Luận văn: Ứng dụng trung tâm gia công 5 trục UCP600 cho khuôn bề mặt phức tạp

Đề tài nghiên cứu Gia công khuôn phức tạp bằng máy phay 5 trục UCP600 ứng dụng cao trong học thuật và nghiên cứu thực tiễn tham khảo chuyên ngành

• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Huy Ninh
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Gia Công Khuôn Phức Tạp Bằng Máy Phay 5 Trục UCP600
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về máy phay 5 trục UCP600

Máy phay 5 trục UCP600 là một trong những thiết bị hiện đại nhất được sử dụng trong lĩnh vực gia công khuôn phức tạp. Máy được thiết kế với khả năng chuyển động trên 5 trục tọa độ (X, Y, Z, A, B), cho phép gia công các bề mặt phức tạp với độ chính xác cao. Trung tâm gia công này được sản xuất bởi Mikron, một trong những hãng máy công cụ hàng đầu thế giới. UCP600 sở hữu công suất mạnh mẽ và hệ thống điều khiển CNC tiên tiến, giúp tối ưu hóa quá trình gia công khuôn cho các sản phẩm có bề mặt phức tạp. Với những đặc tính vượt trội, máy đã trở thành lựa chọn ưu tiên của nhiều xưởng gia công chuyên nghiệp.

1.1. Cấu trúc và đặc điểm kỹ thuật

Máy phay UCP600 được trang bị hệ thống 5 trục với cấu trúc điển hình gồm bàn công việc có thể xoay trên hai trục góc A và B. Công suất động cơ chính lên đến 18 kW, tốc độ quay spindle tối đa 20.000 vòng/phút. Kích thước vùng gia công đạt 600x500x500 mm, đáp ứng yêu cầu gia công khuôn với các kích thước trung bình. Hệ thống điều khiển Heidenhain TNC 530 cho phép lập trình linh hoạt và mô phỏng gia công trước khi thực hiện.

1.2. Ứng dụng trong gia công khuôn

Gia công khuôn phức tạp bằng UCP600 áp dụng cho nhiều sản phẩm công nghiệp. Máy phù hợp với gia công lòng chảo, các bề mặt cong phức tạp, và những chi tiết có độ chính xác cao. Khả năng định vị 5 trục cho phép cắt gọn các góc cạnh khó tiếp cận. Đặc biệt, máy tỏ ra hiệu quả trong gia công khuôn cho các sản phẩm turbo tăng áp, với độ tinh xảo tương xứng.

II. Quy trình gia công khuôn bằng máy phay 5 trục

Quy trình gia công khuôn phức tạp trên máy UCP600 đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và lập trình chính xác. Đầu tiên, cần thiết kế bộ phôi (blank) phù hợp với kích thước và hình dạng sản phẩm cuối cùng. Sau đó, sử dụng phần mềm CAD/CAM như EdgeCAM hoặc Catia để thiết kế chi tiết khuôn và tạo đường dẫn dao cắt. Lập trình gia công bao gồm việc xác định các đường kinh và độ nghiêng đao thích hợp. Quá trình thực hiện gia công cần kiểm soát chặt chẽ tốc độ quay, tốc độ tiến dao, và lưu lượng tưới trơn để đạt chất lượng bề mặt tối ưu.

2.1. Thiết kế và chuẩn bị

Giai đoạn thiết kế là nền tảng của gia công khuôn thành công. Sử dụng phần mềm CAD, kỹ sư thực hiện thiết kế chi tiết các bề mặt khuôn, đặc biệt chú ý đến bề mặt phức tạp cần gia công. Phôi vật liệu được chọn dựa trên yêu cầu cứng độ và khả năng gia công. Mô phỏng gia công trong phần mềm CAM giúp phát hiện và khắc phục lỗi trước khi thực hiện.

2.2. Lập trình điều khiển

Lập trình G-code cho máy UCP600 sử dụng hệ thống điều khiển Heidenhain TNC 530. Chế độ lập trình đối thoại cho phép nhập các thông số gia công một cách trực quan. Kỹ sư cần định nghĩa các chức năng M (chẳng hạn M08 cho tưới trơn), xác định chiến lược phay contour 5 trục phù hợp, và thiết lập tham số cắt. Mô phỏng trong máy kiểm chứng đường dẫn dao trước khi cắt thực tế.

III. Kỹ thuật phay 5 trục trong gia công khuôn

Phay 5 trục là kỹ thuật tiên tiến cho gia công khuôn với bề mặt phức tạp, cho phép dao cắt hoạt động ở góc độ tối ưu trên mọi điểm của bề mặt. Có ba kiểu phay chính áp dụng cho gia công khuôn: phay mặt phẳng (phay bằng mặt chu vi dao), phay bằng mặt dân phẳng (sử dụng đao trụ), và phay contour 5 trục (theo đường cong 3D). Kỹ thuật này tối ưu chiều cao nhập giữa các lần cắt, giảm độ rung máy và cải thiện chất lượng bề mặt. Hình học của bề mặt cắt được tính toán chính xác để đảm bảo độ sâu cắt ổn định.

3.1. Các phương pháp phay 5 trục

Phay mặt phẳng bằng đao là phương pháp cơ bản, sử dụng dao phay trụ ở các góc khác nhau để gia công các bề mặt mặt phẳng hoặc cong. Phay contour 5 trục cho phép gia công lòng chảo và các hình dạng phức tạp khác. Phay gần (tuck milling) giúp tiếp cận các vùng khó cạnh trên khuôn. Lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào hình dạng bề mặt, loại vật liệu, và yêu cầu chất lượng.

3.2. Chọn dao và tham số cắt

Lựa chọn đường kính dao và độ nghiêng là quyết định quan trọng trong gia công khuôn. Với gia công lòng chảo, cần chọn dao có độ nghiêng phù hợp để tránh va chạm. Tham số cắt bao gồm tốc độ quay (RPM), tốc độ tiến dao (mm/phút), và lưu lượng tưới trơn cần được tối ưu hóa dựa trên loại vật liệu khuôn và dao sử dụng.

IV. Ứng dụng thực tiễn gia công khuôn sản phẩm turbo

Gia công khuôn cho sản phẩm turbo tăng áp đóng vai trò quan trọng trong sản xuất động cơ hiệu năng cao. Khuôn được sử dụng để tạo các chi tiết cánh quạt turbin có hình dạng phức tạp với đòi hỏi độ chính xác cực cao. Máy phay 5 trục UCP600 cho phép gia công những chi tiết này với độ nhám bề mặt tối ưu, giảm cần phải gia công hoàn thiện tiếp theo. Quy trình gia công khuôn turbo liên quan đến việc tạo khuôn cho các bộ phận như bộ nhận gió, bộ tản nhiệt, và các chi tiết khác của hệ turbo tăng áp. Ứng dụng thực tiễn này chứng minh hiệu quả vượt trội của công nghệ 5 trục trong sản xuất hiện đại.

4.1. Thiết kế khuôn cho chi tiết turbo

Thiết kế chi tiết khuôn cho sản phẩm turbo đòi hỏi tính toán cẩn thận hình học bề mặt phức tạp. Các cánh quạt turbin có hình dạng không gian 3D phức tạp, cần gia công khuôn với độ chính xác cao. Sử dụng phần mềm CAD như Catia, kỹ sư thiết kế bề mặt phức tạp và xác định chiến lược gia công. Mô phỏng gia công trên máy kiểm chứng khả năng thực hiện trước khi sản xuất thực tế.

4.2. Lập trình và thực hiện gia công

Lập trình gia công khuôn turbo sử dụng phần mềm CAM như EdgeCAM hoặc Esprit tích hợp với UCP600. Chế độ lập trình đối thoại trên điều khiển TNC 530 cho phép tối ưu hóa quá trình gia công. Chức năng chế độ gia công tự động điều chỉnh tốc độ dựa trên lực cắt. Quá trình thực hiện cần kiểm soát tuwới trơn chặt chẽ để đạt chất lượng bề mặt hoàn hảo cho chi tiết turbo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẢO TẠO TIỌC BÁCH KIIOA HÀ NỌI HNIAW fat KIỂU MINH ĐÔNG NOG AYW OVI. HO SHON ONOO NGHIÊN CỨU ỨNG DUNG TRUNG TAM GIA CONG 5 TRUC UCPG00 DE GIA CONG KHUGN CHO SAN PHAM CO BE MAT PHUC TAP LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHE TAO MAY 6002 YOHM Hà Nội — 2012 BO GIAO DUC VA BAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOL KIỂU MINII DONG NGIILEN CUU UNG DUNG TRUNG TAM GIA CÔNG 5 TRỤC UCP600 ĐỀ GIA CÔNG KHUÔN CHO SAN PITAM CO BE MAT PIUC TAP Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy LUAN VAN THAC Si KHOA HOC CONG NGHE CHE TAO MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYÊN HUY NINII Hà Nội - 2012 MUC LUC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIET TAT. DANH MỤC HÌNH VỀ.

PHAN MG DAU. CHVONG i: TONG QUAN VE CAD/CAM/CNC L1 CAD - l3 12. ESPRIT 36 CHIVONG I: TURBO TANG AP. Tông quan vé Turbo ting ap: 3g 2.

Turha tang ap va déng oc. Kắt cầu của til'bo HẾNG Áp. Động cơ sử dụng hai hube và nhiễu hào TH Hee -.49 CHƯƠNG II: TONG QUAN VE MAY PHAY § TRỤC VAr PHUONG PHAP GIA CONG 5 TRỤC - TRUNG TÂM GIA CÔNG § TRUC UCP600. Giới thiệu về phay 5 trục.

Khả năng của 3 Iruc SA 3. Lĩnh vực áp dụng - 56 3. Kỳ thuật phay 5 trục. Phay mặt đâu bằng, lao phay mất dân phẳng.9: Béng co stt dung hai turbo Hinh 2.10: A Mayda RX-8 (ding eéng sat nhé hé thing turbo kép.11: Cac kiéu Lam mat Ilinh 2.12: Turbo trong động cơ điềzen Ilinh 3.

Ứng đụng định vị 5 trục Hình 3. Ap dung phay contour 5 trục Hình 3. Hinh học của bề mặt cắt bằng đao phay trụ Hình 3. Chiểu cao nhập nhỏ giữa 2 lấn cắt.

Gia công phôi kém cứng vững, Hình 3.6: Chọn đường kinh và độ nghiêng đao để gia công lòng chảo Hình 3. Gia công gân Hình 3.8: Ba kiểu kết câu điển hình của máy phay 5 trục Hinh 3.9: Trung tâm phay Mikron UCP 600 Hình 3.10: Xác định phương chiếu các trục của máy Hình 3. ||: Các Irục của máy Hình 3.12: Màn hình TE 420 Hình 3. I3: Mân hình TE 530 Ifinh 3.14: Thiết bị hiển thị Hình 3.

I5: Chế độ lập trình Ifinh 3. I6: Màn hình quản lý file 1tïnh 3.17: [link vé ví đụ Hình 3.18: Chức năng M cho chiên quay va tuoi tron Ilinh 2.9: Béng co stt dung hai turbo Hinh 2.10: A Mayda RX-8 (ding eéng sat nhé hé thing turbo kép.11: Cac kiéu Lam mat Ilinh 2.12: Turbo trong động cơ điềzen Ilinh 3. Ứng đụng định vị 5 trục Hình 3. Ap dung phay contour 5 trục Hình 3.

Hinh học của bề mặt cắt bằng đao phay trụ Hình 3. Chiểu cao nhập nhỏ giữa 2 lấn cắt. Gia công phôi kém cứng vững, Hình 3.6: Chọn đường kinh và độ nghiêng đao để gia công lòng chảo Hình 3. Gia công gân Hình 3.8: Ba kiểu kết câu điển hình của máy phay 5 trục Hinh 3.9: Trung tâm phay Mikron UCP 600 Hình 3.10: Xác định phương chiếu các trục của máy Hình 3.

||: Các Irục của máy Hình 3.12: Màn hình TE 420 Hình 3. I3: Mân hình TE 530 Ifinh 3.14: Thiết bị hiển thị Hình 3. I5: Chế độ lập trình Ifinh 3. I6: Màn hình quản lý file 1tïnh 3.17: [link vé ví đụ Hình 3.18: Chức năng M cho chiên quay va tuoi tron DANH MỤC TIỈNH VE.1: Mô phỏng gia công với phần mém EdgeCAM Tỉnh 1.2: Quy trình sản xuất có CAD /CAM: Hình 1.3: Điều khiển số trực tiếp Hình 1.3: Điều khiển số trực tiếp Hình 1.4: Điều khiển số phân phối Hình 1.5: Cấu trủc hé théng CNC Hình 1.6: Kết cáu cia may CNC Hình 1.7: Một số phần mẻm CAD/CAM phô biến.8; Giao điện phân mém Catia Hinh 1.9: Giao điện phan mém Mastercam Hình I.

I0: Gian điện phân mềm Dro E Tình 1.11: Giao điện phần mềm Tisprit Hình 2.1 Hệ thông lurbo tăng áp Irong đồng cơ xe Milsubiahi Lancer Fvolution 1X.3: ‘Vi ti lap turbo Ging ap Irong xe 1lình 2.3: Kết cầu của turbo tăng áp Hình 2.4 Nguyễn ly động cơ có turbo tang ap 1lình 2.5: Bên trong một turbin tăng áp Hình 2.6: Turbo tang ap trong 616 Hình 2.7: Anh mét turbo ting ap Hình 2.8: Kết cấu của trục và é trae tr la 3. Phay bằng mặt chu vì đao: 60 3. Phay day gan bang andt dau ctia dao eee enters ennai OL 3. Phản loại các máy 5 trục.

Trung tâm gia công 5 trục UỚP 600. Các trục của Thầy:. ch nhan ennraeroiioeoorooẩT 3. Thiết bị hiển th.

TIểển thị chế độ lập trình: 72 3. Triển thị chế độ gia công. Chê độ vận hành 74 3. Hướng đẫn đối thoại.

Chức năng M cho chiểu quay vả tưới trơn. Chức năng quỹ đạo. 83 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ KHUÔN SAN PHAM TURBO TANG AP. LAP TRÌNH GIÁ CÔNG KHUÔN SẢN PHAM TURBO TANG ÁP CIIO TRUNG TAM GIA CONG § TRUC LCP600.

Thiết kế chỉ tiét canh quat tuabin 84 4. Thiết kế khuôn 7 sa 4. Lập trình mô phỏng gia công,.fÐđ KẾT LUẬN VẢ KIÊN NGHỊ. Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO.9: Béng co stt dung hai turbo Hinh 2.10: A Mayda RX-8 (ding eéng sat nhé hé thing turbo kép.11: Cac kiéu Lam mat Ilinh 2.12: Turbo trong động cơ điềzen Ilinh 3.

Ứng đụng định vị 5 trục Hình 3. Ap dung phay contour 5 trục Hình 3. Hinh học của bề mặt cắt bằng đao phay trụ Hình 3. Chiểu cao nhập nhỏ giữa 2 lấn cắt.

Gia công phôi kém cứng vững, Hình 3.6: Chọn đường kinh và độ nghiêng đao để gia công lòng chảo Hình 3. Gia công gân Hình 3.8: Ba kiểu kết câu điển hình của máy phay 5 trục Hinh 3.9: Trung tâm phay Mikron UCP 600 Hình 3.10: Xác định phương chiếu các trục của máy Hình 3. ||: Các Irục của máy Hình 3.12: Màn hình TE 420 Hình 3. I3: Mân hình TE 530 Ifinh 3.14: Thiết bị hiển thị Hình 3.

I5: Chế độ lập trình Ifinh 3. I6: Màn hình quản lý file 1tïnh 3.17: [link vé ví đụ Hình 3.18: Chức năng M cho chiên quay va tuoi tron LOI CAMDOAN Tôi là Kiển Minh Đông, học viên lớp Can học Công nghệ chế tạo máy — Khoả 2009, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. San hai nắm học tập nghiên cửu, được sự giúp đở của các thấy cô giáo và đặc biết là sự giúp đỡ của TS. Nguyễn Huy Ninh, tôi đã đi đến cuối chặng đường đề kết thủc khoả học.

Tôi đã hoàn thành đề tái tốt nghiệp lá: “ Nghiên cứu ứng đụng frung tâm gia công 5Š trục UCP 600 dé gia công khuôn cho sẵn phẩm có bễ tặt phức tạp” Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi đười sự hướng dẫn của T8. Nguyễn Huy Ninh va chỉ tham khảo các tải liệu đã được liệt kẻ, ngoại trừ các số liệu, các bảng biêu, đồ tu, công thúc. đã được trích dẫn trong tài liệu tham khảo, nội dung công bố còn lại trang luận văn lá của chính tác giả đưa ra TNếu sai, lắc giả xin hoàn loàn chịn trách nhiệm. Hà Nội, ngày 05 thàng 06 năm 2012 Tác giả luận vẫn Kiểu Minh Ding LOLCAM ON Trong thời gian thuc hiện luận văn Thạc sỹ, tôi đá nhận được sự: quan tâm.

giúp đỡ của nhiễn tập Ihễ vả cá nhân. Nhân địp hoàn thánh luận văn, lời xin bày t lòng biết ơn sâu sắc nhất Tôi xin trân rụng cảm ơn TS Nguyễn Huy Ninh đã trực liễp lận tỉnh hướng dẫn tôi trong suốt (hỏi gian thực hiện luận văn tôi nghiệp của mình Trần trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Là Nội, Các thầy cô. công nhân viên chức viện 5au đại học, Viện Cơ khí đã tận linh giúp đỡ, tạo điêu kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn (hành nhỉ. vụ Cuỗi cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình cùng bạn bẻ, đồng nghiệp đã thường xuyên quan lâm, động viên, tạo mọi điều kiện tốt nhất vẻ tình thân cũng như vật chất cho tôi trong suốt thời gian vừa qua.

Da thời gian thực biện có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, cho nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiểu sỏi. Rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp y va phê bình của các Thấy, Có và bạn bè Xin trần trong cam on! LOI CAMDOAN Tôi là Kiển Minh Đông, học viên lớp Can học Công nghệ chế tạo máy — Khoả 2009, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. San hai nắm học tập nghiên cửu, được sự giúp đở của các thấy cô giáo và đặc biết là sự giúp đỡ của TS. Nguyễn Huy Ninh, tôi đã đi đến cuối chặng đường đề kết thủc khoả học.

Tôi đã hoàn thành đề tái tốt nghiệp lá: “ Nghiên cứu ứng đụng frung tâm gia công 5Š trục UCP 600 dé gia công khuôn cho sẵn phẩm có bễ tặt phức tạp” Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi đười sự hướng dẫn của T8. Nguyễn Huy Ninh va chỉ tham khảo các tải liệu đã được liệt kẻ, ngoại trừ các số liệu, các bảng biêu, đồ tu, công thúc. đã được trích dẫn trong tài liệu tham khảo, nội dung công bố còn lại trang luận văn lá của chính tác giả đưa ra TNếu sai, lắc giả xin hoàn loàn chịn trách nhiệm. Hà Nội, ngày 05 thàng 06 năm 2012 Tác giả luận vẫn Kiểu Minh Ding DANH MỤC TIỈNH VE.1: Mô phỏng gia công với phần mém EdgeCAM Tỉnh 1.2: Quy trình sản xuất có CAD /CAM: Hình 1.3: Điều khiển số trực tiếp Hình 1.3: Điều khiển số trực tiếp Hình 1.4: Điều khiển số phân phối Hình 1.5: Cấu trủc hé théng CNC Hình 1.6: Kết cáu cia may CNC Hình 1.7: Một số phần mẻm CAD/CAM phô biến.8; Giao điện phân mém Catia Hinh 1.9: Giao điện phan mém Mastercam Hình I.

I0: Gian điện phân mềm Dro E Tình 1.11: Giao điện phần mềm Tisprit Hình 2.1 Hệ thông lurbo tăng áp Irong đồng cơ xe Milsubiahi Lancer Fvolution 1X.3: ‘Vi ti lap turbo Ging ap Irong xe 1lình 2.3: Kết cầu của turbo tăng áp Hình 2.4 Nguyễn ly động cơ có turbo tang ap 1lình 2.5: Bên trong một turbin tăng áp Hình 2.6: Turbo tang ap trong 616 Hình 2.7: Anh mét turbo ting ap Hình 2.8: Kết cấu của trục và é trae tr la Ilinh 4.1: Vao module thiét ké chỉ tiết Hình 4.2: Tao than luabin bing lénh Shaft Ifinh 4.3: Tao canh tuabin 1ũnh 4.4: Tạo cánh tuabin (tiếp) Ifinh 4.5: Tạo chiều đây cho cảnh tuabin bằng lệnh ThickSurface Deñnition Hình 4.6: Tạo các biển dạng cảnh khác bằng lệnh Cicular Parttern Deninition Hình 4.7: Bo tròn, vát mép và hoàn thiện chỉ tiết Hình 4.8: Sản phẩm sau khi hoàn thánh.9: Chuyển sang dạng surface để thuận tiện cho việc tạo khuôn Hình 4.10: Tạo bề mặt hốc và lõi Hình 4.