Nghiên Cứu Khả Năng Tạo Hình Tấm Trên Máy CNC: Đề Tài Khoa Học Cấp Trường

• Tác giả: Lê Khánh Điền
• Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Hoàng Dũng
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Thiết kế máy
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng tạo hình tấm trên máy CNC
• Loại tài liệu: đề tài khoa học cấp trường
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• 1. SPIF CÔNG NGHỆ TẠO HÌNH TẤM VÀ KHẢ NĂNG THỰC HIỆN TRÊN MÁY CNC
• 2. THIẾT BỊ VÀ CÁC THÔNG SỐ TẠO HÌNH CẦN KHẢO SÁT
• 3. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ THỰC HIỆN TRONG ĐỀ TÀI
• 3.1. Lập trình vẽ sản phẩm trên ProE
• 3.2. Thực hiện tạo hình tấm trên máy phay CNC hoặc máy chuyên dùng
• 3.3. Do các thông số kết quả trên sản phẩm
• 4. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
• 4.1. Qui hoạch thực nghiệm
• 4.2. Phân tích quá trình tạo hình bằng Abaqus
• 4.3. Đồ thị ảnh hưởng giữa các thông số tạo hình
• 5. LẬP TRÌNH TRA CỨU KẾT QUẢ CHO GIẢI PHÁP TẠO HÌNH TẤM TRÊN CNC
• 5.1. Giao diện phần mềm
• 5.2. Hướng dẫn sử dụng
• 5.3. Chương trình nguồn
• Kết luận. Kết luận
• Tài liệu tham khảo
• PHỤ LỤC LẬP TRÌNH PHẦN MỀM TRA CỨU CÁC THÔNG SỐ TẠO HÌNH TẤM TRÊN MÁY CNC VÀ GHI KẾT QUẢ RA FILE

I. Nghiên cứu CNC và công nghệ tạo hình tấm

Nghiên cứu CNC đã mở ra nhiều cơ hội trong lĩnh vực tạo hình tấm, đặc biệt là với công nghệ SPIF (Single Point Incremental Forming). Công nghệ này cho phép tạo hình các tấm kim loại hoặc nhựa mà không cần sử dụng khuôn. Máy CNC đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện quy trình này, nhờ khả năng điều khiển chính xác dụng cụ tạo hình. Đề tài khoa học này tập trung vào việc khảo sát khả năng tạo hình của các loại vật liệu khác nhau trên máy CNC, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu hóa quy trình.

1.1. Lịch sử phát triển SPIF

Công nghệ SPIF được giới thiệu lần đầu vào năm 1967 bởi Leszak, nhưng chỉ đến thập niên 90, khi kỹ thuật chế tạo và gia công CNC phát triển, nó mới được ứng dụng rộng rãi. Ứng dụng CNC trong tạo hình tấm đã giúp giảm chi phí sản xuất và tăng tính linh hoạt trong thiết kế.

1.2. Ưu điểm của SPIF

SPIF cho phép tạo hình các sản phẩm có hình dạng phức tạp mà không cần khuôn, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Quy trình CNC được tối ưu hóa nhờ thiết kế CAD và phân tích kỹ thuật, đảm bảo độ chính xác cao.

II. Thiết bị và thông số tạo hình

Nghiên cứu sử dụng các loại máy CNC như máy phay Hass TM-1 và máy chuyên dụng SPIF 4 trụ. Các thông số tạo hình như tốc độ trục chính, lượng tiến dụng cụ, và bề dày tấm được khảo sát kỹ lưỡng. Tấm kim loại và tấm nhựa được sử dụng để đánh giá khả năng tạo hình và hiệu suất của quy trình.

2.1. Máy phay CNC Hass TM 1

Máy phay Hass TM-1 với công suất 5.6 Kw và độ chính xác cao được sử dụng để thực hiện các thí nghiệm tạo hình tấm. Máy này được trang bị hệ điều hành Fanuc, đảm bảo độ ổn định trong quá trình gia công.

2.2. Máy chuyên dụng SPIF

Máy chuyên dụng SPIF 4 trụ và 2 trụ được thiết kế để tạo hình các sản phẩm mỏng và dày. Máy này có khả năng xử lý các vật liệu cứng như thép và inox, nhờ độ cứng vững tốt.

III. Quy trình công nghệ và phân tích kết quả

Quy trình tạo hình tấm trên máy CNC bao gồm các bước: lập trình vẽ sản phẩm trên ProE, thực hiện tạo hình, và đo các thông số kết quả. Phân tích kỹ thuật được thực hiện bằng phần mềm Abaqus để so sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng.

3.1. Lập trình và tạo hình

Sản phẩm được thiết kế trên phần mềm ProE, sau đó xuất mã G-code để điều khiển máy CNC. Quá trình tạo hình tấm được thực hiện cho đến khi sản phẩm đạt yêu cầu hoặc bị rách.

3.2. Phân tích kết quả

Các thông số như góc tạo hình, độ nhám bề mặt, và lượng phục hồi được đo và phân tích. Đánh giá hiệu suất của quy trình được thực hiện thông qua các đồ thị và bảng kết quả.

IV. Ứng dụng và kết luận

Nghiên cứu đã chứng minh khả năng tạo hình của máy CNC trong việc xử lý các vật liệu khác nhau. Công nghệ CNC và SPIF có tiềm năng lớn trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực gia công CNC và thiết kế CAD.

4.1. Ứng dụng thực tế

Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm tấm kim loại và tấm nhựa với độ chính xác cao. Quy trình CNC được tối ưu hóa giúp giảm thời gian và chi phí sản xuất.

4.2. Kết luận

Nghiên cứu đã hoàn thành các mục tiêu đề ra, bao gồm thực nghiệm, mô phỏng, và phát triển phần mềm tra cứu thông số. Các kết quả này góp phần nâng cao hiệu quả của công nghệ CNC trong tạo hình tấm.