Chế tạo băng tải truyền động hộp giảm tốc trục vít mini trên trung tâm gia công HAAS pptx

Đây là những phần mềm rất mạnh, cho phép chúng ta nhanh chóng thiết lập được các bản vẽ 2D, 3D của chi tiết máy và cho phép tự động chuyển mã chương trình gia công trên máy công cụ CNC.1

Chế tạo băng tải truyền động hộp giảm tốc trục vít mini trên

trung tâm gia công HAAS

sử dụng các loại máy phay, tiện CNC 4 trục, 5 trục.

Mục đích thứ hai: hiểu rõ hơn về các mã G code và M code của máy để lập trình và gia công chi tiết

Mục đích thứ ba: sử dụng thành thạo một phần mềm CAD/CAM để thiết kế và lập trình, xuất file NC để gia công trên trung tâm gia công Haas Qua đó tiếp cận các phần mềm CAD/CAM khác một cách dễ dàng hơn

Phạm vi nghiên cứu của đề tài: đề tài “Chế tạo đĩa băng tải truyền động hộp giảm tốc trục vít mini trên trung tâm gia công Haas” chỉ nghiên cứu và gia công chi tiết bằng nhôm Các chế độ cắt gọt được tính toán lựa chọn phù hợp với gia công phôi hợp kim nhôm, trong quá trình gia công để đơn giản ta bỏ qua quá trình mòn của dao

1.2 Giới thiệu chung về các phần mềm gia công cơ khí

Ngày nay, nhiều phần mềm đồ họa phục vụ trong lĩnh vực thiết

kế 3 chiều, mô phỏng chuyển động, hỗ trợ lập trình gia công trên máy công cụ CNC lần lượt được giới thiệu ở các nước phát triển

như: Mastercam, EdgCam, Solid Work, Cimatron, Catia, Pro/Engineer, Unigraphic Các phần mềm tiện ích này cũng đã có mặt ở Việt Nam Đây là những phần mềm rất mạnh, cho phép chúng ta nhanh chóng thiết lập được các bản vẽ 2D, 3D của chi tiết máy và cho phép tự động chuyển mã chương trình gia công trên máy công cụ CNC.

1.2.1 Phần mềm MasterCam

MasterCAM là phiên bản mới sau này dùng Parasolid Kernel của hãng Unigraphics Solution (Mỹ) Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và trên thế giới, đồng thời nó cũng được sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam Mastercam là một phần mềm mạnh về Cam Có khả năng thiết kế công nghệ để điều khiển cho máy phay CNC năm trục, máy tiện CNC bốn trục, máy cắt dây CNC bốn trục, máy khoan CNC ba trục, máy xoi CNC

Hình 1.1: Mô phỏng gia công chi tiết sử dụng MasterCam.

1.2.2 Phần mềm Catia

Hình 1.2: Thiết kế vỏ xe sử dụng phần mềm Catia

CATIA là hệ thống CAD/CAM/CAE 3D hoàn chỉnh và mạnh

mẽ nhất hiện nay do hãng Dassault Systems phát triển Phiên bản mới nhất hiện nay là CATIA V5R17- là tiêu chuẩn của thế giới khi giải quyết hàng loạt các bài toán lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: xây dựng, cơ khí, tự động hóa, công nghiệp ô tô, tàu thủy và cao hơn là công nghiệp hàng không Nó giải quyết công việc một cách triệt để, từ khâu thiết kế mô hình CAD, đến khâu sản xuất dựa trên cơ sở CAM khả năng phân tích tính toán, tối ưu hóa lời giải dựa trên chức năng CAE của phần mềm CATIA

1.2.3 Phần mềm Solidworks

Cũng giống như Catia, Solidworks cũng là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault system

Hình 1.3: Mô hình xe môtô sử dụng phần mềm Solidworks.

1.2.4 Phần mềm Pro/ Engineer

Pro/ Engineer là phần mềm của hãng Prametric Technology Một phần mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE, nó mang lại cho chúng ta các khả năng như: mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn, tạo các module bằng các khái niệm và phần tử thiết kế, thiết kế thông số, có khả năng

mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khí…

Hình 1.4: Thiết kế xe sử dụng phần mềm Pro/ Engineer

1.3 So sánh giữa các phần mềm gia công cơ khí

Do trên thị trường có rất nhiều phần mềm gia công cơ khí khác nhau, mỗi phần mềm lại có các tính năng, ưu điểm khác nhau cho nên trong quá trình thiết kế cần lựa chọn phần mềm gia công phù hợp

MasterCam: Có các ưu điểm so với các phần mềm gia công

- Thông minh: Mastercam nắm bắt được chi tiết nhờ khả năng nhận dạng các đường dẫn thông minh, cũng như sự thay đổi của hệ thống CAD

- Mạnh mẽ: cung cấp các phương pháp gia công với độ chính xác và chất lượng cao nhất.

- Linh hoạt: hỗ trợ rất nhiều định dạng file CAD, cho phép bổ xung các tiện ích tùy theo nhu cầu của người sử dụng

Solidworks: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân

thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí các toolbar một cách có hệ thống và hợp lý Phần mềm này không có nhiều modul như Catia hay Unigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều lĩnh vực như ôtô, hàng không, điện tử,… Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… Nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra không thua kém Catia, Unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ nó chỉ chuyên về những lĩnh vực đó, cùng với Catia, Solidworks trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassaultsystem

Pro/Engineer: Là một phần mềm CAD/CAM/CAE rất mạnh,

có khả năng mô hình hóa các chi tiết phức tạp như các loại máy xúc, máy đào đất, ô tô, các biến dạng vỏ tàu thủy…khả năng lắp ráp lớn và rất tối ưu trong thiết kế

Pro/Engineer phục vụ rất tốt cho ngành cơ khí khuôn mẫu như khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa… Pro/E có một lợi thế là giá rẻ nên đã chiếm lĩnh được các thị trường hạng trung và hạng cao

Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ

MÁY CNC

Cấu tạo chung của máy CNC gồm 2 phần chính đó là:

 Phần cơ khí: Đế máy, thân máy, bàn máy, bàn xoay, trục vít me bi, ổ tích dụng cụ, cụm trục chính và băng dẫn hướng…

 Phần điều khiển: các loại động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính trung tâm

Hình 2.1: Cấu tạo chung của máy phay CNC

2.1 Cụm trục chính

Hình 2.2: Cụm trục chính trên máy phay CNC.

Là nơi gá lắp dụng cụ cắt và tạo ra tốc độ cắt gọt Trục chính được dẫn động bởi động cơ servo điều chỉnh bởi bộ điều khiển CNC

Hệ thống truyền động của cụm trục chính được tích hợp trên hệ thống phanh khí nén, làm nhiệm vụ thay đổi tốc độ quay trong thời gian ngắn nhất Tốc độ quay của trục chính luôn được các cảm biến đo phản hồi về bộ điều khiển CNC Trên trục chính có lắp đặt

hệ thống gá lắp dụng cụ bằng khí nén Chuyển động theo trục Z được trục chính thực hiện

2.2 Hệ điều khiển

Bộ điều khiển CNC của máy phay có nhiệm vụ biên dịch chương trình NC được nạp vào bộ điều khiển, tiến hành xử lý thông tin và phát lệnh điều khiển các cơ cấu chấp hành Các lệnh điều khiển được phân nhánh thành hai hệ lệnh cơ bản: lệnh đường

đi và hệ lệnh đóng ngắt nhằm điều khiển quá trình hình thành hình dáng hình học của chi tiết.

2.3 Bàn máy

Hình 2.3: Bàn máy phay CNC.

Bàn máy của máy phay CNC có hai khả năng dịch chuyển theo phương X và theo phương Y còn chuyển động theo phương Z thì được trục chính đảm nhiệm

Bàn máy có chức năng để gá lắp phôi, đồ gá trong quá trình gia công chi tiết

2.4 Trục vít me

Để đảm bảo cho bàn máy di chuyển chính xác, giảm tối đa ma sát và tăng hiệu suất truyền động người ta dùng vít me - đai ốc bi

Hình 2.4: Trục vít me bi.

Trục vít me bi được dẫn động trực tiếp từ động cơ bước tiến, một đầu nối với hệ thống đo Thông qua cơ cấu vít me- đai ốc bàn máy được di chuyển theo yêu cầu

Hình 2.5: Sơ đồ lắp ráp trục vít me bi.

1: Động cơ 2: Bàn máy 3: Hệ thống đo 4: Trục vít me bi 5: Đai ốc bi.

2.5 Ổ tích dụng cụ

Hình 2.6: Ổ tích dụng cụ.

Ổ chứa dao của máy phay CNC có thể chứa được nhiều dao cùng lúc, được kết hợp với tay kẹp dụng cụ khí nén Vị trí thay dao của cụm trục chính là vị trí được xác định bởi nhà sản xuất nhằm không tạo ra khả năng va đập với chi tiết và các bộ phận khác của máy

2.6 Cơ cấu thay dao tự động

Hình 2.7: Cơ cấu thay dao tự động.

Cơ cấu thay dao tự động có tác dụng thay đổi dụng cụ cắt khi

có yêu cầu cần thay đổi dụng cắt Kết hợp với ổ tích dụng cụ tạo ra chuyển động nhịp nhàng để thay đổi dụng cụ cắt

Chương 3: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM

MASTERCAM

Mastercam đứng đầu thế giới về số người sử dụng

Hình 3.1: MasterCam đứng đầu thế giới về số người sử dụng.

Phần mềm MasterCam bao gồm 4 module:

MasterCam Design : Thiết kế chung.

MasterCam Mill : Gia công phay

MasterCam Lathe : Gia công tiện

MasterCam Wire : Gia công cắt dây

Giao diện chung của MasterCam tương đối trực quan và dễ sử dụng Các thanh lệnh được sắp xếp theo từng nhóm riêng, và việc thực hiện các lệnh nhanh chóng bằng cách lựa chọn các biểu tượng trên thanh công cụ

Hình 3.2: Giao diện chính của MasterCam X3.

Hình 3.3: Menu chính của MasterCamX3.

Menu chính bao gồm các thanh công cụ:

 Analyze: Phân tích đối tượng, hiển thị tọa độ và thông tin cơ

sở của đối tượng được lựa chọn như điểm, đoạn thẳng, cung tròn…

 Create: Tạo đối tượng hình học Các đối tượng hình học này

có thể là đoạn thẳng, đường thẳng, cung tròn…

 File: Các thao tác xử lý với file: save, open, save as, export directory, import directory

 Edit: Chỉnh sửa đối tượng hình học bao gồm các lệnh fillet, trim, break, join

 Xform: Các thao tác trên đối tượng đã tạo bằng các lệnh mirror, rotate, scale, offset

 Solids: Thiết lập mô hình hình học của đối tượng theo phương pháp dựng hình của môi trường Solid Modeling

 Machine type: Chọn kiểu máy gia công

 Toolpaths: Tạo ra các đường chạy dao

 Setting: Thiết lập cấu hình cho MasterCam

 View: Lệnh phóng to thu nhỏ theo các kiểu Zoom Window, Zoom in/out

 Screen: Thiết lập thông số hiển thị, vẽ.

 Help: Chức năng hỗ trợ, hướng dẫn

3.1 Một số lệnh cơ bản

3.1.1 Lệnh New

Ý nghĩa: tạo một bản vẽ mới

Thao tác: Từ Main Menu → File → New

Ý nghĩa: Thông tin về tệp.

Thao tác: Main Menu → File → Properties.Xuất hiện bảng thoại:

File name: tên tệp Created : ngày tạo Modified: ngày sửa Size: dung lượng file Units: đơn vị.

Chương 4: MasterCam Design - thiết kế

chung

1 Sketcher - các lệnh vẽ cơ bản

Hình 3.7: Thanh công cụ Sketcher- vẽ phác.

1 - Lệnh Point: lệnh tạo các điểm

2 - Lệnh Line: dùng để vẽ đường thẳng

Trên thanh công cụ Sketcher kích vào biểu tượng Line sẽ xuất hiện trình đơn lựa chọn:

Hình 3.8: Các lựa chọn trong lệnh Line.

Create Line Endpoint: Vẽ đoạn thẳng qua 2 điểm Chọn lệnh

→ điểm đầu → điểm cuối→OK

Create Line Closest: Vẽ đoạn thẳng khép kín Chọn lệnh → chọn lần lượt 2 đối tượng cần khép kín → OK.

Create Line Bisect: Vẽ đường phân giác của góc Chọn lệnh

→ chọn 2 đường thẳng tạo thành góc cần vẽ đường phân giác → chọn đường phân giác cần giữ lại → OK

 Create Line Perpendicular: Vẽ đoạn thẳng vuông góc Chọn lệnh → chọn 2 đối tượng cần vẽ đường vuông góc chung → OK

Create Line Parallel: Vẽ đoạn thẳng song song Chọn lệnh → chọn đối tượng cần vẽ đoạn thẳng song song → chọn khoảng cách giữa 2 đoạn thẳng → OK

Create Line Tangent Through Point: Vẽ đoạn thẳng tiếp tuyến với cung tròn Chọn lệnh → chọn điểm trên cung tròn cần vẽ tiếp tuyến→ chọn chiều dài đoạn thẳng→ OK

Hình 3.9: Một số ví dụ sử dụng lệnh Line.

3 - Lệnh vẽ đường tròn và cung tròn

Sau khi gọi lệnh trên thanh công cụ, xuất hiện trình đơn lựa chọn:

Hình 3.10: Các lựa chọn khi vẽ đường tròn và cung tròn.

 Create Circle Center Point: Vẽ đường tròn qua 2 điểm: 1 điểm tâm và 1 điểm quyết định bán kính

 Create Arc Polar: Vẽ cung tròn bằng 2 điểm và 1 tâm

 Create Cirde Endpoints: Vẽ đường tròn qua ba điểm

 Create Arc Endpoints: Vẽ cung tròn qua 2 điểm và 1 điểm quyết định bán kính

 Create Arc 3 Points: Vẽ cung tròn qua 3 điểm

 Create Arc Tangent: Vẽ cung tròn tiếp xúc với các đường bất

kì cho trước

4 - Lệnh vẽ đa giác

Sau khi gọi lệnh vẽ đa giác trên thanh công cụ, xuất hiện trình đơn lựa chọn:

Hình 3.11: Các lựa chọn vẽ đa giác.

Create rectangle: Vẽ đa giác vuông hay chữ nhật

Create rectangular shapes: Vẽ đa giác chính xác bằng cách nhập thông số

Create polygon: Vẽ đa giác nhiều cạnh như lục giác, bát giác…

Create elipse: Vẽ elip bằng cách nhập bán kính lớn và bán kính nhỏ

Create letters: Tạo chữ

Hình 3.12: Một số ví dụ sủ dụng lệnh vẽ đa giác và tạo chữ.

5- Lệnh Fillet và lệnh Chamfer - Lệnh tạo góc lượn và vát góc

Hình 3.13: Các lựa chọn tạo góc.

Hình 3.14: Tạo góc lượn và vát mét chi tiết.

6- Lệnh Spline – tạo đường cong trơn

7- Lệnh tạo các khối tròn xoay, khối cầu, nón…

Hình 3.15: Sử dụng lệnh tạo các khối đặc.

3.2.2 Xform - lệnh hỗ trợ vẽ

Hình 3.16: Thanh công cụ Xform.

1 – Xform translate: Dịch chuyển đối tượng

Sau khi gọi lệnh xuất hiện bảng thoại:

Hình 3.17: Lệnh Translate.

2 – Xform rotate: Quay đối tượng

Sau khi gọi lệnh xuất hiện bảng thoại:

Move: Không giữ lại đối tượng sau khi dịch chuyển

Copy: Giữ lại đối tượng cũ sau khi dịch chuyển.

#: Số đối tượng cần dịch chuyển.

Join: Kết nối đối tượng gốc với đối tượng dịch chuyển.

∆X,∆Y,∆Z: Khoảng dịch chuyển theo phương X,Y,Z.

Polar: Dịch chuyển theo góc.

: Hướng dịch chuyển.

Hình 3.18: Lệnh Rotate.

Hình 3.19: Sử dụng lệnh Rotate quay đối tượng.

3 – Xform Mirror: Tạo đối tượng mới đối xứng với đối tượng gốc

#: Số đối tượng cần lặp khi quay.

: Chọn tâm quay.

: Góc quay.

: Hướng quay.

Hình 3.20: Lựa chọn trong lệnh Mirror.

Hình 3.21: Sử dụng lệnh Mirror.

: Đối xứng theo trục Y : Đối xứng theo trục X : Đối xứng theo đường.

: Đối xứng theo hai điểm.

Chương 5: Xform Scale: Tạo đối tượng tỷ lệ

với đối tượng gốc Thao tác: Chọn lệnh → chọn đối tượng để lấy tỷ lệ →OK Xuất hiện bảng thoại:

Hình 3.22 : Lệnh Scale.

5 – Xform Move to Origin: Dịch chuyển đối tượng về gốc tọa độ

6 – Xform translate 3D: dịch chuyển đối tượng 3D

7 – Xform offset: Tạo một đối tượng mới song song với đối tượng gốc

Sau khi gọi lệnh xuất hiện bảng lựa chọn:

Move: Không giữ lại đối tượng sau khi dịch chuyển.

Copy: Giữ lại đối tượng sau khi dịch chuyển.

# : Số đối tượng cần được sao chép : Khoảng cách giữa hai đối tượng

: Hướng tạo đối tượng mới so với đối tượng cũ.

Chọn một trong các phương án:

Move, Copy, Join

#: số lần lặp Uniform: thay đổi tỷ lệ giống nhau theo các phương X,Y,Z

X,Y,Z: thay đổi tỷ lệ bất kì theo các phương X,Y,Z

Factor: hệ số tỷ lệ Percentage: tỷ lệ theo %

Hình 3.23: Lệnh Offset.

3.2.3 Surface - lệnh tạo bề mặt

Lệnh tạo bề mặt bao gồm một số lệnh cơ bản:

1- Lệnh SWEEP: Tạo bề mặt bằng cách quét các biên dạng quanh đường dẫn

Thao tác: Chọn lệnh → chọn các biên dạng → chọn đường dẫn→OK

Hình 3.24: Sử dụng lệnh Sweep tạo chi tiết.

2- Lệnh REVOLVE: Tạo bề mặt bằng cách quay biên dạng quanh

1 trục

Thao tác: Chọn lệnh → chọn biên dạng → chọn trục xoay→OK

Hình 3.25: Sử dụng lệnh Revolve tạo chi tiết.

3- Lệnh LOFT: Nối các biên dạng với nhau theo các đường cong

để tạo bề mặt

Thao tác: Chọn lệnh → chọn biên dạng 1→ chọn biên dạng 2→OK

3.2.4 Solids - lệnh vẽ khối đặc

Các lệnh vẽ khối đặc cơ bản trong Menu Solids:

Hình 3.28: Một số lệnh trong Menu Solids.

1 - Lệnh EXTRUDE SOLIDS: Tạo khối đặc bằng cách đùn biên dạng

Sau khi gọi lệnh và chọn biên dạng xuất hiện bảng thoại:

Hình 3.29: Lựa chọn trong lệnh EXTRUDE.

Create body: tạo khối đặc.

Cut body: tạo khối cắt khối đã có Add boss: cộng thêm khối.

Extend by specifide distance: chiều cao khối cần đùn.

Extend to point: đùn tới một điểm Vector: theo tọa độ véctơ.

Re-select: định nghĩa lại hướng đùn Reverse direction: đổi hướng đã chọn.

Both direction: đùn theo 2 hướng.

Hình 3.30: Sử dụng lệnh Extrude Solid để tạo chi tiết.

2 – Lệnh REVOLVE SOLIDS: Tạo khối bằng cách xoay biên dạng quanh một trục

Thao tác: Chọn lệnh→ chọn đối tượng cần xoay→ chọn trục xoay→OK

Chú ý: đối tượng cần xoay phải là một biên dạng khép kín

Hình 3.31: Sử dụng lệnh Revolve Solids tạokhối.

3 – Lệnh SWEEP SOLIDS: Tạo khối bằng cách quét biên dạng dọc một trục

Thao tác: Chọn lệnh → chọn đường biên dạng để quét (đường biên dạng phải khép kín) → chọn đường biên dạng thứ 2 để quét → chọn trục quét → OK.

Hình 3.32: Sử dụng lệnh Sweep Solids tạo khối.

Chương 6: Lệnh LOFT SOLIDS: Tạo khối

bằng cách nối hai biên dạng

Thao tác: Chọn đường biên dạng thứ nhất (đường biên dạng phải kín) → Chọn đường biên dạng thứ hai (đường biên dạng phải kín) →OK

Hình 3.33: Sử dụng lệnh Loft Solids.

5 – Lệnh FILLET SOLIDS: Tạo đường gân cong

Thao tác: Chọn lệnh → chọn khối để tạo đường gân cong Xuất hiện bảng thoại:

Constant Radius: bán kính hằng số.

Variable Radius: bán kính thay đổi.

Linear: thẳng.

Smooth: trơn.

Radius: giá trị bán kính Overflow: giá trị giới hạn.

Hình 3.34: Bảng thoại thông số đường gân cong.

Nhấn OK hoàn tất quá trình lựa chọn

Hình 3.35: Sử dụng lệnh Fillet Solids để tạo gân cong.