LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CƠ KHÍ NÂNG CẤP MÁY TIỆN CNC

Gốc của hệ trục tọa độ có thể đặt tại bat kỳ một điểm nào đó trên chỉ tiết về mặt nguyên tắc nhưng thông thường người ta sẽ chọn tại những điểm thuận lợi cho việc lập trình, đồng thời d

—— TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KỸ THUẬT CONG NGHE TP HCM Độc lập —- Tự do — Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG-ROBOT

TP Hà Chí Minh, ngày tháng|ỹnăm 200ÿ

NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP (Chú ý : Sinh viên phải dán tờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết mình)

HỌ VÀ TÊN : MÔ RUADWH VÄbA MSSV : „A04.A040215

tìGU3x⁄EN 0GŒ GllXẾN, À04L406.04L6

3- Ngày giao nhiệm vụ Đồ án : .A/Ao | @eø8

4- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 4 4142.1 hao’ deseeaeenees

5- Họ tên cán bộ hướng dân — Nội dung hướng dẫn:

Ngày AM tháng „ke nam REPS ; - ;

CHU NHIEM KHOA CAN BO HUONG DAN CHINH

_ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

3 Tông quát về bản thuyết minh:

Số trang 6& Sốchương — _ Â%

Số bảng số liệu .⁄Z Sốhinhvẽ _ “Ế 2c cv se

Số tài liệu tham khảo Z” Phần mềm tính toán KH 221 11x

Hiện vật (sản phẩm) ¿Í Thuyết minh bằng máy tinh

4 Tông quát về các bản vẽ:

Tổng số bản vẽ : _¬

Bản A0: € BảnAl: Z Bản A2:

Bản A3: Bản A4: Khổ khác: ‹

5 Nội dung và những ưu điểm chính:

woah SR Ahn ACN TA Bite A be MEK tober Ái 0g Wide Bhd

` thee tot Ahab CA Ade PB A Hebi S ES KK Hig

Che Ee SER danh CA th a AA Ltt Hf a

tA phay Math Wen Meare 46a GPit perk ro Peay it tak .0d cư

Ln Melb thấy, bees Bt a BB ABB on Os "

we thao QRS eB Satan 608 VÀ AÂ tuôn, cuia (hệ AVM A ENE

MAG oe PB eons CRE, ATE GOA Lo SENG LO tiuyÊ, LÊ tàu fag c20

tle Ab Bil Ht iad sees (Oia Ao bso $ Caj đu 11 ervece

7„ Đề nghị

Được bảo vệ HBồ sung thêm để được bảo vệ LlKhông được bảo vệ

Giáo viên hướng dẫn

(Ky va ghi rõ họ tên)

- bro

eu

MUC LUC Lời nói đầu

Chương 1 Tổng quan đề tài

2.1.1 Hệ thống tọa độ trên máy CNC

2.1.2 Hệ thống tọa độ trên máy tiện CNC

2.2 Các điểm gốc, điểm chuẩn

2.2.1 Điểm gốc của máy M

2.2.2 Điểm chuẩn của máy R

2.2.3 Điểm zero của phôi W và điểm gốc của chương trình P

2.2.4 Điểm gốc của dụng cụ

2.3 Độ chính xác của máy tiện CNC

Chương 3 Một số chu trình gia công cơ bản trên máy tiện CNC

3.1 Chu trình gia công mặt côn

3.2 Chu trình tiện thô và tỉnh ăn dao đọc G71, G70

3.3 Chu trình gia công thô và tinh ăn dao ngang G72, G70

3.4 Chu trình gia công thô và tỉnh ăn dao theo biên dang G73, G70

3.5 Chu trình tự động làm cung tròn G36

3.6 Chu trình gia công theo biên dạng chỉ tiết G66

3.7 Chu trình khoan có bẻ phơi hoặc ta rô ren G83

3.8 Chu trình gia công ăn dao ngang theo từng phần G82

3.9 Chu trình gia công cung tròn với lượng ăn đao dọc G84

3.10 Chu trình gia công rãnh hoặc hốc G88

4.3.1 Vi tri dat may

4.3.2 Panel diéu khién

4.3.3 Các trục của máy X, Z

4.3.4 Trục chính

4.3.5 Hệ thống thay dao

Chương 5 Điên —- Động lực

5.1 Giới thiệu tổng quan hệ thống điện

5.1.1 Phần mềm điều khiển Mach2

Trang

1 Ố

5.3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển khí nén

5.3.3 Thiết kế mạch điêu khiển quá trình thay dao

DANH SACH CAC HINH

Hinh 2.1 May tién ngang

Hình 2.2 Máy tiện có bàn đao nghiêng

Hình 2.3 Máy tiện giường

Hình 4.1 Xác máy cơ khí khi mua về

Hinh 4.2 Hệ thống gá dao cũ của máy

Hình 4.3 Vít me bi truyền động trong máy

Hình 4.4 Mâm cặp của máy

Hình 4.5 Kết cầu khung sườn của máy sau khi hoàn thành

Hình 4.6 Kích thước Panel điều khiển

Hình 4.7 Panel điều khiển khi lắp vào máy

Hình 4.8 Vị trí lắp mặt bích

Hình 4.9 Kích thước mặt bích

Hình 4.10 Mặt bích sau khi gia công

Hình 4.11 Mặt bích trục Z và X được lắp vào máy

Hình 4.12 Kích thước miếng chem

Hình 4.13 Vị trí lắp miếng chem

Hình 4.14 Vị trí lắp động cơ trục chính

Hình 4.15 Thắng đĩa sau khi được lắp vào trục chính

Hình 4.16 Bô thay đao lúc đầu

Hình 4.17 Bộ thay dao được cố định trên bàn máy

Hình 4.18 Kích thước cơ bản

Hình 4.19 Động cơ quay dao phay khi được lắp vào

Hình 4.20 Kích thước cơ bản của mặt bích

Hình 4.21 Mô phỏng kết quá mặt bích sau khi gia công và lắp vào máy

Hình 4.22 Cách thức lắp đặt cảm biến kim loại

Hình 4.23 Bộ thay dao sau khi lắp ráp hoàn chỉnh

Hình 5.1 Giao diện lựa chọn của Mach2

Hình 5.2 Giao diện điều khiển máy phay CNC

Hình 5.3 Giao diện điều khiển máy tiện CNC

Hình 5.4 Kích thước cơ bản của bộ điều khiến GSK

Hình 5.5 Cách thức bố trí các phím chức năng của GSK

Hình 5.6 VỊ trí tủ điện trên máy

Hình 5.7 Các thành phần chính trong tủ điện

Hình 5.8 VỊ trí van khí nén trên máy

Hình 5.9 Sơ đồ điều khiển khí và điện

Hình 5.10 Sơ đồ điều khiển thay dao

Hình 5.11 Mâm đao

Hình 5.12 Sơ đồ nguyên lý mạch thay dao

Hình 5.13 Mạch điện

Hình 5.14 Sơ đồ nút nhắn ON-OEE

Hình 5.15 Sơ đồ kết nối Handle với bộ điều khiển

Hình 5.16 Sơ đồ kết nối bộ điều khiển với Driver

Hình 5.17 Sơ đồ tổng thể điều khiển động cơ 2 trục

Hình 5.18 Sơ đồ dây động luc cha Driver

Hình 5.19 Sơ đồ kết nối giữa bộ điều khiển với cảm biến

Hình 5.20 Sơ đồ xuất tín hiệu điều khiển các lệnh M

Hình 5.21 Sơ đồ kết nối Encoder với bộ điều khiển

Loi mé dau

Một trong những thành tựu quan trọng nhất của tiến bộ khoa học kỹ thuật là tự

động hóa sản xuất Điều đó được thê hiện qua các phương thức sản xuất mang tính linh

hoạt cao Trong dây chuyển sản xuất linh hoạt thì máy CNC đóng một vai trò rất quan

trọng Sử dụng máy CNC cho phép giảm khối lượng gia công chỉ tiết, nâng cao độ

chính xác gia công và hiệu quả kinh tế đồng thời cũng rút ngắn được chu kỳ và thời

gian sản xuất Chính vì vậy ở nước ta hiện nay CNC đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao

Để giúp cho sinh viên có cơ hội kiểm tra kiến thức của mình thì ĐỒ ÁN TÓT

NGHIỆP là một đợt diễn tập cuối cùng, vì vậy đây là một công việc hết sức bổ ích đối

với mỗi sinh viên

Với mục đích tạo ra một máy tiện CNC phù hợp với các doanh nghiệp sản xuất vừa và nhỏ nên đề tài có tên la "NANG CAP MAY TIEN CNC” Day 1a mét dé tai rat phù hợp với các sinh viên ngành Cơ khí tự động

Trong suốt quá trình thực hiện Đồ Án được sự hướng dẫn nhiệt tình của KS Bùi Thanh Luân nên Đồ Án đã được hoàn thành đúng tiến độ Trong quá trình thực

hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót, mong quý thây cô xem xét

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

- Võ Thanh Văn

- Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luan

TONG QUAN DE TAI

1.1 Giới thiệu dé tai:

Khi nói đên máy CNC thì chúng ta nghĩ ngay đến máy phay CNC, máy tiện CNC, may gia cong tia lta digén CNC, may khoan CNC, va a san phẩm của một

số hãng nổi tiếng như: Fanuc, Fago, Okuma, Với tên đề tài “ Nâng cấp máy tiện

ƠNC “ đã phần nào nói lên được mục đích của để tài là phát triển từ những máy

CNC đã có Cụ thể đề tài được chia thành những nhiệm vụ cơ bản sau:

- _ Tìm hiểu cơ cấu cơ khí của xác máy tiện củ của Nhật

- Thay đổi và lắp đặt mới hệ thống động lực mới

- Thay đổi bộ điều khiển củ bằng bộ điều khiển GSK 928TE

- Nang cap hé théng thay dao

"Nhằm tạo ra một máy tiện CNC phù hợp với sản xuất nhỏ nên việc thay đổi một số kết cấu cơ khí, điện, và đặt biệt là bộ điều khiển của máy là một điều hết sức

cần thiết dé giải quyết được những vấn đề như: không gian làm việc, khả năng làm

việc, nhu cầu về điện cung câp

Bằng những kiến thức cơ 'khí và tự động điều khiển đã được học tập thì đây

là một đề tài phù hợp với khả năng của sinh viên

Mua xác cơ khíểủ, của Nhật ẻ

Tìm hiểu cơ cầu fruyền động trong máy

- _ Tìm hiểu các loại động cơ có thể sử dụng trong máy CNC

- _ Tìm hiểu các hệ điều khiển cho may CNC

- Thiét ké, lap ráp lại những cơ câu cơ khí cần thiết

- Thiết kế hệ thông điện — động lực

Nâng cấp hệ thống thay dao để có khả năng tiện và phay

1.3 Thực hiện:

- Thiét ké co khi

- Chon hé điều khiến

- _ Đi dây điện —- động lực phù hợp với hệ điều khiển đó

- - Vận hành máy

——

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bùi Thanh Luân

GIOI THIEU VE MAY TIEN CNC

Hién nay, may tiện CNC 6 rất nhiều lọai và được phân chia dưới nhiều hình thức khác nhau Một số máy chia theo khả năng làm việc của máy, một số máy thì chia theo cấu tạo của bàn máy như: máy tiện ngang, máy tiện đứng, máy tiện

giường, máy tiện có bàn máy nghiêng 45°

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luân

m@ PUMA 7O0LM

Hinh 2 3 máy tiện Giường 3,2 m

Qua đó ta thấy máy có nhiều chủng loại và có nhiều hãng sản xuất khác nhau nhưng tất cả các máy CNC đều có những đặc điểm chung đó là Hệ thống tọa độ của

máy

2.1 Hệ thông tọa dé:

2.1.1 Hệ thông toa đô trên máy CNC:

De co thé tính toán quỹ đạo

chuyển động của dụng cụ, cần thiết phải

găn vào chỉ tiết một hệ trục tọa độ

Thông thường trên các máy điều khiển

theo chương trình số người ta thường áp

dung h¢ toa d6 Decard OXYZ theo quy

tic ban tay phải ( hệ tọa độ thuận) và nó

được gắn vào chỉ tiết gia công Gốc của

hệ trục tọa độ có thể đặt tại bat kỳ một

điểm nào đó trên chỉ tiết (về mặt nguyên

tắc) nhưng thông thường người ta sẽ

chọn tại những điểm thuận lợi cho việc lập trình, đồng thời dễ dàng kiểm tra kích thước theo bản vẽ của chỉ tiết gia công mà không phải thực hiện nhiều bước tính

Một đặc điềm mang tính quy ước là trên các máy điều khiển theo chương trình số,

chỉ tiết gia công được xem là luôn luôn cỗ định và luôn gắn với hệ thống tọa độ nói trên, còn znợi chuyển động tạo hình và cắt gọi đầu do dung cu cat gọi thực hiện Trong thực tế, điều này đôi khi là ngược lại, ví dụ như trên máy phay thì chính bàn máy mang phôi thực hiện chuyển động tạo hình, còn dụng cụ chỉ thực hiện chuyển động cắt gọt Vì vậy khi sử dụng máy điều khiển theo chương trình số cần

phải luôn luôn tạo nên một thói quen để tránh những nhằm lẫn đáng tiếc có thể gây

ra nguy hiém cho máy, dụng cụ v va con n ngudi

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luân

aS

2.1.2 Hệ toa đô trên máy tiện CNC:

Máy tiện thường có loại 2D và 3D, trong đó loại 2D là phê biến hơn ca vì nó

có thể gia công được tất cả các bề mặt trụ ngoài hoặc trụ trong có đường sinh bất

kỳ Các máy tiện 3D, ngoài các chức năng như máy tiện 2D, người ta còn bố trí

thêm trục quay thứ 3 là của trục chính ( người ta gọi là trục C — quay xung quanh

truc OZ ) và trên đầu còn có một chuyển động quay của dụng cụ tạo nên vận tốc cắt

để thực hiện các công việc gia công như khoan, doa, phay trên các chỉ tiết gia

công Chiều dương của trục C được biểu diễn theo hướng mũi tên như hình vẽ

đệ toa dé trén may tién vdi ban dao phia sau

vd có bố trí truc C (3Ð)

2.2 Các điểm gốc điểm chuẩn

2.2.1 Diém sốc của máy M

Quá trình gia công trên máy điều khiển theo chương trình số được thiết lập

bằng một chương trình mô tả quỹ đạo chuyển động tương đối giữa lưỡi cắt của

dụng cụ cắt và phôi Vì thế, để đảm bảo việc gia công đạt được độ chính xác thì các

dịch chuyển của dụng cụ phải được so sánh với điểm 0 (zero) của hệ thống đo

lường và người ta gọi đó là điểm gốc của hệ tọa độ của máy hay điểm gốc đo lường

M (ki higu Machine Reference Zero ©) Cac diém M được các nhà chế tạo may

quy định trước

z4

2.2.2 Điểm chuẩn của máy R kẻ

Đê giám sát và điêu chỉnh kịp thời

quỹ đạo chuyển dong cua dung cu, cam

thiết phải bố trí một hệ thống đo lường =

để xác định quảng đường thực tế ( tọa độ iow

thực) so với tọa độ lập trình Trên các Roe

may CNC người ta đặt các mốc để theo , _*

dõi các tọa độ thực của dụng cụ trong xe

qua trinh dich chuyén, vi trí của dụng cụ

luôn luôn được so sánh với gốc đo lường

của máy M Khi bắt đầu đóng mạch điều khiển của máy thì tất cả các trục phải được

chạy về một điểm chuẩn mà giá trị tọa độ của nó so với điểm gốc M phải luôn luôn

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luân

không đổi và do các nhà chế tạo máy quy định Điểm đó gọi là điểm chuẩn của máy

R ( kp higu Machine reference point @) Vị trí của điểm chuẩn này được tính toán chính xác từ trước bởi một cử chặn lắp trên bàn trượt và các công tắc giới hạn hành trình Do độ chính xác vị trí của cá máy CNC là rất cao ( thường với hệ thống đo là

hệ mét thì giá trị của nó là 0,001 mm và hệ inch là 0,0001 inch) nên khi dich

chuyển trở về điểm chuẩn của các trục thì ban đầu nó chạy nhanh cho đến khi gần đến vị trí sẽ chuyền sang chế độ chạy chậm để định vị một cách chính xác

Cúc điểm gốc và chiến chin tren pray ten

2.2.3 Diém zero của phéi W va diém gốc của chương trình P

a) Điểm gốc của phôi W-

khi bắt đầu gia công, cần phái tiến hành xác định tọa độ của điểm zero của chỉ tiết hay gốc chương trình so với điểm M để xác định và hiệu chỉnh hệ thống đo đường dịch chuyển

Điểm zero (0) của phôi W ( ký hiệu là Workpiece Zero Point €) xác định hệ tọa độ của phôi trong quan hệ với điểm zero của máy (M) Điểm W của phôi được chọn bởi người lập trình và được đưa vào hệ thống CNC khi đặt số liệu máy trước khi gia công

_ ————ẼễẼễŸỶŸỶïễEEẺŠÌÈÌÏ - _—

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luan

và phía ngoài

b) Điểm gốc của chương trình P-

Tùy thuộc vào bản vẽ của chỉ tiết gia công mà người ta sẽ có một hay một số điểm chuẩn để xác định tọa độ của các bề mặt khác Trong trường hợp đó, điểm này gọi là điểm gốc của chương trình (Programmed ®) Thực tế trong quá trình gia công, nếu chọn điểm gốc W của phôi trùng với điểm gốc P của chương trình thì sẽ càng thuận lợi cho quá trình lập trình vì không phải thực hiện nhiều phép tính toán

Hr du chọn điểm góc của chỉ tiết và điềm góc chương trình

khi khoan các lổ phán bổ trên dường trôn (L2 )

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luan

c) Điểm gá đặt C:

Là điểm tiếp xúc giữa phôi và đồ gá trên máy, nó có thể trùng với điểm gốc

của phôi W trên máy tiện Thông thường khi gia công người ta phải tính đến lượng

dư và do vậy điểm gá đặt C chính là bề mặt chuẩn để xác định kích thước của phôi

2.2.4 Điểm gốc của dụng cụ:

Đề đảm bảo quá trình gia công chỉ tiết với việc sử dụng nhiều dao và mỗi

dao có hình dạng và kích thước khác nhau được chính xác, cân phải có điểm gốc

của dụng cụ Điểm gốc của dụng cụ là những điểm cố định và nó được xác định tọa

độ chính xác so với điểm M và R

a) Điểm chuẩn của dao:

Điểm chuẩn của dao là điểm mà từ đó chúng ta lập chương trình chuyển

động trong quá trình gia công Đối với dao tiện, người ta chọn điểm nhọn của mũi

dao làm điểm chuẩn

b) Các điểm gốc của dao ( điểm sá đặt dao):

Thông thường người ta chọn 2 loại

cán đao (tool holder), một loại chuôi trụ và pe LN MV

một loại chuôi côn theo tiêu chuẩn ¬ WN

Déi voi chudi dao thinguditaldy — _ WW

diém dat dung cu E ( ®)

Đối với lỗ gá đao thì người ta lấy

điểm gá dụng cụ N (®)

Khi chuôi dao lắp vào lỗ gá đao thì

điểm N và E trùng nhau

Trên cơ sở của điểm chuẩn này, người ta

có thể xác định các kích thước để đưa vào

bộ nhớ lượng bù dao Các kích thước này

có thể bao gôm chiều dài của dao tiện theo

phương X và Z ( điểm mũi dao) hay chiều dài của dao phay và bán kính của nó Các

kích thước này có thể được xác định từ trước bằng cách đo trên các thiết bị đo

chuyên dùng hay xác định ngay trên máy rồi đưa vào hệ điều khiển CNC để thực

hiện việc bù dao

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luan

va

c) Diém thay dao:

Trong quá trình gia công, có thé ta phải dùng đến một số đao và số lượng dao

là tùy thuộc vào bề mặt của gia công, vì thé ta phải thực hiện việc thay dao Trên các máy có cơ cấu thay dao tự động thì yêu cầu khi thay dao phải không được để dao chạm vào phôi hoặc máy, vì thê cần phải có điểm thay dao Đối với máy phay hoặc các trung tâm gia công thì thông thường bàn máy phải chạy về điểm chuẩn, còn với máy tiện, thường các dao năm trên đầu rơvonve nên không cần thiết phải chạy đến điểm chuẩn mới thực hiện thay đao mà có thể đến một vị trí nào đó đảm bảo an toàn cho quá trình quay đầu rơvonne là có thể được nhằm mục đích giảm thời gian phụ

Có thể nói rằng, các điểm chuân R, điểm zero M của máy, của chỉ tiết W, và

N của dao là rất quan trọng vì nó liên quan đến quá trình gia công của một chỉ tiết thực mà trong khi thiết lập chương trình gia công người ta đã tạm bỏ qua các giá trị

đó để cho quá trình lập trình được thực hiện đơn giản hơn Vấn đề bỏ qua nảy SẼ được đưa vào một lượng điều chỉnh trong khi tiến hành gia công gọi là “dịch điểm

chuẩn” hoặc gọi là “zero offset” và đưa thêm vào “lượng bù dao” gọi là (Tool

calibration) Khi đó vị trí của lưỡi cắt của dao sẽ được đồng nhất với các tọa độ được lập trình mà chúng ta đã tiến hành khi lập chương trình gia công

2.3 Đô chính xác của máy CNC:

Sai sô gia công tông cộng trên các máy CNC xuất hiện trên các hệ thống truyền động của máy, trong các hệ thống điều khiển và kiểm tra và trong bản thân chỉ tiết gia công

Các sai số gia công được ký hiệu và giải thích như sau:

5,,5),6,,5, - các sai số lập trình, nội suy, biệu chỉnh nội suy và sai số của “

lệnh trở về điểm 0 ”

6,55 - sai số của bước bên trong và sai số tích lũy của datric

é; - sai số của các cơ cầu chuyên đổi tín hiệu

Os - sai số của thời gian phát xung

55619504; - các sai số truyền động ( lực, mômen, tốc độ )

ổn - sai số của vítme

Ổa - sai số hình học của máy

542515 - biến đạng đàn hồi của máy và đồ gá

6 - sai số kích thước gá đặt dao

Or, - sai số do mòn dao

Org - biến dạng đàn hồi của dao

Org - sai số gá đặt chỉ tiết gia công

Srp - biến dạng đàn hồi của chỉ tiết gia công

Ổn - bién dạng nhiệt của chỉ tiết gia công

Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm sai số gia công tổng cộng

A, cho thấy tỷ lệ các thành phan của sai số nói trên

:.7.7ẰỶỪỶỲỚNG

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luân

Sai số gia công tổng cộng trên máy CNC

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luan

MOT SO CHU TRINH GIA CONG CO’ BAN TREN

MAY TIEN CNC

3.1 Các chu trình gia công mặt côn

Chu trình này được dung khi gia công các bề mặt côn có chiều dài bề mặt gia công không lớn từ các phôi liệu là thép thanh hình trụ

Dạng câu lệnh: N_G99 G90 xX ZRF_

Trong đó, R là giá trị tham số được xác định theo công thức sau:

R=(Z+Z,).tga voi o 1a nita | goc côn

Z là chiều dài của phần côn cần gia công

Z, là khoảng an toàn của dao khi bắt đầu chạy theo chu trình (Khoảng cách từ điểm bắt đầu đến bề mặt của chỉ tiết )

3.2 Chu trinh tién thé va tinh in dao doc G71, G70

Chu trình này được sử dụng khi gia công các chỉ tiết từ phôi liệu dạng thanh (phôi cán) Nó thường được sử dụng khi gia công các chỉ tiết có lượng đư theo hướng kính (X) khá nhỏ so với chiều dài của bề mặt gia công (2)

e Khi gia công thô:

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luân

—=———

U (của câu lệnh trước) là chiều sâu lớp cắt của mỗi bước

R (của câu lệnh trước) là khoảng lùi dao sau mỗi lần cắt

P là số block bắt đầu chương trình

Q là số block cuối cùng của chu trình

U (của câu lệnh sau) là lượng dư để lại theo phương X cho gia công tinh

W (cua câu lệnh sau) là lượng dư để lại theo phương Z cho gia công tinh

e© Khi gia công tỉnh:

11

Chu trình gia công thê va tình ăn dao doc

3.3 Chu trình gia công thô và tính ăn đao ngang G72, G70 „

Chu trình này được sử dụng khi gia công các chỉ tiết từ phôi thanh Nó thương được sử dụng với trường hợp phôi có kích thước đường kính lớn và kích

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luan

W (câu lệnh trước) là chiều đài cắt của mỗi một lớp

R (câu lệnh trước) là khoảng lùi dao an toàn sau mỗi lớp cắt G72: Gọi là chu trình gia công thô ăn dao ngang

Plà số block bắt đầu của chu trình

Q là số block cuối cùng của chu trình

U là lượng dư theo phương X để lại do gia công tỉnh

W là lượng dư theo phương Z để lại cho gia công tinh

® Khi gia công tỉnh:

Chu trinh gia cong dn dao ngang

3.4 Chu trình gia công thô và tỉnh ăn đao theo biên dang G73, „G70

Chu trình này thường được sử dụng khi gia công các chỉ tiết từ phôi đúc hoặc dập có hình dạng gần giống với chỉ tiết

> Khi gia công thô:

-P,Q là số block đầu tiên và cuối cùng của chu trình gia công

- F là lượng chạy dao khi gia công thô

> Khi gia công tinh:

N50 G42 X2.05 Z.1 F200 N60 G73 U.20 W.20 R3 N70 G73 P90 Q160 U.03 W.03 F.01 N80 G01 F.002

N180 G00 X2.05 Z2 N190 M05

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luân

- G02 X60 Z10 120 K-30 là nội suy vòng tròn theo chiều kim đồng hồ từ

điểm bắt đầu 2 và kết thúc tại điểm 3 có toạ độ tâm là điểm 4

G36 ở câu lệnh số 2 là tự động làm cung tròn chuyên tiếp giữa đường thắng và cung

tròn

G02 G36 RID X60 250 R28 X60 Z10 R28

Nối tiếp giữa 2 cung tròn có bán kính R28 Cung tròn thứ nhất xuất phát từ điểm 1

có toạ độ X60 Z90 đến điểm 2 và cung tròn thứ 2 từ Xó0 Z50 đên điểm 3 có X60

Z10

3.6 Chu trình gia công theo biên dang chi tiết G66

Chu trình này được sử dụng khi gia công các chỉ tiết mà phoi liệu được chế tạo theo phương pháp rèn, dập hoặc đúc có biên dạng gần giống với biên dạng chỉ

tiết

Nguyen Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luan

SSG

X: toạ độ củ của điểm đầu

Z: toạ độ của điểm đầu

I: là lượng dư gia công bao gồm cả gia công thô và tinh Nó có thẻ tính theo phương X hay Z tuỳ theo A0 hoặc A1 Nếu H #£ 0 và I<L hoặc M thì chỉ có 81a công tinh

C: là chiều sâu cắt từng bước Nó có thể tính theo phương X hay Y tuỳ thuộc

vào A0 hoặc AI

A: Khi A0 thì I và C tính theo phương X và AI thì tính theo phương Z Nếu

A không được lập trình thì giá trị C phụ thuộc vào dao: Khi kích thước dao theo phương X lớn hơn phương Z thì C tính theo phương X và ngược lại; Còn I duoc tính thươ phương X

L: Lượng dư để lại cho gia công tỉnh theo phương X Nếu L không được lập trình thi lượng dư chứa lại cho gia công tỉnh bằng 0 (không gia công tỉnh)

Chu trình gía công theo biến dạng chỉ tiết

M: lượng dư còn lại cho gia công tỉnh teho phương Z Nếu M không được lập trình thì lượng dư này được lấy bằng L (lượng dư theo phương X và Z bằng nhau) và C có gia trị không đổi Nếu L và M<0 thì nó thực hiện vê trong góc, nếu

>0 thi thươ biên dạng lập trình

H: Lượng chạy dao khi gia công tính Khi không có gia công tỉnh thì H=0 hoặc H không được lập trình

S: Số cha Block đầu tiên của chu trình

E: Số của Block cuối cùng của chu trình

Q: Chỉ số của chu trình Nếu Q không được lập trình thì chỉ có một chu trình thực hiện trên biên dạng chỉ tiết

3.7 Chu trình khoan có bẻ phoi hoặc ta rô ren G83

Chu trình này được sử dụng khi khoan các lỗ co bẻ phoi hoặc ta rô ren trên các máy tiện

Dạng câu lệnh: Khikhoan G38X ZIBDKHC

Khi ta rô ren G38 X_Z_I BOD K_

eS

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luân

X, Z: Toạ độ theo phương X và Z của vị trí mũi khoan

I: Chiều sâu toàn bộ của lễ gia công theo phương Z

B: Xác định chức năng của công việc: Nếu B=0 thì cụm CNC sẽ thực hiện việc tarô ren Khi B>0 thì thực hiên công việc khoan lỗ, giá trị của B là chiều sâu mỗi lần tiến dao

D: Xác định khoảng cách an toàn của mũi dao trước khi thực hiện chạy dao gia công Nếu D không được lập trình thì được xác nhân là có giá trị 0

K: Xác định thời gian dừng có thời hạn K giây Nếu nó không được lập trình thì được xác nhận là có giá trị 0

H: Xác định khoản lùi dao sau mỗi một lần tiến đao gia công (chức năng này được thực hiện bới G00) Nếu nó không được lập trình hoặc được lập trình với giá trị 0 thì có thể lùi đến điểm ban đầu trước khi gia công cắt (điểm có giá trị D)

C: Xác định khoảng cách theo trục Z từ cị trí bước sát trước đến vị trí mà từ đó

bắt đầu bước gia công tiếp theo (với G01)

a) Giải thích sơ đô gia công khi khoan ( B>0 ):

Dịch chuyển nhanh mũi khoan (G00) đến vị trí bắt đầu vào chu trình gia cong cách bê mặt gia công một khoảng an toàn )

Bước gia công đấu tiên: Dịch chuyển mũi khoan theo phương Z đến đô sâu được

lập trình thươ giá trị gia tăng “D+B” với lượng tiễn dao được lập trình F theo chức năng G1

+Lùi dao nhanh theo trục Z voi khoảng cách H được lập trình Nếu H = 0 hoặc

không được lập trình thì mũi khoan được lùi về vị trí ban đẫu ( cách bề mặt đầu của phôi một khoảng bằng D)

Tiếp theo, chạy dao nhanh (G00) theo phương Z đến chach bi tri đã gia công sát trước một khoảng C và bắt đầu thự hiện bước gia công tiếp theo (G01) đến vị trí có giá trị toạ độ gia tăng B

T iép tục thực hiện các bước như trên cho đến khi đạt gid tri toa dé I thi ding

miii khoan trong khodng K gidy được lập trình, sau đó luiù nhanh về vị trí bắt đâu

—

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luân

SSSI

Nếu K không có mặt trong chương trình gia công thị khi đạt đến toạ độ I thì mũi khoan được lùi nhanh về cị trí ban đâu

b) Giả thích sợ đô gia công khi ta rô ren(B=0)

Dịch chuyển nhanh ta rô (G00) đến vị trí bắt đầu vào chu trình gia công cách bê mật gia công một khoảng an toàn D

Bước gia công đầu tiên: Dịch chuyển ta rô theo phương 2 đến toạ độ được lập trình theo gia trị gia tăng “D+B” theo lượng tiễn dao được lập trình F (mm/vg) Đảo chiều quay trục chính và lùi ta rô (G01) đến vị trí ban dau

Tiếp tục thực hiên các bước như trên cho đến khi đạt được chiéu sâu lỗ ren theo

toạ độ được lập trình Sau đó, trục chính đảo chiếu và ta rô lùi về vi tri ban dau

theo chức năng (G01)

3.8 Chu trình gia công ăn đao ngang theo từng phần G82

Chu trình này được sử dụng khi gia công theo phương pháp tiến dao ngang theo từng phần

X: Toa d6 theo phuong X của điểm bắt đầu của biên dạng

Y: Toạ độ theo phương Y của điểm bắt đầu của biên dạng

Q: Xác định toạ độ theo phương X tại điểm cuối cùng của biên dạng

R: Xác định toạ độ theo phương Z tại điểm cuối cùng của biên đạng

C: Chiều sâu cắt

D: Khoảng lùi dao sau mỗi bước Khi giá trị này khác 0 nó lùi dao theo góc 45

độ Khi D = 0 thì dao lùi ra trùng với hướng dao ăn vào ( Khi gia công các rãnh hay

hốc lõm) Khi D không lập trình, việc lùi đao thực hiện theo biên dạng (hình dưới) L(M): Lượng dư để lại cho gia công tỉnh theo phương X (2) Nếu không lập trình cho L (M) thì lượng dư này bằng không và không có gia công tỉnh

F: Lượng chạy đao cuối cùng cho lớp cát thô, nêu không được lập trình hoặc

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luan

Chu trink gia cong theo G82

3.9 Chu trình gia công cung tròn với lượng š ăn dao doc G84

Chu trình này được sử dụgn khi gia công các cung tròn từ các phôi thanh với lượng ăn dao doc theo từng phần

Trong đó:

X: Toạ độ theo phương X của điểm bắt đầu của biên đạng

Z: Toạ độ theo phương Z của điểm bắt đầu của biên dạng

Q: Xác định toạ độ theo phương X tại điểm cuối cùng của biên đạng

R: Xác định toạ độ theo phương Z tại điểm cuối cùng của biên dang

C: Chiều sâu cắt

D: Khoảng lùi dao sau mỗi bước Khi giá trị này khác 0 nó lùi dao theo góc

45 độ Khi D=0 thì dao lùi ra trùng với hướng đao ăn vào ( Khi gia công các rãnh hay hốc lõm) Khi D không lập trình, việc lùi dao thực hiện theo biên dạng (hình dưới)

L(M): Lượng dư để lại cho gia công tỉnh theo phương X (2) Nếu không lập trình cho L (M) thi lượng dư này băng không và không có gia công tinh

F,H: Tương tự như chu trình G81

1): Toạ độ tương đối của tâm vòng tròn nội suy so với toạ độ của điểm đầu

theo phương X(Z) (Tương tự như khi nội suy vòng tròn G02 và G03)

Nguyên Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luan

Cha trinh gia cong cing tron G84

3.10 Chu trình gia công rãnh hoặc hốc G88 ,

Chu trình này được áp dụng khi gia công cac ranh, héc lõm hoặc cắt đứt chỉ

tiệt

Dạng câu lệnh: G88X ZQRCDK_

X: Toạ độ của điểm bắt đầu theo phương X của rãnh

Z: Toạ độ của điểm bắt đầu theo phương Z của rãnh

Q: Toạ độ của điểm kết thúc của rãnh theo phương X

R: Toạ độ của điểm kết thúc của rãnh theo phương Z

C: Xác định khoảng cách từng bước cát rãnh theo phương Z Nếu C không được lập trình thì được xem số bước bằng 1 và chiều rộng rãnh băng chiều rộng của

lưỡi cắt Nếu lập trình bằng 0 thì CNC sẽ báo lỗi

D: Xác địnnh khoảng thoát dao an toàn khi lùi dao tính theo giá trị bán kính Nếu D không được lập trình thì được coi là giá trị này bằng 0

K: Xác đình thời gian dừng tại vị trí cuối cùng của mỗi lần chạy dao với thời gian tính bằng giây Nếu K không được lập trình thì được xem là bằng 0

Chu k¥ gia công bốc lòm G88

Tuỳ theo chiều rộng rãnh cần gia công và chiều rộng của lưỡi cắt để xác định khoảng cách từng bước cát hợp lý sao cho tổng của chúng đúng băng các toạ độ điểm đầu và cuối theo phương Z (Z va R)

Chạy dao nhanh dụng cụ (G00) sao cho lưỡi cát bên trải đến toạ độ X và cách

bề mặt gia công (toạ độ Z) bằng D tính theo bán kính

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luân

aS

Tiến dao theo phương hướng kính (phương truc X) theo chức năng G01 được

lập trình với lượng chạy dao F cho đến khi đạt đến toạ độ Q (theo phương X) Dừng

tiễn dao trong khoảng K giây theo giá trị lập trình trước khi lùi dao nhanh ra Nếu K không được lập trình thì được xem như thời gian ngừng tiến dao F bằng 0 hoặc là không có

Lùi dao nhanh (G00) đến vụ trí ban đầu theo phương X

Dịch chuyển nhanh dao theo phương Z sang phải một khoảng bằng C theo giá trị gia tăng

Tiếp tục thực hiện theo các bước trên cho đến khi đạt đến toạ độ được lập trình

Q, R Sau đó thực hiện lùi đao nhanh (G00) vè vị trí ban đầu

— _—=ễỄẼỄẼỄỄỄẼỄẼễẼễẼễềễẼẼỄễỄỄễỄỄễỄễẼễẼễẼễễễỄẼẺ ?

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bùi Thanh Luân

Chương 4 CƠ KHI

4.1 Giới thiệu

Phân xác cơ khí của máy tiện được lẫy từ máy tiện nhỏ đời củ của nhật với

độ chính xác của các chỉ tiết cơ khí rất cao Máy gôm 2 trục X và Z và các dụng cụ

cắt được gá đặt trên bàn máy của trục X

Hình 4.1 Xác máy cơ khí khi mua về

Có các kích thước bao cụ thể như sau:

> Thân máy: 1000 mm x 350 mm x 300 mm

>» Bản máy: - Trục X: 600 mm

- Truc Z: 400 mm

Trong hệ thống gá dao củ, dao được gá trực tiếp ngay trên bàn máy của trục X nên

máy chỉ được sử dụng đề tiện

Hình 4.2 Hệ thông gá dao củ của máy

Chuyên động của trục X và Z sử dụng vít me đai ốc bi vì vậy có những ưu điểm sau: „

Hình 4 3 Vitme bi truyền động trong máy

Mâm cặp được kẹp rút bằng khí nén nên đảm bảo độ đồng tâm khi gá đặt phôi và thao tác để dàng

- _ Gia công các chỉ tiết nhỏ, có độ chính xác cao

- Rút ngắn thời gian gia công nên cần thiết kế hệ thống thay dao tự động để kết hợp các nguyên công khoan và phay trên cùng một máy

- _ Gia công được các chỉ tiết trụ có rãnh then

Dễ dàng vận hành máy

4, 2.2 Nhiệm vụ

Từ những mục tiêu đã đề ra cần phải thực hiện những nhiệm vụ cần thiết sau:

- Thiết kế hệ thống chân đế cho máy để tạo tư thế thoải mái cho người vận

hành máy

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC

GVHD: KS Bui Thanh Luân

Thiết kế Panel điều khiển đảm bảo điều kiện quan sát khi vận hành máy và

phù hợp với chiều cao của đa số người vận hành

Thiết kế hệ thống thay dao tự động để có thê tiện, phay và khoan

Thiết kế hệ thống thắng đĩa để giữ cố định trục chính khi khoan hoặc phay

Thiết kê lại các vị trí đặt động cơ cho các trục

4.3 Thực hiện

4.3.1 Vị trí đặt máy

Yêu cấu: nâng chiều cao của may dé tao sự thoải mái khi gá đặt và gia công

cho người vận hành máy

Vật liêu: thép chữ V có kích thước ( 50 mm x 50 mm) với độ dày 5 mm

Cách thức lắp ráp: hàn

Kết cấu sau khi hoàn thành:

Hình 4.5 Kết cấu khung sườn của máy sau khi hoàn thành

4.3.2 Panel điều khiến

SVTH:Võ Thanh văn

Yêu cầu: Panel nhỏ gọn, vị trí đặt có chiều cao phù hợp, đủ ánh sáng và dễ

quan sát khi vận hành máy

Vật liêu: tôn tấm có độ dày 1,2 mm dùng làm tủ điều khiển; thép chữ V có

kích thước ( 30 mm x 30 mm) với độ dày 3 mm dùng làm chân đứng cho panel

Cách thức lắp ráp: hàn + bắt bulông

Kết cấu sau khi hoàn thành:

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luân

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bai Thanh Luân

Hình 4.11 Mặt bích trục Z và X được lắp vào máy

4.3.4 Trục chính

Trong quá trình cải tiễn trục chính có 3 vấn đẻ sau:

> Nâng chiều cao trục chính:

- - Yêu cấu: vì khi thay thiết kế hệ thống thay dao tự động thì trục chính thấp

hơn vị trí dao nên cần nâng chiều cao của trục chỉnh dé đảm bảo độ đồng tâm

khi gia công

- _ Giải pháp lua chon: nang cả hệ thống giá đỡ trục chính bằng cách chem vào

giữa một tắm thép

- _ Vật liệu: thép tim 200 mm x 80 mm x 8 mm

- _ Phương pháp gia công: vì cần đạt độ chính xác cao nên chọn phương pháp

gia công là mài để đảm bảo độ bong bề mặt cũng như các kích thước cơ bản

Hình 4.12 Kích thước miéng chem

Nguyễn Ngọc Quyên

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bii Thanh Luân

- Vitri lip cia miéng chem sau khi gia công

Hình 4.13 Vị trí lắp miếng chem

> Lap dong cơ trục chính:

- Yêu câu: Động cơ của trục chính được thay đổi để đáp ứng với điều kiện Yêu

thiết kế vì vậy cần thiết kế vị trí lắp đặt động cơ thích hợp

- _ Giải pháp lựa chọn: Động cơ được lắp dưới phần khung sườn của máy và

phần đáy của động cơ được lắp trực tiếp vào phần khung sườn

-_ Vật liệu: thép chữ V có kích thước ( 50 mm x 50 mm) với độ dày 5 mm

-_ Phương pháp thiết kế- hàn trực tiếp vào phần khung bên dưới

- _ Vị trí lắp của động cơ sau khi thực hiện:

Hình 4.14 Vị trí lắp động cơ trục chính

> Thiết kế hệ thông thắng đĩa dé có định trục chính:

- Yéu cau: Vi máy có khả năng phay rảnh then nên yêu cầu đặt ra là phải cố

định trục chính để đảm bảo độ chính xác khi gia công

- _ Giải pháp lựa chọn: sử dụng hệ thống thắng đĩa trong xe máy với cơ cầu tác

Hinh 4.15 Thang dia sau khi duge lap vao truc chinh

4.3.5 Hệ thống thay dao

Hình 4.16 Bộ thay dao lúc đầu

Bộ thay đao tự động được lấy từ một cơ cấu máy khác nên khi thiết kế trên máy đã đặt ra 3 yêu cầu sau:

> Thiết kế lại vị trí gá đặt:

- _ Yêu câu: Vì các lỗ bắt vít định vị không đúng vị trí mong muốn nên cần thiết

phải tạo lại các lỗ ở vị trí khác

- _ Giải pháp lựa chọn: sử dụng máy phay để phay ngay trên phần đáy củ của

NANG CAP MAY TIEN CNC GVHD: KS Bui Thanh Luan

Hình 3.17 Bộ thay dao được cô định trên bàn máy

> Thiết kế giá đỡ cho động cơ quay dao phay:

- Yêu cấu: Vì dao phay được truyền động bằng một cơ cấu bánh răng côn và

có chiều quay vuông góc với chuyên động quay của bàn dao nên đòi hỏi có một động cơ riêng

Hình 4.19 Động cơ quay dao phay sau khi được lắp vào

> Thiết kế mặt bích cho động cơ xoay mâm dao:

Yêu cẩu: vì mâm dao có 6 dao nên cần có động cơ kéo để thay dao tự động

vì vậy cần thiết kế mặt bích để lắp động cơ