Giáo trình Tiện, phay CNC cơ bản (Nghề: Cắt gọt kim loại) - CĐ Nghề Việt Đức, Hà Tĩnh

Chia sẻ: Ermintrudetran Ermintrudetran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Tiện, phay CNC cơ bản gồm có 21 bài với các nội dung chính được trình bày như sau: Khái quát chung về kỹ thuật CNC; các hệ thống điều khiển và dạng điều khiển của máy CNC; cấu tạo chung của máy tiện CNC và công tác bảo quản bảo dưỡng máy; đặc điểm đặc trưng của máy tiện CNC; trang bị đồ gá trên máy tiện CNC; ngôn ngữ lập trình và hình thức tổ chức lập trình;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Tiện, phay CNC cơ bản (Nghề: Cắt gọt kim loại) - CĐ Nghề Việt Đức, Hà Tĩnh

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ TĨNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT - ĐỨC HÀ TĨNH GIÁO TRÌNH Mô đun:Tiện, phay CNC cơ bản Nghề: Cắt gọt kim loại Trình độ: Cao đẳng Tài liệu lưu hành nội bộ Nhóm biên soạn
Năm 2017
MỤC LỤC Bài 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC........................................ 4 Bài 2. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỄN VÀ DẠNG ĐIỀU KHIỄN CỦA MÁY CNC ................................................................................................................. 11 Bài 3. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY TIỆN CNC VÀ CÔNG TÁC BẢO QUẢN BẢO DƯỠNG MÁY ........................................................................... 15 Bài 4.ĐẶC ĐIỂM ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY TIỆN CNC ............................... 26 Bài 5. TRANG BỊ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY TIỆN CNC ....................................... 31 Bài 6. NGÔN NGỬ LẬP TRÌNH VÀ HÌNH THỨC TỔ CHỨC LẬP TRÌNH 41 Bài 7: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MÁY TIỆN CNC .................... 49 Bài 8: CÁC TỪ LỆNH ĐIỀU KHIỄN DỊCH CHUYỂN CƠ BẢN .................. 52 Bài 9: CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH ......................................................... 57 Bài 10: LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY TIỆN CNC............................. 59 Bài 11. CHU TRÌNH CẮT REN TRÊN MÁY TIỆN CNC .............................. 65 Bài 12. KIỂM TRA SỮA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH .............. 71 Bài 13. VẬN HÀNH MÁY TIỆN CNC ........................................................... 76 Bài 14: CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY PHAY CNC ..................................... 92 Bài 15: ĐẶC ĐIỂM, ĐẶC TRƯNG CỦA MÁY PHAY CNC ....................... 103 BÀI 16: TRANG BỊ ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC ................................ 112 Bài 17: CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG..................................... 124 Bài 18: CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH ..................................................... 129 Bài 19: LẬP TRÌNH GIA CÔNG BIÊN DẠNG ............................................ 140 Bài 20: KIỂM TRA SỬA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRÌNH ............. 147 Bài 21: VẬN HÀNH MÁY PHAY CNC ....................................................... 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 162
Bài 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KỸ THUẬT CNC 1. Quá trình phát triển của kỹ thuật CNC ( COMPUTER – NUMERICAL – CON TROL) Điều khiển số(Numerical Control) ra đời với mục đích điều khiển các quá trình công nghệ gia công cắt gọt trên các máy công cụ. Về thực chât, đây là một quá trình tự đông điều khiển các hoạt đông của máy (như các máy cắt kim loại, robot, băng tải vận chuyển phôi liệu hoặc chi tiết gia công, các kho quản lý phôi .) trên cơ sở các dữ liệu được cung cấp là dở dang mã số nhị nguyên bao gồm các chữ số, số thập phân, các chữ cái và một số ký tự đặc biệt tạo nên một chương trình làm việc của thiết bị hay hệ thông. Trước đây, cung đã có các quá trình gia công căt gọt được điều khiển theo chương trình băng các kỹ thuật chép hình theo mâu, chép hình băng hệ thông thủy lưc, cam hoặc điều khiển băng mach logic... Ngày nay, với việc ưng dung các thanh quả tiến bộ của Khoa học - Công nghệ, nhất là trong lĩnh vực điều khiển số và tin học đã cho phép các nhà Chế tạo máy nghiên cứu đưa vào máy công cụ các hệ thông điều khiển cho phép thực hiện các quá trình gia công một cach linh hoạt hơn, thích ưng với nền sản xuất hiện đại và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Về mặt khoa hoc: Trong nhưng điều kiện hiện nay, nhờ nhưng tiến bộ kỹ thuật đã cho phép chúng ta giải quyết các bài toán phức tạp hơn với độ chính xác cao hơn mà trước đây hoặc chưa đủ điều kiện hoặc quá phức tạp khiến ta phải bỏ qua một số yếu tố và dẫn đến một kết quả gần đung. Chính vì vậy đã cho phép các nhà Chế tạo máy thiết kế và chế tạo các máy với các cơ cấu có hiệu suất cao, độ chính xác truyền đông cao cung như nhưng khả năng chuyển đông tạo hình phức tạp , chính xác hơn. Lịch sử phát triển của NC bắt nguồn từ các mục đích về quân sự và hang không vũ trụ khi mà yêu cầu các chỉ tiêu về chất lương của các máy bay, tên lưa, xe tăng...là cao nhất (có độ chính xác và độ tin cậy cao nhât, có độ bền và tính hiệu quả khi sử dung cao...). Ngày nay, lịch sử phát triển NC đã trải qua các quá trình phát triển không ngưng cung với sự phát triển trong lĩnh vực vi xử lý từ 4 bit, 8 bit... cho đến nay đã đạt đến 32 bit và cho phép thế hệ sau cao hơn thế hệ trước và manh hơn về khả năng lưu trữ và xử lý. Từ các máy CNC riêng lẽ(CNC Machines - Tools) cho đến sự phát triển cao hơn là các trung tâm gia công CNC (CNC Engineering - Centre) có các ổ chứa dao lên tới hang trăm và có thể thực hiện nhiều nguyên công đông thời hoặc tuần tự trên cung một vị trí gá đăt. Cung với sự phát triển của công nghệ truyền số liêu, các mang cục bộ và liên thông phát triển rất nhanh đã tạo điều kiện cho các nhà công nghiệp ưng dung để kết nối sự hoạt đông của nhiều máy CNC dưới sự quản lý của một máy tính trung tâm DNC (Directe Numerical Control) với mục đích khai thác một cach có hiệu quả nhất như bố trí và sắp xếp các công việc trên tưng may, tổ chức sản xuất và quản lý chất lương sản phâm...
1808: Joseph M. Jacquard đã dùng bìa tôn có đục lỗ để điều khiển các máy dệt 1938: Claude E. Shannon (MIT) tính toán và chuyển giao nhanh dữ liệu ở dạng nhị phân có vận dụng lý thuyết đại số và xác nhận công tắc điện tử - nền tảng cơ sở của máy tính ngày nay. 1952: Viện MIT cho ra đời máy công cụ điều khiển số đầu tiên (CINCINNATI HYDROTEL) gồm nhiều đèn điện tử với chức năng nội suy đường thẳng đồng thời theo 3 trục và nhận dữ liệu thông qua băng đục lỗ mã nhị phân. 1958: Ngôn ngữ lập trình biểu tượng hoá đầu tiên (APT) được giới thiệu trong quan hệ liên kết với máy tính IBM 704. 1959: Triển lãm máy công cụ tại Paris, trình bày những máy NC đầu tiên của Châu Âu 1960: Các hệ điều khiển NC trong kỹ thuật đèn bán dẫn đã thay thế các hệ thống điều khiển cũ dùng đèn điện tử 1965: Giải pháp thay dụng cụ tự động đã nâng cao trình độ tự động hoá khâu gia công 1969: Những giải pháp đầu tiên về điều khiển liên kết chung từ một máy tính trung tâm DNC 1970: Giải pháp thay/bệ gá phôi tự động 1972: Những hệ điều khiển NC đầu tiên có lắp đặt máy tính nhỏ - hệ điều khiển số dùng máy tính nhỏ CNC 1976:Hệ vi xử lý tạo ra một cuộc cách mạng trong kỹ thuật CNC 1978: Các hệ thống gia công linh hoạt (FMS) được tạo lập 1979: Những khớp nối liên hoàn CAD/CAM đầu tiên xuất hiện 1986/1987: Giải pháp tích hợp và tự động hoá sản xuất (CIM) 1993: Sự xuất hiện của các trung tâm gia công (MC) 1994: Khép kín chuỗi quá trình CAD/CAM-CNC 2. Các loại máy gia công sử dụng kỹ thuật NC và CNC 2.1. Máy tiện CNC Tuỳ theo kết cấu có thể phân chia: Kết cấu nằm ngang hoặc thẳng đứng Bàn/ bệ máy thẳng hoặc nghiêng hoặc quay Với một, hai hoặc nhiều trục chính Có hoặc không các trục phụ để mở rộng khả năng gia công
Hình 1.1. Máy tiện Tuỳ theo mức độ tự động hoá có thể có: Ổ tích phôi có chức năng thay đổi phôi tự động Ổ tích dao có chức năng thay đổi dụng cụ Giám sát dụng cụ tự động Một số chức năng chính: Hiệu chỉnh đồng thời nhiều thông số của dụng cụ (chiều dài, bán kính dao) Giám sát các lưỡi cắt của dụng cụ và kiểm tra hiện tượng vỡ dao Giám sát tuổi bền dụng cụ và truy cập tự đông dụng cụ tương đương để thay thế dụng cụ đã hết tuổi bền 2.2.Máy phay CNC Đặc điểm chung của một trung tâm gia công phay/khoan: Ba trục NC thẳng và một bàn trong quay được để gia công 4 mặt trên phôi có hình khối vuông trong 1 lần gá. Khi sử dụng một đầu lắp dụng cụ có thể nghiền theo phương ngang hoặc đứng có thể gia công cả trục thứ 5 Có thể thực hiện mọi công việc (phay, khoan, tiện, cán phẳng, cắt ren) với kết cấu mở rộng phù hợp có thể phay biên dạng, khoan nghiêng hoặc tiện ren. Tốc độ quay và tốc độ tiến dao phải được lập trình cho từng dụng cụ Các dụng cụ được đưa vào ổ tích dao nối ghép với máy gia công, được truy cập theo chương trình và thay đổi vào trục chính của máy. Có thêm các thiết bị thay đổi phôi để giảm thời gian dứng máy do phải thay đổi phôi gia công. Việc gá kẹp vá tháo dỡ phôi được thực hiện trong thời gian cắt vật liệu và ở bên ngoài phạm vi gia công của máy Những trung tâm gia công phức tạp hơn còn có thêm bàn tròn thứ hai quay được, có thêm đồ gá nghiêng dùng cho phôi hoặc môt đầu dao phụ ngang hoặc đứng có thể điểu chỉnh theo góc bất kỳ.
Hình 1.2. Máy phay Phân loại trung tâm gia công Theo vị trí của trục chính máy: trung tâm gia công ngang, trung tâm gia công đứng Trung tâm gia công có bàn toạ độ nghĩa là chuyển động X/Y của phôi và chuyển động Z của dụng cụ Trung tâm gia công có trụ đứng dịch chuyển: dụng cụ thực hiện chuyển động X, Y và Z còn phôi tùy theo yêu cầu có chuyển động nghiêng hoặc quay theo 1 hoặc 2 trục Đặc điểm chung của một trung tâm gia công tiện, phay: Ngoài các chuyển động quay cần thiết của phôi, dao cụ còn có thêm các chuyển động chạy dao khác thíchhợp cho việc phay/khoan các biên dạng phức tạp trên chi tiết tiện Có thể tiến hành tiện và phay/khoan trên phôi mà không phải gá đặt phôi nhiều lần 2.3. Máy mài CNC Khả năng của máy mài CNC Độ chính xác yêu cầu cao hơn nhiều đối với độ phân giải khi đo và lập trình là 0.1μm Phạm vi lượng tiến dao rông từ 0.02 mm/phút …60 m/phút Sửa đá mài điều khiển số với dụng cụ kim cương Hiệu chỉnh (bù) tốc độ quay của trục mài và chuyển động ăn vào của đá mài sau khi sửa đá Tốc độ tiến dao theo quỹ đạo với sai số về gốc 0 để tránh sai số biến dạng khi sử a đá profin cũng như khi mài lắc lư Lập trình và hiệu chỉnh quá trình mài đơn giản tại mọi thời điểm Lập trình biên dạng tại máy mài có thể nạp hoặc là hình dạng đá mài hoặc hình dạng chi tiết mài với trợ giúp đồ hoạ nhờ hệ CNC
Hình 1.3. Máy mài Phân loại máy mài Máy mài phẳng (thường có 3 trục NC, có khi có thêm 2 đến 3 trục NC khác dùng cho các chuyển động tách biệt ở đó chi tiết mài không phải luôn là phẳng, mà có thể lồi hoặc lõm theo phương X hoặc Y) Máy mài tròn (thường có 2 trục NC, có khi là 2x2 trục NC cho dạng mài đặc biệt) Máy mài dụng cụ (có ít nhất 5 trục NC với phép nội suy đồng thời) Máy mài định hình Máy mài profin Máy mài biên dạng 2.4. Máy cắt laser CNC Khả năng gia công trên máy cắt laser Cắt băng laser là một dạng cắt đốt cháy tinh bằng cách dùng một tia ánh sáng không nhìn thấy làm cho vật liệu gia công nóng chảy và tận dụng phản ứng toả nhiệt với khí oxy để cắt tâm tôn có chiều dày tới 6mm Ưu thế so với phương pháp cắt đốt khác cắt bằng Vết cắt rất hẹp, khoảng chừng 0.2-0.4mm Vùng tác động nhiệt rất bé khoảng 0.1mm Vết cắt sắc cạnh (không bị vê tròn, không có bavia) Các cạnh của vết cắt song song với nhau Độ nhám bề mặt của vết cắt thấp
Tốc độ cắt và năng suất cắt cao Ứng dụng thuận tiện cho các tấm tôn mỏng Ưu thế so với phương pháp đột dập cơ khí thông thường Không cần dụng cụ, nên ko có hiện tượng mòn dụng cụ Không cần lực tác động Tạo được các khe, rãnh thủng hẹp mảnh Tốc độ cắt cao Ít tiếng ồn Độ nhám vết cắt thấp Đặc điểm chung Chuyển động của phôi thực hiện trong một mặt phẳng do đó cần 2 trục NC. Khi gia công theo biên dạng cần có phép nội suy thẳng hoặc theo biên dạng Tốc độ cắt được giám sát tốt kể cả khi cắt đường cong có kích thước bé 3. Tình hình trang bị ứng dụng kỹ thuật CNC ở nước ta hiện nay Nhu cầu đổi mới ngành cắt gọt kim lọai của nước ta trong giai đoạn hiện đại hóa ngành chế tạo máy là rất lớn. Hiện nay cùng với máy công cụ truyền thống, việc sử dụng máy công cụ CNC và đào tạo đội ngũ công nhân vận hành máy CNC là những vấn đề bức xúc trong ngành chế tạo máy công cụ. Trong thời gian gần đây, nhiều hãng ở châu Âu, Châu Á, Châu Mỹ đã nhìn thấy trước nhu cầu này và đưa vào thị trường Việt Nam các máy CNC có chất lượng, khả năng tích hợp lớn được nhiều khách hàng dủe dụng trong việc hiện đại hóa máy móc thiết bị. Các máy CNC có mặt ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng; từ các bộ CNC dạng máy tính công nghiệp mà các hãng nổi tiếng như Siemens, Heidenmain (Đức), Fanuc (Nhật), Rockwell (Mỹ), Num (Pháp), Philip (Hà Lan) ... đếnh những bộ CNC phát triển từ máy PC như Anilam (Mỹ), Zimapc (Israen)... Các hệ điều khiển CNC ngoại nhập có giá thành cao từ các nước Âu Mỹ, đến các hệ điều khiển được nội địa hóa. Máy CNC sử dụng ở Việt Nam được chia làm 3 phân khúc - Những máy nhập khẩu mới hoàn toàn từ các nước Âu, Mỹ, Nhật... là những máy móc thiết bị có độ chính xác gia công cao, các thiết bị lập trình đa dạng, công năng hoạt động tốt chế độ bảo hành tốt nhưng giá thành cao - Những máy đã qua sử dụng (Second hand) là những máy cũ do các nước không còn sử dụng nữa nhưng tính năng sử dụng còn tốt, độ chính xác tương đối, đảm bảo được yêu cầu công nghệ với giá thành máy rẻ phù hợp với điều kiện tài chính hàn hẹp - Những máy do Việt Nam chế tạo hoặc cải tiến từ những máy móc thông thường: phù hợp với điều kiện kỹ thuât hiện có Hiện nay Việt Nam sử dụng nhiều thiết bị CNC của các nước khác nhau như Đức, Nhật, Đài Loan, Trung Quốc với trang thiết bị cung cấp với số lượng nhiều cả về chủng loại và chất lượng. Một số công ty xác định mũi nhọn là phát triển cơ khí gia công chính xác chất lượng cao tiến tới thay thế hàng ngọai nhập. Xu hướng lựa chọn máy CNC để chuyên môn hóa quá trình gia công nhằm nâng cao năng suât lao động, chất lượng sản phẩm và hiệu quả của vốn đầu tư với nhiều phương pháp khác nhau
Bài 2. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỄN VÀ DẠNG ĐIỀU KHIỄN CỦA MÁY CNC 1. Điều khiển điểm - điểm Với các loại máy này, trong quá trình gia công, người ta cho định vị nhanh dụng cụ đến tọa độ yêu cầu và trong quá trình dịch chuyển nhanh dụng cu, máy không thực hiện việc cắt gọt. Chỉ đến khi đạt được tọa độ theo yêu cầu nó mới thực hiện các chuyển động cắt gọt, ví dụ như khoan lỗ, khóet, doa hoặc có thể làm những công việc khác ví dụ như ở trên các máy hàn điểm thì nó thực hiện quá trình hàn và trên các máy đột, dập thì nó thực hiện viêc đột, dập lỗ... Ví dụ: Hình 2.1. Điều khiển điểm - điểm Khi gia công 2 lỗ A và B có tọa độ xA,yA và xB, yB trong hệ tọa độ xoy. Chúng ta có thể điều khiển theo các cách sau đây: Trước hết, điều khiển dụng cụ dịch chuyển nhanh đến điểm A (xA, yA). Sau đó thực hiện việc gia công lỗ A. Tiếp theo, sau khi đã dịch chuyển dụng cụ thoát khỏi lỗ đã gía công (đảm bảo rằng việc dịch chuyển dụng cụ thực hiện được an toàn) sẽ tiếp tục dịch chuyển nhanh dụng cụ đến điểm B (xB, yB) để gia công lỗ B. Quá trình dịch chuyển dụng cụ đến vị trí B có thể thực hiện bằng 2 cách được biểu diễn như trên hình vẽ Quỹ đạo dịch chuyển theo AA’CB song song với các trục tọa độ ox và oy. Quỹ đạo dịch chuyển theo đường thẳng tối ưu: ACB 2. Điều khiển đoạn thẳng Ngoài chức năng dịch chuyển nhanh theo các trục tọa độ như ở điều khiển điểm, còn có thể thực hiện việc gia công trong quá trình dịch chuyển theo các trục này. Điều đó có nghĩa là dụng cụ sẽ thực hiện các chuyển động cắt gọt trong quá trình dịch chuyển song song theo các trục tọa độ. Ví dụ khi phay các bề mặt song song với các trục toạ độ hoặc khi tiện các chi tiết mà dụng cụ cắt thực hiện các chuyển động cắt gọt theo phương trục Z và trục X.
Hình 2.2. Điều khiển đoạn thẳng 3. Điều khiển đường ( tuyến tính và phi tuyến) Ngoài các chức năng như điều khiển điểm và điều khiển đoạn thẳng, người ta còn có thể điều khiển được dụng cụ chuyển động theo các đường bất kỳ trong mặt phẳng hoặc trong không gian có thực hiện gia công cắt gọt. Tùy thuộc vào đường được điều khiển là phẳng hay không gian mà người ta có thể bố trí số trục được điều khiển đồng thời là khác nhau. Từ đó cũng xuất hiện thuật ngữ máy 2 trục, máy 3, 4, 5 trục ( tức có số trục được điều khiển đồng thời theo quan hệ ràng buộc). Để chuẩn hóa việc sử dụng thuật ngữ, người ta thường sử dụng thuật ngữ máy điều khiển 2D, 2D 3D, 4D và 5D (Dimension). ` Hình 2.3. Điều khiển đường 3.1 Điều khiển 2D Cho phép dịch chuyển dụng cụ trong một mặt phẳng nhất định nào đó. Thí dụ như trên máy tiện, dụng cụ sẽ dịch chuyển trong mặt phẳng xoz để tạo nên đường sinh khi tiện các bề mặt, trên các máy phay 2D, dụng cụ sẽ thực hiện các chuyển động trong mặt phẳng xoy để tạo nên các đường rãnh hay các mặt bậc có biên dạng bất kỳ. 3.2. Điều khiển 3D Cho phép dịch chuyển dụng cụ trong 3 mặt phẳng đồng thời để tạo nên một đường cong hay một mặt cong không gian bất kỳ. Điều này cũng tương ứng với quá trình điều khiển đồng thời cả 3 trục của máy theo một quan hệ ràng buộc nào đó tại từng thời điểm để tạo nên vết quỹ đạo của dụng cụ theo yêu cầu. Hình 2.4. Điều khiển 3D 3.3. Điều khiển 2D1/2
Cho phép dịch chuyển dụng cụ theo 2 trục đồng thời để tạo nên một đường cong phẳng, còn trục thứ 3 được điều khiển chuyển động độc lập. Điều khác biệt của phương pháp điều khiển này so với điều khiển 2D1 /2 là ở chổ 2 trục được điều khiển đồng thời có thể được đổi vị trí cho nhau: Có nghĩa là hoặc trong mặt phẳng xoy hoặc xoz hoặc yoz. Hình 2.5. Điều khiển 2D1/2 3.4. Điều khiển 4D, 5D Trên cơ sở của điều khiển 3D, người ta còn bố trí cho dụng cụ hoặc chi tiết có thêm 1 chuyển động quay (hoặc 2 chuyển động quay) xung quanh 1 trục nào đó theo một quan hệ ràng buộc với các chuyển động trên các trục khác của máy 3D. Với khả năng như vậy, các bề mặt phức tạp hay các bề mặt có trục quay có thể được thực hiện dễ dàng hơn so với khi gia công trên máy 3D. Mặt khác, vì lý do công nghệ nên có những bề mặt không thể thực hiện được việc gia công bằng 3D vì có thể tốc độ cắt sẽ khác nhau hoặc sẽ có những điểm có tốc độ cắt bằng không (như tại đỉnh của dao phay đầu cầu) hay lưỡi cắt của dụng cụ không thể thực hiện việc gia công theo mong muốn (ví dụ như góc cắt không thuận lợi hay có thể bị vướng thân dao vào các phần khác của chi tiết...). Tóm lại, tùy thuộc vào yêu cầu bề mặt gia công cụ thể mà có thể lựa chọn máy thích hợp vì máy càng phức tạp thì giá thành máy càng cao và cần phải bổ sung thêm nhiều công cụ khác như các phần mềm CAD/CAM hỗ trợ lập trình...Hơn thế nữa, máy càng phức tạp (càng nhiều trục điều khiển) thì tính an toàn trong quá trình vận hành và sử dụng máy càng thấp (dễ bị va chạm dao vào phôi và máy). Vì thế để sử dụng được các máy này, người điều khiển trước hết đã sử dụng rất thành thạo các máy điều khiển theo chương trình số 2D và 3D. Cũng dễ thấy là máy phức tạp hơn có thể hoàn toàn đảm nhiệm được vai trò của máy đơn giản hơn, ví dụ như máy 3D có thể đảm nhiệm cho máy 2D và 2D
Hình 2.6. Điều khiển dao của 4D,5D
Bài 3. CẤU TẠO CHUNG CỦA MÁY TIỆN CNC VÀ CÔNG TÁC BẢO QUẢN BẢO DƯỠNG MÁY 1. Cấu tạo chung của máy tiện CNC Máy tiện CNC xuất hiện đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp.Việc tiến hành tiện các đường cong phức tạp, hình phức tạp được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một số lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm thiểu Đặc điểm gia công trên máy tiện CNC Mức độ tự động hoá rất cao Tự động thay dao Tự động điều chỉnh quá trình cắt gọt Tự động bôi trơn vùng cắt và hệ thống máy Tự động bảo vệ an toàn khi máy làm việc Tự động hiển thị vị trí gia công, toạ độ gia công (x,y,z) Tự động báo lỗi Tốc độ cắt rất lớn Độ chính xác gia công đạt tới 0,001mm Năng suất gia công gấp 3 lần so với máy thông thường Tính linh hoạt cao, thích nghi với nhìêu loại sản xuất Các bộ phận chính trên máy CNC Ụ tĩnh hay hộp tốc độ trục chính Ổ tích dao Giá đỡ ổ tích dao Bảng điều khiển Cửa đóng mở khu vực gia công Ụ động Mân Cặp 2. Các bộ phận chính của máy 2.1. Ụ tĩnh ( Hộp tốc độ trục chính): Tạo ra các tốc độ cắt gọt khác nhau Kết cấu: Gồm trục chính, đầu trục chính lắp với mâm cặp được dẫn động bởi động cơ Servo Được điều chỉnh và thay đổi tốc độ, chiều quay tuỳ theo yêu cầu, phía sau trục chính là hệ thống truyền động thuỷ lực để đóng mở và kẹp chi tiết 2.2. Ổ tích dao Có 2 loại Đầu Rơvônve Là một bộ phận được tiêu chuẩn hoá, xó thể gá được 12 con dao khác nhau. Trên đầu Rơvônve có lắp khối mang dao và trực tiếp lắp với các dụng cụ cắt tương ứng.
Hình 3.1. Đầu Rơvônve Đầu Rơvônve thay đổi dao bằng cách thay đổi vị trí của dao theo chương trình đã được lập sẵn Ổ chứa dao Kết hợp với đồ gá tháo lắp dao tự động Hình 3.2. Các thành phần đầu Rơvônve 2.3. Giá đỡ ổ tích dao Nhiệm vụ: Để lắp với ổ tích dao, thực hiện các chuyển động tịnh tiến ra, vào, vuông góc với trục chính của máy, những chuyển động này được lập trình sẵn. Cửa đóng mở khu vực gia công
Hệ thống máy chỉ hoạt động khi cửa được đóng đúng quy định 2.4. Mâm cặp Quá trình đóng mở và hãm mâm cặp để tháo chi tiết thường sử dụng hệ thống thuỷ lực, lực phát động nhỏ và an toàn. Đối với máy tiện CNC thường được gia công với tốc độ rất cao, số vòng quay của trục chính lớn (có thể lên tới 8000 vg/ph - khi gia công kim loại màu). Do đó lực ly tâm là rất lớn nên các mâm cặp thường được kẹp chặt bằng hệ thống thuỷ lực (hoặc khí nén) tự động thông qua chương trình. Hình 3.3. Mâm cặp 2.5. Ụ động Được thiết kế với vai trò là trục thứ hai ngoài trục có mâm cặp thứ hai để kẹp chi tiết gia công. Trục này có cùng tốc độ với trục chính và trục có thể tịnh tiến theo trục Z Hình 3.4. Ụ động 2.6. Thân máy Để đỡ toàn bộ các bộ phận khác lên trên nó. Thân máy có kết cấu và hệ thống truyền động kép hai phía. Do thân máy có độ cân bằng tốt, phản hồi truyền động chính xác và cắt rất êm ở mọi thời điểm 2.7. Bảng điều khiển Là nơi thực hiện sự giao diện (thao tác) giữa ngườu với máy. Bảng điều khiển gồm có hai phần:
Bảng điều khiển màn hình (CRT) Bảng điều khiển máy Hình 3.5. Bảng điều khiển 3. Hệ thống dụng cụ cắt trên máy Máy công cụ CNC được trang bị với những thiết bị có thể điều khiển đe thay dao tự động. Tùy thuộc vào dạng cấu trúc và phạm vi ứng dụng, những thiết bị thay dao này có thể đồng thời chứa được nhiều dao khác nhau v à lắp đặt dao vào vị trí công tác theo chương trình NC. Thường có các loại sau:
Hình 3.6. Đầu rơvolve chứa dao. 3.1. Ổ chứa dao. Khi chương trình NC gọi một dao mới đầu rơvolve sẽ quay dao được yêu cầu vào đúng vị trí công tác, công việc thay dao chỉ diễn ra trong vài giây. Ngược lại với máy công cụ vạn năng, máy công cu CNC sư dụng những dụng cu cắt NC chuyên biệt. Những dụng cu cắt này phải đạt được những tiêu chuẩn sau: Công suất cắt cao ơ cùng tuổi bền cao. Thời gian chỉnh đặt va thay đổi ngắn đe luôn phu hợp gia công kinh te các loạt nhỏ. Dụng cụ cắt được tiêu chuẩn hóa với tính linh hoạt cao. Cải thiện kha năng quản trị dụng cu và gia công linh hoạt. Dụng cụ cắt NC được lắp lại với nhau bởi hoặc đơn hoặc đa bo phận va cán dao. Để thực hiện việc thay đổi dụng cu một cách nhanh chóng va tính lắp lẫn tốt thì cán ga dụng cu cắt NC phải được tiêu chuẩn hóa. Cán dao Đa số dụng cụ cắt trong tiện và phay được kết hợp từ nhiều bộ phận lại với nhau và thường gắn các mảnh lưỡi cắt Những bộ phận chính của một dao tiện hiện đại là cán dao hay cán dao gắn mảnh lưỡi cắt, mảnh lưỡi cắt va he thống kẹp của nó. Mảnh lưỡi cắt va một mảnh đệm được đặt trên cán dao với ho lõm hai gờ đỡ. Mảnh đệm làm nhiệm vu đơ lực cắt lớn và bảo ve cán dao trong trường hợp mảnh hợp kim bị vỡ.Khi gia công hình thành sự nguy hiểm bởi lực cắt va lực ly tâm khi phay, do mảnh lưỡi cắt bị nới lỏng trong dụng cu hay bị trượt trên bo gá. Do vậy phải sư dụng cơ cấu kẹp va vít kẹp đe định vị chính xác va kẹp mảnh lưỡi cắt một cách chắc chắn.Mảnh lưỡi cắt va cơ cấu kẹp phải được tiêu chuẩn hóa trên một phạm vi rộng Hình 3.7. Lưỡi dao Mảnh lưỡi cắt hợp kim cứng Trong kỹ thuật CNC mảnh lưỡi cắt ngày càng được sư dụng rộng rãi bởi chúng co tuổi bền cao va thay thế dễ dàng. Mảnh lưỡi cắt co nhiều cạnh lưỡi cắt do vậy khi một lưỡi cắt bị cùn ta co thể xoay hay chuyển sang lưỡi cắt khác. Mảnh lưỡi cắt được làm tư hợp kim cứng hay vật liệu gốm . Chúng được che tạo bằng phương pháp thiêu kết. Theo phương pháp này thì bột kim loại
được ép định hình với áp suất cao va sau đo đem xư ly nhiệt, mảnh lưỡi cắt được che tạo hợp lí với nhiều dạng khác nhau (xem hình Mảnh lưỡi cắt được phân loại theo hình dạng cơ bản, các góc, mũi cắt, cấp chính xác cũng như thiết bị dùng để kẹp và các kích thước chính của chúng. Dựa theo tiêu chuẩn ISO 1832/ DIN- 4987 ma kí hiệu tiêu chuẩn của mảnh lưỡi cắt được mo ta bởi ví du sau 3.2 Cấu trúc và các bộ phận dao tiện cho gia công CNC Thông thường việc lựa chọn dao tiện theo vị trí gia công tham khảo bảng (Xem hình 102). Các dao tiện này được lưu trư với tất ca các kích thước của chúng trong quản trị dụng cu của mo phỏng MTS. Do đó chúng co thể đươc gọi tư đây đe mo phỏng. Dao tiện Dao tiện ren Dao tiện rãnh Dao gia công lỗ Dao tiện ngoài Dao tiện ren ngoài Dao tiện rãnh (lưỡi cắt phải) (lưỡi cắt phải) ngoài Dao tiện ngoài Dao tiện ren Ngoài (lưỡi cắt trái) ngoài Dao tiện chép (lưỡi cắt trái) hình Dao tiện ngoài (lưỡi cắt tròn) Dao tiện trong Dao tiện ren trong Dao tiện rãnh Trong (trước tâm) (trước tâm) trong (trước tâm) Dao tiện trong Dao tiện ren trong Dao tiện rãnh (sau tâm) (sau tâm) trong (sau tâm)