Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu đo lường biên dạng chi tiết tròn xoay bằng phương pháp quét laser

Mục tiêu của luận án "Nghiên cứu đo lường biên dạng chi tiết tròn xoay bằng phương pháp quét laser" nghiên cứu phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụng cảm biến đo Laser Scan Micrometer: Cơ sở lý thuyết về phương pháp đo, các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác đo và đề xuất các giải pháp nâng cao độ chính xác của phương pháp xây dựng. Thiết kế, chế tạo mô hình thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụng quét laser.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí: Nghiên cứu đo lường biên dạng chi tiết tròn xoay bằng phương pháp quét laser MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Trong các chi tiết máy chi tiết dạng tròn xoay là chi tiết chiếm đasố. Chúng là thành phần quan trọng của các bộ phận như ổ lăn, trụcchính máy công cụ, piston động cơ, … Bên cạnh yêu cầu kỹ thuật vềdung sai kích thước, vị trí tương quan thì yêu cầu về độ chính xáchình dáng của chi tiết cũng rất quan trọng (cỡ từ 0,1 µm đến vài chụcµm). Các sai số hình dáng chi tiết tròn xoay bao gồm độ tròn, độ trụ,độ thẳng, độ côn. Các sai số này ảnh hưởng trực tiếp đến chức nănglàm việc của chi tiết máy và bộ phận máy. Sai lệch biên dạng lớn làmcho thiết bị hoạt động kém hiệu quả, ví dụ: trục chính của các máycông cụ như máy tiện, máy phay có tiết diện mặt cắt ngang khôngtròn, quá trình làm việc trục quay gây ra đảo, độ đảo này in dập trêncác bề mặt gia công dẫn đến sai số hình dáng của chi tiết. Tương tựcác bộ đôi piston xilanh có bề mặt không trụ, khe hở làm việc khôngđồng đều trên cùng một tiết diện, làm giảm hiệu suất của máy. Đốivới các bộ truyền động sai lệch biên dạng của bề mặt ổ lăn, ổ trượtvà các chi tiết tham gia lắp ghép có tác động tới đặc tính lắp ghép,ảnh hưởng độ chính xác truyền động. Đặc biệt với chi tiết đạn sailệch biên dạng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chuyển động củađạn trong buồng đạn và quỹ đạo chuyển động đầu đạn khi bắn đếnmục tiêu. Các thiết bị đo quét biên dạng cung cấp dữ liệu bề mặt chi tiếtdưới dạng đám mây điểm. Từ đám mây điểm thu được có thể tái tạolại biên dạng và tính toán các sai lệch biên dạng. Hiện nay, có hainhóm phương pháp chính đo biên dạng 3D của vật thể là: đo tiếp xúcvà không tiếp xúc. Phương pháp đo tiếp xúc sử dụng các đầu dò tiếpxúc với bề mặt chi tiết cần đo như các máy đo CMM, tay máy đo, ....Đặc điểm chính của phương pháp đo tiếp xúc là phương pháp đotừng điểm, mỗi điểm được xác định khi đầu dò tiếp xúc cơ học vớibề mặt cần đo đồng thời đánh dấu các tọa độ điểm đo trên hệ tọa độmáy với thời gian xác định mỗi điểm đo lên đến phần mười giây dođó phương pháp này có độ chính xác cao nhưng để đo được toàn bộbiên dạng một chi tiết thường mất khá nhiều thời gian và rất khó đotrực tiếp trên dây chuyền sản xuất. 1 Phương pháp đo không tiếp xúc sử dụng tia X, sóng siêu âm vàcác phương pháp sử dụng nguyên lý quang học để thu thập dữ liệuđiểm đo được phân loại thành 2 dạng phương pháp chính là: quét chủđộng và quét bị động. Phương pháp đo không tiếp xúc chủ độngchiếu các mẫu ánh sáng vào bề mặt chi tiết đo dựa vào sự tán xạ,phản xạ của bề mặt chi tiết để xác định điểm đo; có các nguyên lýnhư: thời gian truyền sóng, nguyên lý tam giác lượng (đo bằng laser,ánh sáng cấu trúc). Phương pháp đo không tiếp xúc bị động sử dụngcác hình ảnh của vật cần đo để xác định tọa độ điểm đo gồm: phươngpháp ảnh lập thể, phương pháp quang trắc, phương pháp dựa vàobóng của vật. Phương pháp đo chủ động có độ chính xác cao hơnsong phương pháp đo bị động thường có tốc độ đo nhanh hơn.Phương pháp đo không tiếp xúc có thể đo được bề mặt các chi tiết cókích thước rất lớn hoặc rất nhỏ, biên dạng phức tạp và có thể đo trựctiếp trên dây chuyền sản xuất. Trong đó, phương pháp đo chủ độngsử dụng ánh sáng cấu trúc cho tốc độ đo nhanh nhưng để đạt độchính xác cỡ micromet đang là một trở ngại. Với phương pháp đochủ động sử dụng quét laser tuy tốc độ đo không nhanh bằng sử dụngánh sáng cấu trúc nhưng độ chính xác cao hơn có thể đạt đếnmicromet nên được tập trung nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnhvực đo độ chính xác cao. Tuy nhiên, thiết bị đo dạng này hiện naychủ yếu là ứng dựng đo 2D chi tiết tròn xoay. Do đó, để đo lường,kiểm soát biên dạng 3D toàn bộ chi tiết tròn xoay tác giả lựa chọn đềtài Nghiên cứu đo lường biên dạng chi tiết tròn xoay bằngphương pháp quét laser. 2. Mục đích, đối tượng, phương pháp và phạm vi nghiên cứu - Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu phương pháp đo biên dạng chi tiết tròn xoay sử dụngcảm biến đo Laser Scan Micrometer: Cơ sở lý thuyết về phươngpháp đo, các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác đo và đề xuất cácgiải pháp nâng cao độ chính xác của phương pháp xây dựng. Thiết kế, chế tạo mô hình thiết bị đo biên dạng chi tiết tròn xoaysử dụng quét laser. - Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của luận án là đo biên dạng các chi tiếttròn xoay có độ chính xác bề mặt cao, đặc biệt là các chi tiết đạn.Cảm biến Laser Scan Micrometer sử dụng có đầu ra là dạng xung đo. 2 - Phương pháp nghiên cứu: Luận án đã sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợpvới thí nghiệm, sử dụng các công cụ toán học kết hợp tin học xử lýkết quả thí nghiệm. Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, thực hiện tham khảo tổng hợpcác tài liệ ...