Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả

VŨ TĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --- VŨ THỊ SỬ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY “Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ cô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-000 -

THUYẾT MINH LUẬN VĂN THẠC SỸ

KHOA HỌC KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Đề tài: “Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”.

Học viên : Vũ Thị Sử Lớp : Cao học K12 - CNCTM Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy Giáo viên HD khoa học: GS.TS Trần Văn Địch

KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN

VŨ T

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

VŨ THỊ SỬ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

“Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào

tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”.

Thái

Nguyên

2011

THÁI NGUYÊN 2011

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

“Xây dựng bài thí nghiệm trên máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường

Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”

Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Mã số: 23.04.3898

Học Viên: VŨ THỊ SỬ

Người HD Khoa học : GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH

THÁI NGUYÊN – 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Vũ Thị Sử, học viên lớp Cao học K12 – CN CTM Sau hai năm học tập

nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc biệt là sự giúp đỡ của

GS.TS Trần Văn Địch, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp của tôi, nên tôi đã đi đến

cuối chặng đường để kết thúc khoá học

Tôi đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Xây dựng bài thí nghiệm trên

máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả”

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của GS.TS Trần Văn Địch và chỉ tham khảo các tài liệu đã được liệt kê Tôi không sao chép công trình của các cá nhân khác dưới bất cứ hình thức nào Nếu có tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

NGƯỜI CAM ĐOAN

Vũ Thị Sử

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Văn Địch, người đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, đến quá trình viết và hoàn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với Ban lãnh đạo và phòng đào tạo Sau đại học, của Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành bản Luận văn này

Tác giả cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm đào tạo và thực hành công nghệ Cơ khí, Trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả đã giúp đỡ tác giả thực hiện thí nghiệm tại trung tâm công nghệ cao của trường

Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo, các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp

Vũ Thị Sử

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 6

PHẦN MỞ ĐẦU 7

1 Lý do chọn đề tài 7

2 Lịch sử nghiên cứu 7

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 8

3.1 Mục đích nghiên cứu 8

3.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 8

4 Tóm tắt nội dung thực hiện và đóng góp mới của tác giả 8

5 Phương pháp nghiên cứu 9

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CNC 10

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 10

1.2 MÁY CÔNG CỤ ĐIỀU KHIỂN SỐ 11

1.2.1 Các hệ thống dữ liệu cần nạp cho máy công cụ điều khiển số 11

1.2.2 Chuyển động của các trục và khái niệm về hệ tọa độ 11

1.2.2.1 Chuyển động các trục 11

1.2.2.2 Hệ tọa độ 13

1.3 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỐ CNC 17

1.3.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển số 17

1.3.2 Các dạng điều khiển số 17

1.3.3 Hệ điều khiển CNC 17

1.3.3.1 Phân biệt hệ điều khiển NC và CNC 17

1.3.3.2 Đặc trưng cơ bản của hệ điều khiển CNC 18

1.3.4 Một số hệ điều hành 18

1.4 CÁC CHỈ TIÊU GIA CÔNG CỦA MÁY CNC 19

1.4.1 Thông số hình học 19

1.4.2 Thông số gia công 19

1.4.3 Độ chính xác của máy CNC 21

1.4.4 Hướng phát triển của máy CNC trên thế giới và Việt Nam 21

Chương 2: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA MÁY PHAY CNC MICROMILL VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH GIA CÔNG 24

2.1 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MÁY PHAY CNC MICROMILL 24

2.1.1 Truyền động chính 24

2.1.5 Hệ thống đo hành trình 25

2.2 CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHAY MICROMILL 2.2.1 Các bộ phận chính của máy 25

2.2.2 Các phần tử điều khiển 25

2.2.3 Bảng vận hành máy 26

2.2.4 Tay quay điện tử HR 410 28

2.3 THAO TÁC SỬ DỤNG BẢNG ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH MÁY 29

2.3.1 Màn hình và bàn phím 29

2.3.1.1 Màn hình của TNC 426 29

2.3.1.2 Bàn phím 31

2.3.2 Các chế độ vận hàn máy 31

2.3.2.1 Chế độ vận hành bằng tay quay điện tử 31

2.3.2.2 Lập trình và sửa đổi chương trình 32

2.3.2.3 Chạy thử chương trình (Programm test) 32

2.3.2.4 Chạy chương trình 33

2.3.3 Phụ tùng kèm theo 34

2.3.3.1 Hệ thống dò 3D 34

2.3.3.2 Hệ thống đo dao tự động 34

2.3.3.3 Tay quay điện tử 34

2.3.4 Khởi động máy và tắt máy 35

2.4 PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH TRÊN MÁY PHAY MICROMILL 36

2.4.1 Giới thiệu chung về hệ điều khiển Denfor 36

2.4.2 Tạo và viết một chương trình 38

2.4.2.1 Cấu trúc một chương trình theo ngôn ngữ lập trình denfor 38

2.4.2.2 Khai báo phôi BLK FORM 38

2.4.3 Lập trình dụng cụ cắt 39

2.4.3.1 Nhập các dữ liệu liên quan đến dụng cụ cắt 39

2.4.3.2 Dữ liệu dụng cụ cắt 40

2.4.3.3 Hiệu chỉnh dụng cụ 43

2.4.4 Lập trình CONTOUR 48

2.4.4.1 Khái quát về các chuyển động của dao cắt 48

2.4.4.2 Cơ sở của chức năng đường dịch chuyển 49

2.4.4.3 Tiếp cận và rời khỏi CONTOUR gia công 51

2.4.4.4 Các đường chuyển động trong hệ tọa độ vuông góc 52

2.4.4.5 Các đường chuyển động trong hệ tọa độ cực 55

2.4.5 Lập trình Contour tự do – Free Contour FK 58

2.4.5.1 Cơ sở 58

2.4.5.2 Mở hội thoại lập trình FK 59

2.4.5.3 Lập trình tự do đoạn thẳng 59

2.4.6.2 Các chu trình khoan 63

2.4.6.3 Các chu trình cho phay hố, phay ngõng và phay rãnh 68

2.4.6.4 Các chu trình cho gia công các kiểu hàng lỗ 75

2.4.6.5 Chương trình con và việc lặp lại một bộ phận chương trình 77

2.4.6.6 Dịch chuyển điểm 0- DATUM SHIFT (Cycle 7) 78

2.4.6.7 Chu trình đối xứng - MIRROR IMAGE (Cycle 8) 79

2.4.6.8 Chu trình xoay- ROTATION (Cycle 10) 79

2.4.6.9 Hệ số tỷ lệ - SCALING FACTOR (Cycle 11) 80

Chương 3: LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY CNC - MICROMILL VỚI HỆ ĐIỀU KHIỂN DENFOR 81

3.1 Xác định chuẩn kỹ năng đối với sinh viên đại học về kỹ năng thực hành CNC tại trường Cao đẳng công nghiệp Cẩm Phả 81

3.2 Các bài tập lập trình gia công trên máy CNC-MICROMILL 81

3.2.1 Lập trình gia công chi tiết 2D 81

3.2.2 Lập trình gia công chi tiết 3D 91

Chương 4: KIỂM NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 4.1 Mục đích, nhiệm vụ, phương pháp và đối tượng kiểm nghiệm…………103

4.1.1 Mục đích của kiểm nghiệm………103

4.1.2 Nhiệm vụ kiểm nghiệm……… 103

4.1.3 Phương pháp kiểm nghiệm………103

4.2 Nội dung và tiến trình thực nghiệm……… 104

4.2.1 Đối tượng thực nghiệm……… 104

4.2.2 Chuẩn bị thực nghiệm………105

4.3 Đánh giá thực nghiệm……… 105

4.3.1 Đánh giá định tính……… 105

4.3.2 Đánhgiá định lượng……… 105

4.4 Đánh giá chuyên gia……… 110

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

NC (Number Control) – Điều khiển số

CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính

CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính LAN (Local Area Netword) - Mạng cục bộ

WAN (Wide Area Netword) - Mạng diện rộng

CW (Counter clockwise) - Chiều quay thuận chiều kim đồng hồ

DNC (Direct Numerical Control) - Hệ điều khiển DNC

FMS (Flexible Manufacturing System ) - Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS

FK (Free Contour Programing) - Lập trình Contour tự do

Q Parameters - Lập trình tham số Q

CHF (Chamfer) - Vát cạnh

RND (Rounding) - Bo cung

1D, 2D, 3D - Điều khiển 1, 2, 3 chiều

CC (Circle center) - Tâm cung

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT Bảng số Nội dung Trang

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang đặt ra yêu cầu hết sức cấp thiết đối với ngành công nghệ chế tạo máy Đó là phải xây dựng một nền công nghiệp hiện đại đủ để chế tạo ra các thiết bị máy móc cho các ngành kinh tế khác Bên cạnh việc đầu tư các thiết bị máy móc hiện đại, thì việc ứng dụng công nghệ cao trong ngành cơ khí chế tạo máy là một vấn đề vô cùng quan trọng

Vì vậy việc khai thác có hiệu quả các máy móc thiết bị trong các nhà máy chế tạo cơ khí, trong đó có các loại máy phay CNC, tiện CNC, máy cắt dây điều khiển tự động đang là vấn đề cấp bách, đòi hỏi cao về đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ

Trước tình trạng đó, hầu hết các trường đã đầu tư một số máy CNC để phục

vụ cho việc đào tạo chất lượng cao nhưng lại chưa có phương pháp giảng dạy thực nghiệm hiệu quả Chính vì thế cần phải có một nghiên cứu cụ thể và đầy đủ về lĩnh vực này, để giảng dạy cho học sinh-sinh viên hiểu rõ và áp dụng trong thực tế, đóng góp vào sự phát triển của ngành chế tạo máy

Xuất phát từ nhu cầu thực tế này mà đề tài:“Xây dựng bài thí nghiệm trên

máy phay CNC phục vụ công tác đào tạo tại trường Cao đẳng Công nghiệp Cẩm Phả” đã được chọn làm luận văn tốt nghiệp

2 Lịch sử nghiên cứu

Việc xây dựng hệ thống các bài thực hành, thí nghiệm gia công trên các máy cắt gọt CNC sát với thực tế, sát với điều kiện sản xuất công nghiệp và phù hợp với điều kiện giảng dạy trong nhà trường là một vấn đề rất quan trọng, để đảm bảo cho sinh viên sau khi tốt nghiệp ra trường có thể thích nghi và đảm nhiệm tốt công việc tại các nhà máy, xí nghiệp

Việt Nam có xu hướng sử dụng máy CNC ngày càng nhiều, do yêu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất, nên những đề tài nghiên cứu ứng dụng nhằm khai thác