Thạc Sĩ Nghiên cứu bù off-line sai s ố tổng hợp trên trung tâm gia công 3 trục VMC– 85S

1. Tính cấp thiết của đề tài

PHẦN MỞ 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 sản xuất và đặc biệt là độ chính xác gia công về hình dáng hình học. Vì vậ y, công nghệ gia công trên các máy vạn năng khó đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao này và do đó sự cạnh tranh các sản phẩm của chúng trên thị trường bị hạn chế. Thực tế đó đòi hỏi phải phát triển và nghiên cứu đưa công nghệ mới vào sản xuất nhằm nâng cao độ chính xác hình dáng hình học, nâng cao chất lượng sản
phẩm.

Xuất phát từ thực tế trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã có trung tâm gia công VMC - 85S, máy đo toạ độ 3 chiều CMM. Để nâng cao hơn nữa hiệu quả sử dụng của các hệ thống thiết bị kỹ thuật này vào chương trình đào tạo đại học, sau đại học, nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ và khai thác ứng dụng vào quá trình sản xuất, gia công các sản phẩm có độ phức tạp và độ chính xác gia công cao, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu sau đây: “Nghiên cứu bù off-line sai s ố tổng hợp trên trung tâm gia công 3 trục VMC– 85S” .

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2.1. Ý nghĩa khoa học

Việc gia công các chi tiết hình dáng hình học phức tạp với độ chính xác cao thường được áp dụng nhiều trên các trung tâm gia công. Tuy nhiên quá trình gia công luôn tồn tại sai số chế tạo. Do đó, nâng cao độ chính xác gia công trên các trung tâm gia công là một trong những nhiệm vụ quan trọng của ngành cơ khí, nó luôn được quan tâm, lưu ý ở mọi lúc, mọi nơi. Mặt khác , trong thực tế sản xuất hiện nay thì vấn đề bù sai số trên các các trung tâm gia công vẫn là nội dung mới và khó khăn. Do đó, hướng nghiên cứu xây dựng chương trình bù sai số trên trung tâm gia công nhằm nâng cao độ chính xác gia công là một công việc cần thiết và mang ý nghĩa khoa học.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài mang tính ứng dụng cao, phục vụ trực tiếp cho chương trình đào tạo, chuyển giao công nghệ của nhà trường và đặc biệt là ứng dụng vào thực tế sản xuất, gia công các chi tiết với độ chính xác gia công cao.
3. Mục đích nghiên cứu 85S;

- Nghiên cứu và khai thác tính năng công nghệ của trung tâm gia công VMC –

-Ứng dụng công nghệ đo CMM – Scanning để kiểm tra độ chính xác gia công;

- Nâng cao độ chính xác kích thước của sản phẩm gia công;

- Phục vụ cho chương trình đào tạo, nghiên cứu khoa học và chuyển giao công


nghệ của nhà trường;

- Ứng dụng vào thực tế sản xuất công nghiệp.

4. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm, nhưng chủ yếu là

thực nghiệm .

* Đối tượng nghiên cứu:

Chọn một số mẫu sản phẩm nhất định để tiến hành gia công và đề ra phương

pháp bù sai số.

* Thiết bị thực nghiệm:

+ Máy đo toạ độ 3 chiều CMM - C544 - Tại trường ĐHKTCN;

+ Trung tâm gia công VMC - 85S - Tại trường ĐHKTCN;

+ Các phần mềm đo, xử lý dữ liệu, thiết kế CAD /CAM.

5. Nội dung nghiên cứu

+ Chương 1: Sai số gia công và các nguyên lý bù sai số gia công trên các máy
CNC.
+ Chương 2: Quy trình bù sai số cho máy VMC-85S.

+ Chương 3: Xác định sai số và bù sai số tổng hợp.

+ Chương 4: Bù sai số khi phay biên dạng.

+ Chương 5: Kết luận.




MỤC LỤC




PHẦN MỞ ĐẦU Trang

10
Chương I SAI SỐ GIA CÔNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ BÙ SAI SỐ 12
1.1 GIA CÔNG TRÊN CÁC MÁY CNC

Độ chính xác gia công
12
1.2 Các nguồn gây sai số 14
1.2.1 Sai số hình học 15
1.2.2 Sai số do vít me 17
1.2.3 Sai số do sống trượt 17
1.2.4 Sai số do ổ đỡ 18
1.2.5 Sai số do nhiệt 18
1.2.6 Sai số do rung động tự do 20
1.2.7 Sai số do tải tĩnh và động 20
1.2.8 Sai số do hệ thống điều khiển truyền động servo 20
1.2.9 Sai số do sự hình thành đường chạy dao trong CAM và máy 22
CNC
1.3 Nguyên lý bù sai số trên các máy CNC 23
1.3.1 Mô hình bù 23
1.3.1.1 Thêm modul phần mềm 24
1.3.1.2 Biến đổi các thông số điều khiển 24
1.3.1.3 Biến đổi Post processor (PP) 25
1.3.1.4 Biến đổi chương trình NC 25
1.3.2 Bù sai số với các bộ điều khiển 26
1.3.2.1 Thêm modul phần mềm mới 26
1.3.2.2 Cài đặt bộ điều khiển phần cứng độc lập 27
1.4 Giới thiệu một vài nghiên cứu bù sai số ở trong nước và trên 27
thế giới
1.4.1 Các công trình ở trong nước 27
1.4.2 Các công trình bù sai số tổng hợp của các tác giả nước ngoài 28
1.5 Kết luận chương I 29


Chương II
QUY TRÌNH BÙ SAI SỐ CHO MÁY VMC - 85S 30

2.1 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 30
2.1.1 Trung tâm gia công VMC-85S 30
2.1.2 Máy đo tọa độ 3 chiều CMM – C544 32
2.1.2.1 Cấu hình cơ bản của máy 32
2.1.2.2 Tính năng kỹ thuật cơ bản 33
2.1.3 Phần mềm thiết kế CAD/CAM 46
2.1.3.1 Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAD 46
2.1.3.2 Sản xuất với sự trợ giúp của máy tính CAM 46
2.2 Phần mềm Mastercam 47
2.2.1 Giao diện 48
2.2.2 Các dạng gia công cơ bản trên module phay 49
2.2.3 Quá trình phay 49
2.3 Kết luận chương II 51
Chương III XÁC ĐỊNH SAI SỐ VÀ BÙ SAI SỐ TỔNG HỢP 53
3.1 Xác định sai số tổng hợp 53
3.1.1 Thực nghiệm gia công trên máy VMC-85S 53
3.1.1.1 Biên dạng và kích thước gia công 53
3.1.1.2 Lập trình nguyên công 54
3.1.1.3 Chuyển chương trình sang máy CNC 60
3.1.1.4 Điều chỉnh máy 60
3.1.1.5 Gia công cắt gọt 60
3.1.2 Đo sai số gia công trên máy CMM C544 61
3.1.2.1 Gá đặt chi tiết 61
3.1.2.2 Khởi động và kiểm tra hệ thống 62
3.1.2.3 Chọn đầu đo 62
3.1.2.4 Hiệu chuẩn đầu đo 62
3.1.2.5 Xác lập hệ toạ độ của chương trình đo 63
3.1.2.6 Tiến hành đo và kết quả 63
3.1.2.7 Xác định kích thước thực của chi tiết và sai số tổng hợp 64
3.2 Bù sai số tổng hợp trên phần mềm CAD/CAM 69


3.2.1 Cơ sở lý thuyết 69

3.2.2 Bù sai số 69

3.3 Kết luận chương III 74

Chương IV BÙ SAI SỐ KHI PHAY BIÊN DẠNG 75

4.1 Chi tiết gia công 75

4.2 Tạo mô hình CAD và thiết lập các thông số công nghệ trên 75

Mastercam

4.3 Bù sai số 78

4.4 Gia công chi tiết theo biên dạng đã được bù 79

4.5 Kiểm tra sai số 80

4.6 Kết luận chương IV 81

Chương V KẾT LUẬN 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84