Luận văn: Nghiên cứu gia công bề mặt phức tạp trên máy Maxxturn 65

Luận văn thạc sĩ trình bày chi tiết phương pháp gia công bề mặt phức tạp trên trung tâm CNC Maxxturn 65, bao gồm kỹ thuật lập trình và tối ưu.

• Tác giả: Nguyễn Đăng Minh
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Toàn Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Chế Tạo Máy
• Đề tài: Nghiên Cứu Gia Công Sản Phẩm Có Bề Mặt Phức Tạp Trên Trung Tâm Gia Công Maxxturn 65
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Máy Gia Công Maxxturn 65

Maxxturn 65 là một trung tâm gia công CNC hiện đại được thiết kế để xử lý các sản phẩm có bề mặt phức tạp. Máy này kết hợp công nghệ NC và CNC tiên tiến, cho phép gia công chính xác các chi tiết kỹ thuật cao. Với hệ thống điều khiển Siumerik 8402, Maxxturn 65 có khả năng thực hiện nhiều loại gia công khác nhau như tiện, khoan, doa, phay và tạo rãnh. Máy được trang bị hai đầu rovorvé giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian gia công và tăng hiệu suất làm việc. Đây là giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp cần gia công sản phẩm có độ phức tạp cao với độ chính xác cao.

1.1. Cấu trúc và Hệ Thống Trục Chuyển Động

Maxxturn 65 được thiết kế với hệ thống trục chuyển động đa chiều bao gồm trục X, Y, Z và trục quay C. Các trục này hoạt động điều hòa nhằm đạt được độ chính xác cao trong gia công bề mặt phức tạp. Hệ thống vận chuyển phôi và chỉ tiết tự động giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Máy được trang bị hộ điều khiển Siumerik 8401 cho phép lập trình và điều khiển chính xác mọi chuyển động.

1.2. Ưu Điểm Kỹ Thuật của Trung Tâm Gia Công

Maxxturn 65 mang lại nhiều ưu điểm vượt trội trong gia công sản phẩm phức tạp. Máy có khả năng xử lý các loại gia công đa dạng như tiện rãnh, khoan sâu, doa, phay hốc và tạo các đặc trưng hình học phức tạp. Độ chính xác cao và khả năng lập trình CNC linh hoạt giúp sản xuất các sản phẩm chất lượng cao.

II. Lập Trình CNC cho Gia Công Bề Mặt Phức Tạp

Lập trình CNC là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa gia công sản phẩm có bề mặt phức tạp trên Maxxturn 65. Quá trình lập trình bao gồm việc định nghĩa các điểm gốc, điểm chuẩn và các bù đạo để đảm bảo chính xác. Hệ thống sử dụng G-Code và M-Code của Siumerik 8402 để điều khiển các chuyển động máy. Các lệnh thiết đặt, lệnh di chuyển, và lệnh gọi đạo được kết hợp để tạo ra các chương trình gia công hiệu quả. Việc sử dụng chương trình con và chương trình chính giúp tối ưu hóa thời gian gia công và nâng cao năng suất sản xuất.

2.1. Các Lệnh G Code và M Code Cơ Bản

G-Code và M-Code là ngôn ngữ lập trình cơ bản cho máy CNC Maxxturn 65. Các lệnh thiết đặt xác định các tham số gia công, trong khi lệnh di chuyển điều khiển quỹ đạo cắt. Lệnh bù đạo đảm bảo độ chính xác kích thước, và lệnh quay hệ tọa độ cho phép gia công các bề mặt có hình dạng đặc biệt. Sự kết hợp hợp lý các lệnh này tạo ra chương trình gia công hiệu quả.

2.2. Bù Đạo và Hiệu Chỉnh Chiều Kích Thước

Bù đạo là kỹ thuật thiết yếu để đạt độ chính xác cao trong gia công bề mặt phức tạp. Các giá trị bù đạo được xác định dựa trên loại đạo và lưỡi cắt. Bù bán kính lưỡi cắt giúp duy trì chiều kích thước chính xác của contour. Dịch điểm chuẩn và dịch điểm gốc cho phép điều chỉnh vị trí gia công linh hoạt.

III. Các Dạng Gia Công Bề Mặt Phức Tạp

Maxxturn 65 có khả năng thực hiện nhiều dạng gia công bề mặt phức tạp khác nhau. Các loại gia công bao gồm tiện rãnh đọc trục, tiện rãnh thoát đạo, khoan sâu, doa, phay hốc chữ nhật, phay hốc tròn và tạo các đặc trưng hình học đặc biệt. Mỗi dạng gia công yêu cầu sơ đồ gia công riêng biệt và loại đạo chuyên dụng để đạt hiệu quả tối ưu. Sự kết hợp của các trục chuyển động đa chiều và chương trình gia công thông minh giúp tối ưu hóa quá trình gia công và nâng cao chất lượng sản phẩm.

3.1. Gia Công Rãnh và Các Cấu Trúc Thoát Đạo

Gia công rãnh là một trong những dạng gia công phức tạp phổ biến trên Maxxturn 65. Rãnh dọc trục được tạo bằng cách sử dụng đạo tiện rãnh chuyên dụng với góc cắn đạo tối ưu. Cấu trúc rãnh thoát đạo được thiết kế để giảm lực cắt và kéo dài tuổi thọ đạo. Việc xác định chính xác kích thước rãnh và hình dạng thoát đạo là yếu tố quan trọng để đạt chất lượng sản phẩm cao.

3.2. Khoan Sâu Doa và Các Loại Phay

Khoan sâu trên Maxxturn 65 sử dụng đạo khoan chuyên dụng với ngôn ngữ lập trình khoan đặc biệt để tối ưu hóa tốc độ cắt. Doa được thực hiện để mở rộng lỗ khoan với độ chính xác cao. Phay hốc chữ nhật và phay hốc tròn tạo ra các bề mặt phức tạp cần thiết cho các sản phẩm kỹ thuật cao.

IV. Phần Mềm Thiết Kế và Gia Công Hiện Đại

Phần mềm Unigraphics NX là công cụ mạnh mẽ cho thiết kế và gia công sản phẩm có bề mặt phức tạp trên Maxxturn 65. Phần mềm cung cấp các công cụ Modeling và Shape Studio để tạo các mô hình 3D chi tiết. NX Manufacturing cho phép lập trình gia công tự động từ mô hình CAD, giảm thời gian lập trình thủ công. Công nghệ Synchronous Modeling và Sheet Metal mở rộng khả năng thiết kế. Sự tích hợp CAD/CAM giúp tối ưu hóa toàn bộ quy trình từ thiết kế đến gia công, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

4.1. Công Cụ Modeling và Thiết Kế 3D

Unigraphics NX cung cấp các công cụ mô hình hóa 3D tiên tiến để tạo các bề mặt phức tạp. Shape Studio cho phép thiết kế các hình dạng hữu cơ với độ chính xác cao. Synchronous Modeling giúp sửa đổi mô hình linh hoạt mà không làm hỏng các liên kết thiết kế. Sheet Metal hỗ trợ thiết kế các chi tiết tấm kim loại. Các công cụ này giúp tối ưu hóa thiết kế trước khi gia công.

4.2. NX Manufacturing và Lập Trình Tự Động

NX Manufacturing tích hợp lập trình gia công tự động từ mô hình CAD trực tiếp. Phần mềm có khả năng phân tích gia công để xác định chiến lược cắt tối ưu. Lập trình gia công tự động giảm thời gian chuẩn bị chương trình và giảm sai sót. Tính năng kiểm tra va chạm và mô phỏng gia công giúp xác thực chương trình trước khi gia công trên máy thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I Tổng quan vẻ máy tiện CNC và trung tàm tiện CNC 1. Mây công cụ thông thường 1. Máy công cụ NC 1. May céng cu CNC 1A.

May tién CNC va tring tam tign CNC Chương2 Lap trinh CONC 2. Nhting khai niém co ban 2. Các điểm gốc, điểm chuân 2. Điểm gốc của máy M 2.

Điểm chuẩn của máy R 2. Điểm gốc của phôi W 2. Điểm chuẩn gá dao N 2. Dich điểm chuẩn, bù đáo 2.

Dịch diễn chuẩn 2. Chương trình NC 2. Bảng các lệnh Œ-Code và M-Code của Sinumerik 8402 2. Câu trúc các lệnh G-Code 2.

Các lệnh thiết đặt 2. Các lệnh di chuyên 3. Các lệnh gọi đao và bù đao Danh mục các bảng và hình vẽ Bang 1. Một số đặc điểm cua máy tién CNC Bang 2.

Bãng các mã lệnh đ-Code Bang 2. Bằng các mã lệnh M-Code Hình 1. Máy tiên CNC Metecr (kiểu để bản) của hãng Denford Tình 1. Máy liên CNC TUR1550 cỡ lớn của hãng, TOOILMEX Hình 1.

Các trục trên máy CNC Tình 1. Các trục chuyển động trên trung lâm gia công Maxxttam 65 Hinh 1.5, Dau rovénve véi déng co din động dao phay 1linh 1. 1rưng tâm tiện cỏ hai đầu rovôrwe Hinh 1. Collect ga lắp đa giác côn của hãng Sanvik Hình 1.8, Hệ thông vận chuyển phôi và chỉ tiết của trung tâm gia công Tỉnh 21 Hình 2.

Dịch diễm chuẩn. Các kích thước của đựng cụ Hinh 2. Các vị trí của lưỡi cốt, bản mũi kink dao 1linh 2. Hộ điều khiển Simmerik 8401) Tình 2.

Dịch điểm chị m Hình 2. Các mặt phẳng, gia công, THỉnh 2. Sơ đề cầu trúc lệnh Hinh 2. So dé câu trúc lệnh 1Hỉnh 2.

Sơ đỗ câu trúc lệnh Hình 2. Sơ đô cầu trúc lệnh Tinh 3. Sơ đồ câu trúc én 2. Các lệnh biên hình 2.

Mệt số lệnh khác 2. Tập trinh với trục Ở 2. Lập trình với trục Y 2. Lập trình phay 2.

Chương trình cơn và các chủ trình 2. Chương trình con 2. Ví dụ lập trình gia công chỉ Hết Chương 3 Gia công sắn phẩm có bể mặt pho tạp 3. Cac dang bê mặt có thể gia công được trên máy.2, Giới thiệu về phần mềm Unieraphics NX 3.3, Ứng dụng phân mềm NX trong thiết kế, phân tích, gia công 3.1, Sir dung NX Manufacturing dé lap trinh gia công 3.

Téng quan về mô phông và kiểm tra (TSV) 3. Xây dụng mô bình mô phỏng máy tiện phay 4 trục 3. Xây dựng IposLrocessor cho bộ điều khiển 3.5, Mô phỏng động học quá trình gia công, 3. Mô phông động học một số loại máy khác Chương 4— Kết quả và bản luận 4.1, Kết luận chung 442.

Những kết quả chính của luận vần. Một số vẫn dễ cỏ thể tiếp tục mở rộng nghiền cứu Tài liệu tham khão Hình 2. So dé doa 4 Hinh 2. So da gia céng 1linh 2.

Sơ đồ gia công Hình 2. Sơ đồ câu trúc rãnh. Tiện rãnh dọc truc Tlinh 2. Cau trúc rãnh thoát đao Tình 2.

Xác định dạng gia công Hinh 2. Sơ đỗ gia công, Linh 2.19, Diém bắt đầu Tình 3. Câu trúc của rãnh thoát đạo Hình 2. Các kich thước của ren Tinh 2.

Géc &n dao Hình 2. Dạng gia công, và xác dịnh số dầu mỗi của ren THình 2. Sơ đồ gia công rãnh thắng. Sơ đỗ gia công rãnh cong Hình 2.

Sơ đô phay hồc chữ nhật Tình 3. Sơ đỗ phay hốc tròn Hình 2. Bản vẽ chỉ tiết gia công Tình 2. Các đao dùng cho gia công, Tình 3.

Các trạc chuyển động trên máy Maxxturn 65 1linh 3. Các dạng bề mật phức tạp có thể gia công, Hinh 3. Modeling va Shape Studio Hinh 3.4, Sheet Metal Tinh 3. Synchronous Modeling Hình 2.

Các giá trị bù dao cho lưỡi dao phai va wai của dao cốt rãnh THỉnh 2.14 Tủ bán kính phải Tình 2. Ba ban kinh trải Hình 2. Diễm cắt lý thuyết vá bản kinh lưỡi cắt Hinh 2. Contour phéi khi có bủ và không bù bán kinh lưỡi cắt Hình 2.

Dịch chuyển điểm gốc tuyệt dối và lương đối Tlinh 2. Quay hệ tọa độ Tình 2. Tiên đối tý lệ cortour Hình 2. Đối xứng contour Hình 2.

‘Truc dao quay Hình 2. Trục Ở của máy Hình 2. Vị trị trục chỉnh THỉnh 2. Ban về chỉ tiết gia công.

Vùng gia công THỉnh 2. So dé gia công lạc giác Hinh 2. Thay eortour với trục chính Hình 2. Chương tink con Hinh 2.

So dé khoan, doa Tình 2.31 Chỉ tiết khoan Hình 2. Sơ dỗ khoan lỗ sâu Hinh 2. hoan sâu chỉ riết Hình 2. khoan sâu chỉ tiết Hình 2.

Sơ đồ ta rõ củng, Hinh 2. Ta rô trên trục chính: Hình 2. Sơ đỗ ta tỏ tủy động, THỉnh 2. So a6 doa 1 va doa 5 Tình 2.

So dé doa 2 Danh mục các bảng và hình vẽ Bang 1. Một số đặc điểm cua máy tién CNC Bang 2. Bãng các mã lệnh đ-Code Bang 2. Bằng các mã lệnh M-Code Hình 1.

Máy tiên CNC Metecr (kiểu để bản) của hãng Denford Tình 1. Máy liên CNC TUR1550 cỡ lớn của hãng, TOOILMEX Hình 1. Các trục trên máy CNC Tình 1. Các trục chuyển động trên trung lâm gia công Maxxttam 65 Hinh 1.5, Dau rovénve véi déng co din động dao phay 1linh 1.

1rưng tâm tiện cỏ hai đầu rovôrwe Hinh 1. Collect ga lắp đa giác côn của hãng Sanvik Hình 1.8, Hệ thông vận chuyển phôi và chỉ tiết của trung tâm gia công Tỉnh 21 Hình 2. Dịch diễm chuẩn. Các kích thước của đựng cụ Hinh 2.

Các vị trí của lưỡi cốt, bản mũi kink dao 1linh 2. Hộ điều khiển Simmerik 8401) Tình 2. Dịch điểm chị m Hình 2. Các mặt phẳng, gia công, THỉnh 2.

Sơ đề cầu trúc lệnh Hinh 2. So dé câu trúc lệnh 1Hỉnh 2. Sơ đỗ câu trúc lệnh Hình 2. Sơ đô cầu trúc lệnh Tinh 3.

Sơ đồ câu trúc én Danh mục các bảng và hình vẽ Bang 1. Một số đặc điểm cua máy tién CNC Bang 2. Bãng các mã lệnh đ-Code Bang 2. Bằng các mã lệnh M-Code Hình 1.

Máy tiên CNC Metecr (kiểu để bản) của hãng Denford Tình 1. Máy liên CNC TUR1550 cỡ lớn của hãng, TOOILMEX Hình 1. Các trục trên máy CNC Tình 1. Các trục chuyển động trên trung lâm gia công Maxxttam 65 Hinh 1.5, Dau rovénve véi déng co din động dao phay 1linh 1.

1rưng tâm tiện cỏ hai đầu rovôrwe Hinh 1. Collect ga lắp đa giác côn của hãng Sanvik Hình 1.8, Hệ thông vận chuyển phôi và chỉ tiết của trung tâm gia công Tỉnh 21 Hình 2. Dịch diễm chuẩn. Các kích thước của đựng cụ Hinh 2.

Các vị trí của lưỡi cốt, bản mũi kink dao 1linh 2. Hộ điều khiển Simmerik 8401) Tình 2. Dịch điểm chị m Hình 2. Các mặt phẳng, gia công, THỉnh 2.

Sơ đề cầu trúc lệnh Hinh 2. So dé câu trúc lệnh 1Hỉnh 2. Sơ đỗ câu trúc lệnh Hình 2. Sơ đô cầu trúc lệnh Tinh 3.

Sơ đồ câu trúc én Mở đầu 1. Ly do lwa chon dé tai Công nghiệp hóa và hiện đại hóa nên sẵn xuất là một chủ trương lớn của đất nước ta tiện nay. Để đây tanh su công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì cần ưu tiên áp đụng các tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào sản xuất. Một trong những tÌrảnh tựu quan trọng của tiên bộ khoa học kỹ thuật là tự động hóa sản xuất.

Phương thức cao của tự động sản. xuất là sản xuất linh hoạt. Trong, dày chuyển sản xuất linh hoạt thi máy điều khiển số CNC déng mét vai trò rất quan trọng. Sử dụng máy công cụ điều khiển số cho phép giảm khối lượng gia công chỉ tiết.

nâng cao độ chính xác gia công vả hiều quả kinh tế, rút ngắn chu kỳ sản xuất. Vi vậy mả các máy diều khiến số dược ứng dụng tắt rộng rấi vào lĩnh vực cơ khi chế tạo. đụng các máy điều khiến số một cách có liệu quả, nhà công nghệ không chỉ phải biết lập quy trình công nghệ với từng loạt chỉ tiết mà còn phải có khả năng lập trinh nhanh chóng, chính xác. Hơn nữa, việc img dụng cho có hiệu quả, tận đụng tôi đa khả năng gia công của máy cũng ]à vẫn dễ quan trong, Chỉnh vi vậy mả tác giả chọn cho mình để tài “Nghiên cứu gia công sản phẩm có bỀ mỗi phúc: lạp trên trung tâm gia công MAXXTURN 63” nhằm năng cao khả năng, lập trình gia công sao cho có hiệu quả cao và tận dụng hết khả năng gia công linh hoạt của máy Maxxtưm 65 cũng như cho các máy điển khiển số khác.

3 Đối tượng và nội dụng nghiên cứu. Ti tượng nghiền cứu ở đây là trung tàm gia công Maxxtum 65, sử dịng bộ điều khiển 8iemens 840D. Nội dung nghiên cứu là tùn hiểu hệ diéu hanh Siemens cho các xnáy CNC. Lập trình gia công vả xây dụng mô phỏng động học quá trình gia công.

Gia công sân phẩm mu trên máy Maxxturn 65 tai DH Bách khoa Hà nội. Mục lục Danh mục các bảng và hình về Mỡ đầu Chương I Tổng quan vẻ máy tiện CNC và trung tàm tiện CNC 1. Mây công cụ thông thường 1. Máy công cụ NC 1.

May céng cu CNC 1A. May tién CNC va tring tam tign CNC Chương2 Lap trinh CONC 2. Nhting khai niém co ban 2. Các điểm gốc, điểm chuân 2.

Điểm gốc của máy M 2. Điểm chuẩn của máy R 2. Điểm gốc của phôi W 2. Điểm chuẩn gá dao N 2.

Dich điểm chuẩn, bù đáo 2. Dịch diễn chuẩn 2. Chương trình NC 2. Bảng các lệnh Œ-Code và M-Code của Sinumerik 8402 2.

Câu trúc các lệnh G-Code 2. Các lệnh thiết đặt 2. Các lệnh di chuyên 3. Các lệnh gọi đao và bù đao Hình 3.

Drafting va PML Tinh 3. Mold Wizard Hinh 3. Progressive Die Wizard inh 3. NX Lluman Hinh 3.

NX Advanced Simulation Hinh 3. NX Motion Simulation Tinh 3. NX Manufacturing Tình 3. Thiết đặt các thông số gia công cần thiết Hình 3.

Mê phỏng Tool Path chỉ tiết gia công, Linh 3.16, Cac cấp độ mô phóng. Sơ đỗ các môi liên hệ rong ISV Hình 3. Sơ đồ máy tiện phay 4 trục Tĩỉnh 3. Thiết đặt các chức năng cần thiết Hình 3.

Mỏ phỏng động học quả trinh gia công THỉnh 3. Kiểm tra bê mặt Hình 3. Trung tâmtiện phay 5 trục WEL M35 Hinh 3. May phay 5 rục DMUSOV Hình 3.

Máy phay 5 trục Hernle C30 Hình 3. Drafting va PML Tinh 3. Mold Wizard Hinh 3. Progressive Die Wizard inh 3.

NX Lluman Hinh 3. NX Advanced Simulation Hinh 3. NX Motion Simulation Tinh 3. NX Manufacturing Tình 3.

Thiết đặt các thông số gia công cần thiết Hình 3. Mê phỏng Tool Path chỉ tiết gia công, Linh 3.16, Cac cấp độ mô phóng. Sơ đỗ các môi liên hệ rong ISV Hình 3. Sơ đồ máy tiện phay 4 trục Tĩỉnh 3.

Thiết đặt các chức năng cần thiết Hình 3.