- 15 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BỀ MẶT TỰ DO. - Hình học vi phân của bề mặt. - MỘT SỐ DẠNG BỀ MẶT TỰ DO THƯỜNG GẶP. - Bề mặt Bezier. - Bề mặt bậc 3 Hermite. - Bề mặt B-Spline. - 33 CHƯƠNG 2 - DỤNG CỤ VÀ ĐƯỜNG DỤNG CỤ GIA CÔNG TẠO HÌNH TRÊN MÁY PHAY CNC. - GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY CNC. - Các loại dao phay thường dùng trong gia công bề mặt tự do. - Ảnh hưởng của hình học dụng cụ đến chất lượng tạo hình trong gia công bề mặt tự do. - ĐƯỜNG DỤNG CỤ. - Ảnh hưởng của hình học đường chạy dao đến chất lượng tạo hình trong gia công bề mặt tự do. - 54 CHƯƠNG 3 - ỨNG DỤNG CREO 3.0 TRONG MÔ HÌNH HÓA VÀ TẠO HÌNH BỀ MẶT TỰ DO. - Các lựa chọn khi tạo mô hình bề mặt. - Các thao tác trên bề mặt. - Các tùy chọn bề mặt cao cấp. - CHỨC NĂNG LẬP TRÌNH GIA CÔNG PHAY TRONG CREO 3.0. - Các bước lập trình gia công trong Creo 3.0. - Các lựa chọn phương pháp gia công và thông số công nghệ. - THIẾT KẾ MÔ HÌNH MẪU THỰC NGHIỆM BỀ MẶT TỰ DO DẠNG LÕM YÊN NGỰA. - Thực nghiệm gia công mẫu. - Nhám bề mặt. - Xin trân trọng cảm ơn! 6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Ý nghĩa Dịch nghĩa 1 CAD Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính 2 CAE Computer Aided Engineering Máy tính hỗ trợ kỹ thuật 3 CAM Computer Aided Manufacturing Gia công với sự trợ giúp của máy tính 4 CFD Computational Fluid Dynamics Tính toán khí động lực học 5 CMM Coordinate Measuring Machine Máy đo tọa độ 6 CNC Computer Numerical Control Máy điều khiển theo chương trình số 7 EMX Expert Moldbase Extension Module hỗ trợ thiết kế khuôn nhựa 8 FEA Finite Element Analysis Phân tích phần tử hữu hạn 9 MCAD Mechanical computer aided design Thiết kế cơ khí với sự trợ giúp của máy tính 10 NURBS Non-uniform rational B-spline Bề mặt tự do 11 RE Reverse Engineering Kỹ thuật ngược 12 PDX Progresive Die Extension Module hỗ trợ thiết kế khuôn dập 7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3. - 3: Thời gian gia công các mẫu thực nghiệm. - 4: Tổng hợp các kiểu đường dụng cụ sử dụng gia công mẫu thực nghiệm . - 1 Điểm P trên mảnh bề mặt. - 2 Một mảnh bề mặt tham số với các điều kiện biên. - 3 Mặt phẳng tiếp tuyến với bề mặt. - 4 Geodesic của bề mặt. - 5 Ví dụ các bề mặt hình học kỹ thuật. - 6 Phía hở và phía kín bề mặt hình học kỹ thuật. - 7 Ví dụ về bề mặt thực của chi tiết. - 8 Ví dụ một sơ đồ vòng tròn xây dựng cho một vùng bề mặt lồi dạng e lip 25 Hình 1. - 9 Các sơ đồ vòng tròn các vùng bề mặt trơn, liên tục của bề mặt tự do. - 10 Mười dạng vùng bề mặt cục bộ của bề mặt tự do trơn, liên tục. - 11 Mảnh bề mặt Bezier bậc 3. - 12 Mảnh bề mặt Ferguson. - 13 Mảnh bề mặt B-Spline bậc 3. - 4 Vùng gia công khi phay. - 7 Một số loại dụng cụ cắt thường sử dụng trong gia công bề mặt tự do. - 8 Chiều cao nhấp nhô khi gia công bằng dao đầu cầu. - 9 Sơ đồ xác định chiều cao nhấp nhô khi gia công mặt cong lồi bằng dao đầu cầu. - 10 Sơ đồ xác định chiều cao nhấp nhô khi gia công mặt cong lõm bằng dao đầu cầu. - 12 Gia công mặt cong bằng dao phay ngón đầu phẳng. - 13 Lượng dư để lại khi gia công bằng dao phay ngón đầu phẳng. - 14 Đường dụng cụ gia công CONTOUR 2D. - 15 Đường dụng cụ gia công 3D. - 22 Gia công dao ăn theo trục Z. - 4 Thanh công cụ lập trình gia công chính trong Creo. - 5 Thanh công cụ lập trình gia công phay. - 9 Sketch 1 – Đường dẫn cho bề mặt cần dựng. - 10 Sketch 2 và 3 – Đường bao cho bề mặt cần dựng. - 12 Bề mặt tự do dạng lõm yên ngựa. - 13 Chế độ gia công thô. - 16 Thiết lập các thông số công nghệ gia công thô chi tiết. - 17 Mô phỏng đường chạy dao gia công thô. - 18 Kiểm tra vết đường dụng cụ gia công thô chi tiết. - 19 Chế độ gia công tinh chi tiết. - 21 Mô phỏng đường chạy dao gia công tinh mẫu số 1. - 24 Mô phỏng đường chạy dao gia công tinh mẫu số 2. - 27 Mô phỏng đường chạy dao gia công tinh mẫu số 3. - 29 Chọn bề mặt cần gia công cho mẫu số 4. - 30 Mô phỏng đường chạy dao gia công tinh mẫu số 4. - 33 Mô phỏng đường chạy dao gia công tinh mẫu số 5. - 36 Các mẫu sau khi gia công thô. - 37 Các mẫu sau khi gia công tinh. - 3 Cánh tay robot 7 bậc tự do. - 19 Các loại nhấp nhô bề mặt. - Hiện nay máy điều khiển số CNC đang đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình tự động hóa quá trình sản xuất cơ khí, sử dụng máy điều khiển số CNC cho phép giảm khối lượng gia công chi tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế đồng thời cũng rút ngắn được chu kỳ sản xuất. - Bề mặt tự do với các thuộc tính hình học cơ bản (tiếp tuyến, độ cong…) thay đổi tại các điểm khác nhau trên bề mặt và thường được biểu diễn bởi tập các điểm điều khiển và được mô hình hóa toán học dưới dạng các phương trình tổ hợp… Nên tạo hình các bề mặt tự do là khá phức tạp và thường phải thực hiện trên các máy điều khiển số CNC nhiều trục. - Bề mặt tự do được ứng dụng nhiều trong việc mô hình hóa các bề mặt chức năng, khí động học (cánh quạt, cánh tua bin, vỏ máy bay. - Bề mặt tự do có nhiều cấu trúc cục bộ khác nhau (dạng lõm elip, dạng lồi elip, dạng lõm yên ngựa, dạng lồi yên ngựa. - Hiện nay, tác giả chưa thấy có những công bố trong và ngoài nước về việc nghiên cứu đánh giá chất lượng tạo hình cho những cấu trúc cục bộ của bề mặt tự do này. - Nhằm mục đích nghiên cứu tìm hiểu khả năng công nghê, chất lượng tạo hình khi gia công một trong các cấu trúc điển hình của bề mặt tự do là cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa trên máy phay CNC 3 trục, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm tạo hình bề mặt tự do với cấu trúc cục bộ dạng lõm yên 13 ngựa bằng dao phay ngón trên máy phay CNC”. - Với mục tiêu đặt ra ở đây là nghiên cứu các kiểu đường dụng cụ có trong phần mềm Creo Parametric 3.0 và lựa chọn kiểu đường dụng cụ tối ưu để đảm bảo độ chính xác hình dáng hình học, nhám bề mặt khi gia công cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa trên máy phay CNC 3 trục. - Từ những năm 50 của thế kỷ XX, cùng với sự ra đời và phát triển của các máy điều khiển số NC, CNC việc tạo hình bề mặt tự do đã trở nên dễ dàng hơn. - Chính từ mục đích nghiên cứu tìm hiểu khả năng công nghệ, tối ưu hóa quá trình sản xuất của các máy điều khiển số mà người ta đã tiến hành đẩy mạnh nghiên cứu việc làm thế nào để tạo hình bề mặt tự do (được coi là một trong những bề mặt quan trọng trong nhiều chi tiết máy công nghiệp hiện đại). - Ngày nay công nghệ CAD/CAM/CAE cũng có những bước phát triển đáng kể và áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất máy bay, tàu ngầm, ô tô, xe máy và sản xuất các thiết bị gia dụng… Sau đây là một số công trình nghiên cứu đã được công bố trong những năm gần đây của thế giới về vấn đề đường dụng cụ và tạo hình bề mặt tự do. - Trình bày cách tính đường dụng cụ gia cụng các bề mặt không gian. - Trần Xuân Thái, Bành Tiến Long, Hoàng Vĩnh Sinh (2005), “Tính đường dụng cụ tạo hình bề mặt free – form trên máy phay CNC. - Bài báo trình bày về đường dụng cụ cho các lớp gia công với những đối tượng bề mặt cong. - Phân tích, tổng hợp lý thuyết hình thành bề mặt tự do. - Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phần mềm Creo Parametric 3.0 trong việc mô hình hóa và gia công tạo hình bề mặt tự do với cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa. - Đánh giá ảnh hưởng của các kiểu đường dụng cụ đến chất lượng tạo hình (độ chính xác hình dáng hình học, độ nhám bề mặt) khi gia công tạo hình bề mặt tự do với cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa trên máy phay CNC 3 trục bằng dao phay ngón đầu cầu. - Đối tượng nghiên cứu là bề mặt tự do với cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa được gia công bằng dao phay ngón trên máy phay CNC 3 trục. - Phạm vi nghiên cứu là đánh giá về độ chính xác hình dáng hình học và độ nhám của chi tiết là bề mặt tự do với cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa được gia công bằng dao phay ngón đầu cầu trên máy phay CNC 3 trục. - Nghiên cứu tổng hợp cơ sở lý thuyết tổng quát về bề mặt tự do. - Nghiên cứu tổng hợp cơ sở lý thuyết về dụng cụ và đường dụng cụ khi gia công tạo hình trên máy phay CNC. - Nghiên cứu và ứng dụng khả năng mô hình hóa và tạo hình bề mặt tự do của phần mềm Creo Parametric 3.0. - Nghiên cứu lý thuyết về kỹ thuật ngược (RE), các chỉ tiêu đánh giá chất lượng tạo hình bề mặt là độ chính xác hình dáng hình học và độ nhám bề mặt. - Từ đó ứng dụng vào kiểm tra mẫu thực nghiệm là bề mặt tự do có cấu trúc cục bộ dạng lõm yên ngựa. - Mô hình hóa và mô phỏng: Trên cơ sở là khả năng mô hình hóa và tạo hình bề mặt tự do của phần mềm Creo Parametric 3.0, tác giả đã sử dụng phần mềm này để mô hình hóa và tạo hình chi tiết mẫu. - Thực nghiệm: Sau quá trình thực hiện trên mô hình số, tác giả áp dụng quy trình gia công tạo hình mẫu thực nghiệm trên máy phay CNC 3 trục. - 16 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ BỀ MẶT TỰ DO Nội dung của Chương 1 được tác giả tổng hợp, tham khảo từ các tài liệu [1], [2] nhằm trình bày một cách khái quát nhất về khái niệm “bề mặt tự do”. - Biểu diễn hình học bề mặt. - Các bề mặt có thể mô tả toán học trong không gian 3D bằng phương trình không tham số hoặc các phương trình tham số. - Với một tập điểm dữ liệu đã cho, phương trình của bề mặt phải thỏa mãn yêu cầu bề mặt đi qua mọi điểm dữ liệu này. - Tập điểm dữ liệu này được dùng để xây dựng một chuỗi các mảnh bề mặt (patches) được kết nối với nhau có tính liên tục, ít nhất là liên tục vị trí (C0) và đạo hàm bậc nhất (C. - Trong cả hai dạng trên, phương trình của bề mặt hay mảnh bề mặt đều cho dưới dạng: P = [x y z]T = [x y f(x, y)]T (1.1) Hình 1. - 1 Điểm P trên mảnh bề mặt.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt