Đề tài Nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược khi sử dụng trung tâm gia công VMC-85S

Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 1(49)/năm 2009 Kĩ thuật – Công nghệ 1 NGHIÊN CỨU ĐỘ CHÍNH XÁC TÁI TẠO NGƯỢC KHI SỬ DỤNG TRUNG TÂM GIA CÔNG VMC-85S Nguyễn Đăng Hòe - Trương Thị Thu Hương - Nguyễn Tuấn Hưng (Trường ĐH Kĩ thuật công nghiệp – ĐH Thái Nguyên) 1. Đặt vấn đề Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, các sản phẩm cơ khí ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm, độ chính xác gia công, mức độ tự động hóa, đặc biệt là sự phong phú về kiểu dáng, mẫu mã sản phẩm. Theo số liệu điều tra của Sở Công nghiệp Hà Nội, Công ty Song Long hàng năm cần trên 400 loại khuôn mẫu; Công ty Kim khí Thăng Long trong giai đoạn 2006 - 2010 cần tới 6500 bộ khuôn dập; Công ty Điện cơ Thống Nhất cần 100 bộ khuôn đúc áp lực, 300 bộ khuôn nhựa, 350 bộ khuôn dập; Công ty Xích líp Đông Anh cần tới 3000 bộ khuôn dập… Như vậy, nhu cầu của thị trường về khuôn mẫu ngày càng tăng. Ngoài ra, đa số các sản phẩm khuôn mẫu đều có yêu cầu cao về mặt công nghệ, kĩ thuật và khả năng tái tạo ngược sản phẩm để sản xuất các linh kiện có độ chính xác cao, trong khi năng lực sản xuất hiện tại của các doanh nghiệp trong nước mới chỉ đáp ứng được một phần nhỏ nhu cầu khuôn mẫu của thị trường. Với những lí do trên, việc nghiên cứu đánh giá độ chính xác tái tạo ngược nhằm phục vụ thiết kế các bộ khuôn mẫu có độ chính xác cao là rất quan trọng. Bài báo này gồm hai phần chính: Phần 1 nêu ứng dụng máy đo 3 chiều CMM - C544, các phần mềm CAD/CAM và trung tâm gia công VMC-85S vào kĩ thuật tái tạo ngược chi tiết càng để chân xe máy Future Neo của hãng Honda; Phần 2 phân tích và đánh giá độ chính xác tái tạo ngược nhằm dự báo sai số trong kĩ thuật ngược trên máy đo 3 chiều CMM - C544. Hình 1. Sản phẩm tái tạo ngược 2. Kĩ thuật tái tạo ngược chi tiết càng để chân xe máy Future Neo của hãng Honda 2.1. Đặc tính kĩ thuật cơ bản của sản phẩm - Kích thước bao: X: 369.350; Y: 196.071; Z: 71.519. - Vật liệu: Nhôm hợp kim. - Phương pháp chế tạo: Đúc áp lực trên máy ≥ 250 tấn. 2.2. Xây dựng mô hình bề mặt sản phẳng bằng máy đo tọa độ CMM - C544 Sử dụng máy đo tọa độ CMM C544 để quét bề mặt chi tiết. Toàn bộ phần bề mặt quét được hiển thị ở dạng đám mây điểm. * Xây dựng lưới tam giác từ đám mây điểm Nối các điểm cạnh nhau để tạo thành các hình tam giác. Mật độ đám mây điểm được lựa chọn phụ thuộc mức độ chính xác của sản phẩm (Hình 2). Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 1(49)/năm 2009 Kĩ thuật – Công nghệ 2 Hình 2. Xây dựng lưới tam giác * Đơn giản hóa lưới tam giác Lưới tam giác được đơn giản hóa bằng cách giảm số lượng tam giác không cần thiết và tối ưu hóa vị trí các đỉnh. Sau đó, nối các cạnh của mỗi tam giác trong lưới sao cho các điểm hình học không thay đổi. * Chia nhỏ lưới Chia nhỏ lưới đã được đơn giản hóa để tạo bề mặt trơn theo ý muốn. Để tăng độ chính xác thì chia các ô lưới càng vuông càng tốt. Sau đó chuyển thành file CAD với các định dạng hoặc IGES, hoặc DXF, STL… 2.3. Các mô hình hình học Sau khi chuyển thành các file định dạng thích hợp chúng ta sẽ có mô hình CAD từ dữ liệu quét, ở một trong những dạng sau: - Mô hình hình học; - Mô hình lưới (Hình 4); - Mô hình bề mặt (Hình 5); Hình 3. Mô hình Lưới Hình 4. Mô hình bề mặt 2.4. Chỉnh sửa dữ liệu quét hình Dữ liệu quét thường không hoàn hảo, vì vậy, cần chỉnh sửa dữ liệu quét được nhờ các phần mềm chuyên dụng (Geomagic, Rapidform, Catia, Pro/ Engineer, Solidedge, Inventor). 2.5. Gia công sản phẩm bằng máy VMC 85S - Tạo bề mặt gia công từ bề mặt của sản phẩm; - Lập trình và mô phỏng quá trình gia công; - Truyền chương trình sang máy gia công VMC 85S qua cổng RS232 bằng phần mềm DNC. Hình 5. Sản phẩm gia công 3. Phân tích và đánh giá độ chính xác tái tạo ngược 3.1. Phân tích sai số