Đề tài nghiên cứu khoa học: Biên soạn tài liệu tham khảo mastercam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:135

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Biên soạn tài liệu tham khảo mastercam" nhằm biên soạn tập tài liệu tham khảo lập trình và gia công CNC ứng dụng phần mềm CAM Mastercam 2020 của hãng CNC Software.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài nghiên cứu khoa học: Biên soạn tài liệu tham khảo mastercam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM MÃ SỐ: SV2020-39 SKC 0 0 7 3 6 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM SV2020 - 39 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN NGỌC TÂN TP Hồ Chí Minh, 10/2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM SV2020 - 39 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực hiện: NGUYỄN NGỌC TÂN Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16144CL5, Khoa Đào tạo Chất lượng cao Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4 Ngành học: Công nghệ Kỹ Thuật Cơ khí Người hướng dẫn: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG TP Hồ Chí Minh, 10/2020
MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................ i CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.....................................................................................1 1.1. Tổng quan về lãnh vực nghiên cứu ................................................................1 1.1.1. Ngoài nước ..............................................................................................1 1.1.2. Trong nước ..............................................................................................3 1.2. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................4 1.3. Mục đích của đề tài ........................................................................................5 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .........................................................................6 2.1. Lý thuyết về máy và các công cụ phay - tiện CNC .......................................6 2.1.1. Máy phay CNC .......................................................................................6 2.1.2. Máy tiện CNC .........................................................................................7 2.2. Một số khái niệm và thuật ngữ trong gia công phay - tiện CNC ...................9 2.2.1. Gia công phay CNC ................................................................................9 2.2.2. Gia công tiện CNC ................................................................................10 2.4. Công nghệ CAD/CAM-CNC .......................................................................12 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN ..................................................14 3.1. Phác thảo ý tưởng ........................................................................................14 3.2. Mối quan hệ thực nghiệm và phương pháp luận .........................................14 3.3. Các phương án biên soạn tài liệu và bài giảng ............................................17 CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN CƠ BẢN PHẦN MỀM MASTERCAM 2020 ........18 4.1. Giới thiệu .....................................................................................................18 4.2. Tổng quan về giao diện phần mềm ..............................................................18 4.3. Làm việc mới Managers (Bộ quản lý) .........................................................20 4.4. Tổng quan và khám phá Backstage (Hậu trường) .......................................21 4.5. Làm việc với các tập tin cấu hình ................................................................23 4.6. Tùy chỉnh Mastercam ..................................................................................23
4.7. Làm việc với các tập tin ...............................................................................24 4.8. Làm việc với cửa sổ đồ họa .........................................................................25 4.9. Hiển thị và xem chi tiết ................................................................................26 4.10. Làm việc với Levels (Phân cấp) ................................................................26 4.11. Hiểu về hướng nhìn và mặt phẳng .............................................................26 CHƯƠNG 5. KHỞI TẠO ĐƯỜNG CHẠY DAO PHAY CNC TRÊN MASTERCAM 2020 .....................................................................................................34 5.1. Các thiết lập tổng thể ...................................................................................34 5.2. Đường chạy dao 2D .....................................................................................35 5.2.1. 2D Contour ............................................................................................35 5.2.2. 2D Pocket ..............................................................................................35 5.2.3. Facing ....................................................................................................36 5.2.4. 2D High Speed Blend Mill ...................................................................36 5.2.5. 2D High Speed Peel Mill ......................................................................36 5.2.5. Circle Mill .............................................................................................36 5.3. Đường chạy dao 3D .....................................................................................37 5.3.1. Surface Rough Pocket ...........................................................................37 5.3.2. Area Roughing ......................................................................................37 5.3.3. Surface Contour ....................................................................................37 5.3.4. Surface Finish Scallop ..........................................................................37 5.3.5. Surface Parallel .....................................................................................38 5.4. Công nghệ chuyển động Dynamic ...............................................................38 5.4.1 Dường chạy dao 2D Dynamic ...............................................................38 5.4.2 Dynamic Opti-rough ..............................................................................39 5.5. Đường chạy dao đa trục - Blade Expert .......................................................40 Case Study #2. Khởi tạo đường chạy dao phay CNC .........................................44
Chương 6. KHỞI TẠO ĐƯỜNG CHẠY DAO TIỆN CNC TRÊN MASTERCAM 2020 ...............................................................................................................................61 6.2. Tiện mặt, tiện thô và tiện tinh mặt ngoài .....................................................61 6.2.1. Tiện mặt chi tiết ....................................................................................61 6.2.2. Tiện thô đường kính ngoài ....................................................................63 6.2.3. Tiện tinh ................................................................................................68 6.2.4. Backplot đường chạy dao .....................................................................70 6.3. Tiện rãnh và tiện ren ....................................................................................72 6.3.1. Tiện rãnh đường kính ngoài ..................................................................72 6.3.2. Tạo một đường chạy dao tiện ren .........................................................76 6.4. Tiện cắt đứt và lập trình khi đảo phôi ..........................................................79 6.4.1. Tiện cắt đứt chi tiết ...............................................................................80 6.4.2. Lập trình đảo phôi .................................................................................82 6.5. Khoan lỗ và tiện móc lỗ mặt trong ..............................................................85 6.5.1. Khoan lỗ đường kính trong ...................................................................85 6.5.2. Tiện thô và tinh đường kính trong ........................................................87 6.6. Xuất và hiệu chỉnh chương trình NC ...........................................................89 6.6.1. Đánh số lại các dao ...............................................................................89 6.6.2. Posting ...................................................................................................90 6.7. Công nghệ chuyển động Dynamic ...............................................................91 Case Study #3. Khởi tạo đường chạy dao tiện CNC ..........................................93 CHƯƠNG 7. GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHAY CNC 5 TRỤC KIỂU TABLE/TABLE .....................................................................................................................................110 7.1. Thông số máy .............................................................................................110 7.2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mach3Mill điều khiển máy .....................110 7.3. Thao tác vận hành máy và an toàn lao động ..............................................112 Case Study #4. Vận hành, điều khiển và gia công CNC phay trên máy ..........113
CHƯƠNG 8. GIỚI THIỆU VỀ MÁY TIỆN CNC ANTON 1987 - 2 TRỤC......116 8.1. Thông số máy .............................................................................................116 8.2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mach3Turn điều khiển máy ....................116 8.3. Thao tác vận hành máy và an toàn lao động ..............................................117 Case Study #5. Vận hành, điều khiển và gia công CNC tiện trên máy ............117 CHƯƠNG 9. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ............................................................123 9.1. Kết luận ......................................................................................................123 9.2. Kiến nghị ....................................................................................................124 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................125
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Ngọc Tân Mã số SV: 16144154 - Lớp: 16144CL5 Khoa: Đào tạo Chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ và tên MSSV Khoa 1 Lê Quốc Trí 15144250 Cơ khí Chế Tạo máy - Người hướng dẫn: Ths. Đặng Minh Phụng 2. Mục tiêu đề tài: Biên soạn tập tài liệu tham khảo lập trình và gia công CNC ứng dụng phần mềm CAM Mastercam 2020 của hãng CNC Software. Biên soạn tập bài giảng thực hành lập trình, vận hành và gia công CNC tương ứng với 02 máy: Máy tiện CNC Anton 1987 - 2 trục đã được cải tiến và Máy phay CNC 5 trục kiểu Table/Table tự thiết kế - chế tạo trong Xưởng CAD/CAM-CNC, Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy, Khoa Cơ khí Chế tạo máy. 3. Tính mới và sáng tạo: Sử dụng phương pháp nghiên cứu qua Case Study. 4. Kết quả nghiên cứu: Biên soạn được bộ tài liệu hoàn chỉnh. 5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài: Bộ tài liệu sẽ được hỗ trợ giảng dạy môn học CAD/CAM/CNC. Ngày 5 tháng 10 năm 2020 SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (kí, họ và tên)
Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi): ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Ngày 5 tháng 10 năm 2020 Người hướng dẫn (kí, họ và tên)
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về lãnh vực nghiên cứu 1.1.1. Ngoài nước Máy gia công CNC được ứng dụng rất nhiều trong các ngành sản xuất, chế tạo máy. Hơn nữa, vì khả năng có thể điều khiển đồng thời nhiều trục chuyển động linh hoạt của máy gia công CNC nên máy đã và đang được khám phá và phát triển cho rất nhiều ngành sản xuất khác như thiết bị công nghiệp nặng, khuôn mẫu, y sinh, dầu khí, dệt may… Dựa theo phân tích của Technavio, thị trường máy CNC toàn cầu được dự đoán sẽ tăng trưởng với tốc độ ổn định và đạt tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) gần 6.8% trong giai đoạn dự báo, đạt 100.9 tỷ USD đến năm 2025. Thị trường đang chứng kiến sự thay đổi lớn từ các máy truyền thống sang các trung tâm gia công CNC đa trục, kết hợp tất cả các chu trình như phay, khoan, khỏa mặt và tiện trong một máy duy nhất để tăng năng suất và giảm thời gian gia công. Các phương pháp gia công tiện ren ngoài, ren, ren trong, rãnh và móc lỗ là một số các chức năng khác mà có thể được thực hiện trên tích hợp trên cả máy phay để giảm việc gá đặt chi tiết nhiều lần. Với tính năng tích hợp các công cụ tiện, mà một lần nữa, sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi từ các máy truyền thống trong vài năm tới. Trong bối cảnh này, khả năng lập trình gia công CNC ứng dụng CAM trở nên hấp dẫn hơn bao giờ hết đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Với mục đích mở rộng cho nhiều doanh nghiệp hơn trong số đó tham gia vào thị trường đa trục, các hãng sản xuất và chế tạo máy công cụ lớn có thể kể đến như DMG Mori, Mazak, Hass Automation, Okuma… đều được phát triển và đưa ra thị trường các trung tâm gia công CNC đa trục, đi kèm với nó là các giải pháp và phần mềm CAD/CAM-CNC cho gia công đa trục như Mastercam, BobCAD-CAM, Hypermill, Powermill, Vericut… Có thể nói, các đề tài về máy gia công CNC, giải pháp gia công CNC, các yếu tố vật lý ảnh hướng đến gia công CNC được quan tâm và nghiên cứu rất nhiều trong ngành Kỹ thuật Cơ khí, có kể ra một số đề tài như sau: X. Li và Robert B. Jerard thực hiện, được đăng tải trong tạp chí Computer-Aided Design. Sản phẩm của đề tài là việc cho thấy được gia công 5 trục tối ưu hơn so với 3 trục truyền thống cũng như những vấn đề liên quan đến khời tạo đường chạy dao cho gia công 5 trục. Trang 1
Đề tài “Process planning system of 5-axis machining center considering constraint condition” (2016) do Isamu Nishida, Ryuta Sato và Keiichi Shirase thực hiện, được báo cáo trong hội thảo 2016 International Symposium on Flexible Automation (ISFA). Sản phẩm của đề tài là phương pháp lập kế hoạch quy trình cho các máy công cụ 5 trục thông qua tổng thể tích vật liệu bị cắt gọt chia cho tất cả các mặt phẳng gia công mà chi tiết sản phẩm được đề xuất. Đề tài “Structure design of 5-axis cutting system for machining of automobile’s light-weight material” (2018) do Chul-Woo Park, Hyun-Jin Choi và Jung-Hee Lim thực hiện, được báo cáo trong hội thảo Proceedings of the International Conference of Manufacturing Technology Engineers (ICMTE) 2018. Sản phẩm của đề tài là thiết kế kết cấu cho hệ thống cắt gọt 5 trục để gia công các vật liệu nhẹ trong ngành ô tô. Đề tài “Five-axis flank milling tool path generation with curvature continuity and smooth cutting force for pockets” (2019) do Changqing Liu, Yingquang Li, Xin Jiang, và Wenyao Shao thực hiện, được đăng tải trong tạp chí Chinese Journal of Aeronautics. Sản phẩm của đề tài là các phương án gia công 5 trục cho các góc quanh co và đường cong clothoid đảm bảo độ ổn định khi gia công đạt lực cắt mịn và sự cong liên tục đáp ứng ràng buộc của cả lực các và động học của máy công cụ. Tài liệu có liên quan [1] Susan X. Li, Robert B. Jerard (1994). “5-axis machining of sculptured surfaces with a flat-end cutter”. Computer-Aided Design. Volume 26, Issue 3, March 1994, Pages 165-178. [2] Isamu Nishida, Ryuta Sato, Keiichi Shirase (2016). “Process planning system of 5-axis machining center considering constraint condition”. 2016 International Symposium on Flexible Automation (ISFA). INSPEC Accession Number 16544284. [3] Chul-Woo Park, Hyun-Jin Choi và Jung-Hee Lim (2018). “Structure design of 5-axis cutting system for machining of automobile’s light-weight material”. Proceedings of the International Conference of Manufacturing Technology Engineers (ICMTE) 2018. 2018.10, 37-37 (1 page). [4] Changqing Liu, Yingquang Li, Xin Jiang, Wenyao Shao (2019). “Five-axis flank milling tool path generation with curvature continuity and smooth cutting force for pockets”. Chinese Journal of Aeronautics. Trang 2
1.1.2. Trong nước Quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trong nước ta cũng không thể không kể đến sự phát triển tất yếu của lãnh vực cơ khí chế tạo máy, mà nhiệm vụ đặt ra là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo những máy công cụ được điều khiển ngày càng linh hoạt và tối ưu, giúp tăng năng suất và cải thiện độ chính xác phục vụ cho quá trình sản xuất. Tuy nhiên, ngành cơ khí chế tạo máy trong đó có mảng chế tạo máy công cụ vốn có ở Việt Nam với các sản phẩm hầu hết lại là máy vạn năng phổ thông và có cấu trúc truyền thống. Sự đổi mới công nghệ không có nghĩa là đi mua công nghệ, điển hình như việc nhập khẩu máy công cụ CNC cũng gây bất cập trong một số trường hợp như: giá cao, bảo trì - bảo dưỡng phức tạp, không chủ động, khó phát huy kinh tế nội sinh, không nhập được các máy phục vụ quốc phòng… Vì những lý do đó, việc phải làm chủ công nghệ và nghiên cứu phát triển các đề tài về máy công cụ CNC là cấp thiết. Rất nhiều đề tài về CNC trong nước được công bố từ nhiều cấp độ, có thể điểm qua một số đề tài sau: Đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC 5 trục” (2008) do Vũ Hoài Ân thực hiện, được đăng tải trong Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật của Viện Máy và Dụng cụ Công nghiệp (IMI) 11-2018. Sản phẩm của đề tài là nghiên cứu thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh một thiết bị gia công dầm thép kết cấu trên cơ sở tích hợp công nghệ gia công dầm thép kết cấu với công nghệ điều khiển CNC 5 trục tọa độ. Đề tài “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong tạo hình bề mặt xoắn vít Arsimet trên máy CNC 5 trục” (2013) do Nguyễn Quốc Dũng và Bùi Lê Ngôn thực hiện, được đăng tải trong Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Số 17 (9-2013). Sản phẩm của đề tài là cho thấy sự ưu việt khi ứng dụng CAD/CAM và máy CNC 4-5 trục để gia công trục vít Arsimet so với phương pháp gia công cắt gọt truyền thống trên máy vạn năng. Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cao tốc trên máy 5 trục UCP600” (2015) do Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Huy Ninh, và Hoàng Tiến Dũng thực hiện, được đăng tải trong Tạp chí Khoa học và Công nghệ 53. Sản phẩm của đề tài là sự ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt Ra khi gia công thép làm khuôn SKD11 bằng dao phay mặt đầu cao tốc của hãng Sandvik. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế độ cắt đến năng suất và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5 trục” (2018) do Bùi Long Vịnh thực hiện, là Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội. Sản Trang 3
phẩm của đề tài là việc xác định các thông số công nghệ (góc nghiêng trục dao và chế độ cắt) tối ưu đối với dao phay cầu khi gia công tinh bề mặt khuôn nhắm nâng cao năng suất và chất lượng bề mặt khi gia công CNC 5 trục. Đề tài “Nghiên cứu thiết kế mô hình máy trung tâm phay CNC 5 trục” (2018) do Phạm Thị Thiều Thoa, Tô Văn Hùng, Bùi Xuân Chỉnh, Nguyễn Công Minh, Bùi Đình Vinh, và Nguyễn Việt Anh thực hiện, được đăng tải trong Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 47.2018. Sản phẩm của đề tài là mô hình máy phay CNC 5 trục điều khiển đồng thời (X, Y, Z, B, C) gia công được chi tiết có vật liệu bằng nhôm, gỗ với kích thước tối đa có thể gia công được là 150x150x100mm. Tài liệu có liên quan [1] Vũ Hoài Ân (2008). “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC 5 trục”. Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật của Viện Máy và Dụng cụ Công nghiệp (IMI). 11-2018, KC 03.02/06-10. [2] Nguyễn Quốc Dũng, Bùi Lê Ngôn (2013). “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong tạo hình bề mặt xoắn vít Arsimet trên máy CNC 5 trục”. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng. Số 17 (9-2013), trang 61-67. [3] Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Huy Ninh, Hoàng Tiến Dũng (2015). “Khảo sát ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cao tốc trên máy 5 trục UCP600”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ 53. [4] Bùi Long Vịnh (2018). “Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế độ cắt đến năng suất và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5 trục”. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội. [5] Phạm Thị Thiều Thoa, Tô Văn Hùng, Bùi Xuân Chỉnh, Nguyễn Công Minh, Bùi Đình Vinh, Nguyễn Việt Anh (2018). “Nghiên cứu thiết kế mô hình máy trung tâm phay CNC 5 trục”. Tạp chí Khoa học & Công nghệ. Số 47.2018. 1.2. Tính cấp thiết của đề tài Các sản phẩm dùng trong sản xuất công nghiệp và đời sống hàng ngày ngày càng phong phú và đa dạng, yêu cầu về vật liệu sử dụng, độ phức tạp cũng như độ chính xác của chi tiết ngày càng được nâng cao. Để đáp ứng được nhu cầu trên, đòi hỏi việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo ra các máy công cụ sử dụng linh hoạt nhiều chuyển động cơ học, điều khiển tự động thông qua máy tính và tích hợp nhiều phương pháp gia công. Trang 4
Các đề tài về máy công cụ cũng như những giải pháp công nghệ, các chế độ thông số trong quá trình cắt gọt vật liệu được công bố từ trước tới nay phần lớn chưa có sự liên kết để vấn đề về máy móc - công nghệ được hoàn thiện. Vì những lý do trên, nỗ lực để biên soạn tài liệu tham khảo và phần hướng dẫn về công nghệ CAD/CAM-CNC đặc biệt trong tiện, phay và phay đa trục để có thể đào tạo giảng dạy và thể hiện được khả năng công nghệ tối ưu của máy CNC tác giả đề xuất tiến hành thực hiện đề tài “BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM 2020”. 1.3. Mục đích của đề tài Biên soạn tập tài liệu tham khảo lập trình và gia công CNC ứng dụng phần mềm CAM Mastercam 2020 của hãng CNC Software. Biên soạn tập bài giảng thực hành lập trình, vận hành và gia công CNC tương ứng với 02 máy: Máy tiện CNC Anton 1987 - 2 trục đã được cải tiến và Máy phay CNC 5 trục kiểu Table/Table tự thiết kế - chế tạo trong Xưởng CAD/CAM-CNC, Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy, Khoa Cơ khí Chế tạo máy. Trang 5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Lý thuyết về máy và các công cụ phay - tiện CNC 2.1.1. Máy phay CNC a) Hệ tọa độ và các điểm chuẩn của máy phay CNC Máy phay CNC có 03 trục chuyển động tịnh tiến: • Trục Z: Trùng phương với trục chính • Trục X: Chuyển động dọc của bàn máy • Trục Y: Chuyển động ngang của bàn máy Hình 2.1. Hệ tọa độ máy phay CNC Hình 2.2. Các điểm chuẩn của máy phay CNC Ký hiệu Ý nghĩa M Chuẩn tham chiếu do nhà chế tạo máy thiết lập, không thay đổi được. Chuẩn zero Đây là điểm gốc để đo toàn bộ vị trí của máy. của máy R Vị trí trong vùng làm việc của máy được xác định chính xác bởi cử Chuẩn tham hành trình. Các vị trí tịnh tiến được khai báo để điều khiển và tiến đến chiếu điểm “R”. Được yêu cầu mỗi khi có lỗi về hệ thống. N Điểm gốc để đo dao. “N” nằm ở vị trí phù hợp trong hệ thống gắn dao Chuẩn gá dao và được thiết lập bởi nhà chế tạo máy. W Điểm gốc để xác định các kích thước của chương trình gia công ứng Chuẩn zero với chi tiết. Có thể thiết lập tự do bởi người vận hành sao cho phù hợp của phôi với chương trình. Bảng 2.1. Các điểm chuẩn của máy phay CNC b) Các loại kết cấu máy phay CNC Trang 6
(1) C-Frame (2) H-Frame (3) Router Hình 2.3. Các loại kết cấu máy phay CNC (1) C-Frame (2) H-Frame (3) Router Hình 2.4. Sơ đồ động của các kết cấu máy phay CNC Đặc điểm C-Frame H-Frame Router Phạm vi gia công tối đa    Đơn giản, dễ chế tạo    Kích thước &    trọng lượng phôi Độ cứng vững    Bảng 2.2. So sánh một số đặc điểm của các kết cấu máy phay CNC 2.1.2. Máy tiện CNC a) Hệ tọa độ và các điểm chuẩn của máy tiện CNC Máy phay CNC có 02 trục chuyển động tịnh tiến: • Trục Z: Trùng phương với trục chính • Trục X: Chuyển động ngang của bàn dao Trang 7
Hình 2.1. Hệ tọa độ máy tiện CNC Hình 2.2. Các điểm chuẩn của máy tiện CNC Các điểm chuẩn của máy tiện CNC tương tự máy phay CNC. b) Các loại kết cấu máy tiện CNC Dựa vào kết cấu của cụm dao, máy tiện CNC được phân làm 02 loại: • Bàn dao / Gang • Đầu dao / Turret (rơvonve) (1) Turret (2) Bàn dao Hình 2.5. Các loại kết cấu máy tiện CNC Đặc điểm Turret Bàn dao () Chậm hơn do phải về điểm an Tốc độ () Nhanh hơn do chỉ sử dụng toàn khi quay turret với từng vị trí thay dao chuyển động trượt tịnh tiến dao (index) () Yêu cầu nhiều cụm phức tạp Tính đơn () Chỉ cần các khối để lắp để thực hiện việc di chuyển chính giản hàng dao trên cụm trượt xác () Turret di chuyển dễ gây ra sai () Bàn dao chỉ di chuyển trên Tính chắc hỏng nếu va chạm, chi phí sửa cụm trượt ít va chạm hơn, chi phí chắn chữa cao sửa chữa thấp Trang 8
() Có thể dùng ụ động để tăng Tính linh độ cứng vững, độ bóng đối với () Không sử dụng được ụ động hoạt các chi tiết có chiều dài lớn. () Dễ lập trình hơn do các vị () Khó lập trình do mối quan hệ Lập trình trí dao có index rõ ràng giữa các dao trong hàng dao Số lượng () Nhiều hơn với cùng kích () Ít hơn với cùng kích thước dao thước Khả năng () Nhiều chu trình hơn, có thể () Ít chu trình hơn, khó sử dụng công nghệ sử dụng đa trục đa trục Tính kết () Có thể kết hợp nhiều turret () Hạn chế hơn do kích cỡ bàn hợp đồng loạt dao Bảng 2.3. So sánh một số đặc điểm của các kết cấu máy tiện CNC 2.2. Một số khái niệm và thuật ngữ trong gia công phay - tiện CNC 2.2.1. Gia công phay CNC a) Tốc độ cắt πDn vC = (m/ph) 1000 Trong đó: D – Đường kính dao cắt (mm); n – Tốc độ quay trục chính (v/ph) Tốc độ cắt là tốc độ bề mặt, ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt của chi tiết. (1) Tốc độ cắt (2) Lượng chạy dao (3) Chiều sâu cắt Hình 2.6. Gia công phay CNC #1 b) Lượng chạy dao vf = fz zn (mm/ph) Trong đó: fz – Lượng chạy dao răng (mm/r); z: Số răng cắt của dao c) Chiều sâu cắt • Chiều sâu cắt hướng kính: ae (mm) • Chiều sâu cắt hướng trục: ap (mm) Trang 9
d) Vật liệu dao - Vật liệu phôi Hình 2.7. Vật liệu dao - Vật liệu phôi e) Công suất Công suất hiệu dụng: ae ap vf k c PC = (kW) 60. 106 Trong đó: k c – Lực cắt riêng (N/mm2) Mômen cắt: PC MC = 9,55. 103 . (Nm) n (1) Công suất (2) Lực cắt riêng Hình 2.8. Gia công phay CNC #2 2.2.2. Gia công tiện CNC a) Tốc độ cắt πDm n vC = (m/ph) 1000 Trong đó: Dm – Đường kính đã gia công (mm); n – Tốc độ quay trục chính (v/ph) b) Lượng chạy dao - Chiều sâu cắt • Lượng chạy dao vòng: fn (mm/v) • Chiều sâu cắt: ap (mm) Trang 10
(1) Tốc độ cắt (2) Lượng chạy dao - Chiều sâu cắt Hình 2.9. Gia công tiện CNC #1 c) Góc dao • Góc vào dao: KAPR Góc nghiêng dao: PSIR • Góc nâng: λ Góc trước chính (thoát phoi): γ d) Công suất Công suất hiệu dụng: vC ap fn k c PC = (kW) 60. 103 (1) Góc dao (2) Công suất Hình 2.10. Gia công tiện CNC #2 2.3. Hệ thống máy-dao-đồ gá-chi tiết phay - tiện CNC Trang 11