Báo cáo thực tập tốt nghiệp công nghệ CNC Mastercam

Báo cáo thực tập tốt nghiệp công nghệ CNC Mastercam

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

PHẦN 1 CÁC LỆNH VẼ 2D CƠ BẢN TRONG MASTERCAM 3

1.1 Menu khởi tạo 3

1.2 Lệnh đánh dấu điểm 3

1.3 Lệnh vẽ đường thẳng Line 4

1.4 Lệnh ARC vẽ cung tròn 5

1.5 Lệnh fillet bo tròn góc 6

1.6 Lệnh Chamfer tạo đường lượn 7

PHẦN 2 TẠO ĐỐI TƯỢNG THỰC HÀNH 8

PHẦN 3 LẬP TRÌNH GIA CÔNG 9

3.1 Chọn máy gia công 9

3.2 Chọn phôi 10

3.3 Thiết lập các lệnh gia công 11

3.3 Thiết lập các lệnh gia công 12

3.3.1 Tiện khỏa mặt đầu 13

3.3.2 Khoan lỗ chống tâm 16

3.3.3 Tiện thô biên dạng bên ngoài 19

3.3.4 Tiện tinh biên dạng ngoài 23

3.3.5 Tiện rãnh trên bề mặt trụ 26

3.4 Lập trình gia công tiện ren 28

3.4.1 Chọn dụng cụ cắt 28

3.4.3 Thiết lập các thông số gia công 31

3.5 Thực hiện đảo phôi 33

3.5 Tiện móc lỗ 36

3.6 Kết quả mô phỏng gia công 39

3.7 Chương trình gia công 41

MỞ ĐẦU

Hiện nay với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, hệ thống CAD/CAM tích hợp được phát triển rất nhanh chóng Nó đã tạo nên sự liên thông từ quá trình thiết kế cho đến chế tạo trong lĩnh vực cơ khí Xu thế hiện nay các nhà

kỹ thuật phát triển chủ yếu là hệ thống CAD/CAM tích hợp Những phần mềm CAD/CAM tích hợp đang sử dụng phổ biến hiện nay như: Mastercam, Edgecam, Solidcam, Delcam, Surfcam, Vercut, Topmold, Cimatron, Catia/Auto NC, Pro/Engenieer, Hypercam, v.v…

Mastercam là phần mềm CAD/CAM tích hợp được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và trên thế giới, đồng thời cũng được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam Mastercam có khả năng thiết kế và lập chương trình điều khiển

các trung tâm gia công CNC 5 trục, 4 trục, 3 trục, có thể lập trình để gia công tia lửa điện cắt dây, tiện, phay, khoan … Mastercam được đánh giá là một trong những phần mềm được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Trong kì thực tập này được sự hướng dẫn và tạo điều kiện của TS

Nguyễn Hồng Thái đã giúp em được tìm hiểu về ứng dụng của MasterCAM

trong chế tạo và gia công trên máy CNC tại trung tâm BK CNC và có cơ hội được thực hành thực tế Bài báo cáo của em sẽ trình bày về ứng dụng của MasterCAM với chi tiết là chi tiết tiện.

PHẦN 1 CÁC LỆNH VẼ 2D CƠ BẢN TRONG MASTERCAM

Các dạng hình học va dạng vật liệu của đối tượng gia công phải được nhận dạngtrong chương trình CAD/CAM Những file hình học sau đó được dung chương trìnhCAM để tạo ra các đương dẫn dao thực hiện quá trình gia công Một mô hình hình họchoàn chỉnh và chính xác cần thiết cho bất kì một phần mềm CAD/CAM nào Trong quátrình tạo ra các trương trình gia công trong chương này tác giả sẽ trình bày về các lệnhcủa MasterCAM để tạo ra mô hình hình học 2D Các lệnh đó bao gồm các lệnh POINT,LINE, ARC, CIRCLE, RECTANGLE, CHAMFER, SLINE, ELLIPSE, POLYGON,LETTERS Ngoài ra còn có các lệnh tạo ra mô hình 3D từ MasterCAM Trong bài báocáo này em trình bày về ứng dụng của MasterCAM cho chi tiết tiện nên chỉ trình bày vềcác lệnh vẽ 2D cơ bản phuc vụ cho việc tạo chương trình gia công của chi tiết tiện

1.1 Menu khởi tạo

MasterCAM quản lý các lệnh để xây dựng mô hình hình học trong menu Create.Trong thanh menu Create là những thanh công cu cần thiết để thực hiện các lệnh vẽ.Hoặc bạn có thể sư dụng trực tiếp biểu tượng trên thanh Sketcher

Node Points: đánh dấu các điểm nút

Segment: đánh dấu phân khúc

Endpoints: đánh dấu điểm đầu và điểm cuối

Small Arcs: đánh dấu theo cung tròn nhỏ

Hoặc chọn trực tiếp vào biểu tượng vẽ điểm trên thanh Sketcher cũng sẽ xuất hiện 6 kiểu đánh dấu điểm để người sử dụng lựa chọn như hình 1.2

1.3 Lệnh vẽ đường thẳng Line

Lệnh LINE là một lệnh vẽ đường thẳng trên màn hình Những line có thể là đươngthẳng ngang, đường thẳng đứng hoặc đường thẳng bất kì theeo một hướng xác định

Để thực hiện lệnh vễ đường thẳng ta làm như sau

Chọn Create → Line trên dao diện màn hình sẽ xuất hiện 5 kiểu để bạn lựa chọn vẽ

như hình 1.3

Hình 1.2 Thanh công cụ vẽ điểm

Hoặc chọn trực tiếp vào biểu tượng vẽ đường thẳng trên thanh Sketcher cũng sẽ xuấthiện 5 vễ đường thẳng để người sử dụng lựa chọn như hình 1.4.

1.4 Lệnh ARC vẽ cung tròn

Lệnh vễ cung tròn dùng để tạo ra các cung tròn hoặc đường tròn trong MatsterCamcung cấp 5 cách vẽ cung tròn và 2 phương pháp vẽ đường tròn

Để thực hiện lệnh vẽ đường tròn, cung tròn ta làm như sau

Chọn Create →Arc trên dao diện màn hình sẽ xuất hiện các kiểu vẽ để người sử

dụng lựa chọn như hình 1.5

Hình 1.4 Thanh công cụ vẽ đường thẳng

Hoặc chọn trực tiếp vào biểu tượng vẽ cung tròn trên thanh Sketcher cũng sẽ xuấthiện các kiểu vẽ để người sử dụng lựa chọn như hình 1.6.

1.5 Lệnh fillet bo tròn góc

Lệnh Fillet rất quan trọng trong bản vẽ lĩ thuật và vì vậy cũng được sử dụng rấtnhiều, lệnh này dung để tọ các góc lượn tại các góc của chi tiết Để thực hiện lệnh fillet talàm như sau

Chọn Create → Fillet trên dao diện màn hình sẽ xuất hiện các kiểu vẽ để người sử

dụng lựa chọn

Sẽ có 2 kiểu tạo góc lượn

Fillet entities: tạo dường lượn tại 1 góc Fillet chains :tạo nhiều đường lượn bằng 1 lệnh

Hình 1.6 Thanh công cụ vẽ đường tròn

1.6 Lệnh Chamfer tạo đường lượn

Lệnh Chamfer rất quan trọng trong bản vẽ lĩ thuật và vì vậy cũng được sử dụng rấtnhiều, lệnh này dung để tọ các góc lượn tại các góc của chi tiết Để thực hiện lệnh fillet talàm như sau

Chọn Create → Chamfer trên dao diện màn hình sẽ xuất hiện các kiểu vẽ để người

sử dụng lựa chọn

Sẽ có 2 kiểu tạo góc lượn

Chamfer entities: tạo dường lượn tại 1 góc Chamfer chains:tạo nhiều đường lượn bằng 1 lệnh

Hoặc chọn trực tiếp vào biểu tượng Chamfer trên thanh Sketcher cũng sẽ xuất hiện

các kiểu vẽ để người sử dụng lựa chọn

Hình 1.7 Thanh công cụ Fillet

Hình 1.7 Thanh công cụ Fillet

PHẦN 2 TẠO ĐỐI TƯỢNG THỰC HÀNH

Trong phần 1 tác giả đã trình bày một số lệnh vẽ 2D cơ bản Đối với chi tiết tiện trong MatsterCam việc xuất chương trình CNC chỉ yêu cầu biên dạng của chi tiết nên ta chỉ cần dung các lệnh vẽ 2D

Trong bài báo cáo em sẽ trình bày về ứng dụng của MatsterCam với một chi tiết cụ thể như hình 2.1

Áp dụng vào chi tiết thực tế sau:

Đầu tiên ta chọn mặt phẳng thiết kế xOy

Để vẽ các đường sinh của chi tiết ta dùng các lệnh vẽ trong mastercam sau:

PHẦN 3 LẬP TRÌNH GIA CÔNG

3.1 Chọn máy gia công

Để chọn máy gia công ta thực hiện như sau:

Trên thanh công cụ chọn:

Machine type → lathe → Manage list

Sau khi chọn sẽ xuất hiện danh sách các loại máy tiện

Thông thường ta chọn Default, mastercam sẽ tự động chọn loại máy phù hợp với chi

tiết

Sau khi chọn loại máy, trên thanh điều khiển sẽ xuất hiện bảng thông số để ta cài đặtcác thông số của phôi

3.2 Chọn phôi

Vật liệu phôi thường dùng trong chế tạo máy là thép C45

Kích thước phôi chọn phù hợp với kích thước của chi tiết Đối với chi tiết trên tachọn phôi có  92, L = 160 mm

Để cài đặt phôi trong mastercam ta thực hiện như sau:

Trên thanh Operations manager, từ Properties – Lather → Stock setup

Trong mục Stock, chọn Properties

 OD: chọn đường kích của chi tiết,

Click select, chọn một điểm lớn nhất

thuộc đường sinh của chi tiết nó sẽ cập nhật

đường kính của chi tiết

 Lengh: Nhập chiều dài của phôi

 Tích vào mục Use Margins, nhập các

thông số OD margin, Right margin, Left

Margin là 2.0 để kích thước phôi lớn hơn

các chiều của chi tiết là 2 mm

 Chọn

để xem trước phôi trên màn hình

Sau khi chọn xong các kích thước, tích ok

Trở lại mục Machine group Properties chọn Chuck Jaws → Properties để cài đặt mâm kẹp

Tích vào mục From stock, chọn Grip length là 15 để chọn phần kẹp chi tiết của chấu kẹp là 15 mm

Sau khi chọn xong tích ok

Kết quả có được trên màn hình

3.3 Thiết lập các lệnh gia công

 Lập quy trình công nghệ để tiện chi tiết trên

Bước 1: Sử dụng mặt A là chuẩn thô, gá mặt A vào mâm cặp 3 chấu

Bước 2: Khỏa mặt đầu B bằng dao tiện thô, có góc dao lớn

Bước 3: Khoan lỗ chống tâm để giảm sai số của chi tiết

Bước 4: Chống tâm, tiện thô biên dạng bên ngoài đến hết mặt C

Bước 5: Tiện thô và tinh rãnh trên bề mặt chi tiết

Bước 6: Tiện tinh toàn bộ bề mặt chi tiết phía bên phải

Bước 7: Sau khi tiện tinh bên phải chi tiết, ta đảo đầu sử dụng mặt D làm chuẩntinh, kẹp sát chi tiết vào gần đoạn bo tròn cung để giảm tối thiểu sai số hình dáng chi tiết,chi tiết sau khi đảo đầu như sau

A

B

Bước 8: Tiến hành tiện thô và tiện tinh biên dạng ngoài và rãnh phía trái tương

tự như phía bên phải

Bước 9: Tiện lỗ bên trong và rãnh thoát dao

Bước 10: Trả lại gốc máy, hoàn tất quá trình gia công

3.3.1 Tiện khỏa mặt đầu

Chọn Toolpaths trên Main menu để vào phần đường chỉ dẫn công cụ

Trên phần menu sẽ chuyển sang menu Lathe Toolpaths, chọn Face:

Lúc này trên màn hình sẽ xuất hiện bảng để điều chỉnh các thông số cắt:

Trong cửa sổ Lathe Face properties, trong khung Toolpath parameters, ta chọn cácthông số về dao cắt, như trong bài ta sử dụng dao tiện trái như

hình bên

Tiếp theo ta cài đặt các thông số:

Tool number: số thứ tự dao

Offset number: địa chỉ bù dao

Feed rate: tốc độ tiến dao

Spindle speed: tốc độ quay của trục chính

Max Spindle speed: giới hạn tốc độ của trục chính

Coolant: chọn kiểu làm mát khi gia công

Flood: làm mát bằng dung dịch

Mist: làm mát bằng sương

Thu-tool: làm mát bằng không khí

Tiếp theo chọn trong khung Face parameters để điều chỉnh các kích thước khi cắt

Mastercam cho ta các lựa chọn khi tiện mặt đầu, click select poit để xác định khoảngcách vị trí dao cắt tới mặt đầu, hoặc chọn use stock nếu muốn sử dụng luôn gốc phôi làm

vị trí mặt đầu

Emtry amount: khoảng cách từ mũi dao tới bề mặt phôi

Rough stepover: các bước dịnh chuyển sau mỗi lần cắt

Finish stepover: khoảng cách cho phép trước khi tiện tinh

Overcut amount: độ đi quá trục của chi tiết

Retract amount: khoảng lùi dao sau mỗi lớp cắt

Stock to leave: độ dư gia công để lại

Maximum number of finish passes: số lần gia công tinh

Bên mục tool compensation, ta chọn loại điều khiển ở mục compensation type và chọn kiểu bù dao trái hay phải dưới mục compensation direction

Sau khi cài đặt xong, click ok, máy sẽ tự động tạo ra các đường gia công

3.3.2 Khoan lỗ chống tâm

Trong mục toolparts chọn Drill

Sau khi chọn, trên màn hình sẽ xuất hiện bảng chọn tương tự như tiện mặt đầu

Vì ở đây ta cần khoan lỗ chống tâm, nên ta cần chọn dao khoan tâm bằng cách click chuột phải vào một dao, chọn Edit tool

Ta chọn kiểu center drill

Để kết quả mô phỏng giống thực tế hơn, ta điều chỉnh các thông số dao phù hợp với dao thực tế ta có

Trong mục toolpath parameters, các thông số về máy ta cài đặt tương tự như phần tiện mặt đầu

Trong mục Simple drill – no peck

Ta cài đặt các thông số kích thước sau:

Depth: chiều sâu cần khoan

Drill poit: tọa độ điểm bắt đầu

Clearance: khoảng cách từ vị trí dao tập kết tới điểm bắt đầu làm việc

Retract: khoảng lùi dao

Absolute: tọa độ tuyệt đối

Incremental: tọa độ tương đối

Drill tip compensation: khoảng vượt quá tọa độ đã chọn khi khoan

Chọn xong các thông số trên,click ok, máy sẽ tự động tạo đường chạy dao cho việc khoan tâm

3.3.3 Tiện thô biên dạng bên ngoài

Trong mục toolparts chọn Rough

Tiếp theo trong khung Chaining chọn biên dạng theo kiểu congtua hở Partial

Chaining

Chọn các đường màu vàng sau:

Sau khi chọn xong các đường, click OK ra bảng thông số Lathe Rough Properties

Trong tiện thô, ta vẫn sử dụng dao tiện giống như dao tiện mặt đầu

Muốn chọn các dao khác ta chọn select library tool

Bảng danh sách các dao xuất hiện

Tiếp tục chọn Fiter để chọn theo loại dao

Trong mục Tool type có các loại dao tiện

Dao tiện thô

Dao tiện ren

Max Spindle speed: 5000

Tiếp theo, trong bảng Lathe rough Properties chọn Rough parameter để cài đặt thông

số cắt

Trong đó

Depth of cut là chiều sâu mỗi lát cắt: 2 mmMinimum cut depth là chiều sâu cắt trước khi cắt tinh: 0.01 mm

Stock leave in X là lượng dư để lại theo phương X: 0.5 mm

Stock leave in Z là lượng dư để lại theo phương Z: 0.5 mm

Emtry amount là khoảng cách lùi dao so với mặt đầu: 2.5 mm

Chọn bù dao trong mục Compensation direction là Right

Click OK để kết thúc cài đặt, lúc này đường chạy dao sẽ xuất hiện trên chi tiết

3.3.4 Tiện tinh biên dạng ngoài

Sau khi tiện thô xong mặt đầu mà biên dạng ngoài, lượng dư gia công để lại là 0.5

mm, ta tiến hành tiện tinh nốt phần còn lại

Trong Toolpart ta chọn Finish

Tương tự như trong phay thô, ta chọn các đường biên màu vàng sau

Nhấn Enter, bảng Lathe Finish Properties xuất hiện

Ta chọn dao phay tinh là T2121 R0.8 OD FINISH RIGHT – 35 DEG

Vị trí dao trong máy Tool number là 2

Vị trí bù dao: Offset number: 2

Vì tiện tinh nên ta chọn lượng tiến dao thấp và tốc độ quay trục chính cao lên

Trong mục Finish Parameter

Khoảng cách trước khi ăn tinh Finish stepover: 2 mm

Số lần cắt tinh: 1

Lượng dư để lại theo phương X: 0 mm

Lượng dư để lại theo phương Z: 0 mm

Trong mục Lead In/Out

Chọn lead out, tích vào Extend/ shorten end of contuar, tích vào mở rộng Extend và chọn Amount là 2mm

Sau khi chọn xong click OK xuất hiện đường chạy dao sau

3.3.5 Tiện rãnh trên bề mặt trụ

Trong mục toolparts chọn Groove

Tiếp theo chọn chain và click OK

Chọn biên dạng rãnh gia công

Sau khi chọn xong xuất hiện bảng sau

Ta chọn dao tiện T0505 R0.1 W 1.85

Vị trí dao trong máy Tool number là 3

Vị trí bù dao: Offset number: 3

Feed rate : 0.1 mm/vòng

Finish Feed rate: 0.05 mm/vòng

Spinder speed: 400

Finish Spinder speed: 5000 vòng

Trong mục Groove rough parameter

3.4 Lập trình gia công tiện ren

Trong phần lập trình tiện ren khác với lập trình các kiểu gia công khác là ta không cần tạo hình học trước do đó ta phải xác định hình dạng ren mà ta muốn gia công bằng các thong số rên tiêu chuẩn

Toolpath → Lathe Groove.

3.4.1 Chọn dụng cụ cắt

Trên menu Lathe Threed Properties → chọn mục toolparh perameters sau đó chọn

Trong bài tập chọn dụng cụ cắt là dao T0303 R0.144 THREAD RIGHT –LARGE

(tiện ren ngoài cỡ lớn ) Click chuột vào dụng cụ để xem hình dạng dụng cụ cắt, trongInsert ta thấy hình dạng mảnh hợp kim ghép như hình bên dưới chọn mảnh hợp kim tamgiác Metric 60 deg

OD ( tiện ren ngoài)

ID ( tiện ren trong)

Đối với chi tiết trong bài ta chọn loại là tiện ren ngoài

+ mm/thread: 2 (loại mảnh ghép này có thể dùng để tiện ren với bước ren là 2mm)

Cuối cùng chọn Setup tool và giữ nguyên các lựa chọn

3.4.2 Khai báo hình dạng ren

Để khai báo hình dạng ren trên thanh menu Lathe Threed Properties

Chọn Thread Shape Parameter Dao diện sẽ xuất hiện như hình sau.

+ Lead: bước ren + Minor diameter: Đương kính chân ren + Include angle: Góc chân ren + Thread depth: Chiều cao ren

+ Tread angle: Góc vào ren + Start position: Vị trí bắt đầu ren

Nếu chúng ta đã biết rỗ các thông số vể ren thì ta nhập trục tiếp các thông số hìnhdạng ren vào Nếu ta chỉ biết đường kính ngoài của ren và bước ren và ta muốn biết các

thong số khác thì ta có thể chọn Select from table hệ hống sẽ tự động tính toán các thông

số khác và ta có bảng sau

+ Trên lựa chọn thread from ta chọn ren hệ met (Metric M Profile).

+ Nếu ren không theo tiêu chuẩn ta chọn Computer from fomula để khai báo ren

chúng ta cần như hình dưới Ta sửa Lesd (bước ren), sau đó hệ thống tính toán lại cácthông số đường kính chân ren, chiều cao ren

- NC code format: xuất chương trình gia cơng dưới dạng chu trình (Canned)

- Determine cut depths from: thơng số này xác định chiều sâu các bước cắt ren

+ Equal area: Chiều sâu cắt được xác định bởi các tiết diện lớp cắt bằng nhau

+Equal Depth: Chiều sâu cắt được xác định bởi chiều dày các lớp cắt bằng

nhau

- Determine number of cuts from: Xác định số bước cắt ren

+ Amount of first cut: Số bước cắt ren được xác định theo chiều dày lớp cắt đầu tiên sau

đố hệ thống tự tính tốn ra số lần cắt

+ Number of cuts: Số bước ren được xác định sau đĩ hệ thống tự tính ra chiều sâu các

bước cắt

- Stock clearance: Khoảng cách thốt dao ra khỏi mặt phơi

- Over cut: Khoảng cách chạy dao vượt khỏi vị trí cắt ren

- Anticipate pullof: Khoảng giảm tốc cuối hành trình tiện ren ( lùi dao)

- Acceleration Clearance:Khoảng cách tăng tốc lúc vào dao, thong số này để tăng tốc từ

trạng thái đứng yên sang trạng thái cĩ tốc độ khơng đổi trong quá trình tiện ren

- Lead in angle: Xác định gĩc vào dao

- Finish pass allowance:Lượng dư cho bước tiện tinh để tạo khe hở cho mối lắp ghép

- Number of spring cuts: Số lần chạy dao vét lại mà khơng cắt phơi, bước di chuyển này

dùng để khử sai lệch do biến dạng gia cơng