CMM-C544
Hình 1.13. Sơ đồ nghiên cứu
1.5. Đối tượng nghiên cứu
Gia công bề mặt trụ trên trung tâm VMC - 85S. + Phôi : Thép 45 thường hoá.
+ Dụng cụ cắt : Dao phay ngón phủ hợp kim cứng. 1.6. Công cụ nghiên cứu
- Trung tâm gia công đứng VMC - §5S (hiện có tại phòng thí nghiệm Kỹ thuật cơ khí và động lực - Trung tâm thí nghiệm - Trường ĐHKT Công nghiệp).
- Máy đo 3 chiều C544 (hiện có tại phòng thí nghiệm Kỹ thuật cơ khí và
động lực - Trung tâm thí nghiệm - Trường ĐHKT Công nghiệp).
- Các phần mềm đo, phần mềm điều khiển máy, phần mềm MasterCAM,
phần mềm xử lý đữ liệu sau khi đo.
1.7. Dự kiến kết quả đạt được
22
Trường đại học KT - CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 - CNCTM
1. Số hóa bề mặt chỉ tiết cần gia công.
2. Mô hình hóa CAD bề mặt cần gia công. 3. Chế tạo chỉ tiết theo nhiều toolpath khác nhau. 3. Chế tạo chỉ tiết theo nhiều toolpath khác nhau. 4. Kiểm tra và đánh giá sai số gia công.
5. Các biện pháp công nghệ đề nâng cao độ chính xác gia công.
CHƯƠNG II: CÁC YÊU TỎ ẢNH HƯỚNG TỚI
SỐ hóa bởi Trung tâm Học liệu — Đại học Thái Nguyên http:/www.lrc-tnu.edu.v"i
23
Trường đại học KT - CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 - CNCTM
ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG
2.1. Độ chính xác gia công
Kỹ thuật ngày nay đòi hỏi máy móc, thiết bị phải gọn, đẹp, làm việc chính
xác, độ tin cậy cao. Muốn vậy thì từng chỉ tiết máy phải có kết cấu hợp lý, độ chính
xác và độ bóng bề mặt phù hợp với yêu cầu làm việc, tính chất cơ lý của bề mặt. Độ chính xác của một chỉ tiết máy hay một cơ cầu máy là do người thiết kế Độ chính xác của một chỉ tiết máy hay một cơ cầu máy là do người thiết kế quy định trên cơ sở yêu cầu làm việc của máy như; độ chính xác, độ ôn định, độ bền
lâu, năng suất làm việc, mức độ phức tạp, an toàn tuyệt đối khi làm việc. vv... Tuy
nhiên, quy trình công nghệ mới là yếu tố quyết định cuối cùng độ chính xác đạt
được của chỉ tiết.
Độ chính xác gia công của chỉ tiết máy là mức độ giống nhau về hình học,
tính chất cơ, lý tính bề mặt của chỉ tiết gia công so với chỉ tiết lý tưởng trên bản vẽ
thiết kế.
Nói chung, độ chính xác của chỉ tiết gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất và tốn
kém nhất trong quá trình thiết kế cũng như trong quá trình chế tạo.
Trong thực tế không thể chế tạo được chỉ tiết tuyệt đối chính xác, nghĩa là hoàn toàn phù hợp về hình học, kích thước cũng như tính chất cơ lý với các giá trị hoàn toàn phù hợp về hình học, kích thước cũng như tính chất cơ lý với các giá trị
lý tưởng. Vì vậy dùng giá trị sai lệch của nó đề đánh giá độ chính xác gia công của
chỉ tiết máy, giá trị sai lệch đó càng lớn thì độ chính xác gia công càng thấp. Độ chính xác gia công bao gồm:
+ Độ chính xác của một chỉ tiết.
+ Độ chính xác của cụm chỉ tiết.
+ Độ chính xác kích thước; là độ chính xác về kích thước thắng hoặc kích
thước góc. Độ chính xác kích thước được đánh giá bằng sai số kích thước thật so
với kích thước lý tưởng cần có và được thể hiện bằng dung sai của kích thước đó.
SỐ hóa bởi Trung tâm Học liệu — Đại học Thái Nguyên http:/www.lrc-tnu.edu.v"i
24
Trường đại học KT - CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 - CNCTM
+ Độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai bề mặt; thực chất là sự xoay đi
một góc nào đó của bề mặt này so với bề mặt kia. Vì chỉ tiết là một vật rắn nên độ
chính xác xoay của bề mặt này so với bề mặt kia được quan sát theo hai mặt phẳng toạ độ vuông góc với nhau. Độ chính xác vị trí tương quan thường được thể hiện
riêng trên bản vẽ thiết kế.
+ Độ chính xác hình dáng hình học của chỉ tiết máy; là mức độ phù hợp của chúng so với hình dáng hình học lý tưởng. Ví dụ như chỉ tiết hình trụ thì độ chính
xác hình dáng hình học là độ côn, độ ôvan, độ đa cạnh, độ tang trống vv... còn khi
gia công mặt phẳng, độ chính xác hình dáng hình học được đánh giá qua độ phẳng của nó so với độ phẳng lý tưởng.
+ Độ sóng: là chu kỳ không phẳng của bề mặt chỉ tiết được quan sát trong
phạm vi nhất định (1 đến 100 mm).
+ Sai lệch hình học tế vi: còn được gọi là độ nhám bề mặt, được biểu thị
bằng một trong hai chỉ tiêu R„ và R„. Đây là sai số của bề mặt thực quan sát trong một miền xác định.
+ Tính chất cơ lý lớp bề mặt của chỉ tiết gia công: là một trong những chỉ
tiêu quan trọng của độ chính xác gia công, nó ảnh hưởng lớn đến điều kiện làm việc
của chỉ tiết máy, nhất là các chỉ tiết máy làm việc trong những điều kiện đặc biệt.
Khi đánh giá độ chính xác gia công của một cụm chỉ tiết, ngoài những yếu tố
cần xem xét cho một chỉ tiết cần phải kể đến những yếu tố khác nhằm đảm bảo sai
số tổng hợp xuất hiện trên một chỉ tiết bất kỳ trong nhóm đều nhỏ hơn sai số cho
phép. Khi gia công một loạt chỉ tiết trong cùng một điều kiện xác định, mặc dù những nguyên nhân gây ra từng sai số nói trên của mỗi chỉ tiết là giống nhau nhưng
SỐ hóa bởi Trung tâm Học liệu — Đại học Thái Nguyên http:/www.lrc-tnu.edu.v"i
25
Trường đại học KT - CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 - CNCTM
xuất hiện giá trị sai số tổng ở từng chỉ tiết lại khác nhau. Sở đĩ có hiện tượng như
vậy là do tính chất khác nhau của các sai số thành phần.
2.2. Các nguyên nhân gây ra sai số của máy
Có rất nhiều nguyên nhân ảnh hưởng độ chính xác gia công như: sai số hình
học của máy, nhiệt tác động lên hệ thống máy, độ chính xác của hệ thống đường
dịch chuyển, biến dạng đàn hồi của các chỉ tiết dẫn động, lực quán tính khi hãm, khi
tăng tốc, ma sát, hệ thống điều khiển servo, lực cắt và rung động. Với máy nhiều
trục, kết quả nhận được là tồn tại cả các sai số dọc trục và sai số vị trí trong không
gian làm việc của máy. Tải trọng làm việc tĩnh và khối lượng của chỉ tiết gia công
sẽ gây biến đạng chỉ tiết gia công, kết quả là cũng tạo ra sai số trên máy công cụ.
Với các máy CNC, các nguồn ảnh hưởng tới độ chính xác gia công của máy
sau đây:
- _ Sai số hình học của các chỉ tiết và kết cầu máy.
- _ Sai số do biến dạng nhiệt của máy.
- _ Sai số do ma sát trong hệ thống dẫn động.
- _ Sai số do lực cắt.
-_ Sai số do hệ thống điều khiển.
-_ Sai số do đao động ngẫu nhiên.
2.2.1. Sai số hình học của các chỉ tiết và kết cầu máy
Sai số hình học của các chỉ tiết và kết cầu máy là sai số của máy tổn tại trong
điều kiện không gia công và sai số này không thay đổi theo thời gian , 75% dạng sai
số này xuất hiện do quá trình sản xuất và lắp ráp, nó là tổng hợp của các sai số
hướng trục, sai số độ nghiêng, độ đảo và sai số hướng tâm.
26
Trường đại học KT - CN Thái Nguyên Lớp Cao học K10 - CNCTM
2.2.2. Sai số do biến đạng nhiệt của máy
Một máy công cụ luôn hoạt động ở trạng thái không ổn định về nhiệt do
nhiệt xuất hiện từ nhiều nguồn. Mọi thay đổi về sự phân bố nhiệt độ của máy công cụ gây ra biến dạng nhiệt và tác động đến độ chính xác gia công. Các nguồn nhiệt cụ gây ra biến dạng nhiệt và tác động đến độ chính xác gia công. Các nguồn nhiệt
do ma sát như ma sát trong thiết bị truyền động và hộp tốc độ, ma sát ở ô đỡ và
sống dẫn hướng, nhiệt xuất hiện do quá trình cắt. Các nguồn nhiệt bên ngoài bao
gồm bức xạ nhiệt, ánh nắng mặt trời hay nhiệt độ môi trường. Các nguồn nhiệt
chính trong máy công cụ xuất phát từ: - Ô lăn.