Nghiên cứu tính toán chiến lược sinh đường dụng cụ để nâng cao chất lượng gia công của bề mặt cong tự do

I H C QU C GIA TP HCM I H C BÁCH KHOA VÕ NG C PHONG NGHIÊN C U TÍNH TỐN CHI C SINH NG D NG C NÂNG CAO CH NG GIA CÔNG C A B M T CONG T DO Chuyên ngành: K thu Mã s : 8520103 LU TP H : -HCM Tr Nguy n Ng HQG Tp PGS TS ng - Ch t ch TS B nh Qu c Nguyên PGS TS Tr - Ph n bi n PGS TS Nguy n Ng - Ph n bi n TS Ph m H u L c - y viên n ã BÁCH KHOA - - : 8520103 I II : T CAD/CAM III : 22/02/2021 IV V : 13/06/2021 : 21 i L I Qua m t th i gian tìm tịi, nghiên c is ng d n t n tình c a th y PGS.TS Tr n Thiên Phúc s h tr c a th y Thân Tr c a Ngồi s ng d ng v m t khoa h c th y quan tâm, viên h c viên su t q trình h c t p nghiên c tơi hoàn thành lu ng ng l c tinh th n r t l n a Trong su t trình h c t p, nghiên c u tơi ln nh th cs cg il ic t n tình c a n th y tơi hồn thành trình h c t p nghiên c u c a Tác gi trân tr ng c thí nghi ki n t t nh t v Cu ng phòng qu n lý t p th thành viên c a Phịng t k Gia cơng Tiên ti thi t b thí nghi om tơi hồn thành lu c g i l i bi i thân b c nh su t trình h c t p th c hi n lu TP H H c viên Võ Ng c Phong ii u TÓM T T LU Tên lu u tính tốn chi ng d ng c nâng cao ch t ng gia công c a b m t cong t Hi n nay, v i s phát tri n ngày m nh m c a khoa h t, s n ph m có biên d ng ph c t p (các b m t cong t ô tô, khuôn m ph c yêu c xác ch gi Trên th u nghiên c ch i gia công ng d ng c ng gia công cho b m t cong t Tuy nhiên nh ng v xác ch c t o b i hai b m t cong t do) c quan tâm nghiên c u k c h th i Trong trình nghiên c u, h c viên nh n th y r ng c n ph i nghiên c ng d ng c m c ch xu t m ng gia công s n ph m ng d ng b m t cong t b c B c c c a lu n t trình bày v b m n trình t o hình i b m t t c c b , d ng c c t gia công b m t t ng d ng c gia công b m t t ch t o hình b m t t ng m t t dung th nh t, xây d ng thu i dung chính: N i ng d ng c gia cơng b m t cong t bao c tính N i dung th hai, xây d ng mơ hình th c nghi hi u qu c xu t so v h th n th n d ng i) D a k t qu th c nghi m, hi u qu gia công ch t ng b m t gia công c xu ng v xu ng b m t t s tính ch thu t tốn xây d g mc nâng cao c kh u ki c c i thi y, tính h u ích c nh iii SUMMARY OF THESIS Name of thesis: A study on the calculation of tool path generation strategy for highquality machining of curved surfaces Currently, with the increasingly strong development of science and technology, products with complex profiles (freeform surfaces such as automobile body, molds ) require high-quality machining, meeting the technical requirements set forth There are also many researches in the world that have introduced methods of toolpath generation to improve the machining quality for freeform surfaces However, problems related to accuracy and quality when machining characteristic line have received little attention in these researches including commercial CAM systems During the research process, the students realized that it is necessary to propose a toolpath generation method to improve the quality and accuracy when machining part using freeform surfaces by axis CNC milling machine The structure of the thesis consists of three chapters Chapter one presents the basic issues of forming process of machined surfaces on CNC milling machines such as local freeform surfaces, cutting tools, toolpath and surface quality when machining freeform surfaces Chapter two presents definitions and some properties as well as algorithms for constructing freeform lines and surfaces Chapter three presents two main contents: The first content, building an algorithm to generate toolpaths for machining freeform surfaces including characteritic line The second content, the proposed of experimental verification method to evaluate the effectiveness of the proposed method compared with the traditional method (commercial CAM system) Based on the experimental result, the machining efficiency and machining surface quality of the proposed method were improved than the conventional CAM method with the same machining conditions Thus, the usefulness of the proposed method was confirmed iv L t c s li u k t qu nghiên c u trình bày lu trung th li u tham kh o lu c công b b t k cơng trình nghiên c u khác Tài c trích d H c viên Võ Ng c Phong v M CL C DANH M C CÁC CH VI T T T viii DANH M C CÁC B NG ix DANH M C CÁC HÌNH V M TH x U NG QUAN V GIA CÔNG B M T T DO 1.1 Gi i thi u, phân lo i ng d ng c a b m t t 1.1.1 Gi i thi u 1.1.2 Phân lo i b m t t 1.1.3 ng d ng c a b m t t 1.2 D ng c 1.2.1 ng d ng c gia công b m t t 10 D ng c 10 ng d ng c 13 1.3 M t s ng d ng c n hình 16 ng d ng c d m ti p xúc (CC-Based) 17 ng d ng c d nh v d ng c (CLBased) 18 1.4 T ng quan tình hình nghiên c u 19 1.4.1 T ng quan tình hình nghiên c u th gi i 20 1.4.2 T ng quan tình hình nghiên c u t i Vi t Nam 22 1.5 M c tiêu nghiên c xu t n i dung nghiên c u c a lu 23 1.5.1 M c tiêu nghiên c u 23 xu t n i dung nghiên c u c a lu 1.6 K t lu 23 24 U DI NG VÀ M T CONG T DO TRONG H TH NG CAD/CAM 25 2.1 Bi u di ng cong t h th ng CAD/CAM 25 bi u di nc ng t ng quát 25 B-spline 25 2.1.3 Bi u di ng cong Bezier 27 2.1.4 Bi u di ng cong B-spline 29 2.1.5 Bi u di ng cong NURBS 31 vi 2.2 Bi u di n m t cong t h th ng CAD/CAM 33 u di n toá u di n b m n c a m t t ng quát 33 i d ng tham s 34 u di n b m i d ng mơ hình n i suy ranh gi i m nh m t 44 u di n b m u di n m 2.3 K t lu i d ng mơ hình m nh qt 46 i d ng t giác 47 48 CÔNG T O HÌNH B M T CONG T NG D NG C TRONG GIA DO TRÊN MÁY PHAY CNC TR C 49 3.1 Gi i thi u 49 3.2 Xây d ng thu t toán c 3.3 Xây d ng th c nghi ng d ng c xu t 51 57 u ki n th c nghi m 58 3.3.2 Xây d ng k t qu 61 3.4 K t qu th c nghi m 63 3.5 K t lu 70 T LU N VÀ KI N NGH 71 DANH M C CÁC CƠNG TRÌNH KHOA H C 72 TÀI LI U THAM KH O 73 PH L C 76 vii DANH M C CÁC CH VI T T T STT CAD CAM NC CNC CC-point CL-point Computer Aided Design Computer Aided Manufacturing Numerical Control Computer Numerical Control Cutter Contact point Cutter Location point CC-path Cutter Contact path CL-path Cutter Location path NURBS 10 B-spline 11 APT Non-uniform rational B-spline B-spline Automatically Programmed Tool viii B-spline Ngôn ng ng d ng c máy CNC ... giáo viên tài lu u tính tốn chi ng d ng c nâng cao ch ng gia công c a b m t cong t M ng ph m vi nghiên c u M u Nghiên c xu t m ng d ng c cong t b ch gia công b m t c nh xác ng gia cơng t o hình... t so v ng d ng c gia công b m t cong t h th i hi n hành ng nghiên c u Lu ch xu t m ng d ng c nâng cao ng gia công cho b m t cong t máy phay CNC tr c Ph m vi nghiên c u Ph m vi nghiên c u c a lu... Trên th u nghiên c ch i gia công ng d ng c ng gia công cho b m t cong t Tuy nhiên nh ng v xác ch c t o b i hai b m t cong t do) c quan tâm nghiên c u k c h th i Trong trình nghiên c u, h c viên