiếu khác chi tiết khí với đặc trưng hình học chức Các phần mềm CAD dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu chia thành hai lo i: Các phần mềm thiết kế phần mềm vẽ * Kết qu CAM cụ thể, chi tiết khí Trong CAM khơng truyền đ t biểu diễn thực thể mà thực cách cụ thể công việc Việc chết o bao gồm vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất trang thiết bị, điều kiện s n xuất khác có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá dụng cụ cắt nhằm đ m b o yêu cầu kỹ thuật chi tiết khí Nhằm khai thác cơng cụ hữu ích, ng dụng tin học chết o không h n chế phần mềmăđồ ho hiển thị qu n lý mà cịn sửdụng việc l pă trìnhă vàă điều khiển máy cơng cụđiều khiển số, v yă địiă hỏi thực ph i nắm vững kiến th c kỹ thu t gia công 2.2.2 Đối tượng phục vụ CAD/CAM Xu phát triển chung c a ngành công nghiệp chế t o theo công nghệ tiên tiến liên kết thành phần c a qui trình s n xuất hệthống tích hợpăđiều khiển b iămáyătínhăđiện tử (Computer Integrated Manufacturing - CIM) 19 Các thành phần c a hệ thốngăCIMăđược qu n lý vàăđiều hành dựaătrênăcơs liệu trung tâm với thành phần quan trọng liệu từ trình CAD Kết qu c a trình CAD khơng làăcơăs liệuăđể thực phân tích kỹ thu t, l p qui trình chế t o,ăgiaăcơngăđiều khiển số mà liệu điều khiển thiết bị s n xuấtăđiều khiển số nhưăcácălo i máy công cụ,ăngư i máy, tay máy công nghiệp thiết bị phụ trợ khác Công việc chuẩn bị s n xuất có vai trị quan trọng việc hình thành s n phẩmăcơăkhíănào Cơng việc bao gồm: - Chuẩn bị thiết kế ( thiết kế kết cấu s n phẩm, b n vẽ lắp chung c a s n phẩm, cụm máy.v.v ) - Chuẩn bị cơng nghệ (đ m b oătínhănĕngăcơngănghệ c a kết cấu, thiết l p qui trình cơng nghệ) - Thiết kế chế t o trang bị công nghệ dụng cụ phụ v.v - Kế ho ch hố q trình s n xuất chế t o s n phẩm th i gian yêu cầu Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy 90% th iălượng thiết kế làăđể tra c u số liệu cần thiết mà có 10% th iăgianădànhăchoălaoăđộng sáng t o quyếtăđịnhăphươngăán,ădoăv y công việc thực bằngămáyătínhăđiện tửđể vừa tiết kiệm th i gian vừaăđ m b oăđộ xác chấtălượng CAD/CAMălàălƿnhăvực nghiên c u nhằm t o hệ thống tự động thiết kế chế t oătrongăđóămáyătínhăđiện tử sử dụngăđể thực số ch cănĕngănhất định CAD/CAM t o mối quan hệ m t thiết hai d ng ho tăđộng: Thi t k Ch t o T đ ng hoá thi t k dùng hệ thốngă vàă phươngă tiện tính tốn giúp ngư i kỹ sưăthiết kế, mơ phỏng, phân tích tốiăưuăhoáăcácăgi i pháp thiết kế T đ ng hoá ch t o làădùngămáyătínhăđiện tử để kế ho chăhố,ăđiều khiển kiểm tra nguyên công gia công 20 2.2.3 Vai trò CAD/CAM chu kỳ s n xuất Hình 2.1 - Sơ đồ chu kỳ s n xuất Hình 2.2 - Sơ đồ chu kỳ s n xuất dùng CAD/CAM Rõ ràng CAD/CAM chi phối hầu hết d ng ho tăđộng ch c nĕng c a chu kỳ s n xuất nhà máy hiệnăđ i,ătrongăcôngăđo n thiết kế chế t o, kỹ thu t tính tốn ngày phát huy tác dụng nhu cầu thiếuăđược 21 2.2.4 Giới thiệu phần mềm CIMATRON: CIMATRONălàăhệăthốngătíchăhợpăđặcăsắcănhấtăđượcădùngătrongălƿnhăvựcăthiếtă kếăvàăgiaăcơngăcơăkhíădoănhómăchunăgiaăc aăNh tăvàăIsraelăhợpătácăxâyădựngătừănĕmă 1990.ăNóănốiăkếtăCADă- CAMăthànhămộtăhệăthốngăhồnăchỉnh,ăngồiăraăCIMATRONă cịn cho phép t oăraămơăhìnhăcácăphầnătửăhữuăh nătừămơăhìnhăhìnhăhọcădựngă đượcătrongăCADădùngătrongăviệcătínhătốnătr ngătháiăv tălýăc aăchiătiếtăvíădụănhư:ătínhă nhiệtă(tínhătốnăqătrìnhătruyềnănhiệt,ă ngăsuấtănhiệt),ătínhăbềnă TồnăbộăhệăthốngăCimatronăbaoăgồmăbốn Modul:  CIMATRON - MODELING  CIMATRON - DRAFTING  CIMATRON - FEM  CIMATRON - NC T oăraămộtăchuătrìnhătíchăhợpăkhépăkínătrợăgiúpăchúngătaătrongăcácăbướcăkhácă nhauăc aăqătrìnhăThiếtăkếă- Gia cơng : 2.2.4.1 Thiết kế Trongălƿnhăvựcăthiếtăkếămơăhình,ăCimatronăcungăcấpăchoăchúngătaăcácăcơngăcụă hiệuăqu ăđểăxâyădựngăcácăkiểuămơăhìnhăhìnhăhọcăkhácănhauănhư:  Mơ hình khung dây ( Wire - Frame )  Mơăhìnhăbềămặtă(ăSurfacesă)ă  Mơăhìnhăthểăđặcă(ăSolidă) Vớiăcácăcơngăcụănày,ăchoădùăb nălàmăviệcăvớiăcácămơăhìnhăkhungădây,ăbềămặtă hoặcămơăhìnhăthểăđặc,ăCimatronăchoăphépăb năxâyădựngăhầuănhưătấtăc ănhữngăgìămàă b năcóăthểătư ngătượngăra.ăLàmăviệcătheoătrìnhătựătừătrênăxuốngăhoặcătừădướiălên,ăsaoă choăphùăhợpănhấtăđốiăvớiăcơngăviệcăđangăthựcăhiện.ăTínhăthốngănhấtăc aăcácăphép tốn lơăgíc,ămộtăgiaoădiệnăđồăho ătrựcăquanăvàămộtăcơăs ădữăliệuădùngăchungăxúcătiếnăviệcă chuẩnăbịăchoăviệcăgiaăcơngămơăhìnhăc aăb n  Mơ hình khung dây bề mặt 22 Mơăhìnhăkhungădâyăvàăbềămặtăc aăcimatronăcungăcấpăđầyăđ ăcácăphầnătửăhìnhă họcăbaoăgồmăc ăcácămặtăBezie,ăGregoryăvàăNurbs.ăT oăraăth măchíăc ăcácăbềămặtăđiêuă khắcăph căt pămộtăcáchădễădàng.ăCácălệnhăthiếtăkế,ămộtăbộăcơngăcụămềmădẻo,ăm nhă mẽăvàătồnădiệnăch aăđựngăc ănhữngăphépăphaătrộnătinhăx o,ăvêătrịnăvàăcắtătỉaănhiềuă mặt.ăMộtăsốălượngălớnăcácăcơngăcụăthẩmătraăvàăhiệuăchỉnhăchoăphépăcácăthayăđổiănhanhă chóngăvàăđ măb oămộtăđộăchínhăxácătuyệtăđối  Mơ hình thể rắn Việcămơăhìnhăhốăbằngăphươngăth căkhốiăthuộcătínhăcơăs ăthiếtăkếăđượcănhữngă mơăhìnhătựădoăvàătrựcăquan Hệăthốngăsẽăhướngăd năb nămộtăcáchătrựcăquan,ătựăđộngăgọiăraăcơngăcụăvẽăphácă trongă khiă hiểnă thịă raă mộtă cáchă thíchă hợpă cácă đư ngă trợă giúpă thiếtă kếă đểă bắtă cácă đốiă tượngăhoặcănhắcăb năkhiăđốiătượngăvượtăraăhoặcăbênătrongăcácăràngăbuộc.ăĐịnhănghƿaă cácăràngăbuộcăkhiăb năvẽăphác,ăhoặcăthêmăvàoănóăsauănày.ăB nălnăduyătrìăđượcămộtă sựăkiểmăsốtămộtăcáchăhồnătồnăcácămốiăquanăhệăthơngăsốăvớiăkh ănĕngăthayăđổiă ăbấtă kỳăth iăđiểmănào 2.2.4.2 Dựng b n vẽ CimatronăDraftăđượcăthiếtăkếăđểăm ărộngătốiăđaăchấtălượngăc aăb năthiếtăkếăcơă khí Nó cung cấpăcácăb năvẽămộtăcáchănhanhăchóngăvàăthơngăminh,ătrongăkhiăv năduyă trìăcácămốiăquanăhệăvớiămơăhìnhăhìnhăhọc Cácăhìnhăchiếuăvàăhìnhăchiếuăriêngăphầnăđượcăchiếuătựăđộngătừămơăhìnhă2Dăvàă 3Dăc aăb nă ăbấtăkỳămộtăgócăchiếuănàoămàăb nămuốn.ăCácăhìnhăchiếuăđượcănốiăkếtăvớiă mơă hìnhă đượcă tựă độngă c pă nh tă khiă mơă hìnhă bịă thayă đổi.ă dễă dàngă t oă raă cácă b nă vẽă ph căhợpăch aăđựngănhiềuăhìnhăchiếu,ămàăchúngăcóăthểăxếpăxắpăthẳngăhàngăvớiănhauă vàăhiệuăchỉnhămộtăcáchăriêngărẽ.ăTấtăc ăcácăkíchăthước,ădungăsai,ămặtăcắt,ăchúăthích có thểăđượcăhiệuăchỉnhămàăkhơngăcầnănh păl iăcácădữăliệuăđưaăvàoătrướcăđó 2.2.4.3 Trong lĩnh vực tính tốn phân tích ngă dụngă FEMătrongă Cimatronă làă cơngă cụă giúpă chúngă taă phână tíchă tr ngă tháiă v tălýăc aăchiătiếtăthiếtăkế,ăqătrìnhănàyăđượcăthựcăhiện quaă3ăbước:  Pre-Processingă(Tiềnăxửălýă)ă  Analyze ( phân tích ) 23  Post - Processingă(ăqătrìnhăh uăxửălýă) Trongă đóă Cimatronă sẽă trợă giúpă chúngă taă trongă haiă bước ph că t pă nhấtă đóă làă bướcătiềnăxửălýăvàăh uăxửălý  Pre-Processing Trongăqătrìnhăphânătích,ătínhătốnăbướcătiềnăxửălýăthựcăchấtălàăviệcăt oăraămơă hìnhăcácăphầnătửăhữuăh n.ă ăđâyăbềămặtăc aămơăhìnhăhìnhăhọcăsẽăđượcăchiaăraăthànhă lướiăphầnă tử,ăcácăkhốiăthểăđặcăsẽăđượcăphânăraăthànhă mộtăsốă lớnăcácăphầnă tử,ăNgo iă lực,ăv tăliệuăcũngănhưăcácăđiềuăkiệnăbiênăràngăbuộcăsẽăđượcăgánăchoămơăhình.ăĐâyălàă mộtăcơngăviệcăhếtăs cătỉămỉăvàămấtăth iăgian.ăTuyănhiênătrongăCimatronăFEM,ăhầuănhưă mọiăviệcăđượcăthựcăhiệnămộtăcáchănhẹănhàngăvàănhanhăchóng: Trênăcơăs ăc aămơăhìnhăhìnhăhọcăđãăt oădựngătrongăCIMă- Modeling,ăviệcăchiaă cácăphầnătửăđượcătiếnăhànhămộtăcáchătựăđộngătheoămộtăđộăchínhăxácăyêuăcầu,ăhệăthốngă sẽătựăđộngătínhăchoătaăđượcăto ăđộăcácăđiểmănút Hệăthốngăcungăcấpăsẵnăchoăchúngătaămộtăthưăviệnăcácălo iăphầnătử,ăv tăliệu,ăcácăkiểuă tácădụngăc aăngo iălựcăđểăchúngătaăcóăthểădễădàngăgánăhoặcăđặtăchúngălênămơăhình Hình 2.1 Sơ đồ tổng quan chức Cimatron 24 Ngồi kh nĕngăsauăđâyăc a cơng cụ biên t p Cimatron - FEM cho phép ta đ tăđược mộtălưới tốiăưuăcácăphần tử:  Nối tự động trựcăquanăcácăđiểm nút    Trộn, nh păcácălưới có m tăđộ khác Thayăđổi vị tríăcácăđiểm nút với việc tự độngăcânăđối phần tử liên kết vớiăđiểmănútăđó Thayăđổi vị trí, chép, xố, xoay phần c aălướiăđãăđược t o  Post - Processing Cho phép hiển thị kết qu tínhătốnăkhácănhauănhưă ng suất, nhiệt độ, biến d ng, ph n lực, Gradient ng suất  Kết qu đưaăraăd ng số hayăđồ ho đâyăchúngătaăcóăthể lựa chọn:  Hiển thị riêngăhayăđồng th i mơ hình bị biến d ng mơ hình ngun thuỷ  Lựa chọn màu sắc tỷ lệ xíchăkhácănhauăđể dễ dàng quan sát Nếu kết qu đưaăraă d ngăđồ ho , ta lưuăl iănóădưới d ng nh để dễ dàng sử dụng l i cần ph i so sánh kết qu khác trình hiệu chỉnh, c i tiến mơ hình Tải FULL (74 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Mơ hình hình học mơ hình phần tử hữu h n hiệu chỉnh Post - Processing.ăNhưăv y với trợ giúp c a công cụ mà Cimatron cung cấp hồn tồn kiểm tra kết qu tính tốn, l pă vùng nguy hiểm,ăđưaăraăcácăhiệu chỉnh cần thiếtăvàăthôngăquaăcơăs liệuădùngăchungăđể c p nh t kịp th iăcácăthayăđổi 2.2.4.4 Gia công Cimatron NC t o mộtă đư ng ch y dao xác cho điều khiển số trình gia cơng Nó cung cấp gi i pháp tồn diện cho máy tiện, phay, khoan, d p máy cắtă xungă điện từ 2.5ă đến trục Công cụ qu n lý đư ng ch y dao cung cấp kh nĕngăkiểm soát cách tổng thể việc t oăra,ăthayăđổi hiển thị tất c thao tác NC 25 2.3 K t lu n - CAD/CAM/CNCălàămộtăthu tăngữăđượcăsửădụngărấtăphổăbiếnătrongălƿnhăvựcă cơăkhíăvàăchếăt o.ăĐâyăchínhălàămộtătrongănhữngăkếtăqu ăc aăcuộcăcáchăm ngăkhoaăhọcă kỹăthu t, đượcă ngădụngărấtănhiềuătrongăcácăquyătrìnhăv năhànhăcũngănhưăs năxuất - Đềăcaoătínhătựăđộngăhóaăc aănềnăcơngănghiệpăhiệnăđ i,ătừăđóăgiúpănângăcaoă nĕngălựcăs năxuấtăcũngănhưăc nhătranhăc aădoanhănghiệp - CAD/CAM/CNC kếtănốiăvớiănhauăt oăraămốiăquanăhệăm tăthiếtăgiữaăhaiăd ngă ho tăđộngălàăthiếtăkếă vàăchếăt oă màălâuănayă ngư iătaăcoiălàă khácănhauăvàăkhơngăphụă thuộcăvàoănhau.ăTựăđộngăhốăthiếtăkếălàădùngăcácăhệăthốngăvàăphươngătiệnătínhătốnă giúpă ngư iă kỹă sưă đểă thiếtă kếă mơă phỏng,ă phână tíchă vàă tốiă ưuă hốă gi iă phápă thiếtă kế.ă Phươngătiệnăbaoăgồmămáyătínhăđiệnătửăvàăcácămáyăvẽ,máyăinăthiếtăbịăđụcălỗăbĕngă…ă phươngătiệnăl pătrìnhăbaoăgồmăchươngătrìnhămáyăchoăphépăđ măb oăgiaoătiếpăvớiămáyă vẽăvàăcácăchươngătrìnhă ngădụngăđểăthựcăhiệnăch cănĕngăthiếtăkế Tải FULL (74 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ 26 Ch ngă3 KH O SÁT TH C NGHI M L C C T THEO QU Đ O CH Y DAO 3.1 Yêu c uăđối v i h thống th c nghi m Việc xây dựng hệ thống thí nghiệm cầnăđ m b o yêu cầu kỹ thu t sau: - Đ m b oăđộ chínhăxác,ăđộ tin c y - Đ m b o yêu cầu c a vấnăđề lý thuyết cần nghiên c u - Đ m b o tính kh thi - Đ m b o tính kinh tế 3.2 Mơ hình th c nghi m Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý đo lực cắt phay Thiết bị đoălực cắt phay FKM2000ậTeLC Dao phay ngón D8 ậ 4ălưỡi cắt Phôi thép CT38 Cáp kết nối RS232 Bộ chuyểnăđổi tín hiệuătươngătự/số (A/D) Máy tính xuất liệuăđo d070e744 ... nghiên c u kh o sát thayă đổi lực cắt theo d ng quỹ đ o ch y dao hầuănhưăchưaăcó.ă Doăđó,ăđề tài“? ?Nghiên c u, kh o sát l c c t theo qu đ o ch y dao gia công? ? khuôn? ? đúc? ? phao? ? nh a máy phay CNC. .. thốngăđo? ?lực cắt máy phay CNC - Nghiên c u, kh o sát lực cắt? ?khi? ?thayăđổi d ng quỹ đ o ch y dao q trình phay thơ dao phay ngón biên d ng cụ thể Ph ngăpháp? ?nghiên? ?c u Đề tài sử dụngăphươngăpháp? ?nghiên? ?c... nghiệm: - Nghiên c u lý thuyếtăcơăs cắt gọt kim lo i,ăcơăs gia công máy CNC - Bằng việc thiết l p mơ hình hệ thốngăđoă lực cắt thực tế nghiên c u thayăđổi lực cắt theo quỹ đ o ch y dao kh o sát thực