Nghiên cứu công nghệ gia công chi tiết trên máy tiện CNC

- LÊ NGỌC KÍNH ` NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY TIỆN CNC CHUYÊN NGÀNH : CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS.
- 13 1.3.2 Hệ điều khiển máy gia công CNC.
- 18 1.3.4 Hệ toạ độ và các điểm gốc lập trình gia công CNC quan trọng 25 1.3.5 Cách ghi kích thước trên bản vẽ.
- 28 1.3.6 Lập trình gia công trên máy tiện CNC.
- Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến độ chính xác gia công.
- Máy gia công: Máy tiện CNC có các thông số cơ bản sau.
- Hệ điều khiển máy Ra - Độ nhấp nhô tế vi bề mặt τ - Thời gian gia công α- Góc sau chính của dao γ- Góc trước của dao S- Lượng tiến dao V- Vận tốc cắt t- Chiều sâu cắt [X]- ma trận X [Y.
- Chương trình gia công trên máy được chuyên gia nước ngoài xỏc định nên chế độ công nghệ thiết lập trong chương trình đã được hoàn chỉnh.
- Các doanh nghiệp trong nước sử dụng máy CNC thì việc lập trình gia công do người lập trình thực hiện.
- Chế độ công nghệ (v, s, t) được xác định bằng cách tra sổ tay công nghệ như khi thực hiện gia công trên máy truyền thống hoặc bằng cách lấy theo kinh nghiệm.
- 10 Chính vì lẽ đó, chế độ công nghệ gia công trên máy chưa thể khẳng định là hợp lý.
- Đề tài “Nghiên cứu công nghệ gia công chi tiết trên máy tiện CNC” là đề tài nghiên cứu chế độ công nghệ như (v, s, t) khi gia công trên máy tiện CNC cho một số loại vật liệu được hợp lý.
- Nghiên cứu công nghệ và xác định chế độ cắt hợp lý khi gia công chi tiết trục thép 40X mặt trụ ngoài trên máy tiện CNC” để đạt được chất lượng bề mặt tốt, năng suất cao.
- Tổng quan về công nghệ gia công CNC và tiện CNC.
- Vật liệu gia công là thép 40X.
- Vật liệu làm dao là mảnh hợp kim cứng: DNMG 110408E-M - Đối tượng gia công là mặt trụ ngoài.
- 11- Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu mối quan hệ giữa các yếu tố chế độ cắt (v, s, t) với độ nhám bề mặt gia công.
- Thực nghiệm cắt thử để kiểm chứng cơ sở lý thuyết về mối quan hệ giữa chế độ cắt với yếu tố độ nhám bề mặt gia công.
- Tiến tới xây dựng giải bài toán tối ưu và thiết kế phần mềm trợ giúp lựa chọn chế độ cắt khi gia công trên máy tiện CNC.
- Ý NGHĨA THỰC TIỄN Kết quả nghiên cứu xây dựng chế độ cắt hợp lý khi gia công trên máy tiện CNC có ý nghĩa thực tiễn trong nghiên cứu khoa học cũng như trong sản xuất như sau.
- Giúp cho việc lựa chọn chế độ công nghệ khi viết chương trình gia công NC trong quá trình chuẩn bị sản xuất được hợp lý hơn, hiệu quả khai thác, sử dụng máy tiện CNC tốt hơn.
- Việc sử dụng chế độ cắt chủ yếu là theo kinh nghiệm như khi thực hiện gia công trên máy vạn năng nên chưa thể nói là đã hợp lý hay chưa?.
- Gia công chi tiết cơ khí trên các máy điều khiển theo chương trình số CNC có những đặc điểm sau.
- Mức độ tự động hoá cao, toàn bộ quá trình hoạt động của máy để gia công chi tiết do máy tính điều khiển.
- Độ chính xác gia công cao (sai lệch kích thước có thể nhỏ hơn 0,001 mm.
- Năng suất gia công cao ( có thể gấp 3 lần máy thông thường.
- 16- Mức độ tập trung nguyên công cao (gia công nhiều bề mặt trong một lần gá đặt.
- Có thể gia công được những bề mặt phức tạp mà các máy khác khó hoặc không thực hiện được (các bề mặt dạng 3D.
- Khả năng thực hiện lặp lại các công việc gia công (chương trình được sử dụng nhiều lần.
- Một máy gia công CNC ( hay còn gọi là một hệ thống gia công ) theo nguyên lý điều khiển số có sáu thành phần cơ bản sau: 1/ Chương trình gia công NC ( NC program.
- phù hợp với biên dạng gia công.
- Các máy gia công hiện đại có thể cho phép nạp chương trình có sẵn vào máy theo đường cáp truyền dữ liệu hoặc đĩa mềm.
- Phần cứng ở đây là hệ điều khiển và lập trình gia công CNC do các hãng 17cung cấp như hệ FANUC, MITSUBISHI, HEIDENHAIN.
- Nó cho phép người vận hành nhập, xuất, sửa đổi hay xoá chương trình gia công chi tiết và hiển thị trên màn hình.
- Đây là các máy gia công thực hiện điều khiển theo chương trình số.
- 1.3.2 Hệ điều khiển máy gia công CNC 1.3.2.1 Các hệ thống điều khiển a.
- Khi cần thay đổi cấu hình chi tiết thì phải thay đổi chương trình gia công.
- Đặc điểm của hệ thống này là cung cấp cho các máy gia công riêng biệt các thông tin điều khiển là các chương trình gia công.
- Có khả năng ghép nối vào hệ thống gia công linh hoạt [12].
- Điều khiển thích nghi (AC – Adaptive Control) là điều khiển tự động quá trình gia công.
- Mục tiêu của điều khiển này là tự động thay đổi các thông số công nghệ theo các ảnh hưởng không thể dự kiến trước trong quá trình gia công như nếu lực cắt tăng lên máy sẽ tự động giảm lượng chạy dao cho phù hợp.
- Điều khiển theo đường thẳng (tuyến tính) Dạng điều khiển này tạo ra các đường song song với với các trục của máy, trong quá trình dịch chuyển đó, dao cắt gọt liên tục tạo nên bề mặt gia công.
- Điều khiển 2D Điều khiển này cho phép thực hiện dịch chuyển dụng cụ cắt (hoặc bàn máy mang phôi) theo một công tua nào đó ( thẳng hoặc cung cong) trong mặt phẳng gia công.
- Như vậy, trên máy tiện có thể gia công được mặt cong, mặt cầu, trên máy phay gia công được cung tròn.
- Hình 1.4: Các đường chạy dao trong chuyển động theo đường 23Khả năng của máy gia công CNC đã được mở rộng hơn.
- Thông qua chức năng G nào đó của hệ điều khiển trong chương trình gia công NC ta có thể chuyển đổi từ bề mặt gia công X-Y sang bề mặt X-Z.
- Như vậy, với dạng điều khiển này phạm vi gia công bề mặt chi tiết được mở rộng hơn.
- Khả năng gia công của máy được mở rộng.
- Trước câu lệnh này phải khai báo mặt gia công chính là X-Y bằng chức năng G17.
- Đồng thời trong quá trình gia công phải lưu ý vấn đề sau.
- Lập trình theo kích thước tuyệt đối được ấn định bằng từ lệnh là G90 theo ISO 6983 trong chương trình gia công NC cho máy phay/khoan CNC.
- Lập trình theo kích thước gia tăng được ấn định bằng từ lệnh là G91 theo ISO 6983 trong chương trình gia công NC cho máy phay/khoan CNC .
- 1.3.6 Lập trình gia công trên máy tiện CNC Trong quá trình sử dụng các máy gia công CNC, việc tổ chức lập trình đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác máy có hiệu quả.
- Chương trình sau khi lập xong được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi đưa đến các máy gia công.
- Người lập trình phải am hiểu về công nghệ gia công và kiến thức, kỹ năng lập trình.
- Chương trình gia công chính xác và hợp lý về chế độ công nghệ.
- Vì vậy, hình thức lập trình này chỉ thích ứng với các doanh nghiệp sử dụng nhiều máy gia công CNC.
- Sau khi lập trình , kiểm tra, sửa lỗi thì tiến hành sử dụng chương trình đó vào gia công.
- Chi tiết gia công được vẽ trên phần mềm CAD/CAM chuyên dụng sau đó chuyển sang thành chương trình gia công một cách tự động.
- Lập trình được các bề mặt gia công phức tạp.
- Hệ thống được chương trình gia công CNC theo ngôn ngữ lập trình.
- Vật liệu gia công trượt theo những mặt đó, các tinh thể kim loại bị xếp chồng lên nhau.
- Như vậy, kết quả của biến dạng kim loại là tách ra khỏi phôi một phần vật liệu, phần còn lại chính là chi tiết gia công.
- Phoi vụn (Hình 2.3a) Là phoi tồn tại ở dạng hạt, thường có khi gia công vật liệu có tính dẻo thấp như gang, đồng thau.
- Dạng phoi này thường có khi gia công vật liệu có tính dẻo với tốc độ cắt cao.
- Khi cắt hình thành phoi dây thì có đặc điểm : Độ nhẵn bề mặt gia công cao, lực cắt đơn vị nhỏ và ít thay đổi.
- Ngoài 3 loại phoi trên, trong quá trình gia công còn có một loại phoi khác mà người ta gọi là phoi bám.
- Chỉ xảy ra khi gia công vật liệu có tính dẻo như thép, nhôm.
- Ảnh hưởng của vật liệu gia công: Hình 2.6: Hiện tượng co phoi 42Tính chất của vật liệu gia công có ảnh hưởng rất lớn đến hệ số co phoi.
- Thực nghiệm với điều kiện dùng dao đầu thẳng có góc tiêu chuẩn khi gia công mặt trụ ngoài thì thấy.
- Gia công thép x = 0,5 + Gia công gang x Khi cắt với v m/phút.
- Bề mặt tiếp xúc dao – phoi được chia làm hai miền là miền chịu lực trực tiếp trong quá trình gia công và miền chứa phoi.
- Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến độ chính xác gia công Độ chính xác của chi tiết sau khi gia công bao gồm: Chính xác về hình dáng hình học, kích thước.
- Ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước: Khi nhiệt cắt sinh ra sẽ làm cho hệ thống công nghệ (bao gồm máy, gá, phôi, dao) biến dạng do độ cứng vững giảm đi, qua đó gây ra sai số gia công ∆R 321RRRR.
- Khi gia công với chế độ cắt thấp thì nhiệt cắt thấp, cơ chế mài mòn chủ yếu là do ma sát.
- Tuổi bền kinh tế có nghĩa là xác định tuổi bền sao cho giá thành gia công chi tiết là nhỏ nhất [15] 2.4.
- Tính chất cơ lý lớp bề mặt sau khi gia công khác hẳn với tính chất cơ lý vật liệu.
- Bề mặt chi tiết bị chai cứng gây khó khăn cho bước gia công tiếp theo.
- Độ chính xác của chi tiết gia công vì thế mà bị ảnh hưởng về kích thước (thường lớn lên), về hình dáng hình học (côn, ô van).
- Đã phân tích được sự ảnh hưởng của chế độ cắt tới các hiện tượng vật lý, cơ học xẩy ra trong vùng cắt, ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt gia công.
- Đã lựa chọn được thiết bị, dụng cụ đo và gia công và các mẫu thí nghiệm từ thép 40X.
- Khái quát về chất lượng bề mặt Chất lượng bề mặt chi tiết gia công là tập hợp nhiều tính chất quan trọng của lớp bề mặt.
- Lực cắt phụ thuộc vào thông số công nghệ v, t, s khi tiện mặt trụ ngoài trên máy tiện CNC Các nghiên cứu về quá trình cắt gọt cho thấy chế độ cắt trong quá trình gia công có ảnh hưởng lớn đến sự phát sinh lực cắt.
- 1 ) [6] Đây là công thức tổng quát cho mọi trường hợp gia công với chế độ cắt, thông số hình học dao bất kỳ.
- Đây chính là vùng vận tốc cắt thường được sử dụng trên các máy gia công CNC.
- Sự ảnh hưởng của lượng tiến dao s đến độ nhám bề mặt Phương thức gia công tiện là phương thức tạo hình theo vết.
- Bề mặt chi tiết gia công được tạo thành do vết của dao để lại trên bề mặt.
- Chính vì lẽ đó, Lượng tiến dao S trong quá trình gia công có ảnh hưởng tương đối lớn đến độ nhám bề mặt.
- Có nghĩa là khi tăng lượng tiến dao thì chiều cao nhấp nhô tế vi Ra tăng, chất lượng bề mặt gia công giảm.
- Lượng tiến dao S ngoài việc ảnh hưởng mang tính chất hình học như trên nó còn có ảnh hưởng lớn đến mức độ biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi ở bề mặt gia công.
- Sự ảnh hưởng của chiều sâu cắt t đến độ nhám bề mặt Chiều sâu cắt là yếu tố có ảnh hưởng ít nhất đến độ nhấp nhô tế vi lớp bề mặt khi gia công.
- 0,136875 a y x x x x1x x1x x2x x1x2x3 Kết quả thực nghiệm cho một nhóm sản phẩm ở trên có thể thấy rằng mối quan hệ giữa chế độ cắt (v, s, t) với độ nhám bề mặt (Ra) khi gia công trên máy tiện CNC.
- [11] Theo chỉ tiêu kỹ thuật về thời gian thì thời gian gia công một chi tiết càng ngắn càng tốt.
- là đường kính phôi ở lần cắt thứ i Với Z là lượng dư gia công 1 phía, t là chiều sâu cắt.
- Đã xây dựng được phương trình hồi quy trên kết quả thực nghiệm, và mô tả được mối quan hệ giữa chế độ cắt (s, v, t) với độ nhám bề mặt gia công Ra.
- 85KẾT LUẬN CHUNG a) Kết luận: Nghiên cứu mối quan hệ gữa các thông số công nghệ khi gia công trên máy tiện CNC với một số yếu tố của quá trình cắt để giúp cho việc lựa chọn chế độ cắt hợp lý và tiến tới tối ưu hoá quá trình gia công trên máy tiện CNC là nội dung trọng tâm của luận văn.
- Đã tổng quát kiến thức về hàm mục tiêu và đưa ra hàm mục tiêu là thời gian gia công nhỏ nhất cho quá trình cắt trên máy tiện CNC AC-1840.
- [19] Trần Xuân Việt (2006), Những khái niệm cơ bản về gia công CNC, Bài giảng cao học 2006.
- [20] Trần Xuân Việt (2000), Giáo trình công nghệ gia công trên máy điều khiển số, Đại học Bách khoa Hà Nội.
- Tạp chí Cơ khí Việt Nam, (số Phạm Văn Bổng “Nghiên cứu sự ảnh hưởng đồng thời của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công trên máy tiện CNC”

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt