5. Phương pháp nghiên cứ u
5.2. XÁC ĐỊNH CHUẨN KỸ NĂNG THỰC HÀNH CNC ĐỐI VỚI SINH
CHUYÊN NGÀNH CHẾ TẠO MÁY TRONG CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ
THUẬT.
Kiến thức
- Hiểu được cấu trúc của máy điều khiển số CNC, chức năng và cách vận hành các bộ phận của máy.
- Hiểu rõ cấu trúc của một chương trình NC trong máy công cụ CNC
- Biết sử dụng một số phần mềm chuyên dụng phay để lập trình, mô phỏng trên máy tính PC theo ngôn ngữ lập trình ISO (G code) và Heidenhain.
- Hiểu được trình tự lập trình theo phần mềm điều khiển Heidenhein trên máy tiện CTX200E.
- Hiểu được phương pháp lập chương trình NC bằng cách sử dụng các mã lệnh G.
Kỹ năng
- Sử dụng thành thạo các mã lệnh lập trình cho máy tiện CNC theo cấu trúc của một hệ thống điều khiển máy tiện cụ thể.
- Thiết lập được qui trình công nghệ gia công hợp lí và lựa chọn chế độ cắt phù hợp với hình thức gia công, vật liệu gia công và dụng cụ cắt đã lựa chọn.
- Lập trình hoàn thiện được chương trình NC cho máy công cụđiều khiển số
trong hệ thống toạđộ vuông góc với các dạng điều khiển điểm - đoạn - đường bằng các lệnh nội suy đường thẳng, đường cong.
- Viết được chương trình NC theo các thông tin trong hệ toạđộ.
- Mô phỏng được quĩ đạo chuyển động của dụng cụ cắt theo chương trình đã lập bằng chức năng cho phép của hệ điều khiển với chương trình NC đã lập. kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu của bản vẽ.
- Thực hiện được các công việc gá lắp, điều chỉnh phôi, dụng cụ cắt và vận hành máy đúng thao tác.
- Gia công được một số dạng chi tiết cơ bản trên máy CNC theo chương trình
đã lập.
Thái độ
- Cẩn thận, tỷ mỉ trong các bước lập trình, chỉ được phép gia công khi đã tiến hành mô phỏng đạt yêu cầu.
- Tuân thủ nghiêm các chỉ dẫn, thực hiện đúng trình tự các thao tác vận hành, tránh sai sót gây hư hỏng máy và thiết bị.
- Có tinh thần trách nhiệm cao trong công việc để hạn chế thấp nhất các hư
hỏng có thể xảy ra. Đảm bảo vệ sinh và an toàn lao động.
5.3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH GIA CÔNG CẮT GỌT TRÊN MÁY CTX 200E VỚI HỆĐIỀU KHIỂN HEIDENHAIN.
5.3.1. Hệ thống các bài thực hành thí nghiệm .
Trên cơ sở phân tích mục tiêu đào tạo, sau khi tham khảo nội dung, chương trình đào tạo của một số trường Đại học, Cao đẳng công nghệ, đặc biệt là chương trình đào tạo kỹ sư ngành Công nghệ chế tạo máy của Trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật Hưng Yên, một trường đã có bề dày đào tạo theo hướng công nghệứng dụng và là nơi đào tạo giáo viên cho các trường cao đẳng công nghệ, cao đẳng nghề, tác giảđã xây dựng được hệ thống các bài thực hành thí nghiệm thực hiện trên máy tiện CNC CTX200E với phần mềm lập trình Heidenhain datapilot.
TT Tên bài tập Mục tiêu
1
Giới thiệu phần mềm và bảng
điều khiển máy CTX200E. Giới thiệu về hệ trục tọa độ, các điểm chuẩn, cấu trúc chương trình theo DIN PLUS
-Làm quen bảng điều khiển và phần mềm datapilot, hệđiều khiển Heindenhain
- Hiểu rõ các phím chức năng của bàn phim - Biết cấu trúc của chương trình NC.
- Biết được cấu trúc một chương trình hoàn thiện khi gia công.
2 Lập trình với mặt trụ ngoài - Luyện tập cách sử dụng các phím chức năng trên bảng điều khiển. - Biết được những chức năng lệnh G. - Luyện tập chức năng của lệnh nội suy đường thẳng, cung tròn.
3 Lập trình với rãnh và ren - Biết được các lệnh lâp trình các rãnh, ren tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn
4 Lập trình biên dạng lỗ - Biết được các lệnh lâp trình cáclỗ khoan,
chu trình ta rô ren, khoét, doa
5 Lập trình các chu trình gia công
- Hiểu được phương pháp lập trình chu trình gia công.
- Biết được các lệnh lâp trình các chu trình gia công.
- Viết được các chu trình và chạy mô phỏng chu trình gia công đã lập.
6 Kiểm tra chất lượng bề mặt trụ ngoài
- Hiểu được phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt trụ ngoài.
- Sử dụng được máy đo độ nhám Mitutoyo SJ301.
- Đánh giá được chất lượng bề mặt trụ
5.3.2. Cấu trúc một chương trình NC theo DIN PLUS
PROGRAM HEAD
Phần đầu chương trình
( khai báo máy, vật liệu gia công, chiều dài kẹp, đường kính kẹp, áp lực kẹp…)
TURRET Đầu rơvonver
( Khai báo dụng cụ cắt) CHUKING EQUIPMENT Khai báo thiết bị kẹp
BLANK
Khai báo phôi
( Khai báo hình dáng hình học, đường bao của phôi )
FINISHED PART Khai báo biên dạng của chi tiết gia công
MACHINING Gia công
5.3.3. Lập trình gia công cho một số bài tập điển hình 5.3.3.1. Bản vẽ chi tiết
Yêu cầu:
- Lập quy trình và tính toán các dữ liệu công nghệ
- Lập chương trình NC và mô phỏng chi tiết - Thao tác vận hành và gia công sản phẩm
5.3.3.2. Quy trình công nghệ
PHIẾU CÔNG NGHỆ
Vật liệu: C45 Họ và tên: Ng Văn Nam Bản vẽ số: 01
Kích thước phôi: Φ29x80 Lớp: CTK6 Ngày 20 tháng 8 năm 2011
Thiết bị kẹp sử dụng
Tên thiết bị Ký hiệu Ghi chú
Mâm cặp 3 chấu KH250
Trình tự các bước khi gia công
Thông số công nghệ
Tên bước Tên hoặc ký hiệu dao
Vc S t Tiện thô mặt đầu, tiện thô trụ ngoài 111-55-080.1 150 0.2 2 Tiện tinh mặt đầu, tiện tinh trụ ngoài 121-55-040.1 200 0.05 0.3 Tiện rãnh vuông 151-400.1 100 0.15 Cắt ren 141-151.2 1.5 0.2 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH NC Vật liệu: C45 Tên ch/trình: Họ và tên: Bản vẽ số: 02 Kích thước phôi: Φ29x80 Lớp: CTK6 Tổng số tờ: Ngày: 20/8/11 Tờ số…của… Ghi chú Số tt Chương trình NC Khai báo phôi 1 BLANK
N1 G20 X82 Z100 K2
Khai báo biên dạng chi tiết 2 FINISHED PART N2 G0 X0 Z0 N3 G1 X32 B-2 N4 G1 Z-20 N5 G25 H7 I1.2 K7 N6 G34 F1.5 N7 G1 X40 B-2 N8 G1 X50 Z-26
N9 G1 Z-35 B1.5 N10 G1 X65 B7.5 N11 G1 X75 Z-45 N12 G1 Z-64 N13 G22 X75 Z-50 I65 K-56 B-1 N14 G1 X80 B-1 N15 G1 Z-80 N16 G1 X0 N17 G1 Z0 Gia công 3 MACHINING N18 T1 N19 G96 S150 G95 F0.2 M4 M107 N20 G0 X85 Z2 N21 G82 X-1.6 Z0.3 K1.7 N22 G810 NS4 NE14 P2 I0.5 K0.3 N23 G14 Q0 N24 T2 N25 G96 S200 G95 F0.05 M4 N26 G0 X0 Z2 N27 G890 NS3 NE14 N28 G14 Q0 N29 T3 N30 G96 S100 G95 F0.15 N31 G0 X85 Z-53 N32 G866 NS13 N33 G14 Q0 N34 T4 N35 G97 S1000 G95 F1.5 M3 N36 G0 X40 Z2 N37 G31 NS6 I0.2 D0 N38 G0 X45 Z2 N39 G14 Q0 N40 M30 END
5.3.3.3. Khai báo phôi, máy, dụng cụ cắt, thiết bị kẹp
5.3.3.4. Khai báo biên dạng chi tiết
5.3.3.5. Mô phỏng tiện thô mặt đầu, tiện thô mặt trụ
5.3.3.6. Mô phỏng tiện tinh mặt đầu, tiện tinh mặt trụ
5.3.3.7. Mô phỏng tiện rãnh vuông
5.3.3.8. Mô phỏng tiện ren
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
Độ nhám bề mặt nói riêng và chất lượng bề mặt nói chung do nhiều yếu tốảnh hưởng trong đó yếu tố chếđộ cắt ảnh hưởng rõ nét nhất.
Để điều chỉnh được các thông số công nghệ khi gia công chi tiết đảm bảo chất lượng bề mặt theo yêu cầu thì ta cần phải xác định quan hệ giữa độ nhám bề mặt với các thông số của chếđộ cắt. Như vậy để xác định được mối quan hệ trên ta phải tiến hành thực nghiệm bằng cách cho chếđộ cắt thay đổi (Trong khoảng đã lựa chọn)sau
đó đo độ nhám bề mặt ứng với từng chế độ cắt cụ thể, xử lý số liệu nhận được sẽ
thu được hàm hồi quy. Để thu được hàm hồi quy gần đúng với hàm quan hệ thật thì cần phải tiến hành nhiều thực nghiệm, tức là cho chếđộ cắt thay đổi với nhiều mức khác nhau. Tuy nhiên khi chếđộ cắt thay đổi với nhiều mức thì sẽ phải tiến hành rất nhiều thực nghiệm. Được sựđồng ý của cô giáo hướng dẫn, với 3 yếu tốảnh hưởng (thông sốđầu vào) của chếđộ là V, t, S,vậy số thực nghiệm cần thiết là 23 = 8. Với số thí nghiệm trên thì kết quả nhận được chưa thật sự chính xác tuy nhiên nó cũng
đã cho kết quả phù hợp với lý thuyết.
Với mỗi vật liệu gia công sẽ cho ra một kết quả khác nhau, khi thực hiện thực nghiệm trên càng nhiều vật liệu khác nhau thì càng cho nhiều kết quả. Tuy nhiên thực nghiệm với loại vật liệu nào thì còn tùy thuộc vào việc loại vật liệu đó có thường được gia công trên máy mình thực nghiệm hay không. Nếu vật liệu đó thường được gia công trên máy đó thì kết quả thực nghiệm sẽ mang nhiều ý nghĩa.
Được sự thống nhất của cán bộ hướng dẫn, chúng tôi đã chọn hai loại vật liệu thực nghiệm là thép C45 và thép S50C. Đây là hai loại vật liệu phổ biến, có độ cứng tương đối cao và được sử dụng nhiều trong chế tạo máy.
Trên cơ sở tổng hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, đề tài đã xác lập được mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt với các thông số công nghệ và từ mối quan hệ này chúng ta có thểđiều khiển thông số công nghệ một cách dễ dàng tùy theo yêu cầu của chất lượng bề mặt.
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể bổ xung vào ngân hàng dữ liệu và làm tài liệu tham khảo.
II. Kiến nghị.
Các kết quả nghiên cứu trên cần được kiểm chứng trong sản xuất trước khi khẳng định tính sát thực.
Trong quá trình tiến hành thực nghiệm chúng tôi mới chỉ tìm ra quan hệ giữa
độ nhám bề mặt với chế độ cắt, có nghĩa rằng chỉ sử dụng một dao, một chếđộ bôi trơn, làm lạnh.
Với tầm quan trọng của độ nhám bề mặt đối với khả năng làm việc của chi tiết máy, theo tôi thì nếu phát triển thêm thì đề tài nên phát triển theo hướng là thay đổi thông số chế độ cắt theo nhiều mức hơn nữa, có thể thay đổi nhiều dao với các thông số và vật liệu khác nhau, thay đổi nhiều chếđộ bôi trơn, làm nguội khác nhau,
độ nhám bề mặt trước gia công cũng thay đổi. Có nghĩa là tìm quan hệ giữa độ
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Trọng Bình, Giáo trình đào tạo cao học Tối ưu hóa quá trình cắt gọt , Tài liệu sử dụng nội bộ, Đại Học Bách Khoa , Hà Nội.
2. Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ chính xác gia công bằng thực nghiệm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
3. Trần Văn Địch (2004), Gia công tính bề mặt chi tiết máy, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Xuân Việt (2003), Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 5. Nghiêm Hùng (2002) , Giáo trình vật liệu học cơ sở , NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội
6. Nguyễn Văn Huyền (2004), Cẩm nang kỹ thuật cơ khí, NXB Xây dựng, Hà Nội.
7. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
8. Tạ Duy Liêm (2001), Hệ thống điều khiển máy công cụ, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật , Hà Nội.
9. Nguyễn Đắc Lộc (2005), Công nghệ chế tạo máy theo hướng tựđộng hóa sản xuất, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
10.Nguyễn Đắc Lộc (1983), Nâng cao chất lượng và năng suất quá trình mài ren bằng đá nhiều đầu mối nhờổn định lực cắt, Luận án tiến sỹ, Ki- ep.
11.Lập trình và gia công trên máy tiện CNC với Datatpilot 3190 V5.2 12.Ninh Đức Tốn (2000), Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục.
13.Trung tâm thông tin tiêu chuẩn đo lường chất lượng, TCVN2511 : 1995 – Nhám bề mặt – các thông số cơ bản và giá trị.
14.Phan Công Trình (2006) Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy khi gia công trên máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách Khoa - Hà Nội.
15.Nguyễn Anh Tuấn (2009), Điều khiển các thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt khi gia công các vật liệu thép các bon thông thường trên máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội.
16. Nguyễn Quốc Tuấn (2007), Điều khiển các thông số công nghệ để đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy khi gia công vật liệu Nhôm và Hợp kim nhôm trên máy phay CNC, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách Khoa – Hà Nội
17.Nguyễn Doãn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
18. Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thi Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001),
Kỹ thuật đo lường kiểm tra trong chế tạo cơ khí, NXB Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội
Tiếng Anh
19.E. Paul Decarmo, J.I. Black, Ronal A. Koser (1997), Materials and Processes in Manufacturing, Pretice – Hall Internatinal.
20.Steve F. Krar, Albert F. Chech (1998), Technology of Machine Tool, International Edition.
21.John A. Schey (2000), Introduction to Manufacturing Processes, New York – London.
22.Cochran W.G. Wiley (1957), Experimental Design, New York.
23.B.J. Winer, Mc. Graw (1971), Statistical Principls in Experimental Design, Hill New York.
PHỤ LỤC
Một số hình ảnh về mẫu, một số kết quảđo độ nhám bề mặt và quá trình thí nghiệm 1/ Mẫu thí nghiệm trước khi gia công
2/ Mẫu sau khi gia công.
3/ Máy đo độ nhám bề mặt
4/ Quá trình làm thí nghiệm