Giáo trình Lập trình CAD-CAM-CNC căn bản với mục tiêu giúp các bạn có thể đọc hiểu được bản vẽ chi tiết (bản vẽ chế tạo). Lập được quy trình công nghệ gia công theo bản vẽ chi tiết cho máy CNC. Lựa chọn được các thông số gia công (chế độ cắt) phù hợp để gia công trên máy CNC. Xuất được chương trình NC cho máy phay và tiện CNC. Mời các bạn cùng tham khảo!
Lập trình gia công phay (Milling)
Một số thuật ngữ thường dùng
Toolpaths: Cơ sở dữ liệu của đường dịch chuyển dao cụ (gọi tắt là đường chạy dao)
Job Setup: Thiết lập các tham số máy, cài đặt phôi, cấu hình NCI, các giá trị bù dao cụ
Operations: Nguyên công, một phần của quá trình gia công chi tiết
Face: Nguyên công khỏa mặt
Rough: Nguyên công gia công thô
Finish: Nguyên công gia công tinh
Pocket: Kiểu gia công các hốc, đảo
Postprocessor: Bộ hậu xử lý
Trình tự chung để gia công một chi tiết
New Tạo mới toàn bộ từ phôi liệu đến dụng cụ và các nguyên công
Contour Chạy dao theo đường chu tuyến
Pocket Phay chi tiết dạng hốc, đảo
Surface Phay bề mặt cong
Multiaxis Lập trình cho máy nhiều trục
Mở hộp thoại Operations Manager để làm việc với các nguyên công (thêm, hiệu chỉnh, mô phỏng, xuất chương trình NC…)
Job Setup Thiết đặt phôi và các tham số máy
Next Menu Chuyển sang trang menu kế tiếp
Entry Nhập các chú thích chương trình
Transform Tạo các nguyên công giống nhau bằng: dịch chuyển, quay, đối xứng
1.3 Trình tự chung để lập trình gia công một chi tiết:
1.3.1 Bước 1: Thiết lập mô hình hình học của chi tiết cần gia công:
Có thể thiết lập trực tiếp trên phần mềm MasterCam bằng chức năng Design hoặc thiết lập trên phần mềm CAD khác (Pro/ENGINEER, Inventor,…) rồi chuyển sang MasterCam để tiến hành làm CAM
1.3.2 Bước 2: Thiết đặt phôi, cấu hình chương trình, dao cụ:
Sau khi có mô hình hình học của các chi tiết ta tiến hành thiết đặt phôi liệu và các than số máy, dụng cụ, công nghệ,… nhƣ sau:
Từ Main Menu Job Setup mở hộp thoại Job Setup
Import: Nhập các thiết đặt từ một file có sẵn
Views: Mở hộp thoại Views Manager để thiết đặt hướng nhìn
Tools: Mở hộp thoại Tools Manage để thiết đặt dao cụ
X, Y, Z: Kích thước phôi trên các trục x, y, z
Stock Origin: Gốc tọa độ phôi
Select Origin: Chọn gốc tọa độ phôi
Select Corners: Tạo phôi bằng chọn hai điểm góc trên và góc dưới đối diện của khối hộp
Bounding Box: Tạo phôi tự động bao quanh chi tiết
NCI Extents: Tự động tính toán dựa trên các đường chuyển của dụng cụ trong trong file NCI
Display Stock: Hiển thị phôi
Fit Screen To Stock: Hiển thị phôi vừa màn hình
Safety Zone: Thiết lập vùng an toàn
Toolpath Configuration: Đặt các tùy chọn cho cấu hình đường chạy dao Tool Offset Register: Khai báo bù dao, tùy chọn Add có hai thông số
Length (bù chiều dài dao) và Diameter (bù đường kính dao) Tùy chọn From Tool là từ khai báo dụng cụ
Feed Caculation: Tính toán lƣợng chạy dao, Material là chọn theo vật liệu gia công, From Tool là tính theo dao cụ, Maximum RPM lƣợng chạy dao lớn nhất (Ví dụ: 5000 vòng/ phút)
Material: Chọn vật liệu gia công
Post Processor: Chọn bộ hậu xử lý để dịch ra chương trình NC phù hợp với các bộ điều khiển khác nhau
Sau khi thiết lập xong các tham số trong bảng chọn OK
1.3.3 Bước 3: Thiết đặt các tham số dao cụ và các tham số công nghệ:
Sau khi tạo phôi và các tham số cần thiết ta tiến hành thiết lập các nguyên công gia công chi tiết Tùy thuộc vào đặc trƣng mô hình của từng chi tiết mà ta chọn các nguyên công phù hợp (Drill, Contour, Face, Surface,…)
Sau khi chọn nguyên công ta tiến hành chọn hình học cho đường chạy dao, có thể là các đường hay các chuỗi 2D, có thể là các bề mặt cong (Surface) 3D hoặc các khối (Solids)…
Thiết lập các tham số dao cụ, công nghệ…
Trong phần này ta cần chú ý các tham số cơ bản sau (ví dụ với nguyên công gia công thô bề mặt):
Các tham số dao cụ:
Head #: Số hiệu đầu dao
Dia.offset: Bù đường kính dao
Len.offset: Bù chiều dài dao
Comment: Chú thích chương trình
Feed rate: Tốc độ tiến dao
Plunge rate: Tốc độ di chuyển theo phương trục Z khi gia công Retract rate: Tốc độ lùi dao
Tool dia: Đường kính dao
Seq.start: Số thứ tự câu lệnh đầu tiên
Seq.inc: Số gia của số thứ tự câu lệnh
Conner radius: Bán kính góc lƣợn của dao
Spindle speed: Tốc độ trục chính
Coolant: Chế độ trơn nguội
Change NCI: Thay đổi file NCI
Tool Display: Hiển thị dao cụ
Home pos: Vị trí lùi dao về sau khi gia công
Rotate axis: Lập trình quay quanh 1 trục nào đó
Ref Point: Điểm tham chiếu
T/C plane: Mặt phẳng dao cụ và mặt phẳng Construction
Misc Value: Các giá trị khác
Các tham số hình học (Surface parameter, face paremeter…):
Clearance: Tọa độ của dao trước và sau khi gia công xong
Retract: Chọn khoảng lùi dao
Absolute: Tọa độ tuyệt đối
Incremental: Tọa độ tương đối
Feed plane: Mặt phẳng chạy dao
Rapid retract: Lùi dao nhanh
Regen: Cập nhập các thay đổi về tham số cho chương trình
Top of Stock: Tọa độ bề mặt trên của phôi (tọa độ Z)
Tip cop: Là tùy chọn biên dạng tính toán ở đỉnh dao (Tip) hay tâm dao
Drive surface/ solids: Bề mặt hoặc khối đƣợc chọn đề gia công
Stock to leave: Lƣợng dƣ sau khi gia công
Select: Chọn thêm hoặc bớt bề mặt hay khối để gia công
Check surface/ solids: bề mặt hoặc khối kiểm tra
Tool contaiment: Chặn dao cụ
1.3.4 Bước 4: Mô phỏng và xuất chương trình NC:
Sau khi đã thiết lập xong các nguyên công ta tiến hành mô phỏng các đường chạy dao, nếu không thấy xuất hiện lỗi thì tiến hành chọn bộ postprocessor và dịch ra chương trình NC
Chú ý: Trong quá trình mô phỏng nếu dao có cắt lẹm vào phôi thì vết cắt lẹm sẽ có màu đỏ, khi đó ta phải hiệu chỉnh lại chương trình
Thực hiện: Main Menu Toolpaths Operations mở hộp thoại
Trong hộp thoại ta thấy danh sách của các nguyên công, tại đây ta có thể thêm, xóa hoặc hiệu chỉnh các nguyên công bằng việc chọn chúng:
: Tên và số thứ tự nguyên công
: Kiểm tra đường dẫn dao
Chọn tất cả các nguyên công Cập nhật các thay đổi
Kiểm tra đường chạy dao
Mô phỏng ở chế độ 3D Xuất chương trình
Tốc độ chạy dao nhanh
- Xuất chương trình CNC: sau khi mô phỏng chạy dao xong không thấy xuất hiện lỗi ta tiến hành tạo chương trình NC như sau:
+ Trong hộp thoại Operations Manage chọn nút Mở hộp thoại Post
Các mô tả về hình học Xuất ra file NCI
Gửi chương trình sang cho máy CNC
1.4 Các kiểu chạy sao chính trong modul MasterCam Mill:
1.4.1 Chạy theo kiểu contour (Contour Toolpaths):
- Đây là kiểu chạy dao dùng để cắt đi một lượng phôi dọc theo một đường dẫn định nghĩa bởi một chuỗi các đường cong Ta có thể chọn không giới hạn số lượng chuỗi cho mỗi đường dẫn dao Contour có thể là 2D hoặc 3D
2 Chọn một hoặc nhiều chuỗi 2D hay 3D, chọn Done
3 Mở hộp thoại Contour, nhập các tham số dao cụ và Contour trong hộp thoại
4 Chọn OK và tiến hành mô phỏng
- Các tham số Contour (Contour Parameter)
Clearance: Tọa độ của dao trước và sau khi gia công xong
Retract: Chọn khoảng lùi dao
Absolute: Tọa độ tuyệt đối
Incremental: Tọa độ tương đối
Feed plane: Mặt phẳng chạy dao
Rapid retract: Lùi dao nhanh
Top of Stock: Tọa độ bề mặt trên của phôi (tọa độ Z)
Depth: Chiều sâu cắt (tính theo tọa độ Z)
Contour type: Kiểu Contour 2D, 2D chamfer…
Compensation direction: Hướng bù Left (bên trái), Right (bên phải)
Linearization tolerance: Dung sai cắt gọt
XY Stock to leave: Lượng dư để lại theo 2 phương X và Y
Z stock to leave: Lượng dư để lại theo phương Z
Multi passes: Offset đường dẫn dao
Depth cuts: Chiều sâu lớp cắt
- Kiểu chạy dao Drill trong MasterCam Mill cho phép ta có thể chọn một dãy các điểm hoặc các thực thể, tạo ra đường dẫn dao khoan giữa chúng, chỉ định các chu trình khoan và các tham số để khoan các điểm
- Để vào chức năng này ta thực hiện nhƣ sau:
2 Chọn một hoặc nhiều điểm sử dụng Point
5 Nhập các tham số Drill cho nguyên công và chọn OK
- Các tham số khoan (Drill paremeter)
Clearance: Tọa độ của dao trước và sau khi gia công xong
Retract: Chọn khoảng lùi dao
Absolute: Tọa độ tuyệt đối
Increment: Tọa độ tương đối
Top of Stock: Tọa độ bề mặt trên của phôi (tọa độ Z)
Tip comp: Bù đỉnh dao khoan
Drill/Counterbore: Sử dụng khoan các lỗ có chiều sâu nhỏ hơn 3 lần đường kính mũi khoan
Peck Drill: Sử dụng cho các lỗ có chiều sâu lớp hơn 3 lần đường kính mũi khoan Lùi toàn bộ mũi khoan ra khỏi lỗ khoan để loại bỏ hết phoi sau đó mới khoan tiếp, áp dụng với các vật liệu cứng khó gia công
Chip Break: Khoan các lỗ có chiều sâu lớn hơn 3 lần đường kính mũi khoan, lùi dao lại một phần mũi khoan để bẻ gãy phoi, áp dụng cho các vật liệu tương đối mềm
Tap: Ta rô ren cho lỗ
Bore #1: Khoan lỗ với dịch chuyển chạy dao vào trong và ra ngoài Kiểu này tạo các lỗ thẳng với bề mặt trơn nhẵn
Bore #2: Khoan các lỗ với chạy dao vào trong, sau đó dừng trục chính và dịch chuyển chạy dao nhanh ra ngoài
Fine bore (shift): Dừng trục chính máy tại vị trí kết thúc của mỗi điểm khoan rồi quay mũi khoan 1 góc định nghĩa trước, rút khỏi thành lỗ khoan và lùi về
Custom cycle: Các chu trình từ 9 – 20 dùng để khoan các lỗ sử dụng các tham số thay đổi
1 st peck: Lƣợng khoan lần đầu tiên
Subsequent peck: Lƣợng ăn dao tiếp theo
Peck clearance: Khoảng an toàn
Retract amount: Lƣợng rút dao về
1.4.3 Chạy dao theo kiểu Pocket:
- Kiểu chạy dao Pocket sử dụng cho cả gia công thô (Rough) và gia công tinh (Finish) với các hốc hoặc đảo đóng Tất cả các hình học dùng để định nghĩa một dạng hốc (pocket) hoặc các dạng đảo (island) phải dùng một mặt phẳng xây dựng
- Để vào chức năng này:
1 Chọn Main Menu Toolpaths Pocket
2 Chọn một hoặc nhiều chuỗi sử dụng thực đơn Chaining Methods và chọn
3 Chọn một dao cụ cho đường dẫn dao
4 Nhập các tham số đường dẫn dao và chọn OK Hệ thống sẽ thêm nguyên công Pocket vào Operations Manage
+ Các tham số nhƣ Clearance, Retract… Nhƣ các phần trên đã trình bày + Pocket Stype: Các kiểu phay hốc, đảo
Facing: Phay bề mặt theo biên dạng hốc
Island Facing: Phay bề mặt theo biên dạng đảo
Remachining: Gia công lại hốc
Open: Hốc có biên dạng hở
+ Machining Drection: Hướng gia công, có hai tùy chọn là Climb và
Climb: hướng quay của dao và hướng tiến dao là ngược nhau
Conventional: Hướng quay của dao và hướng tiến dao là cùng nhau
1.4.4 Chạy dao theo kiểu Face:
- Kiểu chạy dao Face trong MasterCam Mill để gia công nhanh bề mặt trên của phôi (khỏa mặt) chuẩn bị cho các nguyên công sau Ta có thể chọn một chuỗi cho đường dẫn dao hoặc sử dụng đường bao của phôi đã tạo từ Job Setup
1 Chọn Main Menu Tootpaths Face
2 Chọn một chuỗi sử dụng menu Chaining Methods hoặc chọn Done để sử dụng đường bao của phôi đã định nghĩa trong Job Setup
3 Nhập các tham số và chọn OK
+ Một số tham số tương tự như những phần trên
+ Z Stock to leave: Lƣợng dƣ theo chiều Z
+ Cutting Method: Phương pháp cắt, có các phương pháp Zigzag, One way-Climb, One way-Conventional, One pass
+ Stepover: Bước gia công ngang (Ví Dụ: 75% so với đường kính dao) + Roughing angle: Góc nghiêng của đường dẫn dao so với phương x
1.4.5 Chạy dao theo kiểu Surface (bề mặt):
- Kiểu chạy dao Surface là kiểu chạy dao quan trọng nhất và khó nhất trong lập trình trên modul MasterCam Mill Đây là kiểu chạy dao đƣợc thiết lập bằng cách chọn các bề mặt cần gia công trên chính mô hình của chi tiết, sau đó thiết lập các tham số cần thiết để mô phỏng đƣợc quá trình chạy dao
- Kiểu chạy dao Surface đƣợc phân ra thành hai kiểu con: Rough (dành cho gia công thô) và Finish (dành cho gia công tinh)
- Trình tự chung để thiết lập các kiểu chạy dao trong Surface nhƣ sau:
1 Main Menu Toolpaths Surface Rough (Finish) Chọn một kiểu chạy dao con cần thiết (Parallel, Radial,…)
2 Chọn một hoặc nhiều bề mặt gia công dau đó chọn Done
3 Mở hộp thoại thiết lập các tham số dao cụ, tham số bề mặt,…
5 Mô phỏng quá trình chạy dao, chỉnh sửa các thông số nếu cần
- Các kiểu chạy dao thô và tinh trong Surface (Rough, Finish):
Kiểu Truy cập Mô tả Ví dụ
Các đường chạy dao luôn song song với nhau Sử dụng khi gia công các chi tiết dạng lòng hoặc khối nhỏ
Kiểu hướng kính này chủ yếu dùng cho các chi tiết có kiểu tròn
Kiểu này tạo các đường dẫn dao trên bề mặt bằng cách chiếu các đường, các điểm lên bề mặt đó
Flowline là một chức năng tạo nhửng đường chạy dao để gia công các chi tiết kiểu vỏ sò, nó có thể làm nhẵn các bề mặt
Toolpaths Surface Rough Contour Đây là kiểu cắt đa chức năng tại từng mức cắt Z, chúng có thể là một phương pháp cắt lý tưởng cho các loại dao phay to cứng vững
Là kiểu chạy dao để gia công phần lƣợng dƣ còn lại sau các nguyên công trước đó (contour rough, contour finish hoặc pocket rough)
Reshtmill dùng khi có các phần trên phôi mà dao ở nguyên công trước không vừa hoặc không đến
Kiểu này để gia công các chi tiết dạng lòng hoặc dạng đảo từ việc chọn bề mặt hoặc khối
Kiểu này dủng để gia công nhanh các bề mặt, các đường dịch chuyển có kiểu giống nhƣ khoan
Kiểu Truy cập Mô tả Ví dụ
Là kiểu chạy dao phổ biến của hầu hết các nguyên công phay tinh
Toolpaths Surface Finish Par Steep
Dùng để gia công lƣợng dƣ còn lại của phôi tại vùng có độ dốc, vùng dốc này đƣợc xác định bởi một độ dốc cầu bề mặt
Chủ yếu dùng để gia công chính xác các bề mặt của chi tiết tròn
Kiểu này tạo các đường dẫn dao trên bề mặt bằng cách chiếu các đường, các điểm lên bề mặt đó
Flowline là một chức năng tạo những đường chạy dao để gia công các chi tiết kiểu vỏ sò, nó có thể làm nhẵn các bề mặt
Bài tập: Lập chương trình NC gia công chi tiết theo bản vẽ
1.5 Bài tập: Lập chương trình NC gia công chi tiết tron bản vẽ sau:
Chi tiết yêu cầu gia công có mặt cong bán kính R8 theo đường contour của hốc kích thước 90x60 Do đó, không thể dựng chi tiết bằng hình vẽ 2D mà phải tạo mặt cong với kích thước 3D Mặc dù quá trình CAM vẫn có thể tiến hành với hình vẽ 2D khi sử dụng dụng cụ dao phay đầu chỏm cầu gia công theo đường contour với chiều sâu Z xác định Nhưng khi đó ta cần tính toán dựng thêm đường contour và trong quá trình qua công không có mặt cong để kiểm tra và đối chứng
Hình vẽ đƣợc dựng trên MasterCam Design hoặc ngay trong modul
MasterCam Mill, hoặc ta cũng có thể xây dựng mô hình từ một phần mềm CAD khác (Pro/Engineer, Autodesk Inventor, Solidworks,…) rồi converter sang MasterCam để tiến hành lập trình
1.5.1 Thiết đặt phôi và các tham số về máy và dụng cụ:
- Sau khi đã có mô hình ta tiến hành thiết đặt phôi cho các chi tiết cần gia công nhƣ sau:
Main Menu Toolpaths Job Setup, mở hộp thoại Job Setup và ta tiến hành thiết đặt phôi trong hộp thoại này
Chọn để chương trình tự động tính toàn và thiết lập một khối phôi bao quanh chi tiết, nếu muốn thay đổi kích thước phôi ta có thể nhập trực tiếp vào các hộp text X, Y, Z sau đó
Sau khi chọn Bounding Box, hệ thống mở hộp thoại Bounding Box để xác định hình bao: tạo đường, điểm, mở rộng (Expand),… ta chọn OK
Stock Origin: Là tọa độ của phôi
Toolpath Configuration: Ta chọn cấu hình cho tạo đường chạy dao như trong hình dưới
Tool Offset Register: Ta khai báo bù dụng cụ gồm có Length (bù chiều dài dao), Diameter (bù bán kính dao)
Feed Calculation: Tính toán lƣợng chạy dao, ta chọn Material để chọn theo vật liệu gia công, giá trị lớn nhất (Maximum RPM) là 5000 vòng/ phút
Material: Là chọn vật liệu cho phôi gia công
Post Processor: Chọn bộ hậu xử lý để tạo ra chương trình NC
Sau khi hoàn thành các thủ tục trên ta chọn OK
1.5.2 Thiết lập các nguyên công để gia công chi tiết:
- Nguyên công 1: Phay hạ bậc đường bao ngoài
- Nguyên công 2: khoan 8 lỗ đường kính 8mm
- Nguyên công 3: gia công thô hốc có đảo
- Nguyên công 4: gia công tinh mặt cong trong hốc
Phay hạ bậc đường bao ngoài
Trên Main Menu chon Toolpath Contour Chain
Chọn đường bao ngoài và để kết thúc chọn Done
Trên màn hình xuất hiện hộp thoại Contour (2D)
Cửa sổ hộp thoại gồm có hai phần là: Các tham số dao cụ (Tool paremeters) và các tham số đường contour (Contour parameters)
Tool parameters: Trong phần thông số dụng cụ, trên cửa sổ thƣ viện dao hiện lên các dao cụ mà ta đã xác định từ phần đặt thông số làm việc (Job
Setup), chọn dụng cụ là dao trụ đầu phẳng (Endmill Flat) với đường kính dao là 16mm Các thông số cắt sẽ được tự động tính toán hoặc nhập vào từ người lập trình
Contour parameters: Chuyển sang phần thông số đường contour, nhập giá trị chiều sâu gia công và theo hướng mũi tên trong phần xác định đường contour để chọn phía bù dao
Chọn OK khi kết thúc việc nhập dữ liệu Chương trình tính toán và cho ra đường chạy dao trên màn hình
Khoan 8 lỗ đường kính 8mm
- Manual: Nhập điểm bằng tay
- Automatic: Nhập điểm tự động
- Entities: Chọn đối các thực thể
- Windowns pts: Chọn theo cửa sổ
- Last: Chọn điểm trước đó
- Mask on arc: Chọn theo tâm đường tròn
- Patterns: Theo các điểm phân bố dạng ma trận hoặc đường tròn
- Options: Tùy chọn các phương án di chuyển mũi khoan
- Subpgm ops: Sử dụng một Toolpaths đã tạo
Chuyển màn hình về chế độ Gview-Top bằng nút lệnh Trên Main Menu chọn Toolpaths Drill Trên màn hình menu có dòng nhắc nhập các điểm khoan (Point manager: add point) và cho biết MasterCam có thể xác định 32.766 điểm khoan với sự sắp xếp được chọn trước Để chọn thứ tự sắp xếp các điểm khoan, trên menu chọn Options để hiện bảng Point Sorting:
- Trong bảng có nhiều sự lựa chọn thứ tự gia công khoan các lỗ theo nhiều cách khác nhau phù hợp với mỗi loại hình dáng chi tiết
Ta chọn một trong các kiểu thứ 4 của bảng Point Sorting thứ nhất vì chi tiết cần khoan có các lỗ sắp xếp theo mảng chữ nhật
Sau khi chọn xong, chọn OK
Trên menu Point Manage Manual
Hộp thoại Simple Drill – no peck có các phần nhập thông số tương tự như phần khoan trong chi tiết tiện Chọn mũi khoan đường kính 8mm đã xác định sẵn và đƣa vào các thông số cho quá trình cắt
Chọn OK để kết thúc quá trình Chương trình thực hiện tính toán và đưa ra kết quả đường chạy dao Chuyển màn hình sang chế độ Gview – Isometric để thực hiện việc gia công hốc có đảo chữ nhật
Gia công thô hốc có đảo
Nhƣ đã phân tích, hốc (pocket) trên chi tiết có bề mặt cong nên không gia công hốc ở dạng thông thường mà phải gia công bề mặt (Surface) dạng hốc Trên Menu Toolpaths chọn Surface Roungh Pocket
Dòng nhắc “Select drive surface” xuất hiện, chọn các bề mặt của hốc và đảo chữ nhật, kết thúc chọn Done Trên màn hình xuất hiện cửa sổ Surface Rough
Pocket với các phần: Thông số dụng cụ, thông số bề mặt và các thông số hốc thô (Rough Pocket Parameter)
- Tool Parameter: Về dụng cụ ta chọn dao phay đường kính 12mm đầu lượn tròn với bán kính 2mm chấp nhận các thông số cắt do chương trình tự tính toán
- Surface Parameter: Ta nhập tương tự trong nguyên công 1
- Rough Pocket Parameters: Chọn phương pháp cắt là xoắn ốc gối chồng liên tiếp (Constant Overlap Spiral) trong rất nhiều các phương pháp cắt khác nhƣ: zigzag, xoắn ốc song song, xoắn ốc lƣợn góc, một chiều,…
Ngoài ra còn các thông số khác như: xác định tổng dung sai, bước tiến lớn nhất,… Chọn Ok khi kết thúc quá trình nhập và chọn các thông số chương trình bắt đầu tính toán theo các thông số đã cho và thể hiện kết quả là đường chạy dao nhƣ trên hình Đến đây chi tiết đã đƣợc định hình và cần kiểm tra toàn bộ quá trình gia công để phát hiện những chỗ chƣa đạt yêu cầu hay cần gia
Theo dõi và kiểm tra đường chạy dao một cách thuận tiện, chia màn hình thành ba hướng nhìn khác nhau bằng cách: Main Menu Screen
Viewports Hoặc trên thanh công cụ chọn nút
Trên cửa sổ Viewport chọn một trong các khung hình biểu diễn hình chiếu
Từ Main menu chọn NC utils Backplot Run
Quá trình gia công sẽ thể hiện bằng các đường chạy dao và quan sát theo ba hướng sẽ giúp người lập trình nhanh chóng phát hiện lỗi trong gia công hay đưa ra các thông số và chọn lựa tối ƣu hơn Để theo dõi một cách trực quan sinh động hơn, ta chọn Verify từ menu NC
Untils Kết quả sau khi gia công thể hiện trên hình
Lập trình gia công cho máy tiện (Lather)
Các thuật ngữ thường dùng
Toolpaths: Cơ sở dữ liệu của đường dịch chuyển dao cụ (gọi tắt là đường chạy dao)
Job Setup: Thiết lập các tham số máy, cài đặt phôi, cấu hình NCI, các giá trị bù dao
Operation: Nguyên công, một phần của cả quá trình gia công chi tiết
Face: Nguyên công khỏa mặt
Rough: Nguyên công gia công thô
Finish: Nguyên công gia công tinh
Grove: Nguyên công tiện rãnh
Threat: Nguyên công cắt ren
Các chức năng chính trong modul MasterCam Lather
New Tạo mới toàn bộ từ phôi liệu, dụng cụ và các nguyên công
Tạo nhanh các đường chạy dao Gia công thô
Gia công tinh Tiện rãnh Face Nguyên công tiện khỏa mặt
Nguyên công tiện thô Chọn đường gia công là một chuỗi Chọn gia công theo cửa sổ
Gia công theo từng vùng Chọn từng đường đơn Chọn đoạn
Chọn điểm Chọn khối (ở đây có bề mặt khối) Chọn chuỗi sau cùng
Bỏ chọn thực thể vửa lấy
Done Thoát menu, về trang menu trước
Nguyên công tiện tinh Chọn đường gia công là một chuỗi Chọn gia công theo cửa sổ
Chọn gia công theo vùng Chọn từng đường đơn Chọn đoạn
Chọn điểm Chọn khối (ở đây có bề mặt khối) Chọn chuỗi sau cùng
Bỏ chọn thực thể vửa lấy Thoát menu, về trang menu trước Groove Nguyên công tiện rãnh
Operation Vào chức năng quản lý các nguyên công (mô phỏng,
Postprocessor,…) Job Setup Thiết đặt phôi và các tham số máy
Next Menu Chuyển sang trang menu kế tiếp
Manual Entry Nhập các chú thích chương trình
Thread Nguyên công tiện ren
Cutoff Nguyên công tiện cắt đứt
Canned Chức năng tạo các chu trình tiện
Chức năng tạo điểm cho gia công Dịch chuyển dao nhanh đến vị trí mới Dịch chuyển dao nhanh đến vị trí mới, đường dịch chuyển luôn song song với trục tọa độ
Dịch chuyển dao nhanh đến vị trí mới, sử dụng lƣợng chạy dao đã nhập
Chức năng tạo các đường chạy dao trong trung tâm phay - tiện Tạo đường chạy dao theo mặt
Tạo đường chạy dao theo chuỗi để cắt rãnh Tạo đường chạy dao gia công trên mặt trụ Khoan lỗ trên bề mặt chi tiết
Khoan lỗ có trục vuông góc với trục chính Khoan lỗ trên bề mặt trụ
Phay Phay khoan Misc.Ops Tùy chọn các dụng cụ máy (mâm cặp, chấu cặp,…)
Transfrom Chức năng tạo các nguyên công giống nhau bằng: dịch chuyển quay, đối xứng
Bài tập 1: Lập chương trình gia công cho chi tiết như hình vẽ
- Thiết đặt các tham số máy, bù dao và phôi liệu
- Thiết lập các nguyên công:
+ Nguyên công 1: Face – khỏa mặt đầu
+ Nguyên công 2: Rough – tiện thô mặt ngoài
+ Nguyên công 3: Finish – tiện tinh mặt ngoài
+ Nguyên công 4: Drill – khoan lỗ đường kính 18mm, sâu 45mm + Nguyên công 5: Drill – khoan rộng lỗ đường kính 25, sâu 45mm + Nguyên công 6: Groove – tiện rãnh
+ Nguyên công 7: Finish – tiện tinh lỗ đường kính 27mm
+ Nguyên công 8: Threat – cắt ren
Thiết đặt phôi, các tham số máy, bù dao cụ
- Thiết lập biên dạng chi tiết bằng modul MasterCam Design hoặc conventer từ các phần mềm CAD khác sang MasterCam
- Từ Main Menu, Toolpaths, Job Setup mở hộp thoại Lather Job Setup
+ Toolpaths Configuration: Đặt cấu hình cho đường chạy dao
+ Tool Offsets: Các giá trị bù dao cụ (bán kính và chiều dài)
+ Post Processor: Chọn chương trình dịch cho các máy khác nhau
+ Material: khai báo vật liệu cho phôi liệu
Các khai báo nhƣ hình :
+ Left spindle: Phôi ở bên trái trục chính
+ Right spindle: Phôi ở bên phải trục chính
+ Chain: khai báo phôi bằng cách chọn chuỗi
+ Parameter: thiết đặt phôi bằng cách đặt các tham số cho phôi
+ Reset: xóa bỏ tất cả các thiết lập cũ, tiến hành tạo mới
+ Nhấn vào nút Parameter và đặt các thông số thiết lập cho phôi nhƣ sau:
OD: đường kính ngoài – 80mm
Length: Chiều dài phôi – 150mm
Base Z: Gốc phôi tại tọa độ Z = 1
Chọn nút Review để xem trước phôi
Chuck: Mâm cặp trên máy, Left spindle: Bên trái trục chính, Right
Spindle: Bên phải trục chính, ta chọn bên trái Ấn nút Parameter để thiết lập kích thước và vị trí mâm cặp Các tham số thiết lập như hình dưới
Tailstock: mũi chống tâm Click vào Parameter và thiết lập trong hộp thoại
Tailstock Ở đây ta không dùng mũi chống tâm cho chi tiết này
Stedy Rest: Chấu cặp, click vào parameter để định nghĩa, ở đây ta không dùng chấu cặp cho chi tiết này
Display Option: Tùy chọn hiển thị - Left chuck: hiển thị mâm cặp bên trái màn hình đồ họa
Thiết lập các nguyên công
(1) Nguyên công khỏa mặt đầu
1 Từ Main Menu Toolpaths Face
2 Mở hộp thoại Lather Face:
- Trong Tool Parameter chọn dao khỏa mặt T0202 và các tham số dao cụ nhƣ trong hình trên
- Trong Face Parameter thiết lập các tham số như hình dưới
3 Chọn từ Main Menu Toolpaths Operations để kiểm tra đường chạy dao của nguyên công khỏa mặt đầu
Chọn Verify để mô phỏng ở dạng 3D
(2) Nguyên công gia công thô mặt ngoài
1 Từ Main Menu Toolpaths Rough
2 Hiển thị thực đơn Rough, hệ thống yêu cầu chọn biên dạng gia công Chọn biên dạng ngoài của chi tiết như hình dưới:
3 Chọn End Here, Done Mở hộp thoại
+ Tool Parameter: chọn dao tiện thô và đặt các tham số nhƣ hình bên:
+ Feed rate: Tốc độ chạy dao
+ Spindle speed: Tốc độ trục chính
+ Home Position: Vị trí hồi dao
- Rough parameter: Đặt các tham số gia công nhƣ hình bên:
+ Depth of cut: Chiều sâu cắt
+ Minimum cut depth: Chiều sâu cắt nhỏ nhất
+ Stock of leave X: Lƣợng dƣ theo chiều X
+ Stock of leave Z: lƣợng dƣ theo chiều Z
+ Cutting method: Phương pháp cắt – One way
4 Chọn Main Menu Toolpaths Operations để kiểm tra đường chạy dao của nguyên công tiện thô
Chọn Verify để mô phỏng ở dạng 3D
(3) Nguyên công gia công tinh mặt ngoài
1 Từ Main Menu Toolpaths Finish
2 Hiển thị thực đơn Finish, hệ thống yêu cầu chọn biên dạng gia công Chọn biên dạng ngoài của chi tiết như hình dưới:
3 Chọn End Here, Done Mở hộp thoại
- Tool parameter: chọn dao tiện tinh và đặt các tham số nhƣ trong hình bên:
+ Feed rate: Tốc độ chạy dao
+ Spindle speed: tốc độ trục chính
+ Home position: Vị trí hồi dao
- Rough parameter: Đặt các tham số gia công nhƣ hình bên:
+ Finish stepover: Bước tiện tinh
+ Number of finish passes: Số lần gia công tinh
+ Stock of leave X: Lƣợng dƣ để lại theo phương X
+ Stock of leave Z: Lƣợng dƣ để lại theo phương Z
+ Finishh direction: hướng gia công – OD là gia công mặt ngoài
4 Chọn Main Menu Toolpaths Operations để kiểm tra đường chạy dao của nguyên công tiện tinh Chọn Verify để mô phỏng ở dạng 3D
MasterCam cung cấp chức năng Drill dùng cho khoan (cả trong gia công phay (Mill) và gia công tiện (Lather))
1 Chọn Main Menu Toolpaths Drill
2 Mở hộp thoại Lather Drill để định nghĩa các tham số cho nguyên công khoan tâm
- Tool Parameter: trong bảng các tham số cho dao cụ chọn mũi khoan tâm có đường kính 20mm và nhập các tham số như hinh bên:
- Peck drill-full retrect: Nhập các tham số cho nguyên công khoan nhƣ sau:
+ Drill point: Điểm khoan, tọa độ 0,0
+ Clearance: Khoảng bắt đầu khoan 10
3 Chọn Main Menu Toolpaths Operations để kiểm tra đường chạy dao của nguyên công khoan lỗ Chọn Verify để mô phỏng ở dạng 3D
(5) Nguyên công khoan rộng lỗ đường kính 25mm
Nguyên công này tương tự nguyên công khoan tâm chỉ khác là thay mũi khoan đường kính 20mm bằng mũi khoan có đường kính 25mm, các thao tác và tham số tiến hành đặt tương tự như trên
1 Từ Main Menu Toolpaths Groove
2 Mở hộp thoại Groove option để định nghĩa rãnh, chọn 2 point
Click vào nút OK và chọn hai điểm ở góc dưới và trên của rãnh, ấn ESC để chấp nhận và mở hộp thoại Lather Groove
3 Trong hộp thoại Lather Groove định nghĩa các tham số nhƣ sau:
Tool parameters: chọn dao tiện rãnh và đặt các tham số dụng cụ
Groove shape parameters: đặt các tham số về hình dạng rãnh
Groove rough parameters: đặt các tham số gia công thô rãnh
Groove finish parameters: đặt các tham số gia công tinh rãnh
4 Sau khi tiến hành đặt đầy đủ các tham số, chọn OK Ta thấy rõ các đường chạy dao đã đƣợc thiết lập
5 Chọn Main Menu Toolpaths Operation để kiểm tra đường chạy dao của nguyên công tiện rãnh Chọn Verify để mô phỏng ở dạng 3D
(7) Nguyên công tiện tinh lỗ đường kính 27mm
Tương tự như tiện tinh bề mặt ngoài, chỉ khác là ta chọn dao tiện trong cho nguyên công này
Sau khi thiết đặt các tham số dao cụ, tham số gia công… ta đƣợc kết quả nhƣ sau:
1 Từ Main Menu Toolpaths Next menu Thread Mở hộp thoại Lather Thread
2 Trong hộp thoại này ta tiến hành thiết đặt các tham số cho gia công:
- Tool parameters: thiết đặt dao cụ và các tham số cho dao cụ, chọn dao cắt ren T0909
- Thread shape parameters: thiết đặt các tham số cho hình dạng của đoạn ren
+ Included Angle: Góc bao của ren – 60o
+ Thread Angle: Góc nghiêng của ren
+ Major Diameter: Đường kính đỉnh ren – 48
+ Minor Diameter: Đường kính chân ren – 44
+ Thread Depth: Chiều dâu của ren –
+ Thread cut parameters: Các tham số cắt ren
3 Sau khi định nghĩa xong các tham số, nhấn OK Hệ thống tính toán và hiển thị đường cắt ren
Operation để kiểm tra đường chạy dao của nguyên công cắt ren
Chọn Select All và Verify để mô phỏng ở dạng 3D
+ Start point: Điểm bắt đầu đoạn ren
Click lên nút và chọn hoặc nhập tọa độ + End point: Điểm kết thúc đoạn ren
1 Chọn Main Menu Toolpaths Operation để kiểm tra đường chạy dao của tất cả các nguyên công
Chọn Select All và Verify để mô phỏng ở dạng 3D
2 Postprocessor: Sau khi kiểm tra tất cả các nguyên công không thấy xuất hiện lỗi nào ta tiến hành hậu xử lý để tao chương trình NC cho máy gia công:
- Trong hộp thoại Operations Manage chọn tất cả các nguyên công bằng nút lệnh
- Chọn nút Post, mở hộp thoại Post processing
- Trong hộp thoại này nhấn vào nút
Chage Post để chọn Postprocessor thích hợp cho máy
- Chọn Output MC9 file decription để ghi chú mô tả chương trình
- Nếu máy tính nối trực tiếp với máy gia công ta click vào send to machine, nút
Comn… để chọn cổng xuất và từ đây chương trình có thể trực tiếp đến máy gia công
- NC file: chọn Save NC file và Edit để hiệu chỉnh chương trình
- Nhấn nút OK để xuất chương trình
3 Sau khi chọn OK, hệ thống yêu cầu ta ghi file NC ra thƣ mục xác định Chọn thƣ mục và chọn OK.
Bài tập 2: Lập trình gia công chi tiết nhƣ hình
- Thiết đặt phôi liệu và các tham số máy
- Thiết lập các nguyên công:
+ Nguyên công khỏa mặt đầu chi tiết
+ Nguyên công tiện thô mặt ngoài
+ Nguyên công khoan mở lỗ tâm
+ Nguyên công khoan rộng lỗ tâm
+ Nguyên công phay mặt lục giác lớn
+ Nguyên công phay mặt lục giác nhỏ
+ Khoan các lỗ đường kính 8mm
+ Khoan các lỗ đường kính 4mm
Thiết đặt phôi và các tham số máy
Main Menu Job Setup sau đó thiết lập các tham số nhƣ ví dụ trên
Thiết lập các nguyên công
Cũng giống nhƣ phần trên: chỉ chú ý là khi xây dựng mô hình chi tiết ở dạng solids thì khi chọn biên dạng gia công chọn Rough, Solids
(2) Các nguyên công khoan tâm
Tương tự các phần trên
(3) Nguyên công phay mặt lục giác lớn
- Chọn Main Menu Toolpaths C – axis
- Hệ thống yêu cầu chọn Contour cho gia công, ta chọn nhƣ hình bên:
- Vào hộp C – Axis Cross contour:
Các tham số contour (contour parameters) đặt như hình dưới:
(4) Quay mặt C – plane để lập trình cho các mặt lục giác còn lại
Từ Main Menu Toolpaths Next menu Transform Mở hộp thoại
Transform Operation Parameters Trong hộp thoại này ta chọn kiểu dịch chuyển (Type) là quay Rotate
Phương pháp quay (Method) là dùng mặt phẳng dụng cụ: Tool plane
Trong tab Rotate chọn số bước là 5, góc bắt đầu là , góc quay là Mặt phẳng C – plane (Rotate View) là mặt Right Chọn OK
Kết quả của hai nguyên công phay nhƣ sau:
(5) Phay các mặt lục giác nhỏ, tương tự như phần trên ta có kết quả như sau:
(6) Gia công tinh lại tất cả các mặt của cả hai lục giác
- Main Menu Toolpaths C – axis Face ctr
- Chọn hai chuỗi dưới đáy của hai hình lục giác Chọn Done
- Mở hộp thoại C – axis face contour
(7) Khoan lỗ đường kính 8mm, sâu 4mm bằng mũi khoan đường kính 8mm
- Main Menu Toolpaths Next menu C – axis Cross drl
- Hệ thống yêu cầu nhập điểm khoan, chọn 6 điểm là tâm của 6 lỗ
- Chọn Done mở hộp thoại Simple Drill – no peck C – axis Drill
- Trong hộp thoại này chọn mũi khoan có đường kính 8mm, khoan sâu 4mm Các tham số khác như trong hình dưới đây:
Sau khi đặt đủ các tham số, chọn OK
Kết quả của nguyên công này nhƣ sau:
(8) Khoan các lỗ đường kính 4mm
Tương tự nguyên công trên ta tiến hành khoan các lỗ đường kính 4mm với mũi khoan đường kính 4mm Kết quả như sau:
(9) Nguyên công phay 6 hốc ở mặt lục giác lớn
- Main Menu Toolpaths Next Menu Mill Pocket
- Hệ thống yêu cầu chọn chuỗi để định nghĩa pocket, chọn chuỗi khép kín là miệng của pocket nhƣ sau:
Kết thúc chọn Done, mở hộp thoại Pocket (standard): Trong hộp thoại này đặt dao đường kính là 2mm, đặt các tham số gia công như trong hình dưới đây:
(10) Để lập trình 5 hốc còn lại ta dùng chức năng quay
- Main Menu Toolpaths Next menu Transform
- Thiết lập các tham số tương tự các phần trên
- Kết quả ta đƣợc nhƣ hình
(11) Lập trình gia công khắc chữ trên bề mặt trụ
- Main Menu Toolpaths Next menu Mill Contour
- Hệ thống yêu cầu chọn các đường contour, ta chọn các chữ trên mặt phẳng
- Khi kết thúc chọn Done
Mở hộp thoại Contour (2D), chọn dao đường kính 2mm, đặt các tham số dao cụ Click vào nút Rotate Axis mở hộp thoại Rotate Axis để quay chuỗi đã chọn gắn lên mặt trụ Trong hộp thoại chọn kiểu quay (Rotation Type) là quay quanh trục (Axis substitution), chiều quay cùng chiều kim đồng hồ (CW), đường kính
62 trụ (Rotate Diameter) là 127mm, chọn OK Các tham số contour có thể đặt dễ dàng
Kết quả của nguyên công này nhƣ sau:
(12) Lập trình cho nguyên công khoét rãnh thoát dao
Nguyên công này đã đƣợc nói đến trong ví dụ 1: Từ Main Menu
Toolpaths Groove ta tiến hành chọn biên dạng gia công (ở đây dùng 2 Point) và đặt các tham số cuối cùng ta sẽ đạt kết quả mong muốn
(13) Lập trình cho nguyên công cắt ren
Tương tự như ở ví dụ 1
1 Trình bày một số thuật ngữ thường sử dụng ?
2 Trình bày các chức năng chính trong modul MasterCam Lather ?