- Tăng Huy tôi đã thực hiện xong đề tài: “Nghiên cứu, kiểm tra chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ theo ISO”. - Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2015 Học viên Nguyễn Ngọc Hưởng Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 2 CH2013B LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ngành cơ khí với đề tài “Nghiên cứu, kiểm tra chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ theo ISO” học viên viết dưới sự hướng dẫn của TS. - Trong luận văn này trình bày nghiên cứu tổng quan về hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO về quy tắc kiểm và điều kiện kiểm máy công cụ nói chung cũng như máy CNC và máy gia công gỗ nói riêng, áp dụng vào thực tế theo điều kiện cụ thể của máy CNC 3 trục gia công gỗ để lựa chọn các phép kiểm phù hợp và đánh giá chất lượng máy theo điều kiện kiểm nghiệm thu. - Giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW . - Các tiêu chuẩn Việt Nam về điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung tâm gia công . - Một số nội dung chính tiêu chuẩn quy định các phương pháp kiểm độ chính xác hình học của máy công cụ, TCVN ISO Qui tắc kiểm máy công cụ - Phần 1 - Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh . - Kiểm gia công . - Nghiên cứu các phép kiểm và điều kiện kiểm cho máy gia công gỗ, ISO 7948 Woodworking machines. - Nomenclature and acceptance conditions (Máy gia công gỗ - Máy phay – Thuật ngữ và các điều kiện nghiệm thu . - Kết luận CHƯƠNG 3: KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ MÁY CNC 3 TRỤC GIA CÔNG GỖ BKRW . - Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của liên ngành cơ khí, điện tử, công nghệ thông tin …các máy công cụ gia công gỗ và kim loại đã có những bước tiến vượt bậc về độ chính xác, chất lượng bề mặt, năng suất, v.v. - Đặc biệt là khả năng gia công được những bề mặt có biên dạng phức tạp thông qua giải pháp CAD/CAM/CNC. - Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm gỗ gia công các máy sau khi được chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh phải được kiểm để đánh giá độ chính xác máy theo các mức qui định. - Các nước trên thế giới và tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ISO đều xây dựng, ban hành các tiêu chuẩn về quy tắc kiểm và điều kiện nghiệm thu cho máy công cụ, máy CNC, máy gia công gỗ. - Chính vì vậy đề tài của luận văn đã chọn hướng nghiên cứu là “Nghiên cứu, kiểm tra chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ theo ISO”. - Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: Xây dựng các phép kiểm để đánh giá chất lượng máy Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 10 CH2013B CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014 theo tiêu chuẩn quốc tế ISO. - Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các phép kiểm độ chính xác hình học theo tiêu chuẩn phù hợp với kết cấu của máy CNC 3 trục gia công gỗ. - Lý thuyết: Nghiên cứu hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và hệ thống tiêu chuẩn quốc tế ISO về quy tắc kiểm và điều kiện nghiệm thu máy công cụ nói chung và các máy CNC, máy gia công gỗ nói riêng. - Thực nghiệm: Tiến hành các đo kiểm độ chính xác hình học cho máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014 và tổng hợp số liệu, xử lý số liệu để đưa ra các đánh giá. - Nội dung chính của luận văn Nội dung chính của luận văn bao gồm các chương sau: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về máy CNC Trong chương này trình bày tổng quan về máy công cụ CNC, tìm hiểu được sự phát triển máy CNC trên thế giới và ở Việt Nam, tổng quan về giải pháp công nghệ CAD/CAM/CNC, giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 11 CH2013B Chương 3: Kiểm và đánh giá máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014 Nội dung trong chương này trình bày các phép kiểm độ chính xác áp dụng cụ thể cho kết cấu máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014. - Tổ chức thực nghiệm kiểm độ chính xác máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014. - Kết quả thực nghiệm cho các kết quả độ chính xác máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014 nằm trong giới hạn sai lệch cho phép theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 7948, cụ thể là: 1) Độ phẳng của bề mặt bàn máy: a) Phương dọc: 0,16 mm b) Phương ngang: 0,12 mm c) Đường chéo: 0,13 mm 2) Độ vuông góc giữa trục chính với bề mặt bàn máy: 0,072 mm/400 mm 3) Độ đảo trục chính: 0,024 mm 4) Độ song song chuyển động trục chính với trục quay của nó: 0,021 mm/100 mm Kết quả nghiên cứu của luận văn chắc chắn sẽ được áp dụng có hiệu quả trong thực tế kiểm tra đánh giá chất lượng máy CNC gia công gỗ ở Việt Nam. - Toàn bộ chương trình gia công được ghi lại trên băng đục lỗ. - Từ những năm 80 trở đi, sự phát triển của công nghệ truyền số liệu, các máy CNC riêng lẻ đã được kết nối với nhau thành trung tâm gia công DNC. - Điểm đặc biệt là chúng có khả năng điều khiển bằng máy tính để thực hiện những công nghệ cơ bản như tiện và phay một cách có hiệu quả đối với việc gia công các chi tiết máy. - Hướng dịch chuyển của các cụm máy trên máy điều khiển CNC được xác định theo một hệ toạ độ liên đới giữa chi tiết gia công và các trục máy, đặt song song với các chuyển động chạy dao chính của máy. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 16 CH2013B Điều khiển bằng tay: Người công nhân cài đặt các thông số công nghệ (số vòng quay, lượng chạy dao…) và điều khiển việc gia công thông qua các tay quay. - Bộ lưu trữ chương trình, chương trình con, dữ liệu máy, kích thước dụng cụ cắt và các giá trị hiệu chỉnh cũng như các chu trình gia công được sử dụng. - Kiểm tra: Người công nhân đo và kiểm tra kích thước bằng tay, nếu cần thiết phải lập lại tiến trình gia công. - Kiểm tra: Máy NC đã đảm nhận trong khi gia công đạt các kích thước chi tiết bởi sự phản hồi thường xuyên của hệ thống đo và của motor vị trí. - Kiểm tra: Máy CNC đảm nhận trong khi gia công đạt các kích thước chi tiết bởi sự phản hồi liên tục của hệ thống đo và các motor vị trí được điều chỉnh số vòng quay. - Nhờ có các cảm biến đo được tích hợp mà việc kiểm tra các kích thước đạt được ngay trong suốt quá trình gia công. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 17 CH2013B Tính kinh tế - Với máy công cụ CNC, nhờ tốc độ gia công cao hơn cũng như nhờ giảm thiểu thời gian cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn kết trên máy mà ta đạt được năng suất lao động cao hơn. - Sử dụng dao cụ một cách vạn năng trong hệ thống kẹp dao tiêu chuẩn Có khả năng điều chỉnh trước dao cắt ngoài máy mà không ảnh hưởng đến quá trình chạy máy gia công - Có chất lượng gia công chi tiết ổn định đồng thời giảm bớt chi phí - Chi tiết có độ chính xác cao nhờ độ chính xác cơ bản của máy cao (kích thước đo chính xác đến 1/1000 mm) Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 18 CH2013B - Giảm thiểu thời gian chu kỳ chạy máy nhờ tổ chức sản xuất tốt hơn và tập trung được các nguyên công gia công bị phân chia - Nâng cao hiệu suất chất tải thông qua kỹ thuật vận hành máy - Cải thiện tính linh hoạt trong sản xuất thông qua hệ thống công nghệ và qua đó hợp lý hoá việc gia công loạt nhỏ và gia công đơn chiếc với một mức hoàn thiện cao Nhờ những ưu điểm nêu trên, các máy công cụ CNC ngày càng được sử dụng phổ biến trong gia công cắt gọt kim loại. - Tại Việt Nam, nhiều khu công nghiệp cũng đã trang bị các máy công cụ CNC hiện đại để phục vụ cho sản xuất, lập các trung tâm gia công CNC, DNC. - Việc hiểu cấu tạo của máy nhằm lựa chọn máy phù với yêu cầu gia công (độ chính xác chi tiết, kích thước phôi tối đa cho phép, khả năng công nghệ của máy. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 20 CH2013B Hình 1.5: Các thành phần cơ bản của máy công cụ CNC Điều khiển trục quay và trục bước tiến Gia công chi tiết trên máy công cụ CNC đòi hỏi các trục bước tiến có thể được điều khiển và điều chỉnh, chúng được truyền động bởi các động cơ bước/servo độc lập. - Truyền động chính và các trục công tác Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 23 CH2013B Truyền động chính của máy CNC phải truyền công suất cắt cần thiết bởi các động cơ truyền động tương ứng qua các trục công tác để gia công chi tiết thích hợp. - Độ ổn định cao về mặt truyền động được đặt ra, mặc dù lực gia công cao nhưng momen quay ở mọi vị trí phải được ổn định. - Trong trung tâm gia công cần nhiều hơn 48 dao, thì ổ chứa dao với các dạng khác nhau có thể chứa đên 100 dao hoặc nhiều hơn nữa. - Nội suy hình học, biên dịch kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ gia công điều khiển số. - Giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014 [1] BKRW2014 là máy CNC 3 trục gia công gỗ với mục tiêu sử dụng trong công tác để bảo tồn, tôn tạo lại các công trình di tích, lịch sử văn hóa. - BKRW 2014 được điều khiển bằng máy tính, thông qua chuyển động các trục X, Y, Z điều khiển trục chính mang dao tiến hành gia công chi tiết. - Việc thực hiện gia công trên máy được thực hiện tự động bởi máy tính điều khiển chứa các dữ liệu chương trình gia công NC. - Máy thực hiện gia công được những bề mặt phức tạp với độ ổn định và chính xác cao, thời gian phụ giảm. - Giới thiệu về máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014. - Để đánh giá chất lượng máy công cụ, cụ thể là đánh giá chất lượng máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW 2014, chương 2 trình bày nghiên cứu về các quy tắc kiểm và điều kiện nghiệm thu theo tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế ISO. - Các tiêu chuẩn Việt Nam về quy tắc kiểm Đối với quy tắc kiểm có các tiêu chuẩn sau: 1) TCVN ISO Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 1: Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh. - Các tiêu chuẩn Việt Nam về điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung tâm gia công Đối với điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung tâm gia công có các tiêu chuẩn sau: 1) TCVN ISO Điều kiện kiểm máy tiện điều khiển số và trung tâm tiện - Phần 1: Kiểm hình học cho các máy có một trục chính mang phôi nằm ngang. - 6) TCVN ISO Điều kiện kiểm máy tiện điều khiển số và trung tâm tiện - Phần 6: Độ chính xác của mẫu kiểm được gia công lần cuối. - 9) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 1: Kiểm hình học cho máy có trục chính nằm ngang và các đầu phụ (trục Z nằm ngang). - 10) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 2: Kiểm hình học cho máy có trục chính thẳng đứng hoặc các đầu vạn năng có trục tâm quay chính thẳng đứng (trục Z thẳng đứng). - 11) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 3: Kiểm hình học cho máy có các đầu phân độ nguyên khối hoặc vạn năng liên tục (trục Z thẳng đứng). - 12) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 4: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các trục tịnh tiến và quay. - 13) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 5: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các palét kẹp phôi. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 33 CH2013B 14) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 6: Độ chính xác của lượng chạy dao, tốc độ quay và phép nội suy. - 15) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 7: Độ chính xác của mẫu kiểm hoàn thiện. - 16) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 8: Đánh giá đặc tính tạo công tua trong ba mặt phẳng tọa độ. - 17) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 9: Đánh giá thời gian vận hành thay dao và thay palét. - 18) TCVN ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 10: Đánh giá các biến dạng nhiệt. - 68 ISO về điều kiện kiểm máy cắt kim loại - 39 ISO về máy gia công gỗ - 3 ISO về tiếng ồn của máy công cụ - 11 ISO về trục chính và mâm cặp gia công Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 34 CH2013B - 5 ISO về an toàn - 41 ISO về các vấn đề chung khác của máy công cụ 2.2.2. - Các tiêu chuẩn ISO về quy tắc kiểm 1) ISO Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 1: Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh. - Các tiêu chuẩn ISO về điều kiện kiểm cho các máy CNC, trung tâm gia công Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 35 CH2013B 1) ISO Điều kiện kiểm máy tiện điều khiển số và trung tâm tiện - Phần 1: Kiểm hình học cho các máy có một trục chính mang phôi nằm ngang. - 6) ISO Điều kiện kiểm máy tiện điều khiển số và trung tâm tiện - Phần 6: Độ chính xác của mẫu kiểm được gia công lần cuối. - Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 1: Kiểm hình học cho máy có trục chính nằm ngang và các đầu phụ (trục Z nằm ngang). - 10) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 2: Kiểm hình học cho máy có trục chính thẳng đứng hoặc các đầu vạn năng có trục tâm quay chính thẳng đứng (trục Z thẳng đứng). - 11) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 3: Kiểm Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 36 CH2013B hình học cho máy có các đầu phân độ nguyên khối hoặc vạn năng liên tục (trục Z thẳng đứng). - 12) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 4: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các trục tịnh tiến và quay. - 13) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 5: Độ chính xác và khả năng lặp lại định vị của các palét kẹp phôi. - 14) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 6: Độ chính xác của lượng chạy dao, tốc độ quay và phép nội suy. - 15) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 7: Độ chính xác của mẫu kiểm hoàn thiện. - 16) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 8: Đánh giá đặc tính tạo công tua trong ba mặt phẳng tọa độ. - 17) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 9: Đánh giá thời gian vận hành thay dao và thay palét. - 18) ISO Điều kiện kiểm trung tâm gia công - Phần 10: Đánh giá các biến dạng nhiệt. - Các tiêu chuẩn ISO về điều kiện kiểm cho các máy phay gỗ 1) ISO 7948:1987 Máy gia công gỗ - Máy phay gỗ - Thuật ngữ và điều kiện kiểm nghiệm thu (Woodworking machines. - Một số nội dung chính tiêu chuẩn quy định các phương pháp kiểm độ chính xác hình học của máy công cụ, TCVN ISO Qui tắc kiểm máy công cụ - Phần 1 - Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh (Test code for machine tools - Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing conditions) [5], [6] Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 37 CH2013B 2.3.1. - Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này qui định các phương pháp kiểm độ chính xác của máy công cụ khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh bằng kiểm hình học và kiểm gia công. - Các phương pháp này cũng được áp dụng đối với các dạng máy công nghiệp khác khi kiểm hình học và kiểm gia công có liên quan. - Tiêu chuẩn này áp dụng cho các máy công cụ lắp đặt cố định, không xách tay khi làm việc, được sử dụng để gia công kim loại, gia công gỗ v.v. - Kiểm gia công 2.3.4.1. - Tiến hành kiểm Kiểm gia công phải được tiến hành trên mẫu thử tiêu chuẩn hoặc mẫu thử do người sử dụng cung cấp. - Kiểm gia công phải bao gồm cả kiểm các nguyên công tinh mà máy đã được thiết kế. - Số lượng chi tiết gia công hoặc trường hợp có thể số lượng cắt được tiến hành trên chi tiết đã cho phải có khả năng để xác định độ chính xác danh nghĩa. - Trạng thái, kích thước, vật liệu và độ chính xác của chi tiết gia công và các điều kiện cắt phải được thoả thuận giữa nhà chế tạo và người sử dụng trừ khi có các Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 45 CH2013B tiêu chuẩn qui định riêng. - Kiểm tra chi tiết gia công trong các kiểm gia công Kiểm tra chi tiết gia công trong kiểm gia công phải được tiến hành bằng các dụng cụ đo được lựa chọn với mức độ nào của phép đo được tiến hành và độ chính xác được yêu cầu. - Trong một số trường hợp, các kiểm gia công có thể được thay thế hoặc bổ sung bằng các kiểm đặc biệt được định nghĩa trong các tiêu chuẩn tương ứng (ví dụ, kiểm sai lệch khi có tải, kiểm động học v.v. - Đồng hồ so được lắp trên đầu trục chính, như chỉ dẫn trên Hình 2.6 và bàn máy được di chuyển ngang, kết quả của số chỉ của đồng hồ sẽ phản ảnh độ chính xác (độ song song) được mong muốn của phôi gia công tinh. - Kiểm độ đảo trục chính bằng gia công và kiểm phôi trụ chỉ xem xét các sai lệch trong gối đỡ của trục chính. - Nomenclature and acceptance conditions (Máy gia công gỗ - Máy phay – Thuật ngữ và các điều kiện nghiệm thu) [7] 2.4.1. - Từ các nghiên cứu trên và dựa vào kết cấu cụ thể của máy cũng như các đặc tính mà ta quan tâm, chương 3 xây dựng các phép kiểm độ chính xác cho máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014, tiến hành đo kiểm, xử lý kết quả và đánh giá chất lượng máy theo tiêu chuẩn ISO 7948. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 66 CH2013B CHƯƠNG 3: KIỂM VÀ ĐÁNH GIÁ MÁY CNC 3 TRỤC GIA CÔNG GỖ BKRW 2014 3.1. - Sai lệch cho phép theo tiêu chuẩn quốc tế ISO Các sai lệch cho phép đối với các phép kiểm hình học máy gia công gỗ quy định trong tiêu chuẩn quốc tế ISO 7948 như sau: 1) Độ phẳng của bề mặt bàn máy (L > 1250): Phương dọc và ngang (a) và b. - Như vậy độ chính xác của máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014 được đánh giá bởi 4 thông số là: Độ phẳng của bề mặt bàn máy, Độ vuông góc giữa trục chính với bề mặt bàn máy, Độ đảo trục chính, Độ song song chuyển động trục chính với trục quay của nó thỏa mãn các quy định tương ứng của tiêu chuẩn quốc tế ISO. - Nghiên cứu hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế ISO về máy công cụ, nghiên cứu các nội dung chính về quy tắc kiểm máy công cụ và các phép kiểm, điều kiện kiểm nghiệm thu chất lượng máy gia công gỗ. - Kết quả thực nghiệm đo kiểm các thông số độ chính xác hình học của máy CNC 3 trục gia công gỗ BKRW2014 cho thấy độ chính xác của máy nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn quốc tế ISO. - Viện Cơ khí Luận văn thạc sĩ Nguyễn Ngọc Hưởng 76 CH2013B TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS.Lê Đức Bảo, Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC 3 trục gia công gỗ phục vụ trùng tu các di sản văn hóa truyền thống, Đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp thành phố (Hà Nội). - [5] TCVN Quy tắc kiểm máy công cụ - Phần 1: Độ chính xác hình học của máy khi vận hành trong điều kiện không tải hoặc gia công tinh. - [7] ISO 7948:1987 Woodworking machines - Routing machines - Nomenclature and acceptance conditions (Máy gia công gỗ - Máy phay – Thuật ngữ và các điều kiện nghiệm thu).
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt