4. Nội dung nghiên cứu
4.3.3Các lựa chọn phương pháp gia công và thông số công nghệ
Hình 4.11 Thanh công cụ lập trình gia công phay.
Phay thô (Roughting): Kiểu gia công này sẽ lấy đi phần lớn vật liệu trên chi tiết. Kiểu gia công này có các lựa chọn:
- Roughting: Phay phá thuần túy.
- Volume Rough: Phay thể tích với nhiều lựa chọn kiểu chạy dao hơn như:
Rough_Only, Rought_&_Prof, Prof_&_Rought, Prof_Only, Rought_&_Clean_Up, Pocketing, Face_Only.
64 cắt có đường kính lớn.
- Re-rough: Phay phá lại những vùng do lệnh phay trước để lại. Kiểu gia công này chỉ được ứng dụng sau khi có ít nhất 1 nguyên công đã được tạo trước đó.Rest Roughing có thể nhận ra khối lượng vật liệu còn lại và nó sẽ điều khiển dụng cụ cắt khi tiến vào chi tiết 1 cách phù hợp. Vì vậy những đường chạy dao không sẽ là nhỏ nhất và những đường chạy dao thừa sẽ bị loại trừ.
Phay tinh:
- Profile Milling: Phay mặt hông – Hiệu quả đối với những mặt đứng và có độ dốc nhỏ.
- Surface Milling: Phay mặt cong – Thường dùng dao Ball Mill. - Finishing: Phay tinh cả mặt cong và mặt hông.
- Corner Finishing: Phay tinh các góc cạnh của chi tiết.
Phay theo đường Curves (Trajectory Milling): Đ}y l{ một kiểu gia công chỉ phụ thuộc v{o đường cơ m{ không yêu cầu những thông tin về bề mặt gia công.Nó có thể hữu ích cho việc gia công r~nh, điêu khắc và cắt theo biên dạng của các thành phần.
- 2 Axis Trajectory: Phay theo đường curve 2D. - 3 Axis Trajectory: Phay theo đường curve 3D. - Engraving: Khắc chữ, logo…
- Custom Trajectory: Phay theo đường curve do người dùng chỉ định.
Các thông số cần thiết lập khi phay:
1 CUT_FEED Lượng ăn dao khi gia công 2 ARC_FEED Tốc độ chạy dao tại cung tròn
3 ARC_FEED_CONTROL Điều khiển tốc độ chạy dao tại cung tròn
Tool_Center Tốc độ tâm dao = Arc_Feed
Tool_Perimeter Tốc độ trên chu vi của dao = Arc_Feed 4 FREE_FEED Tốc độ chạy G0
5 RETRACT_FEED Tốc độ nhấc dao lên 6 TRAVERSE_FEED Tốc độc dịch dao ngang 7 CUT_UNITS Đơn vị chạy dao
65 8 RETRACT_UNITS Đơn vị tốc độ lùi dao
9 PLUNGE_FEED Tốc độ xuống Z trong mỗi passes GC 10 PLUNGE_UNITS Đơn vị tốc độ ăn dao xuống
11 WALL_PROFILE_CUT_FEED Tốc độ chạy dao trên mặt thẳng đứng 12 RAMP_FEED Tốc độ xuống dao dốc
13 STEP_DEPTH Chiều dày cắt
14 MIN_STEP_DEPTH Chiều dày cắt nhỏ nhất
15 TOLERANCE Dung sai
16 STEP_OVER Bước ăn dao ngang
17 CORNER_ROUND_RADIUS Bo góc (gia công tốc độ cao ) 18 TOOL_OVERLAP Khoảng chồng nhau của dụng cụ 19 NUMBER_PASSES Số lớp cắt
20 NUM_PROF_PASSES Số lần cắt của dao
21PROF_STOCK_ALLOW Lượng dư bề mặt bên để lại cho gia công tinh 22 ROUGH_STOCK_ALLOW
23 BOTTOM_STOCK_ALLOW Lượng dư mặt đ|y để lại gia công tinh 24 WALL_SCALLOP_HGT Độ nhám Rz bề mặt đứng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
25 BOTTOM_SCALLOP_HGT Độ nhám Rz mặt đ|y 26 AXIS_SHIFT Khoảng dời trục tọa độ
27 CUT_ANGLE Góc di chuyển dụng cụ cắt so với phương X 28 MAX_SEGMENT_LENGTH
29 POINT_DISTRIBUTION
30 SCAN_TYPE Kiểu quét dao 31 CUT_TYPE Chiều chạy dao
32 ROUGH_OPTION Các kiểu phay trong ROUGH
Rough_Only Chỉ Phay thô
Rought_&_Prof Phay thô rồi phay mặt cạnh
Prof_&_Rought Phay mặt cạnh và phay thô
Prof_Only Chỉ phay mặt cạnh
Rought_&_Clean_Up Phay thô rồi lau sạch vùng sót trước khi sang ngang
66
Face_Only Chỉ phay mặt phẳng
33 RETRACT_OPTION Chọn mặt lùi dao
Optimize Dao lùi lên đến mặt Retract với số lần ít nhất
Not_Optimize Dao lùi lên đến mặt Retract giữa 2 lớp cắt
Smart Giảm số lần độ cao Retract 1 cách thông minh
34 RETRACT_TRANSITION
Corner_Transition Dao lùi lên phương Z đến mặt phẳng Retract mới di chuyển ngang
Arc_Transition Dao lùi lên rồi di chuyển ngang trong mặt phẳng Retract theo 1 cung tròn chỉ định
35 TRIM_TO_WORKPIECE Thể tích phay là phần còn lại của khối vật liệu sau khi trừ đi chi tiết gia công
36 CUT_DIRECTION Hướng chạy dao
Standart Phay từ trong ra ngoài (Pocket) Hay từ trên xuống dưới (Profile)
Reverse Phay ngược lại
37 CORNER_FINISH_TYPE Chọn góc kết thúc
Straight Thẳng góc (G61)
Fillet Bo tròn góc
38 CUSTOMIZE_AUTO_RETRACT Tự động lùi dao theo ý người dùng 39 POCKET_EXTEND Mở rộng vùng phay túi (Pocket)
Tool_To Tâm dao cách biên 1 khoảng bằng bán kính dao Tool_On Tâm dao nằm trên biên
Tool_Past Tâm dao nằm bên ngoài biên và cách 1 khoảng bằng bán kính.
40 PLUNGE_PREVIOUS Dao ăn v{o vùng đ~ gia công (v{ vùng mới) 41 RETRACT_RADIUS Bán kính cần thiết phải khai báo khi dao lùi lên mặt phẳng Retract theo cung tròn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
42 RAMP_ANGLE Góc đi xiêng của dao so với phương ngang 43 CLEAR_DIST Khoảng cách an toàn giữa dao và phôi
67 45 LEAD_OUT Khoảng ra dao
46 LEAD_RADIUS Bán kính tiếp tuyến khi vào dao
47 TANGENT_LEAD_STEP Khoảng cách từ dụng cụ đến mặt phôi khi ăn dao và tiếp tuyến.
48 NORMAL_LEAD_STEP Khoảng cách từ dụng cụ đến mặt phôi khi vào dao vuông góc
49 APPR_EXIT_PATH Đường đi dao khi v{o dao v{ ra dao
Trim_Both Cắt xén đường v{o v{ đường ra bởi Profile gia công
Trim_Approach Cắt xén đường vào bởi Profile gia công
Trim_Exit Cắt xén đường ra bởi Profile gia công
Trim_None Không cắt xén đường vào và ra bởi Profile gia công
50 APPR_EXIT_HEIGHT Chiều cao của dao lúc vào dao và ra dao RETRACT_PLANE Chiều cao vào, ra nằm trên độ cao của mf Retract DEPTH_OF_CUT(the default) Chiều cao vào, ra tại mỗi lớp gia công
nằm ở độ sâu của lớp cắt
51 APPROACH_DISTANCE Khoảng cách từ dao tới phôi khi vào dao 52 EXIT_DISTANCE Khoảng cách từ dao tới phôi khi ra dao 53 OVERTRAVEL_DISTANCE Khoảng đi qua biên của mặt gia công trong cách phay Surface Milling
54 APPR_EXIT_EXT Khoản cách lớn nhất từ mặt dụng cụ cắt đến phôi lúc vào và ra (Volume Milling) 55 ENTRY_ANGLE Góc cung đi v{o
56 EXIT_ANGLE Góc cung thoát ra
57 HELICAL_DIAMETER Đường kính đường xoắn ốc lúc vào dao 58 START_MOTION Bắt đầu chuyển động
Direct Di chuyển trực tiếp
Z_First Theo phương Z trước nhất
Z_Last Theo phương Z sau nhất
68 60 SPINDLE_SPEED Tốc độ quay trục chính
61 WALL_PROFILE_SPINDLE_SP… Tốc độ quay trục chính khi phay mặt đứng
62 SPINDLE_SENSE 63 MAX_SPINDLE_RPM
64 SPEED_CONTROL C|ch điều khiển tốc độ cắt
Const_RPM Số vòng quay trục chính không đổi
Const_SFM Tốc độ trên mặt gia công không đổi tính bằng Feet/min
Const_SMM Tốc độ trên mặt gia công không đổi tính bằng m/min
65 SPINDLE_RANGE Cấp tốc độ
66 RANGE_NUMBER Số của cấp tốc độ quay trục chính 67 LINTOL Dung sai xấp sỉ hóa đường cong thành
đường thẳng 68 CIRC_INTERPOLATION Cách nội suy cung tròn
69 NUMBER_OF_ARC_PTS Số điểm trên cung tròn khi nội suy 70 OUTPUT_3DNURBS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
71 COOLANT_OPTION Chọn bơm dung dịch tưới nguội
Flood Tưới nhiều từ ngoài
Mist Tưới dung dịch co pha trộn
Off không tưới (mặc định)
On Tưới thông thường
Tap Tưới dung dịch dùng trong taro
Thru Tưới xuyên qua dụng cụ cắt
72 COOLANT_PRESSURE Áp suất bơm l{m m|t dụng cụ cắt 73 CUTCOM Cách bù trừ bán kính dao
74 NUMBER_CUTCOM_PTS Số điểm thẳng hàng mà hệ thống gở bỏ hoặc thêm vào
75 CUTCOM_LOC_APPR Chỉ ra vị trí điểm v{o dao trong trường hợp dùng nhiều điểm vào dao
69 76 CUTCOM_LOC_EXIT Chọn nơi tho|t dao khi chạy có bù trừ bán
kính dao 77 CUTCOM_REGISTER Số đăng ký offset dao 78 FIXT_OFFSET_REG Số đăng ký offset cho đồ gá 79 COORDINATE_OUTPUT Góc tọa độ xuất chương trình NC 80 TIP_CONTROL_POINT 81 TLCHG_TIP_NUMBER 82 SMOOTH_SHARP_CORNERS 83 SMOOTH_RADIUS 84 CORNER_SLOWDOWN 85 SLOWDOWN_LENGHTH 86 SLOWDOWN_PERCENT 87 NUMBER_SLOWDOWN_STEPS
88 END_STOP_CONDITION Điều kiện dừng ở điểm kết thúc
None Dừng không có điều kiện gì (M00)
Opstop Dừng có điều kiện (M01)
Program_Stop Dừng bởi mã lệnh M30
GOHOME Dừng sau khi dụng cụ cắt vể Zero Return
89 NCL_FILE
90 PRE_MACHINING_FILE 91 POST_MACHING_FILE
92 PULLOUT_DIST Khoảng rút dao an toàn sau khi khoan 93 StepOver_Adjust Điều chỉnh số bước ăn dao ngang v{
70 4.4 THIẾT KẾ MÔ HÌNH MẪU THỰC NGHIỆM BỀ MẶT TỰ DO.
Bước 1: Khởi động phần mềm Creo Parametric 3.0
Hình 4 12 Màn hình sau khi khởi động của Creo Parametric 3.0
Bước 2: Tạo một một bản vẽ mới bằng cách chọn biểu tượng New
Bước 3: Thiết lập định dạng v{ đơn vị cho bản vẽ.
71
Hình 4 14 Thiết lập đơn vị cho bản vẽ.
Bước 4: Vẽ ph|c c|c đường dẫn v{ đường bao cho bề mặt cần dựng trong môi trường Sketch.
72
Bước 5: Sử dụng lệnh Boundary Blend để quét các đường dẫn và các đường bao của bề mặt cong . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4 16 Sử dụng lệnh Boundary Blend để dựng hình.
Kết quả: Ta dựng được bề mặt tự do dạng yên ngựa.
73 4.5 THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO MẪU.
4.5.1 Điều kiện thực nghiệm.
Máy gia công:
Máy gia công mẫu được sử dụng là máy phay CNC 3 trục DMC1035V của hãng DECKEL MAHO GILDEMEISTER (DMG) Cộng Ho{ Liên Bang Đức sản xuất. Dưới đ}y l{ đặc tính kỹ thuật của máy:
Hình 4 18 Máy phay DMC1035V- Trường CĐN Công nghiệp Hải Phòng
Bảng 4 1 Thông số máy phay DMC1035V
MÁY PHAY DMC1035V
- Tốc độ trục chính 20 ÷ 10.000
vòng/phút - Công suất động cơ trục chính max 13 kW - Công suất động cơ chạy dao 9 kW
- Lỗ côn trục chính SK 40
- Lượng tiến dao max 20.000 mm/phút
- Lượng tiến dao nhanh 25 m/phút
- Hành trình của trục X 1035mm
74
- Hành trình trục Z 510 mm
- Số dao trên ổ tích dao 20
- Kích thước bàn máy 1200 x 560 mm
- Trọng lượng phôi max gá được trên bàn máy 1000 kg - Dung tích bể dung dịch trơn nguội 170 lít - Lưu lượng phun dung dịch trơn nguội 22 lít/phút - Số vòi phun dung dịch trơn nguội 6
- Khối lượng máy 4.450 kg
Các bước gia công + Phay thô.
+ Phay bán tinh. + Phay tinh.
Dụng cụ cắt:
- Dụng cụ cắt gia công thô: Dao phay trụ bo (Bull Nose Mill) đường kính D=16mm, bán kính góc bo R=0,8mm, có 2 me cắt.
- Dụng cụ gia công bán tinh: Dao phay đầu cầu (Ball Nose Mill), đường kính D=12mm, bán kính góc lượn đầu dao có 2 me cắt.
- Dụng cụ cắt gia công tinh: Dao phay đầu cầu (Ball Nose Mill), đường kính D=10mm, bán kính góc lượn đầu dao có 2 me cắt.
- Phôi: Phôi là nhôm hợp kim 7075, có thành phần:
Bảng 4 2: Thành phần hóa học vật liệu mẫu – nhôm hợp kim 7075
Al % Zn % Mg % Cu % Cr % (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
90 5,6 2,5 1,6 0,3
4.5.2 Thực nghiệm gia công mẫu.
Gia công thô:
Tốc độ tiến dao (Cut feed): 1000mm/phút. Khoảng sai số cho phép (Tolerance): 0,01mm. Bước dịch dao (Step over): 12mm
75 Chiều sâu cắt lớn nhất (Max step depth): 0,35mm
Kiểu chạy dao (Scan type): Kiểu xoắn ốc (Type spiral) Lượng dư để lại cho gia công bán tinh: 0.2 mm
Hướng chạy dao (Cut type): Phay thuận (Climb) Tốc độ trục chính (Sprindle speed): 1800 vòng/phút
76 Thực hiện lập trình gia công theo c|c bước sau:
Bước 1: Khởi động phần mềm, nhập chi tiết, thiết lập m|y v{ phôi.
Hình 4 20 Nhập chi tiết vào môi trường gia công.
77
Bước 2: Lập trình gia công thô chi tiết.
Hình 4 22 Thiết lập các thông số công nghệ gia công thô chi tiết.
Mô phỏng đường chạy dao gia công thô.
78
Hình 4 24 Mô phỏng đường chạy dao gia công thô.
79
Gia công bán tinh
Tốc độ tiến dao (Cut feed): 800mm/phút. Khoảng sai số cho phép (Tolerance): 0,01mm. Bước dịch dao (Step over): 0,15 mm.
Số lượt cắt: 1 lần cắt hết lượng dư.
Hướng chạy dao (Cut type): Phay thuận (Climb). Tốc độ trục chính (Sprindle speed): 2500 vòng/phút.
80 Mô phỏng đường chạy dao gia công bán tinh.
Hình 4 27.
81
Gia công tinh
Tốc độ tiến dao (Cut feed): 600mm/phút. Khoảng sai số cho phép (Tolerance): 0,01mm. Bước dịch dao (Step over): 0,1mm.
Số lượt cắt: 1 lần cắt hết lượng dư.
Hướng chạy dao (Cut type): Phay thuận (Climb). Tốc độ trục chính (Sprindle speed): 3500 vòng/phút.
82 Mô phỏng đường chạy dao gia công tinh.
Hình 4 30. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
83
Hình 4 32 Quá trình phay tinh.
84
Kết quả gia công mẫu thực nghiệm.
Mẫu gia công:
Hình 4 34
Thời gian gia công:
Bảng 4 3: Thời gian gia công các mẫu thực nghiệm.
TT Gia công thô Gia công bán tinh Gia công tinh
85
4.6KIỂM TRA Đ NH GI CHẤT LƢỢNG T O HÌNH
4.6.1 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NGƯỢC TRONG ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC HÌNH DÁNG HÌNH HỌC (RE). HÌNH DÁNG HÌNH HỌC (RE).
4.6.1.1 Giới thiệu về kỹ thuật ngược (RE).
Khái niệm kỹ thuật ngược.
Thiết kế ngược là quy trình thiết kế lại mẫu - mô hình vật lý cho trước thông qua số hóa bề mặt mẫu bằng thiết bị đo tọa độ, và xây dựng mô hình thiết kế từ dữ liệu số hóa. Ưu điểm của phương ph|p thiết kế ngược là cho phép thiết kế nhanh và chính xác mẫu thiết kế có độ phức tạp hình học cao, hoặc mẫu dạng bề mặt tự do (không x|c định được quy luật tạo hình).
Phương ph|p thiết kế ngược cũng có ưu điểm đối với mẫu thiết kế dạng bề mặt có quy luật tạo hình nhưng không x|c định được thông số thiết kế. Chẳng hạn các mẫu bề mặt xoắn như c|nh tuabin, bề mặt thủy động học, khí động học… Trong thời gian gần đ}y trong nước đ~ có c|c loại thiết bị tự động đo quét tọa độ 3D, kỹ thuật thiết kế ngược cũng đ~ được nghiên cứu áp dụng tại một số nơi (doanh nghiệp, viện, trường…). Tuy nhiên việc ứng dụng có hiệu quả giải pháp kỹ thuật mới này vẫn còn nhiều vấn đề cần phải hoàn thiện thêm.
Kỹ thuật thiết kế ngược - Reverse Engineering (RE) là thuật ngữ được sử dụng phổ biến trong thời gian gần đ}y.Tuy nhiên việc sử dụng RE trong phát triển sản phẩm đ~ được bắt đầu từ vài thập kỷ trước. RE được khái niệm là quá trình nhân bản một vật thể, một bộ phận hoặc một sản phẩm hoàn chỉnh có sẵn mà không có sự trợ giúp của bản vẽ, tài liệu hay mô hình máy tính.
Về bản chất thiết kế ngược là quá trình sao chép một sản phẩm đ~ được sản xuất (nhờ khả năng sao chép hình ảnh của một vật thể thành dữ liệu CAD 3D), thiết kế ngược liên quan đến việc quét hình (scanning), số hóa (digitizing) vật thể thành dạng điểm, đường và bề mặt 3D.
Các nhà thiết kế và chế tạo thường đ|nh gi| sản phẩm của mình v{ đối thủ cạnh tranh trước khi đưa ra một ý tưởng mới. Ng{y nay qu| trình đó được hệ thống hóa thành một kỹ thuật riêng gọi là kỹ thuật thiết kế ngược. Đó l{ sự đ|nh gi| có hệ
86 thống một sản phẩm nhằm mục đích t|i tạo lại hoàn chỉnh hoặc có bổ sung thêm những cải tiến phát triển. Như vậy có thể thấy kỹ thuật thiết kế ngược là quá trình tạo mô hình thiết kế từ sản phẩm có sẵn, nhằm thực hiện các phép phân tích kỹ thuật hoặc tái tạo lại sản phẩm dưới dạng nguyên gốc hay biến thể. Quá trình này trái ngược với quá trình truyền thống bấy lâu nay kiểu “thiết kế thuận” (Forward Engineering) - đi từ ý tưởng đến sản phẩm (thiết kế ngược thì đi từ việc phân tích một bộ phận trong quá trình thuận - ngược n{y được tổng hợp theo lộ trình như sau:
- Thiết kế thuận: nhu cầu - ý tưởng thiết kế - tạo mẫu thử và kiểm tra - sản phẩm. - Thiết kế ngược: sản phẩm - đo v{ kiểm tra - tái thiết kế - tạo mẫu thử và kiểm tra - sản phẩm.
Kỹ thuật thiết kế ngược theo hướng tự động hóa thường được chia làm 3 giai đoạn là: lấy mẫu (số hóa bề mặt) bằng thiết bị đo quét tọa độ; xử lý dữ liệu và xây dựng mô hình thiết kế trên phần mềm CAD; ứng dụng.
Giai đoạn lấy mẫu l{ giai đoạn số hóa bề mặt mẫu bằng các loại thiết bị đo quét tọa độ. Các loại thiết bị đo quét tọa độ được lựa chọn tùy theo hình dạng của chi tiết, yêu cầu độ chính xác, vật liệu chi tiết, kích thước chi tiết... Hai loại thiết bị đo quéttọa độ