NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG BỀ MẶT TRỤ KHI PHAY TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG VMC – 85S

Header Page 1 of 16.
Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

----------0O0----------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG BỀ MẶT
TRỤ KHI PHAY TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG
VMC – 85S

Học viên:
Đỗ Thị Làn
Ngƣời HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe

Thái Nguyên 2009

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 1 of 16.




Header Page 2 of 16.

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP
*****

Lớp Cao học K10 – CNCTM

CÔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
----------o0o----------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC BIÊN DẠNG BỀ MẶT TRỤ
KHI PHAY TRÊN TRUNG TÂM GIA CÔNG VMC – 85S

Học viên:
Đỗ Thị Làn
Lớp:
CH – K10
Chuyên ngành:
Công nghệ chế tạo máy
Người HD khoa học: PGS.TS Nguyễn Đăng Hòe

KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN

PGS.TS NGUYỄN ĐĂNG HÕE

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 2 of 16.




Header Page 3 of 16.
Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu nêu
trong luận văn là trung thực. Những kết luận khoa học của luận văn chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đỗ Thị Làn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 3 of 16.




Header Page 4 of 16.

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ trên tất
cả các lĩnh vực thì các sản phẩm cơ khí ngày càng phải có yêu cầu cao hơn về chất
lượng sản phẩm, mức độ tự động hoá quy trình sản xuất và đặc biệt là độ chính xác
kích thước, hình dáng hình học của sản phẩm.
Để nâng cao được độ chính xác của các máy CNC nói chung, máy phay
CNC, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè, tác giả đã thực hiện đề
tài: “Nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công
VMC – 85S”.
Trong thời gian thực hiện đề tài, tác giả đã nhận được sự quan tâm rất lớn của
nhà trường, các khoa, các phòng ban chức năng, các thầy cô giáo và các đồng nghiệp.
Tác giả xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, khoa sau đại học, các giảng viên
đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Nguyễn Đăng Hoè,
trường đại học KTCN đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn trung tâm thực nghiệm và các thầy thuộc
trung tâm đã giúp đỡ và tạo điều kiện về máy và thiết bị để tác giả hoàn thành các thực
nghiệm trong điều kiện tốt nhất.
Mặc dù đã rất cố gắng, song do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên có thể
luận văn còn những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ các
thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện và có ý nghĩa ứng
dụng trong thực tế.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái nguyên, 15 tháng 11 năm 2009
Tác giả

Đỗ Thị Làn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 4 of 16.




Header Page 5 of 16.

1

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

MỤC LỤC
Chƣơng I: Mở đầu

7

1.1. Tính cấp thiết của luận văn

7

1.2. Các công trình liên quan

7

1.3. Mục đích nghiên cứu

19

1.4. Phương pháp nghiên cứu

19

1.5. Đối tượng nghiên cứu

20

1.6. Trang thiết bị phục vụ nghiên cứu

20

1.7. Dự kiến kết quả đạt được

22

Chƣơng II: Các yếu tố ảnh hƣởng tới độ chính xác của máy công cụ

23

2.1. Độ chính xác gia công

23

2.2. Các nguyên nhân gây ra sai số của máy

25

2.3. Kết luận

31

Chƣơng III: Nâng cao độ chính xác biên dạng khi gia công bề mặt
trụ trên trung tâm gia công VMC - 85S

33

3.1. Mô hình nghiên cứu

33

3.2. Hệ thống thiết bị thí nghiệm

34

3.2.1. Trung tâm gia công VMC – 85S
3.2.2. Máy đo tọa độ 3 chiều CMM – C544
3.2.3. Phần mềm thiết kế CAD/CAM
3.3. Phần mềm Mastercam

41

3.3.1.Giao diện
3.3.2. Các dạng gia công cơ bản trên module phay
3.3.3. Quá trình phay
3.4. Chế độ gia công

45

3.4.1. Các dạng toolpath
3.4.2. Chọn dao và chế độ cắt (V, Sz, T)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 5 of 16.




Header Page 6 of 16.

2

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

3.5. Thực nghiệm gia công trên trung tâm VMC – 85S

50

3.5.1. Thiết kế CAD/CAM
3.5.1.1. Biên dạng và kích thước gia công
3.5.1.2. Part program
3.5.2. Truyền chương trình sang máy CNC
3.5.3. Điều chỉnh máy

3.6. Đo sai số gia công trên máy CMM – C544

68

3.6.1. Gá đặt chi tiết
3.6.2. Khởi động máy đo toạ độ CMM- C544
3.6.3. Tiến hành hiệu chuẩn đầu đo
3.6.4. Tiến hành lập hệ toạ độ của chương trình đo
3.6.5. Tiến hành đo biên dạng thực
Chƣơng V: Kết luận

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 6 of 16.

82




Header Page 7 of 16.

3

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CMM

Coordinate Measuring Machine

Máy đo tọa độ 3 chiều

VMC

Vertical Machining Center

Trung tâm gia công đứng

Co-or.Sys

Coordinate System

Hệ tọa độ

CAD

Computer Aided Design

CAM

Computer Aided Manufacturing

CNC

Computer Numerical Control

Điều khiển số bằng máy tính

3D

3 Dimention

Ba chiều

PP

Post Processor

Hậu xử lý

CL

Cutting Location

Đường chạy dao

SW

Software

Phần mềm

I/O

Input/Output

Vào/ Ra

PC

Personal Computer

Máy tính cá nhân

PLC

Programmable Logic Controller

Bộ điều khiển PLC

CAP

Computer Aided Planning

DNC

Direct Numerical Control

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 7 of 16.

Thiết kế với sự trợ giúp của
máy tính
Sản xuất với sự trợ giúp của
máy tính

Lập kế hoạch có trợ giúp của
máy tính
Điều khiển số trực tiếp




Header Page 8 of 16.

4

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1

Độ chính xác gia công

8

Hình 1.2

Sai số tổng hợp của máy công cụ

9

Hình 1.3

Sơ đồ thực nghiêm

10

Hình 1.4

Hệ thống bù sai số của máy công cụ

11

Hình 1.5

Gia công bán tinh bằng dao phay đầu cầu

12

Hình 1.6

Sai lệch trong gia công bề mặt bất kỳ

12

Hình 1.7

Hai kiểu toolpath khi phay hốc lõm

13

Hình 1.8

Cắt lẹm trên các bề mặt hình dáng phức tạp

13

Hình 1.9

Mô phỏng 3D

14

Hình 1.10

Ứng dụng kỹ thuật ngược trong thiết kế sản phẩm

15

Hình 1.11

Sơ đồ thuật toán cắt lớp thích nghi

16

Hình 1.12

Sơ đồ ăn dao

20

Hình 1.13

Sơ đồ nghiên cứu

21

Hình 3.1

Cấu tạo máy CMM – C544

36

Hình 3.2

Các loại đầu đo cho máy CMM

36

Hình 3.3

Sơ đồ chạy dao hướng kính

45

Hình 3.4

Sơ đồ chạy dao tiếp tuyến

46

Hình 3.5

Sơ đồ chạy dao kiểu tiếp tuyến chung của hai vòng tròn

46

Hình 3.6

Thay đổi chiều dày cắt ở phương án chạy dao tiếp tuyến

47

Hình 3.7

Thay đổi chiều dày cắt ở phương án chạy dao kiểu tiếp

48

tuyến chung của hai vòng tròn
Hình 3.8

Kích thước của dao

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 8 of 16.

49

Header Page 9 of 16.

5

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Hình 3.9

Biên dạng gia công thực nghiêm

50

Hình 3.10

Giao diện màn hình MasterCAM Mill

52

Hình 3.11

Vẽ biên dạng gia công

53

Hình 3.12

Chọn dao và các chế độ công nghệ trong hộp thoại tool

54

parameter
Hình 3.13

Chọn chiều sâu cắt, chế độ bù dao trong hộp thoại Contour

55

parameter
Hình 3.14

Hộp thoại Lead in/out

56

Hình 3.15

Hiển thị đường chạy dao

57

Hình 3.16

Khai báo phôi, vật liệu, hệ điều khiển

58

Hình 3.17

Mô phỏng quá trình gia công

59

Hình 3.18

Quá trình gia công tinh

60

Hình 3.19

Xuất chương trình NC

61

Hình 3.20

File chương trình NC

62

Hình 3.21

Giao diện DNC

64

Hình 3.22

Các tham số DNC

65

Hình 3.23

Truyền và nhận chương trình

65

Hình 3.24

Giao diện phần mềm Mcosmos

68

Hình 3.25

Chương trình GEOPAK

69

Hình 3.26

Hiệu chuẩn đầu đo

70

Hình 3.27

Chọn hệ tọa độ

71

Hình 3.28

Chọn mặt phẳng chuẩn

72

Hình 3.29

Chọn gốc tọa độ

72

Hình 3.30

Chọn chế độ chạy tự động

73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 9 of 16.




Header Page 10 of 16.

6

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Hình 3.31

Chọn chế độ tự động

74

Hình 3.32

Hộp thoại ScanningCNC

74

Hình 3.33

Biên dạng đo

75

Hình ảnh 3.34

Chi tiết sau gia công

76

Hình ảnh 3.35

Thao tác đo trên máy CMM – C544

76

Hình 3.36.

Đồ thị ảnh hưởng của bán kính đường vào dao tới sai số

80

kích thước gia công
Hình 3.37.

Đồ thị ảnh hưởng của bán kính đường vào dao tới sai số

80

hình dáng hình học (độ không tròn)

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1

Chế độ gia công

67

Bảng 3.2

Kết quả đo mẫu thực

77

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 10 of 16.




Header Page 11 of 16.

7

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

CHƢƠNG I. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết của luận văn
Chúng ta thấy rằng, hiện nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và
công nghệ trên tất cả các lĩnh vực thì sản phẩm cơ khí ngày càng có yêu cầu cao
hơn về chất lượng sản phẩm, mức độ tự động hoá sản xuất và độ chính xác hình
dáng hình học. Sử dụng các công nghệ gia công truyền thống trên các máy vạn năng
khó đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao này do đó sức cạnh tranh của sản phẩm
trên thị trường bị hạn chế. Thực tế đó đòi hỏi phải phát triển và nghiên cứu các công
nghệ mới nhằm nâng cao độ chính xác hình dáng hình học nói riêng, nâng cao chất
lượng sản phẩm chế tạo nói chung.

Xuất phát từ tình hình thực tế nói trên, đề tài của luận văn với tiêu đề: “Nâng cao
độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC – 85S” là
có ý nghĩa lý thuyết và thực tế.
1.2. Các công trình tƣơng tự
1.2.1. Ở nƣớc ngoài.
Hiện nay trên thế giới đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về quá trình
gia công trên các may CNC như:
- Nghiên cứu của Anand Dasgupta, Bhaskar Pandurangan, Robert Landers
and S.N. Blakrishnan.
1.2.2. Ở trong nƣớc
Tài liệu [6] về nâng cao độ chính xác gia công bằng phương pháp bù sai số đã
giải quyết: Các máy phay CNC với độ chính xác cao được sử dụng trong nhiều quá
trình gia công vì yêu cầu về độ chính xác của các sản phẩm ngày càng tăng. Ảnh
hưởng quan trọng nhất tới độ chính xác gia công là độ chính xác của máy công cụ.
Các sai số vị trí xuất hiện do lực cắt, tải trọng động vv… Tài liệu [6] đã nghiên cứu
xây dựng chương trình bù sai số gia công trên trung tâm gia công nhằm nâng cao độ
chính xác gia công các chi tiết hình dáng hình học phức tạp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 11 of 16.




Header Page 12 of 16.

8

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Theo tài liệu [6] thì có các nguyên nhân sau gây ra sai số gia công
Độ chính xác gia công

Độ chính xác chi tiết

Sai lệch kích
thước

Sai số
kích
thước

Sai số
vị trí
tương
quan

Độ chính xác cụm chi tiết

Sai lệch vị trí
tương quan

Sai số
hình
dáng
hình
học

Độ
sóng

Sai số
tổng hợp

Độ
nhám
bề mặt

Tính
chất cơ,
lý lớp
bề mặt

Sai số
hệ
thống

Sai số
ngẫu
nhiên

Hình 1.1. Độ chính xác gia công

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 12 of 16.

Header Page 13 of 16.

9

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Độ chính xác của
máy công cụ

Sai số hệ thống

Sai số ngẫu nhiên
Các tác động của nhiệt
Nguồn trong

Độ
cứng
vững

Thông
số hình
học

Vị trí

Khe hở

Nguồn ngoài

Tải
trọng

Độ Phân tán

Rung
động

Độ chính xác vị trí

Hình 1.2. Sai số tổng hợp của máy công cụ

Tiếp theo luận văn đưa ra phương pháp bù sai số gia công, bù sai số bằng
phần mềm trên cơ sở giải quyết bài toán sai lệc hình dáng hình học và vị trí tương
quan theo sơ đồ sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 13 of 16.




Header Page 14 of 16.

10

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

ThiÕt kÕ
CAD/CAM

XuÊt d÷ liÖu

ThiÕt kÕ l¹i
Ch¦¬ng tr×nh

Partprogram

§o biªn d¹ng trªn m¸y
CMM C544

Bï sai sè

TÝnh to¸n sai sè

Biªn d¹ng thùc
Hình 1.3. Sơ đồ thuật toán bù sai số

Gia công thực hiện trên trung tâm gia công VMC – 85S, đo sai số bằng máy
CMM – C544 và tiến hành xử lý dữ liệu đo. Sau đó tiến hành bù sai số bằng chương
trình NC mới theo mô hình sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 14 of 16.




Header Page 15 of 16.

11

Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn

Lp Cao hc K10 CNCTM

Begin

Do

Bù sai số
Bù sai số bằng lập trình
trong bộ điều khiển

Nhúng chƯơng
trình bù sai số

Bù sai số bằng chƯơng
trình NC

Sử dụng Post
Processor

Thay đổi tham
số điều khiển

Điều chỉnh
chƯơng trình

Cắt thử

Kiểm tra
End
Hỡnh 1.4. H thng bự sai s ca mỏy cụng c
Ti liu [7] cng l mt lun vn thc s liờn quan n vn nõng cao
chớnh xỏc gia cụng chi tit mỏy hỡnh dỏng phc tp.
u tiờn lun vn a ra mt s vn c bn v gia cụng hc:

S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn

Footer Page 15 of 16.




Header Page 16 of 16.

12

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Lượng dư sau
gia công thô

Lượng dư gia
công tinh

Hình 1.5. Gia công bán tinh bằng dao phay đầu cầu

Hình 1.6. Sai lệch trong gia công bề mặt bất kỳ

Mặt cắt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Chi tiết

Footer Page 16 of 16.

Đường biên
chi tiết

Đường biên phôi




Header Page 17 of 16.

13

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Hình 1.7. Hai kiểu toolparh khi phay hốc

Hình 1.8. Cắt lẹm trên các bề mặt phức tạp
Tiếp theo luận văn đưa ra cơ sở lý thuyết mô hình hóa, xây dựng mô hình
CAD 3D theo sơ đồ sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 17 of 16.




Header Page 18 of 16.

14

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Hệ điều hành (DOS, UNIX …)
Output

Proceser
hiển thị
Bộ biên

dịch

Các file
kết nối từ
phần
mềm

Cơ sở DL CAD
(trong RAM)

Màn hình

Bộ thông
dịch lệnh
Input (bàn phím,
chuột…)

Bộ nhớ ngoài (ổ
cứng, ổ mềm…)

Hình 1.9. Mô phỏng 3D

Sau đó luận văn trình bày về kỹ thuật ngược và phương pháp sử dụng máy
CMM trong xây dựng mô hình CAD được thực hiện theo sơ đồ:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 18 of 16.

Header Page 19 of 16.

15

Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn

Lp Cao hc K10 CNCTM

Mẫu đo

Tạo dựng lại hình dáng
vật thể

Tạo mô hình vật thể
(Mô hình CAD)

Sử dụng các phần mềm
CAD thích hợp

Đo
Thực hiện bằng:
- Các dụng cụ đo nhƯ
thƯớc cặp, pan me
- Máy quét scanner
- Máy đo tọa độ CMM

Qua các bƯớc gia công
trên máy CNC

Chỉnh sửa

Sản phẩm mới
Hỡnh 1.10. ng dng k thut ngc trong thit k sn phm
Ngoi ra ct lp thớch nghi theo dc ca biờn dng chi tit cng ó c
nghiờn cu theo s thut toỏn nh sau:

S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn

Footer Page 19 of 16.




Header Page 20 of 16.

16

Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn

Lp Cao hc K10 CNCTM

Begin

Mô hình CAD
định dạng file .STL

Mô hình
định dạng file .RPI

Tính góc sin

Xác định chiều dày
lớp cắt

Đạt độ sâu?

Ghi kết quả ra
file .SCP

Tiền xử lý
(APT)

End

Toolpath

Hỡnh 1.11 . S thut toỏn ct lp thớch nghi
Vi thut toỏn ct lp thớch nghi v thut toỏn chuyn i, tỏc gi ó xỏc nh
c ta x,y,z m dng c ct s i qua mt cỏch phự hp theo dc ca biờn
dng chi tit, ta ny s l c s d liu cho lp trỡnh tin x lý a ra qu o
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn

Footer Page 20 of 16.




Header Page 21 of 16.

17

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

chuyển động của dụng cụ cắt để gia công các hốc có bề mặt phức tạp một cách có
hiệu quả.
Ưu điểm của phương pháp mà tác gia đưa ra “phương pháp cắt lớp thích nghi
theo độ dốc của biên dạng chi tiết” là tối ưu hóa chiều sâu cắt một cách tự động , nó
mang tính khách quan vì nó đáp ứng chiều sâu cắt t khi gia công hoàn toàn phụ
thuộc vào độ dốc biên dạng chi tiết. Bên cạnh đó, phương pháp này còn nhược điểm
là khi sử dụng các thuật toán xắp xếp còn chưa triệt để, độ chính xác còn phụ thuộc
vào tốc độ xử lý của máy tính.
Tiếp theo, liên quan đến nội dung của luận văn là tài liệu [10], ở đây tác giả
Hoàng Việt Hồng đã nghiên cứu về quá trình cắt trên máy phay CNC. Tác giả
nghiên cứu mô hình hóa quá trình cắt khi phay trên máy phay CNC. Kết quả là đã
thiết lập được các phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng như: lực
cắt, độ nhám bề mặt, lượng mòn dụng cụ với các thông số công nghệ trong quá trình
gia công như: vận tốc cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt và thời gian gia công. Mô
hình các đại lượng này cho phép tính toán xác định giá trị các đại lượng tại thời điểm
bất kỳ, với chế độ cắt bất kỳ của quá trình gia công, nó góp phần xây dựng cơ sở để
giải bài toán xác định chế độ cắt tối ưu khi phay trên máy phay CNC.
Thông qua việc sử dụng mô hình các đại lượng đó được xây dựng trong điều
kiện gia công cụ thể ta có thể tìm và xác định được các thông số thích hợp phục vụ
việc điều khiển tối ưu trong quá trình phay , đảm bảo máy làm việc an toàn, tăng
năng suất gia công, tận dụng hết khả năng cắt của dụng cụ cắt, nâng cao độ chính
xác nguyên công và đồng thời góp phần vào việc thực hiện tự động hóa quá trình sản
xuất.

Thiết lập được các phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các đại lượng:
lực cắt, lượng mòn dao, độ nhám bề mặt trong quá trình gia công. Qua đó mở ra khả
năng đánh giá chính xác, linh hoạt và dễ dàng ứng dụng cho thực tế sản xuất hiện tại.
Công trình này cũng đã xây dựng được phương pháp đánh giá tuổi bền của
dao phay đồng thời bằng nhiều chỉ tiêu. Trong điều kiện gia công cụ thể, chúng ta có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 21 of 16.




Header Page 22 of 16.

18

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

thể lựa chọn được giá trị tuổi bền hợp lý, góp phần tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu
quả của sản xuất.
Ngoài ra công trình này cũng đã xây dựng được các hàm mục tiêu, các điều
kiện rằng buộc, phương pháp giải bài toán xác định chế độ cắt tối ưu khi phay trên
máy phay CNC. Đây chính là cơ sở lý thuyết để xây dựng cơ sở dữ liệu chế độ cắt
cho các máy phay được sản xuất trong nước.
Các công trình nói trên đã đưa ra các giải pháp làm tăng năng suất, chất lượng
khi gia công trên các máy CNC, mỗi giải pháp đều có ưu điểm song cũng còn tồn tại
nhiều nhược điểm. Giải pháp của công trình ở tài liệu [6] đưa ra phương pháp bù sai
số bằng cách bù chương trình NC bằng phần mềm CAD/CAM, giải pháp này xác

định sai số tổng hợp mà không quan tâm đến nguyên nhân gây sai số cũng như sự
phức tạp của biên dạng gia công. Giải pháp nói đến ở tài liệu [7] đưa ra phương pháp
xử lý dữ liệu và đưa ra lớp cắt tối ưu hoàn toàn mang tính khách quan dựa vào độ
dốc của biên dạng. Cả hai giải pháp trên đều đưa ra các phương pháp can thiệp vào
phần mềm của máy mà chưa nghiên cứu đến các yếu tố công nghệ bên ngoài.
Trên cơ sở các nghiên cứu trên, chúng tôi đi vào nghiên cứu các thông số
công nghệ, đặc biệt đi sâu vào nghiên cứu các phương pháp ăn dao khi phay các bề
mặt có biên dạng trụ mà cụ thể ở đây là bề mặt trụ trong.
1.3. Mục đích nghiên cứu
- Khai thác tính năng công nghệ của máy CMM – C544 và trung tâm gia
công VMC – 85S.
- Ứng dụng công nghệ scanning để tạo mô hình CAD của sản phẩm và kiểm
tra độ chính xác gia công.
- Nâng cao độ chính xác hình dáng hình học của sản phẩm.
- Ứng dụng vào thực tế sản xuất công nghiệp hiện nay.
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 22 of 16.




Header Page 23 of 16.

19

Trng i hc KT CN Thỏi Nguyờn

Lp Cao hc K10 CNCTM

Kt hp nghiờn cu lý thuyt v thc nghim, trong ú thc nghim l ch
yu.
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh h-ởng tới độ chính xác của máy.
+ Sai số hình học.
+ Sai số điều khiển.
- Nghiờn cu v cỏc bin phỏp cụng ngh nhm nõng cao chớnh xỏc biờn
dng b mt tr khi phay trờn trung tõm gia cụng ng VMC 85S.
- Thc nghim: Thc hin gia cụng b mt tr trong cú ng kớnh 22 trờn
trung tõm gia cụng VMC 85S, o biờn dng b mt trờn mỏy o 3 chiu C544
ỏnh giỏ chớnh xỏc hỡnh dỏng hỡnh hc.

Hng nghiờn cu: Thc hin n dao theo kiu hai ng trũn tip xỳc nhau theo
s sau:

S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn

Footer Page 23 of 16.




Header Page 24 of 16.

20

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

BÒ mÆt gia c«ng
Dao

Ph«i

Hình 1.12. Sơ đồ ăn dao

Sơ đồ nghiên cứu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 24 of 16.




Header Page 25 of 16.

21

Trường đại học KT – CN Thái Nguyên

Lớp Cao học K10 – CNCTM

Phôi thép 45

Tính toán sai
số biên dạng

Quy trình

công nghệ

Trung tâm gia
công VMC-85S
Máy đo 3D
CMM-C544
Chi tiết gia công
Hình 1.13. Sơ đồ nghiên cứu
1.5. Đối tƣợng 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 – 85S (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 dữ liệu sau khi đo.

1.7. Dự kiến kết quả đạt đƣợc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 25 of 16.