Luận văn thạc sĩ công nghệ chế tạo máy nghiên cứu thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ đảm bảo độ chính xác gia công trên máy phay cnc 5 trục 3 2

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu công nghệ chế tạo máy nghiên cứu thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ đảm bảo độ chính, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Huỳnh Mai Lâm
• Người hướng dẫn: TS. Phan Chí Chính
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
• Đề tài: Nghiên cứu thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ đảm bảo độ chính xác trên máy phay CNC 5 trục (3+2)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 2.1. GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU KHIỂN TRÊN MÁY CNC 5 TRỤC
• 2.2. ĐỘNG HỌC MÁY CNC 5 TRỤC
• 2.3. PHƯƠNG THỨC ĐIỀU KHIỂN CNC 5 TRỤC
• 2.4. PHÂN LOẠI MÁY CNC 5 TRỤC
• 2.5. MÁY PHAY 3+2 TRỤC VÀ ỨNG DỤNG
• 2.6. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 2.7. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ĐỘNG HỌC TRONG MÁY CNC 5 TRỤC
• 2.8. MẶT CÔN - CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỘNG HỌC GIA CÔNG MẶT CÔN
• 2.9. ẢNH HƯỞNG CỦA CHUYỂN ĐỘNG TRỤC MÁY TRONG HÌNH THÀNH BIÊN DẠNG
• 3. CHƯƠNG 3: KIỂM NGHIỆM GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC 5 TRỤC
• 3.1. YÊU CẦU BIẾN DẠNG CHI TIẾT
• 3.2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ GIA CÔNG KIỂM NGHIỆM
• 3.3. CÁCH TIẾN HÀNH GIA CÔNG KIỂM NGHIỆM
• 3.3.1. TIẾN HÀNH GIA CÔNG KIỂM NGHIỆM MẶT CÔN
• 3.3.2. TIẾN HÀNH GIA CÔNG KIỂM NGHIỆM LỖ TRÊN MẶT NGHIÊNG BẤT KỲ
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. KẾT LUẬN
• 4.2. KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 2: BIẾN DẠNG CỦA ĐỒ GÁ VÀ CHI TIẾT GIA CÔNG
• PHỤ LỤC 4: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỂM Ổ CỦA BÀN XOAY TRÊN MÁY CNC 5 TRỤC KIỂU TILT-TABLE
• PHỤ LỤC 5: TÌM KHOẢNG QUAY ĐỐI VỚI MÁY HEAD, HEAD/TABLE, HEAD/HEALD

Tóm tắt

I. Giới thiệu về gia công lỗ CNC trên máy phay CNC 5 trục

Gia công lỗ CNC trên máy phay CNC 5 trục là một quá trình phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao. Máy phay CNC 5 trục (3+2) cho phép gia công trên các mặt phẳng nghiêng bất kỳ, đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng gia công. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển thuật toán gia công để tối ưu hóa quá trình này, đảm bảo độ chính xác gia công và nâng cao hiệu suất sản xuất.

1.1. Động học trong máy CNC 5 trục

Động học của máy phay CNC 5 trục liên quan đến mối quan hệ giữa các trục chuyển động. Nghiên cứu này phân tích hệ tọa độ liên kết và giới hạn vùng gia công, giúp xác định các thông số góc cần thiết để đảm bảo độ chính xác khi gia công lỗ trên mặt nghiêng.

1.2. Giới hạn vùng gia công

Giới hạn vùng gia công là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo độ chính xác. Nghiên cứu xác định các giới hạn không gian gia công trên máy phay CNC 5 trục (3+2), giúp tối ưu hóa quá trình gia công và giảm thiểu sai số.

II. Thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng

Thuật toán gia công được phát triển để đảm bảo độ chính xác khi gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ. Thuật toán này dựa trên việc phân tích động học và giới hạn vùng gia công, giúp xác định các thông số góc và vị trí dao cắt phù hợp.

2.1. Phân tích quá trình hình thành biên dạng côn

Nghiên cứu phân tích quá trình hình thành biên dạng côn trong giới hạn vùng gia công. Điều này giúp xác định các điều kiện cần thiết để đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng nghiêng.

2.2. Gia công mẫu thử nghiệm

Gia công mẫu thử nghiệm được thực hiện với các thông số góc côn khác nhau. Kết quả cho thấy thuật toán đảm bảo độ chính xác cao khi gia công lỗ trên các mặt nghiêng khác nhau.

III. Ứng dụng thực tế và kiểm nghiệm

Nghiên cứu ứng dụng gia công cơ khí trên máy phay CNC 5 trục (3+2) tại các cơ sở sản xuất. Kiểm nghiệm thực tế cho thấy thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng đảm bảo độ chính xác và hiệu quả cao.

3.1. Kiểm nghiệm trên máy DMU 50

Kiểm nghiệm được thực hiện trên máy DMU 50 của hãng Deckel Maho. Kết quả cho thấy thuật toán đảm bảo độ chính xác khi gia công lỗ trên các mặt nghiêng khác nhau, giảm thiểu sai số và nâng cao năng suất.

3.2. Đánh giá kết quả

Kết quả kiểm nghiệm được đánh giá dựa trên độ chính xác và thời gian gia công. Thuật toán được chứng minh là hiệu quả trong việc đảm bảo độ chính xác và tối ưu hóa quá trình gia công.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã phát triển thành công thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ, đảm bảo độ chính xác trên máy phay CNC 5 trục (3+2). Thuật toán này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong ngành gia công cơ khí, giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

4.1. Kiến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc tối ưu hóa thuật toán cho các loại máy CNC khác nhau và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực sản xuất khác.

4.2. Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm trong ngành gia công cơ khí, đặc biệt là trong việc gia công các chi tiết phức tạp trên máy phay CNC 5 trục.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành công nghệ chế tạo máy ngày càng phát triển, việc ứng dụng máy công cụ điều khiển số (CNC) đã trở thành xu hướng tất yếu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm cơ khí chính xác. Theo ước tính, hơn 73% các trung tâm CNC hiện nay sử dụng máy CNC 3 trục với 5 trục định vị (3+2 trục). Tuy nhiên, máy CNC 5 trục với hai trục xoay thay đổi hướng dụng cụ cắt trong quá trình gia công đang dần được trang bị tại một số cơ sở sản xuất, trung tâm nghiên cứu và trường đại học trong nước. Máy CNC 5 trục cho phép gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác và năng suất vượt trội so với máy 3 trục truyền thống.

Vấn đề đặt ra là làm thế nào để khai thác hiệu quả công nghệ gia công trên máy CNC 5 trục, đặc biệt là gia công lỗ trên mặt phẳng nghiêng bất kỳ, đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng gia công. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ, phân tích mối quan hệ động học trong máy CNC 5 trục (3+2), xác định giới hạn vùng gia công và kiểm nghiệm thực tế trên máy phay CNC 5 trục DMU 50 của hãng Deckel Maho.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào máy CNC 5 trục kiểu tilt-table với hai trục xoay trên bàn máy, nghiên cứu động học, giới hạn vùng gia công và ứng dụng gia công lỗ trên các mặt nghiêng khác nhau. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao năng lực thiết kế, chế tạo các sản phẩm cơ khí có độ phức tạp cao, đồng thời góp phần phát triển công nghệ gia công CNC 5 trục tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết động học máy CNC 5 trục: Mô hình chuỗi động học mở gồm 7 khâu và 7 khớp nối, sử dụng quy tắc Denavit-Hartenberg (D-H) để xác định vị trí và hướng của các trục trong máy. Ma trận chuyển đổi đồng nhất được áp dụng để mô tả chuyển động tịnh tiến và quay của các khâu, từ đó xây dựng công thức động học thuận và động học ngược.

• Mô hình hệ trục tọa độ liên kết: Bao gồm hệ trục tọa độ dụng cụ cắt (TCS), hệ trục tọa độ máy (LCS), hệ trục tọa độ chi tiết (WCS) và hệ trục tọa độ chương trình (PCS). Việc xác định chính xác các hệ trục này giúp mô tả chính xác vị trí và hướng của dụng cụ cắt trong quá trình gia công.

• Khái niệm giới hạn vùng gia công: Xác định phạm vi chuyển động của các trục xoay và trục tịnh tiến trong máy CNC 5 trục, từ đó phân tích ảnh hưởng của giới hạn vùng gia công đến biên dạng chi tiết, đặc biệt là biên dạng hình học côn và mặt nghiêng.

• Khái niệm gia công 3+2 trục: Phương pháp gia công trong đó hai trục xoay được sử dụng để định vị dụng cụ cắt ở một vị trí nghiêng cố định, kết hợp với ba trục tịnh tiến để thực hiện gia công. Phương pháp này giúp giảm sai số, tiết kiệm thời gian gá đặt và nâng cao độ chính xác.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập tài liệu chuyên ngành về công nghệ gia công CNC 5 trục, các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến động học máy CNC, giới hạn vùng gia công và sai số trong gia công. Dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ quá trình gia công mẫu trên máy phay CNC 5 trục DMU 50 (3+2) và trung tâm phay Mikron UCP 600.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình động học dựa trên quy tắc D-H để xây dựng công thức động học thuận và ngược, từ đó xác định mối quan hệ giữa các trục và giới hạn vùng gia công. Phân tích ảnh hưởng của các thông số góc nghiêng, góc côn đến biên dạng chi tiết và độ chính xác gia công. Kiểm nghiệm thực tế bằng gia công các chi tiết mẫu với các góc côn và góc nghiêng khác nhau, đo đạc và so sánh kết quả với mô hình lý thuyết.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và thu thập tài liệu trong 3 tháng đầu, xây dựng mô hình động học và thuật toán trong 4 tháng tiếp theo, thực hiện gia công kiểm nghiệm và thu thập số liệu trong 2 tháng cuối cùng. Tổng thời gian nghiên cứu là 7 tháng, hoàn thành vào tháng 7 năm 2011.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mối quan hệ động học và giới hạn vùng gia công: Luận văn đã xây dựng thành công mô hình động học cho máy CNC 5 trục kiểu tilt-table, xác định được giới hạn vùng gia công dựa trên các thông số góc quay của trục B và trục C. Kết quả cho thấy vùng không gian gia công bị giới hạn bởi góc nghiêng B trong khoảng từ 20° đến 50°, ảnh hưởng trực tiếp đến biên dạng hình học côn của chi tiết.

2. Điều kiện gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ: Từ phân tích quá trình hình thành biên dạng côn, tác giả đã đề xuất điều kiện để đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng nghiêng trong quá trình gia công. Kiểm nghiệm thực tế trên máy DMU 50 cho thấy sai số độ vuông góc được kiểm soát trong khoảng dưới 0.05 mm, đảm bảo độ chính xác gia công cao.

3. Ảnh hưởng của góc côn và góc nghiêng đến biên dạng chi tiết: Qua gia công mẫu với các góc côn khác nhau (30°, 40°, 50°) và góc nghiêng B thay đổi, kết quả đo đạc cho thấy biên dạng côn bị biến dạng khi vượt quá giới hạn vùng gia công, làm giảm độ chính xác và chất lượng bề mặt. Tỷ lệ sai số biên dạng tăng lên đến 12% khi góc nghiêng vượt quá 50°.

4. Ưu điểm của gia công 3+2 trục trong gia công lỗ trên mặt nghiêng: Gia công 3+2 trục giúp giảm thời gian gá đặt và tăng độ chính xác so với gia công 3 trục truyền thống. Thời gian gia công giảm khoảng 25%, đồng thời sai số vị trí lỗ giảm 30% nhờ khả năng định vị chính xác hướng dụng cụ cắt.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về gia công CNC 5 trục, đồng thời làm rõ hơn bản chất động học và giới hạn vùng gia công của máy CNC 5 trục kiểu tilt-table. Việc xây dựng mô hình động học dựa trên quy tắc D-H giúp mô phỏng chính xác chuyển động của các trục, từ đó xác định được vùng không gian làm việc và điều kiện gia công tối ưu.

So với máy CNC 3 trục, máy 5 trục cho phép gia công các chi tiết phức tạp với một lần gá đặt, giảm sai số do tháo lắp nhiều lần. Tuy nhiên, giới hạn vùng gia công do cơ cấu trục xoay đặt ra yêu cầu phải có thuật toán điều khiển chính xác để tránh va chạm và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa góc nghiêng B và sai số biên dạng côn, bảng so sánh thời gian và sai số gia công giữa các phương pháp 3 trục, 3+2 trục và 5 trục đồng thời. Những biểu đồ này giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của các thông số đến hiệu quả gia công.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển phần mềm lập trình gia công tích hợp thuật toán động học: Xây dựng phần mềm CAM hỗ trợ lập trình gia công 3+2 trục với thuật toán tính toán giới hạn vùng gia công và điều kiện gia công lỗ trên mặt nghiêng, nhằm giảm sai số và tăng hiệu quả gia công. Thời gian thực hiện dự kiến 12 tháng, do các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ thực hiện.

2. Đào tạo và nâng cao kỹ năng vận hành máy CNC 5 trục cho kỹ thuật viên: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành, lập trình và bảo trì máy CNC 5 trục, đặc biệt là kỹ thuật gia công 3+2 trục, nhằm nâng cao năng lực khai thác công nghệ mới. Thời gian triển khai trong 6 tháng, do các trường đại học và trung tâm đào tạo kỹ thuật đảm nhiệm.

3. Ứng dụng thuật toán gia công trong sản xuất thực tế: Áp dụng thuật toán và mô hình động học đã nghiên cứu vào các doanh nghiệp sản xuất cơ khí chính xác để gia công các chi tiết phức tạp, đặc biệt là các chi tiết có mặt nghiêng và lỗ phức tạp, nhằm nâng cao chất lượng và giảm chi phí sản xuất. Thời gian thử nghiệm 6-9 tháng.

4. Nghiên cứu mở rộng vùng không gian gia công cho các loại máy CNC 5 trục khác: Tiếp tục nghiên cứu và xây dựng mô hình động học, giới hạn vùng gia công cho các loại máy CNC 5 trục khác như Head-Head, Head-Table để mở rộng ứng dụng thuật toán và nâng cao tính linh hoạt trong sản xuất. Thời gian nghiên cứu dự kiến 18 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và chuyên gia công nghệ chế tạo máy: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về động học máy CNC 5 trục, thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng, giúp nâng cao kỹ năng lập trình và vận hành máy CNC 5 trục trong sản xuất.

2. Giảng viên và sinh viên ngành Công nghệ Chế tạo Máy: Tài liệu tham khảo quý giá cho việc giảng dạy và nghiên cứu về công nghệ gia công CNC 5 trục, động học máy và ứng dụng thực tế trong gia công chi tiết phức tạp.

3. Doanh nghiệp sản xuất cơ khí chính xác: Các công ty có nhu cầu nâng cao năng lực gia công các chi tiết phức tạp có thể áp dụng thuật toán và phương pháp nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm sai số và tăng năng suất.

4. Nhà nghiên cứu và phát triển công nghệ CNC: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và dữ liệu thực nghiệm để phát triển các giải pháp công nghệ mới, phần mềm lập trình gia công và thiết kế máy CNC 5 trục hiệu quả hơn.

Câu hỏi thường gặp

1. Máy CNC 5 trục khác gì so với máy CNC 3 trục?
   Máy CNC 5 trục có thêm hai trục xoay giúp thay đổi hướng dụng cụ cắt trong quá trình gia công, cho phép gia công các chi tiết phức tạp với một lần gá đặt, tăng độ chính xác và năng suất so với máy 3 trục chỉ có chuyển động tịnh tiến.

2. Gia công 3+2 trục là gì và ưu điểm của nó?
   Gia công 3+2 trục là phương pháp sử dụng hai trục xoay để định vị dụng cụ cắt ở vị trí nghiêng cố định, kết hợp với ba trục tịnh tiến để gia công. Phương pháp này giúp giảm thời gian gá đặt, tăng độ chính xác và cho phép sử dụng dụng cụ cắt ngắn, cứng vững hơn.

3. Làm thế nào để đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng nghiêng khi gia công?
   Bằng cách xây dựng mô hình động học và xác định giới hạn vùng gia công, thuật toán gia công được thiết kế để điều khiển chính xác góc nghiêng và vị trí dụng cụ cắt, đảm bảo tâm lỗ vuông góc với mặt phẳng gia công, giảm sai số trong quá trình gia công.

4. Giới hạn vùng gia công ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng sản phẩm?
   Giới hạn vùng gia công xác định phạm vi chuyển động của các trục xoay và tịnh tiến. Nếu vượt quá giới hạn này, biên dạng chi tiết có thể bị biến dạng, sai số gia công tăng, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt và kích thước chi tiết.

5. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này cho các loại máy CNC 5 trục khác không?
   Kết quả nghiên cứu chủ yếu áp dụng cho máy CNC 5 trục kiểu tilt-table (3+2 trục). Tuy nhiên, phương pháp xây dựng mô hình động học và phân tích giới hạn vùng gia công có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các loại máy CNC 5 trục khác như Head-Head hoặc Head-Table.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công mô hình động học và thuật toán gia công lỗ trên mặt nghiêng bất kỳ cho máy phay CNC 5 trục (3+2), đảm bảo độ chính xác gia công cao.
• Xác định giới hạn vùng gia công và ảnh hưởng của các thông số góc nghiêng, góc côn đến biên dạng chi tiết, giúp tối ưu hóa quá trình gia công.
• Kiểm nghiệm thực tế trên máy DMU 50 cho thấy sai số độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng nghiêng được kiểm soát tốt dưới 0.05 mm.
• Đề xuất các giải pháp ứng dụng thuật toán trong lập trình CAM, đào tạo kỹ thuật viên và mở rộng nghiên cứu cho các loại máy CNC 5 trục khác.
• Khuyến khích các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu áp dụng kết quả để nâng cao năng lực sản xuất và phát triển công nghệ gia công CNC 5 trục tại Việt Nam.

Next steps: Triển khai phát triển phần mềm lập trình gia công tích hợp thuật toán, tổ chức đào tạo chuyên sâu và mở rộng nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất thực tế.

Call-to-action: Các kỹ sư, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy nên tiếp cận và áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. TINH CAP THIET CUA DE TÀI. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.-- ¿<5 2 S523 SE2EEE 3E E1 1 1 51151 11x ce 2 1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Nghiên cứu lý thuyét .-- -- - -kcscsESxS E1 1S E1 ng ri 2 1. Gia công kiểm nghiệm. -- + + St E3 E1 Bề Hy gi ưyg 3 1. DO] TƯỢNG NGHIÊN CUU.

¿5+ 2 <2 SE SE E2EE 3E E5 511111521 Ece 3 1. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THUC TIÉN. TINH MỚI CUA DE TÀI. --¿-¿-GG SE 12313232123 1 1 E1 111 51111111111 1x 3 CHƯƠNG II.

TONG QUAN NGHIÊN CỨU.- c2 2E SsE SE SE ESEEEsEesesersrd 5 2. GIỚI THIEU VE HỆ DIEU KHIEN TREN MAY CNC 5 TRỤC. Điễu khiển Gi€m-Gie ccccccccccccccccccccsccsccscssessecseescescssescsecsscseesseseeeseess 5 2. Điều khiển đoạn thang.

Điều khiển đường (tuyển tinh và phi tuyen). «se sex set se cee 6 2. Động học máy CNC 5 true. ---cccc Q01 1 11H n1 1v vn xu 9 2.

Phương thức diéu khiển CNC 5 truc viccccccccsssssssssctsessecsscsvesvecseeeeees 10 2. Phan loại may CNC Š ÍFIC. Kha năng công nghệ phay CNC Struc. Ưu điểm của phay CNC 5 truCceccccscccccsssssessessecsssstsescescsvasssvsvscneesees 15 vi 2.

Máy phay 3+2 trục Và UNG dỤHg. Ặ SSS c1 1xx xa 16 2. TONG QUAN NGHIÊN CUU TRONG VA NGOÀI NƯỚC. Nghiên cứu trong HƯỚC.

Nghiên cứu ngoài HƯỚC. TONG QUAN LY THUYET DONG HOC TRONG MAY CNC 5 TRUC. Kích thước của dụng cụ cắt phố biến. Mô tả hệ trục toạ độ liên kết trong máy CNC 5 trục.

Động học tay Imáy. VI sử ly cho máy CNC 5 TrỤc. Mô hình động học của máy CNC Š ÍFIC. Vi sử lý cho máy CNC 5 trục kiểu ti]-fqble.

Vung không gian gia công, ảnh hưởng của giới hạn vùng gia công của máy CNC 5 trục đối biên dạng chỉ tiẾt.----c < EStSs SxEE SE SE vn crrkg 37 2. Mặt côn-cơ sở lý thuyết động học gia công mặt côn, giới hạn vùng gia công đối biên AANG CÔN. Thông số nghiêng của bê mặt côn HON XOđV.- sec se cecseseseea 39 2. Ảnh hưởng của chuyển động thăng trục máy trong hình thành biên ð5 0o 0.

Phân tích chuyền động của IrụC XOđ. Cơ sở lý gia công lỗ ở mặt nghiêng bat kì dam bao độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt phẳng gia công, vùng giới hạn không gian gia công lễ. KIEM NGHIỆM GIA CONG TREN MAY CNC 5 TRỤC. YÊU CÂU BIEN DANG CHI TIẾT,.

Biên dạng chon lựa để gia công trên máy 5 trục nội suy dong thời. THIẾT BI, DUNG CỤ GIA CÔNG KIEM NGHIM. Trung tâm phay Mikron UCP 600 (May phay CNC 5 trục). Trung tâm phay DECKEL MAHO DMU 50 (3+2).

CÁCH TIEN HANH GIA CONG KIEM NGHIEM. TIEN HANH GIA CONG KIEM NGHIEM MAT CÔN. Chi tiết với góc côn ơ > B: œ=300, B=200 ve ceecccccesesscesescsstsssseseseseeees 59 3. Chi tiết với góc côn ơ < B: œ=300, B=500.----ccs cv grseekeeree 61 3.

Chi tiết với góc côn ơ = B: œ = B: œ= =300. TIEN HANH GIA CÔNG KIEM NGHIỆM LO TREN MAT NGHIENG BAT 4A accecececacscscscecsesssssesecocsescscscscsesesssssssessvsvsvacscscscsssssesssessssssssvsvscsessseeseeess 68 CHƯƠNG 4. KET LUẬN VÀ KIÊN NGHI o. KIÊN NGHỊ oie.ccccecccccccccscsessscscscscscsescsesescsssssssssesssscssssscecsesssssssesavsvssssssavavees 71 TAI LIEU THAM KHẢO.

VỊ TRÍ CHI TIẾT GIA CÔNG TRONG HỆ TOA ĐỘ LIÊN KET MAY ssucssesesssssssssssssssssesessssssssessssssssscsssssasessssvssessssssesssssscussssssssevisesseeesesses 74 PHU LUC 2. BIEN DANG CUA ĐÔ GA VA CHI TIẾT GIA CÔNG. ĐÁNH DAU VỊ TRI TREN VA DUOI CUA CON .- -:-- 78 PHU LUC 4: PHUONG PHAP XAC DINH DIEM O CUA BAN XOAY TREN MAY CNC 5 TRUC KIEU TILT-TABLE.cccccccceccscscscsesesescscsesessscssssesssssssssssssssesseseens 79 PHU LUC 5. TIM KHOANG QUAY DOI VOI MAY HEAD, HEAD/TABLE, HEATD/HEALD.

81 viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIET TAT TRONG LUẬN VĂN - CAD (Computer Aided Design): Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính. - CAM (Computer Aided Manufacturing): Lĩnh vực sử dụng máy tính để tạo chương trình điều khiển hệ thống sản xuất, ké cả trực tiếp điều khiển các thiết bị, hệ thống đảm bảo vật tư, kỹ thuật. - CC (Cutter Contact) điểm tiếp xúc của dao cụ với bé mặt gia công. - CL (Cutter Location) là một tập hợp các bộ giá tri tọa độ X, Y, Z của vi trí mũi dao qui ước, và các cosin chỉ phương I, J, K của véc tơ trục dung cụ trong hệ tọa độ phôi.

- CNC (Computer Numerical Control): Máy gia công điều khiến số có sự trợ giúp của máy tính trong việc vận hành và lập trình gia công. - D-H (Denavit and Hartenberg): bang thông số - EDM (Electrical Discharge Machining): Máy gia công tia lửa điện. - LCS (Local Coordinate systems): hệ trục toa độ của máy. - NC (Numerical Control): Điều khiến só.

- PCS (Program Coordinate systems): hệ toa độ cua chương trình. - RotQ (Rotation matrix): ma trận xoay. - TCS (Tool Coordinate systems): hệ trục toa độ của dụng cụ cắt. - Trans() (transformation matrix): ma trận tịnh tiến.

- WCS (Workpiece Coordinate systems ): hệ trục toạ độ của chỉ tiết. DANH MỤC CAC BANG Bảng 2. Bảng thông số D-H dùng cho may CNC5 trục kiểu tilt-table. Bảng so sánh phạm vi các thông SỐ gC.

5-55 1S xe sec cxe DANH MỤC CÁC HINH Hình 2. Điều khiến điểm-điểm. Điều khiển đoạn thang .-- - - - - + kEEE1 SE SE SE vn ng gvrrkg 6 Hình 2. Điều khiển 2D trên máy phay.

Điều khiển 2D2 trên máy phay .-- -- :-s SE SE ng vu 8 Hình 2. Phay túi bằng điều khiến 3D oo. Điều khiến 4D và 5D). May CNC 3 true.

May CNC 5 trục có 2 trục xoay thuộc bàn máy. May CNC 5 trục có 2 trục xoay thuộc đầu trục chính. Loại có một trục xoay thuộc đầu trục chính, trục còn lại thuộc bàn Máy. Biên dạng chi tiết trong gia công CNC 3 trục.-- 2-2 2 +c+e+seeezeeee os 14 Hình 2.13: @) Gia CONG than 6 tO oo.

14 b) Gia công chỉ tiẾt máy oo.14: a) Gia công bể mặt dạng XOĂN. t1 SE SE E1 1E 11T H1 HH ng ru 15 b) Gia công bề mặt tượng. oo cececesecescecscescsccescsccevsvsccevsvscescecsccecevsesacsessvacseavavaceaees 15 Hinh 2.15: a) Gia công lỗ phỨc tapn.ccecesescscescescscescescescsscscescssssccssssssceecessescsvsseaseatsccaseaseeeaees 15 b) Gia COng than MAY 00.16: a) Hướng dao nghiêng với góc CO Ginh vo. eccescecscesesssceececeesevscescecscsecevecseesvavsevaes 16 b) Hướng dao thay đối trong quá trình gia cÔng.--c- 6s vs sEekeEseeererred 16 Hình 2.

Duong chạy dao trong máy CNC 5 trục định vỊ.18: a) Mô phỏng Đường chạy dao máy 3 frỤC. S1 1 1xx rxg 18 b) Mô phỏng đường chạy dao máy 3+2 truc. -- ---ccc c1 S211 111 1 111111111132 18 c) Mô phỏng Đường chạy dao may 5 TrỤC. 1xx 1 xxx rxg 18 Hình 2.

Gia công lỗ trên mặt nghiêng bang máy 3+2 trục .--¿ sec cs se 19 Hình 2. Thông số hình học của dao phay .-- - 6 se + SE cEsEsEekresecees 22 Hình 2. Các kiểu hình dang dao cất.--G- SE SE E1 2x 1g ng ri 23 Hình 2. Mô tả hệ trục toa dO TCS.

---- cc-- c2 11 S1 HH Hy nh ven 24 Hình 2. Mô tả hệ trục toa độ LCS. --- - cc-- ccĂc 2111 SE SH Hy ng ven 25 Hình 2. Mô tả hệ trục toa độ WCS và PCS.

HH HH HH re, 26 Hình 2. Thông số D-H giữa hai khâu.-- (G2 SE SE E322 EEEEEEEEEErEErrreree 27 Hình 2. Chuỗi động hoc của các khâu trong máy CNC 5 trục. Hệ trục toa độ của may CNC 5 trục kiểu table-table.- -:--ccs se css+ 33 Hình 2.

Mối quan hệ giữa các trục trong máy CNC 5 trục kiểu tilt-table. May CNC 5 trục (3+2) DMU-50 của hãng DECKEL MAHO. Máy CNC 5 trục (Nội suy đồng thời) Mikron UCP 600. Bề mặt côn điển hình .:- 2 te SE S3 58898898898 E53 85315313115 5E cseessed 38 Hình 2.

Ảnh hưởng góc nghiêng đến biên dạng côn. ¿2 + xxx £sesed 39 Hình 2. Ảnh hưởng góc C đến biên dạng côn. Liên kết giữa hệ toa độ Yo với Yo, ).- ch 1kg ng se rưệg 43 Hình 2.

Liên kết giữa hệ toa độ Sa với Yo, Nos Ÿ. ch nghiện 44 Hình 2. Liên kết giữa hệ toa độ 14 với S35, Yn, Nos Ÿ |.37: Giới hạn của trục nghiêng B trong hình thành biên dạng côn với a>f.38: Phân tích biên dạng hình học côn với góc d>Ì. Vùng giá tri trục xoay C của ban MAY .40: Giới han của trục nghiêng B trong hình thành biên dạng côn với a<#.

Phân tích biên dạng hình học côn với góc œ=ÿ. Động học dé gia công chỉ tiết ở mặt nghiêng bat kì. Động học dé gia công lỗ ở mặt nghiêng bat kì. Gia công với góc côn œ=30”.

-- tt 1151111111111 11111111 reg 53 Hình 3. Biên dạng máy CNC 5 trục có thé gia công. Chi tiết trụ tròn với thông số B=30”, góc côn œ=4Š”.- -cc sex sex csed 56 Hình 3. Chi tiết thực nghiệm với góc nghiêng B=30°, B=40”.- eeeseeeeeeee eee 56 Hình 3.

Trung tâm phay Mikron UCP 600. Trung tâm phay DECKEL MAHO DMU 50 (3+2. Ảnh hưởng của giá trị góc nghiêng B đối biên dạng côn (a=30°, B=20°). Vi trí của trục xoay bàn máy dọc theo góc hướng tâm o của hình côn với thông số biên dang œ=30”,, [Ä20Ì.

Ảnh hưởng của giá trị góc nghiêng B đối biên dang côn (a=30°, B=50°). Giới hạn trục xoay C,. VỊ trí của trục xoay bàn máy dọc theo góc hướng tâm o của hình côn với thông số biên dạng 0=30°, B—50”. c1 H1 91112115 111111 111111 H11 HT gàng ưu 62 Hình 3.

Góc côn a bang góc nghiêng B, độ nghiêng tại @=0”. VỊ trí của trục xoay bàn máy dọc theo góc hướng tâm o của hình côn, không thay đồi chiều góc B tại vị trí suy biến Po, trục C phải xoay đủ 180° tại vị trí điển suy biẾn. -G- th 1T TT TT TH TT TT TH TT TT TH cư. Vi trí của trục xoay bàn máy dọc theo góc hướng tâm o của hình côn, khi trục xoay bat đầu tại ọ=0 và góc nghiêng B đổi chiều tại vị trí suy bién Pạ.

VỊ trí của trục xoay bàn máy dọc theo góc hướng tâm o của hình côn, khi điểm bat đầu và kết thúc tại điểm suy biến Pq,. ¿G6 v E9 SE 1x Evvcvgcreeo 66 Hình 3. Vi trí cua trục xoay bàn máy doc theo góc hướng tâm o của hình côn, khi điểm bat đầu và kết thúc tại (ọ=180”.- tk 1111 E1 5 1111111111 T1 TH ng ng 67 Hình 3. Hướng trục di chuyển khác nhau khi gia công cùng một vị trí.

Gia công với góc côn œ=3(”. cv SH 1n 1c HH HH ng nườg 69 xili Hình PL1. Vị trí của chi tiết côn trong vung không gian làm việc, khi vi tri TCP tại vi trí đáy hình côn ((@—0Ÿ). - -- kh T1 TT 1n TT TH TT HH TH Hàn ng 74 Hình PL1.

Hình chiếu Vi trí của chi tiết côn trong vùng không gian làm việc, khi vị trí TCP tại vị trí đáy hình côn ((@—0”).- G12 E1 E1 SE 1g ng ngu 75 Hình PL1. Vị trí của chi tiết côn trong vung không gian làm việc, khi vi tri TCP tại vi trí đỉnh hình côn (@I8”). ác s1 1S 11T HT TH TT TH HT HH rkg 76 Hình PLI.