thiết kế qtcn gia công thân súng mk4 có ứng dụng công nghệ điều khiển số

Đặc biệt đối với các chi tiết vũ khí nói chung, yêu cầu về độ chính xác hình dáng, độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt, độ chính xác về kích thớc rất cao, đối với các máy vạ

mục lục

Mục lục 1

Lời nói đầu 3

Chơng 1 Tìm hiểu QTCN gia công thân súng MK4 tại Z111 5

1.1 Kỹ thuật công nghệ nhà máy 5

1.2 Chức năng, yêu cầu kỹ thuật chi tiết 5

1.3 Tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 7

1.4 Tiến trình công nghệ hiện thời 10

1.5 Phân tích u, nhợc điểm QTCN hiện thời 11

Chơng 2 Các vấn đề về điều khiển số và CAD/CAM 14

2.1 Khái niệm về điều khiển số 14

2.2 Mã hoá thông tin 16

2.3 Các hệ điều khiển số 19

2.4 Máy công cụ CNC 22

2.5 Đồ gá trên máy CNC 30

2.6 Dụng cụ trên máy CNC 33

2.7 Dụng cụ phụ trên máy CNC 35

2.8 Những khái niệm cơ bản về lập trình 36

2.9 Các hình thức tổ chức lập trình 46

2.10 Các phơng pháp lập trình 48

2.11 Giới thiệu phần mềm DELCAM 50

2.12 Kết nối với máy điều khiển số 53

Chơng 3 Lập QTCN gia công thân súng MK4 có ứng dụng công nghệ điều khiển số

55 3.1 Xây dựng mô hình thân súng trên phần mềm PS 55

3.2 Chọn phôi 55

3.3 Lập tiến trình công nghệ 61

3.4 Tính và tra lợng d cho các bề mặt 64

3.5 Thiết kế nguyên công 68

3.6 Thiết kế đồ gá gia công trên máy CNC 87

Chơng 4 Kết luận 97

4.1 Ưu điểm 97

4.2 Nhợc điểm 98

4.3 Hớng phát triển 99

4.4 Kết luận 99

Tài liệu tham khảo 100

lời nói đầu tron g th ời đ ại n gà y na y , trê n th ế gi ới k ho a họ c c ôn g ng hệ đ ã đạ t tớ i

đỉnh cao, đợc ứng dụng rộng rãi trên tất cả các lĩnh vực Với các hệ thống sản

xuất l hinhn ời toạtđa đ ãứg đợc náp hucng t ầud c iêut t ờng mùng c ột ủa áchhị r

nhanh chóng, mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn Tại Việt Nam, việc tiếp cận

riêng, hầu hết tất cả các nhà máy, xí nghiệp đều vẫn đang sử dụng công nghệ

2

truyền thống với các dây chuyền sản xuất và các máy vạn năng để gia công.

Điều n mày l h angq k ạit k iệuc c uảlợng sinhpản ếc a t ốt,shẩmhông ựh ao, hất

thích nghi với các loại sản phẩm mới không cao, do đó cha đáp ứng đợc nhu

cầu c tủat ờng thịờng xhr uyênt đ v mhay m cổi l ề v cẫu lợng sã, ản hủng oại à hất

phẩm

Đối với ngành công nghiệp quân sự nói riêng, do những đặc thù riêng,

những yêu cầu kỹ thuật rất cao của các chi tiết vũ khí, đòi hỏi tính chính xác

khắc p hhụcc t ạnđ t hếg prên v vồngđa c ôngnhời mópghệv s hầnới àoào iệcản

là phần mềm DELCAM để áp dụng cho việc gia công các chi tiết vũ khí, mà

điển hình là chi tiết thân súng MK4

Nội dung đồ án gồm 4 phần chính nh sau:

Chơng 1: Tìm hiểu QTCN truyền thống

Chơng 2: Khái quát về công nghệ điều khiển số và CAD/CAM

Chơng 3: Lập QTCN gia công thân súng MK4 có ứng dụng ĐKS

Chơng 4: Kết luận

của các thầy giáo trong bộ môn Chế Tạo Máy, cán bộ chỉ huy các cấp, các

đồng chí cán bộ công nhân viên trong nhà máy Z111 Đặc biệt tôi xin bầy tỏ

lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo, Tiến sỹ Lại Anh Tuấn đã tận tình giúp

đỡ tôi trong quá trình hoàn thành đồ án

Do thời gian có hạn, đồ án còn nhiều hạn chế và mang tính khái quát

nhiều, rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy, các bạn

Ngày tháng năm2005

Học viên thực hiện

chơng 1 Tìm hiểu QTCN gia công thân súng MK4 tại nhà máy

Z111.

1.1 Kỹ thuật công nghệ của nhà máy.

t ừ v i ệ c t ạ o p h ô i đ ế n q u á t r ì n h t h ử n g h i ệ m V ề n g u y ê n l i ệ u : đ ố i v ớ i c á c s ả n

phẩm p yhẩmc n êul kầu c guyênt nớc t nhìiệum hàphôngn áyt óhải rong hập ừ

nớ c n g o à i C á c t r a n g t h i ế t b ị c h ủ y ế u c ủ a n h à m á y l à c á c l o ạ i t h i ế t b ị v ạ n

năng, thiết bị chuyên dùng Các trang thiết bị đợc bố trí theo chủng loại tạo

nên một dây chuyền sản xuất Gần đây nhà máy trang bị thêm các loại máy

4

hiện đại CNC, máy phân tích vật liệu Các loại dụng cụ các loại đồ gá, các

loại dỡng k iểmc đợc cũnghết t nạo m ạiC lhà k cáy.c y ácl c oại ẹp hặt hủ ếu à ác

loại kẹp Vít me - đai ốc; các loại bánh lệch tâm; và một số loại kẹp bằng khí

n é n C á c l o ạ i d ụ n g c ụ k i ể m l à c á c l o ạ i dỡ n g t ự c h ế t ạ o , c á c l o ạ i t hớ c đ o

Panme, đồng hồ so Máy công cụ của nhà máy chủ yếu là các loại máy vạn

năng, các loại máy đợc cải tiến để thực hiện công việc chuyên dụng nh máy

tống k ơng th uyến,m k k ơng táy uyếnđợc céo tảih t miến t ừc l áyn iện ỡ ớn, goài

ra c ònđợc t rangb m s ịl một c ố d oạin m áykáy shoanhuyênm d âu,ụng áy h oa

lỗ sâu, máy dập công suất lớn

1.2 Chức năng, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

Thân súng MK4 là bộ phận chính, quan trọng nhất của súng MK4, nó

tham gia vào hầu hết các chuyển động của súng, chính vì thế mà kết cấu của

n ó r ấ t p h ứ c t ạ p H ầ u h ế t c á c b ề m ặ t đ ề u r ấ t q u a n t r ọ n g , q u y ế t đ ị n h đ ế n s ự

khe ngắm, tay kéo, lò xo, thớc ngắm, nhíp, trục thớc ngắm, và đặc biệt là bệ

và yêu cầu kỹ thuật nh sau:

Tất cả các bề mặt trên chi tiết yêu cầu cấp độ nhám là cấp 7 (Ra = 1.25 )

 Yêu cầu độ không vuông góc giữa mặt đầu và hai mặt bên trái và phải

là 0.06

 Độ không đối xứng của lỗ khoá nòng so với thành bên cho phép  0.5

 Độ không vuông góc giữa mặt bên phải với chuẩn lng cho phép 0.1

 Độ không vuông góc giữa mặt bên trái với chuẩn lng cho phép  0.03

 Độ không đối xứng của thành bụng so với thành bên cho phép  0.1.

 Độ không đối xứng của đỉnh ren 25,42 với lỗ khoá nòng cho phép 

0.075

 Độ không vuông góc giữa tâm 5 lỗ chốt và mặt bên cho phép  0.05

 Độ chênh lệch giữa 2 thành bên khoang tỳ cho phép 0.2

 Lỗ trợt bệ khoá phải đảm bảo đạt dỡng và độ bóng

 Đánh bóng toàn bộ bề mặt ngoài đảm bảo đều, sắc nét

 Mài bề mặt ngoài đảm bảo đồng đều

Ngoài ra, trong kết cấu của chi tiết biên dạng của nhiều phần rất phức

tạp, là các đờng phi tuyến, nh biên dạng khoang băng, biên dạng dáng ngoài

khoang b b ăng,d d iêndới k hoangạngb c ángr ăng,, c h ács v ãnhc ác ốc âu ới ác

góc vát khác nhau rất khó cho quá trình gia công

1.3 Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

hoặc c t hic k iếtn đơ b hílợng thằmhiêuk ảmlao í n ảoimg t oại c t hất, iá hành hế

tạo thấp nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất định Đối với chi tiết

thân súng MK4, là loại sản phẩm sản xuất hàng loạt, sản lợng hằng năm lên

6

tới 2000 – 3000 chi tiết, đã đợc sản xuất ổn định từ năm 1997 đến nay Xét

về tính công nghệ, chi tiết này có những đặc điểm chủ yếu sau :

Về v lật t iệu,s Mhânđợc c únghết t t ạoK44 ừv hépl t t0X,l ật iệu hay hế à

thép C45, C50

Thép C45 và C50 là loại thép kết cấu cácbon chất lợng tốt, có lợng P, S

thấp, có cơ tính tốt rất thích hợp cho gia công cắt gọt Cụ thể thành phần hoá

0,2MPa

chuẩn, dễ kiếm, giá rẻ

V ề m ặ t t r ọ n g lợ n g k ế t c ấ u n h ỏ , h ì n h d á n g c ủ a c h i t i ế t c ó d ạ n g h ì n h

h ộ p , k í c h t hớ c k h ô n g l ớ n l ắ m d o đ ó r ấ t t h u ậ n t i ệ n t r o n g v i ệ c g á đ ặ t , c h ọ n

chuẩn hợp lí để gia công

Về hình dáng tổng thể của chi tiết cũng hợp lí cho việc thiết kế phôi và

các bề mặt để giảm đợc lợng vật liệu cắt gọt, xác định chính xác đợc lợng d

gia công, đảm bảo độ cứng vững khi gia công

Tuy nhiên, về mặt kết cấu cụ thể, chi tiết có tính công nghệ không cao

 Thứ nhất, chi tiết có rất nhiều các rãnh hẹp, với kích thớc nhỏ nh rãnh

lắp khung cò, rãnh hộp băng, rãnh lắp khe ngắm, rãnh khoá, rãnh vát,

r ã n h t h o á t đ ầ u k h o á , r ã n h t rợ t k h o á , r ã n h t h o át c ò , v i ệ c g i a c ô n g c á c

rãnh này là rất khó khăn, mặt khác các rãnh này lại yêu cầu độ chính

xác rất cao, độ nhám bề mặt cao, cấp 7 do đó mà yêu cầu khi gia công

cao, dễ tạo phế phẩm lớn

 T h ứ h a i l à , t r o n g k ế t c ấ u c ò n c ó c á c h ố c s â u , c á c l ỗ c ó g ó c v á t k h á c

nhau mà yêu cầu về độ bóng bề mặt và độ chính xác cao cũng tạo nên

rất nhiều khó khăn khi chọn chuẩn cũng nh khi gia công

 T h ứ b a , t r o n g k ế t c ấ u c h i t i ế t , b i ê n d ạ n g c ủ a m ộ t s ố p h ầ n l à c á c

đờ n g p h i t u y ế n , n h b i ê n d ạ n g k h o a n g b ă n g , b i ê n d ạ n g d á n g n g o à i

khoang băng, biên dạng dáng dới khoang băng, việc gia công các biên

dạng này rất khó khăn đối với các máy vạn năng thông thờng vì đờng

chạy d c aoc m ủan kác t áyh đợc cày đờng các hông ontuor,dhựcđ iệno ó

khi gia công các biên dạng này bằng các máy vạn năng thì phải thực

hiện rất nhiều lần gá đặt, do đó dẫn đến tăng sai số gia công, độ chính

xác giảm và tăng đáng kể thời gian gia công, số lợng phế phẩm lớn

 Thứ t, do kết cấu phức tạp nh vậy nên việc phải sử dụng các loại dụng

cụ phi tiêu chuẩn rất nhiều, không thống nhất tiêu chuẩn, số lợng dao

8

lớn dẫn đến chi phí cho sản xuất dụng cụ lớn, tăng chi phí điều chỉnh

thiết bị, trang bị công nghệ, tăng số lần gá đặt chi tiết gia công

Tuy n hiên,d s lợng đo s ãảnx ảnổ đ uấtv s lợng ln tịnhớnn nừới hiềuố ămnay nên dây chuyền sản xuất ổn định, các bộ phận phục vụ tốt, đủ, công nhân

đã quen với công nghệ sản xuất sản phẩm, biết cách khắc phục các lỗi trong

quá trình sản xuất, do đó nhà máy vẫn áp dụng công nghệ truyền thống cho

sản xuất hàng loạt

1.4 Tiến trình công nghệ hiện thời.

Bảng 1.2

2 Gia công thô lỗ khoá nòng 38 Phay xén mặt cò

4 Phay mặt bên trái 40 Khoan lỗ 12,  40

5 Phay lợng d bên phải 41 Phay rãnh hộp băng

6 Phay bậc công nghệ 42 Phay khuyết khoá an toàn

7 Doa bán tinh lỗ khoá nòng 43 Khoan lỗ khoá an toàn

9 Doa tinh lỗ lắp khoá nòng 46 Phay rãnh lắp cò

10 Tống lỗ chứa khoá nòng 48 Phay dáng dới

14 Phay mặt bên trái 52 Phay phá khoang tỳ

15 Phay mặt bên phải 53 Phay rãnh định vị

20 Gia c«ng th« lç ren 58 Phay R6 tho¸t b¨ng.

24 Phay vÊu khoang b¨ng 62 Phay tinh r·nh trªn

27 Khoan, doa 5 lç chèt 65 Khoan lç chøa lß xo

32 TiÖn mãc lç l¾p b¸ng 70 Phay r·nh v¸t

33 Phay khoang b¸ng 71 Phay r·nh tho¸t ®Çu kho¸

35 Khoan lç l¾p vßng cß 73 Phay bËc thµnh

36 Phay r·nh l¾p khung cß 74 Phay kÝch thíc 190.2

75 Phay r·nh nghiªng 300 103 Phay c¹nh díi thµnh

80 Phay v¸t r·nh miÕng t¸p 108 Phay v¸t gãc thµnh

82 Phay r·nh tho¸t gãc 110 Phay tai ph¶i

83 Phay v¸t thµnh ®u«i 111 V¸t mÐp lç l¾p trôc th ng¾m

85 Phay thµnh tho¸t 113 Phay r·nh chøa nhÝp

87 Phay r·nh tho¸t cß 115 Phay mÆt tú lÉy cß

88 Phay bËc r·nh tho¸t cß 116 Tar« ren W6,25x1/26”

89 Phay r·nh xo¾n bªn ph¶i 117 Tar« ren W3,97x1/35’’

90 Phay ph¸ r·nh xo¾n 118 Tar« ren W11,1x1/14’’

91 Phay bíc xo¾n 25,4 119 Nguéi ba via

10

92 Phay thoát góc 120 Sửa R5 góc tay khoá.

93 Định sơ bộ mối hàn 121 Xì cát kiểm tra mối hàn

94 Phay khuyết 4 góc R3 122 Đánh bóng sơ bộ

96 Thờng hoá sau hàn 124 Khoan lỗ cho ren M4

97 Phay tinh miếng táp 125 Tarô 3 lỗ ren M4

99 Phay tinh sau hàn 127 Tarô ren lắp nòng

100 Phay phá cạnh trái 128 Đánh bóng

101 Phay khuyết thành phá 129 Lân hoá

1.5 Phân tích u, nhợc điểm của QTCN hiện thời.

QTCN gia công thân súng MK4 bao gồm 130 nguyên công kể cả các

n g u y ê n c ô n g n h i ệ t l u y ệ n v à x ử l í b ề m ặ t Q T C N g i a c ô n g n à y h i ệ n đ a n g

đợ c ứ n g d ụ n g t r o n g s ả n x u ấ t h à n g l o ạ t t ạ i n h à m á y Z 1 1 1 Q T C N n à y c ó

u đ iểml : ổ đà c nt tịnh, b d ácc đrangg d chiếtk c ị,t ụng ụ, ồ á, ụng ụ iểm, ác rangthiết bị thay thế đợc chuẩn bị đầy đủ, công nhân đã quen với công việc, biết

khắc phục sự cố, lỗi xảy ra khi gia công Tuy nhiên, chất lợng sản phẩm cha

cao, độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt, độ chính xác về hình

dáng v k àt ớc cích ủac bhmác c a c ao,hề ặtq iệukh t cuả k inhc t ế ũng hông ao, ỉ

lệ p hếp chẩml Đ l ònd s lợng nớn guyênóc àtơng đo ônglốối q tớn, g uá rình ia

công trải qua nhiều lần gá kẹp, qua nhiều loại máy có độ chính xác, độ cứng

đó s sait lố l íchr l duỹđ cà lợng sất ớnpản ẫnn hẩm,s ếnt khấtăngt uất, ính inh ế

cha cao Để có thể cải thiện chất lợng sản phẩm, năng suất, hiệu quả gia công

cũng nh tính kinh tế, ta phân tích kết cấu các bề mặt để ứng dụng công nghệ

số v àoq t uág c rìnhS d t ian ông.c v ứ ởd ĩc an ghiêns v ứu iệc ng ụng ông ghệ ố àoquá trình sản xuất là vì công nghệ số có những u điểm rất lớn nh :

 Năng suất gia công cao

 Chất lợng gia công cao

 Độ tin cậy cao

 Tính linh hoạt cao

 Chi phí gia công giảm

Đặc biệt đối với các chi tiết vũ khí nói chung, yêu cầu về độ chính xác

hình dáng, độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt, độ chính xác về

kích thớc rất cao, đối với các máy vạn năng rất khó đảm bảo đợc các yêu cầu

trên

đợc trang bị nhiều loại máy CNC hiện đại, tuy nhiên việc khai thác, sử dụng

cha có hiệu quả, cha tận dụng hết khả năng công nghệ của thiết bị, do đó việc

n g h i ê n c ứ u c ô n g n g h ệ đ i ề u k h i ể n s ố ứ n g d ụ n g g i a c ô n g c á c c h i t i ế t v ũ k h í

trong các nhà máy của BQP là yêu cầu hết sức cần thiết và quan trọng, góp

phần thúc đẩy sự nghiệp CNH – HĐH đất nớc

Chính vì vậy mà đồ án quyết định nghiên cứu, ứng dụng công nghệ số

vũ khí nói chung

12

chơng 2 các vấn đề về điều khiển số và cad/cam

2.1 Khái niệm điều khiển số(đks):

2.1.1 Điều khiển số là gì?

Đ K S m ộ t d ạ n g T Đ H c ó l ậ p t r ì n h , t r o n g đ ó c á c t h i ế t b ị c ô n g n g h ệ

đợc điều khiển bằng một hay một hệ chơng trình máy tính Chơng trình là tập

h ợ p c á c l ệ n h , m ô t ả c á c bớ c ( s t e p s ) t h ự c h i ệ n q u á t r ì n h c ô n g n g h ệ Đ K S

đợc sử dụng vào nhiều việc khác nhau nhng có thể gộp thành 2 loại:

 Các quá trình gia công nh tiện, khoan, phay

 Các quá trình không gia công nh lắp ráp, vận chuyển, đo lờng

Ưu tiên cho lĩnh vực phổ biến nhất của NC, đồ án nghiên cứu NC cho

máy công cụ, nghĩa là trong quá trình gia công

2.1.2 Cấu trúc cơ bản của ĐKS.

Máy công cụ ĐKS có 3 phần chính:

 Thiết bị vào(Data Input): các chơng trình NC

 Bộ điều khiển CNC(MCU): Đọc, dịch chơng trình, tạo tín hiệu ĐK để

điều khiển cơ cấu chấp hành

 M á y c ô n g c ụ : T h ự c h i ệ n c h ứ c n ă n g g i a c ô n g t h e o s ự đ i ề u k h i ể n c ủ a

MCU

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc NC

2.1.2.1 Chơng trình NC.

Chơng trình NC có cấu trúc theo tiêu chuẩn quốc tế (ISO) hay quốc gia

nh tiêu chuẩn DIN 66025 của CHLB Đức, đồng thời có những phần tuân theo

tiêu c huẩnr c t iêngh C ủaơng t ừngrìnhc c ãng.l hứahớng dháct ẫn ệnhh hực iện

các bớc công nghệ đã đợc mã hoá để bộ điều khiển có thể hiểu đợc và điều

khiển thiết bị công tác, trong trờng hợp này là máy công cụ Đối với các máy

NC hiện nay, các chuyển động cắt, tốc độ trục chính, lợng chạy dao, tắt mở

các thiết bị phụ trợ nh dung dịch trơn nguội, cửa bảo hiểm, tắt mở động cơ

t r ụ c c h í n h , c ơ c ấ u t h a y d a o , c ơ c ấ u k ẹ p p h ô i đ ề u c ó t h ể đ i ề u k h i ể n t ừchơng trình NC

II.1.2.2 Bộ điều khiển NC (MCU).

M C U c ó n h i ệ m v ụ đ ọ c , d ị c h c hơ n g t r ì n h N C , t ạ o c á c t í n h i ệ u đ i ề u

khiển, biến đổi chúng thành các tín hiệu điện phù hợp để điều khiển các cơ

cấu chấp hành trên máy Ngày nay bộ điều khiển NC đợc thiết kế trên cơ sở

một máy tính nên nó đợc gọi là CNC Các máy công cụ điều khiển số đợc gọi

là máy CNC Về cấu trúc một bộ điều khiển NC bao gồm:

14Chơng

Thiết bị đọc: đó là các thiết bị cơ khí - điện tử, đọc chơng trình từ vật

mang tin(băng đục lỗ, băng từ, đĩa từ ), biến thành tín hiệu điện chuyển cho

bộ xử lí

Hệ thống điều khiển vị trí chuyển động: mục tiêu cuối cùng của điều

khiển số NC là tạo đợc chuyển động tơng đối giữa dao và phôi theo quỹ đạo,

t ố c đ ộ đ ị n h t rớ c T u ỳ c h ứ c n ă n g g i a c ô n g , m ộ t m á y c ó t h ể c ó n h i ề u t r ụ c ,

nhng cấu trúc cơ bản của hệ thống chấp hành của các trục tơng tự nhau, gồm

động cơ chạy dao, cơ cấu vít me - đai ốc, bàn máy mang phôi Có hai dạng

đ i ề u k h i ể n l à đ i ề u k h i ể n k í n v à đ i ề u k h i ể n h ở Đ i ề u k h i ể n h ở l à d ạ n g đ i ề u

k h i ể n k h ô n g c ó p h ả n h ồ i N ó đ ơ n g i ả n , r ẻ t i ề n , k h ô n g c ầ n h ệ t h ố n g đ o

lờng tuy nhiên công suất nhỏ và độ chính xác không cao Điều khiển kín có

dùng hệ thống đo quãng đờng dịch chuyển thực của bàn máy, tín hiệu do nó

sinh ra đợc đa trở về so sánh với tín hiệu vào, sinh ra tín hiệu điều khiển dạng

số, s kau c hi đ thuyểnt h tơng tổi khànhự, đhuếchínt tiệu ại nót h rở hành ín iệu

điều khiển động cơ

2.1.2.3 Phần máy công cụ.

Máy c côngv k c ụg ề m ếtt ấut ờng, tiốngnuy d đhiênáyđ hôngo ặc h iểm

l à m v i ệ c k h á c n h a u n ê n m á y C N C c ó c á c y ê u c ầ u k ỹ t h u ậ t c a o h ơ n , n g o à i

điện(động c x c ơ đ oayc 1 c hiều,h đ ộngc bớc), h ơ t ay b hiềut hiết oặcị huỷ ộng ơ

lực, khí nén hoặc kết hợp giữa chúng, các thiết bị đo để đo quãng đờng dịch

chuyển vị trí của dụng cụ, biến thành tín hiệu phản hồi cho MCU

2.2 Mã hoá thông tin.

2.2.1 Chữ cái.

Ch ữ c ái c ủa mã số l à tập hợ p c ác k ý hi ệu đợ c dù ng k hi m ã ho á Các

phần tử mới hiện nay của tự động hoá chỉ có hai trạng thái ổn định: công tắc

kín hoặc công tắc hở, trong mạng của băng đục lỗ có thể có hoặc không có

l ỗ M ọ i t r ạ n g t h á i ứ n g v ớ i k ý h i ệ u 1 ( c ấ p d ò n g n ă n g lợ n g c h ẳ n g h ạ n ) c ò n

trạng t k háiứ vháck h 0 (ng dới n ýlợng ciệu hẳngh Vngắtv ạn).c òng ì ăngậy hữ

cái của mã số chỉ hai kí hiệu ( 0, 1)

Hệ t hốngm đ v cã u đ iểmơnl đ ịgà ódơns d iản,n đợc s ễ ử ửđụnggụng, ể óhi

số lợng các xung trên băng từ Tuy nhiên, mã đơn vị có nhợc điểm là cồng

kềnh, phức tạp

2.2.4 Mã nhị phân.

Cơ sở của hệ nhị phân là số 2, đa số 2 lên cấp có số mũ nguyên ta sẽ

đợc dãy số mũ: 20, 21, 22, 23 ứng với các số 1, 2, 4, 8, Bất kỳ một số nào

trong hệ nhị phân đều là tổng của nhiều số mà các số hạng của nó là số 2 với

các cấp mũ khác nhau Các số trong hệ nhị phân là tổ hợp của chữ số 0 và 1,

16

để c huyểns t t hốt ínhp s ừ h nệ p hậpc p hânc t angt s đ ệ hị hân ần hải hia uần ự ố ócho 2 Ví dụ chuyển số 43 sang hệ nhị phân nh sau:

43:2 = 21 lẻ 121:2 = 10 lẻ 110:2 = 5 lẻ 0 5:2 = 2 lẻ 1 2:2 = 1 lẻ 0 1:2 = 0 lẻ 1

Nh vậy số 43 đợc biểu diễn theo hệ nhị phân nh sau:

43 = 110101 = 1.25 + 0.24 + 1.23 + 0.22 + 1.21 + 1.20

2.2.5 Mã số ISO.

Ngôn ngữ để lập trình có một số yêu cầu: số ký hiệu là nhỏ nhất, số chữ số

đồng nhất, nghiên cứu đơn giản, số lợng tín hiệu đầy đủ

Mã I – 7 bSO t b 8 đờng vit rên c ới ăngr hiều2 bớc động lộtl5.4mm,2 ỗ à 5mm

thoả mãn đợc yêu cầu trên

2.2.6 Phần tử mang chơng trình.

Ghi chơng trình trong các cơ cấu điều khiển số đợc thực hiện trên phần

tử m angc ơng t h rình(băngc ơng t rình).N hời t pa grhânh c ab dai t ách iểu iễn ín

hiệu điều khiển: mã hóa giới hạn và mã hoá toàn phần Nếu ghi chơng trình

đợc thực hiện trong hệ mã số đơn vị thì việc biểu diễn tín hiệu điều khiển gọi

là mã số giới hạn, còn nếu chơng trình đợc ghi trong bất kỳ hệ mã số nào thì

việc biểu diễn tín hiệu điều khiển gọi là mã hoá toàn phần Tín hiệu trong mã

số g iớih đợc gạn thi b rênt c ăngt m hừ, t ònp đợc grong thi bã rên oá ăngoàn hần

đục lỗ

2.2.6.1 Băng đục lỗ.

Băng đ l lụcb tỗ đà c lăngđ t rênt c ód ón ời tỗ a ột,rhia uỳ a heo ông ụng g

hai loại đột lỗ trên băng: vận chuyển và mã hoá Dòng là hàng mà các lỗ mã

đợc thực hiện bằng cách nhiễm từ do đầu từ cung cấp Khi sử dụng băng từ,

các tín hiệu trên băng sau khi đi qua cơ cấu dịch mã sẽ làm cho các bộ phận

làm việc của máy có chuyển động cần thiết để gia công chi tiết Chơng trình

ghi trên băng từ có thể sử dụng lại nhiều lần

2.3 Các hệ điều khiển số.

2.3.1 Hệ điều khiển NC.

Ngày nay các máy trang bị hệ điều khiển NC vẫn còn thông dụng Đây

là hệ điều khiển đơn giản với số lợng hạn chế các kênh thông tin Trong hệ

điều khiển NC các thông số hình học của chi tiết gia công và các lệnh điều

k h i ể n đợ c c h o dớ i d ạ n g d ã y c á c c o n s ố H ệ đ i ề u k h i ể n N C l à m v i ệ c t h e o

nguyên tắc sau đây: sau khi mở máy các lệnh thứ nhất và thứ hai đợc đọc, chỉ

s a u k h i q u á t r ì n h đ ọ c k ế t t h ú c , m á y m ớ i b ắ t đ ầ u t h ự c h i ệ n l ệ n h t h ứ n h ấ t

điều khiển Sau khi hoàn thành việc thực hiện lệnh thứ nhất máy bắt đầu thực

18

hiện lệnh thứ hai, hệ điều khiển đọc lệnh thứ ba đợc đa vào chỗ bộ nhớ mà

lệnh thứ hai vừa đợc giải phóng ra

trong l h oạtđ k ệ l piều đ thiểnc c l ạit đ hảiv n v ậysọc k ấtẽ hôngả ác ệnh ừ ầu à h

tránh khỏi những sai sót của bộ tính toán trong hệ điều khiển Do đó chi tiết

gia c ôngc t b pó p hể M ịn ợc đhế iểmnhẩm.l d cữa r ộtnà olh cần ất hiều ệnh hứa

t r o n g b ă n g đ ụ c l ỗ h o ặ c b ă n g t ừ n ê n k h ả n ă n g m à c hơ n g t r ì n h b ị d ừ n g l ạ i

thờng xuyên có thể xảy ra Ngoài ra với chế độ làm việc nh vậy băng đục lỗ

hoặc băng từ sẽ nhanh chóng bị bẩn, mòn gây lỗi cho chơng trình

2.3.2 Hệ điều khiển CNC.

Đặc điểm chính của hệ điều khiển CNC là sự tham gia của máy vi tính

Các nhà chế tạo máy CNC cài đặt vào máy tính một chơng trình điều khiển

cho từng loại máy Hệ điều khiển CNC cho phép thay đổi và hiệu chỉnh các

c hơ n g t r ì n h g i a c ô n g c h i t i ế t v à c ả c hơ n g t r ì n h h o ạ t đ ộ n g c ủ a b ả n t h â n n ó

Trong hệ điều khiển CNC chơng trình có thể đợc nạp vào bộ nhớ toàn bộ một

lúc hoặc từng lệnh bằng tay từ bàn điều khiển Các lệnh điều khiển không chỉ

đợc viết cho từng chuyển động đơn lẻ mà còn cho nhiều chuyển động cùng

l ú c Đ i ề u n à y c h o p h é p g i ả m s ố c â u l ệ n h c ủ a c hơ n g t r ì n h v à n h v ậ y c ó t h ể

n â n g c a o đợ c đ ộ t i n c ậ y l à m v i ệ c c ủ a m á y H ệ đ i ề u k h i ể n C N C c ó k í c h

thớc nhỏ hơn và giá thành thấp hơn so với hệ điều khiển NC mà lại có những

đặc tính mới, u việt mà hệ điều khiển trớc đó không có ví dụ nh nó có thể nạp

tiết

2.3.3 Hệ điều khiển DNC(Direct Numerical Control).

đợ c n ố i v ớ i m á y t í n h t r u n g t â m t h ô n g q u a đờ n g d ẫ n d ữ l i ệ u M ỗ i m ộ t m á y

công cụ có hệ điều khiển CNC mà bộ tính toán của nó có nhiệm vụ chọn lọc

và phân phối các thông tin, nó là cầu nối giữa máy công cụ và máy tính trung

tâm Máy tính trung tâm có thể nhận các thông tin từ các bộ điều khiển CNC

để hiệu chỉnh chơng trình hoặc để đọc những dữ liệu từ máy công cụ Trong

một số trờng hợp máy tính đóng vai trò chỉ đạo trong việc lựa chọn những chi

tiết gia công the o thứ tự u tiên để phân chia đi c ác máy khác nhau Hệ ĐK

DNC có ngân hàng dữ liệu trung tâm cho biết các thông tin của chơng trình

gia công chi tiết trên tất cả các máy công cụ Nó có khả năng truyền dữ liệu

nhanh và có khả năng nối ghép vào hệ thống sản xuất linh hoạt FMS

2.3.4 Hệ điều khiển thích nghi.

Sử dụng hệ điều khiển thích nghi là một trong những phơng pháp hoàn

thiện máy công cụ CNC Các máy CNC thông thờng có chu kỳ gia công cố

định(chu kỳ cứng) đã đợc xác định ở phần tử mang chơng trình, và nh vậy cứ

mỗi lần gia công một chi tiết khác chu kì lại đợc lặp lại nh cũ, không có sự

thay đổi nào Chơng trrình điều khiển nh vậy không có sự hiệu chỉnh khi có

các yếu tố công nghệ thay đổi Ví dụ nh khi gia công chi tiết lợng d có thể

thay đổi dẫn đến thay đổi biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ Khi đó

nếu h t ệ đhốngk k iềuh c hiểnl l chôngt k t ớc giệu cia hỉnhc ông ại ó ực ắt hì ích h

thể vợt ra ngoài phạm vi dung sai(sinh ra phế phẩm) Trong trờng hợp này để

tránh p p hế t p hẩmg lợng ca hảidhạyh iảmt ao bớc goặccia thêmôngl g ức à iảm

năng suất gia công

20

H ệ t h ố n g đ i ề u k h i ể n t h í c h n g h i l à h ệ t h ố n g đ i ề u k h i ể n c ó t í n h đ ế n

những tác động bên ngoài của hệ thống công nghệ để hiệu chỉnh chu kỳ gia

c ô n g n h ằ m l o ạ i b ỏ ả n h hở n g c ủ a n h ữ n g y ế u t ố đ ó t ớ i đ ộ c h í n h x á c g i a

công.`Hệ thống thích nghi có thể thay đổi đợc lực cắt, ổn định công suất cắt,

mômen cắt hay nhiệt độ cắt Tuy nhiên, hệ thống điều khiển thích nghi hay

đợc dùng để ổn định kích thớc gia công, cơ cấu kiểm tra tích cực luôn luôn

xác đ đợc kịnh ícht ớc g hcia v ôngt đ đà c ácc đ ộngk đ ếnổ đ ơ ấu iều hiển ể n ịnh

kích thớc chi tiết

2.4 Máy công cụ CNC.

Nh c húngt đ b a t ớc tã hếhiếtm ệCr đáyc h tNCh m cã có ai hế ệ áy ông ụ

với trình độ hiện đại thấp hơn: máy công cụ thông thờng và máy công cụ NC

2.4.1 Máy công cụ thông thờng.

K h i t h ự c h i ệ n g i a c ô n g t r ê n c á c m áy c ô n g c ụ t h ô n g t hờ n g n gờ i c ô n g

n h â n t hờ n g d ù n g t a y đ ể đ i ề u k h i ể n m á y N gờ i c ô n g n h â n c ă n c ứ v à o p h i ế u

trờng h nợpv ậyn h săngv c uấtlợng s àpản hấtp hẩmt r nhụ v huộct ất hiều ào ay

n gh ề c ủa c ôn g nh â n Mặ c dù c ò n nh iề u hạ n c hế so v ới m áy NC, máy CN C

nhng các máy công cụ thông thờng hiện nay vẫn còn đợc sử dụng rất rộng rãi

còn đang ở trình độ thấp

2.4.2 Máy công cụ NC.

Đ ố i v ớ i m á y c ô n g c ụ N C th ì v i ệ c đ i ề u k h i ể n c á c c h ứ c n ă n g c ủ a má y

đợc q uyếtđ b ịnhc c ơng tằng rìnhđ l ács ãCh mập c ẵn.c N ráct áy ông ụ C ất hích

hợp với dạng sản suất hàng loạt nhỏ và trung bình

Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử thông tin vào chứa

lệnh t ớc kr tết mhúcđ t áyc c lọc t iếpt đ tác h âuc c ệnh iếp heo ể hực iện ác huyển

đ ộ n g c ầ n t h i ế t C ác m á y N C c h ỉ t h ự c h i ệ n c á c c h ứ c n ă n g n h: n ộ i s u y đờ n g

thẳng, nội suy cung tròn Các máy NC không có chức năng lu trữ chơng trình

2.4.3 Máy công cụ CNC.

Máy công cụ CNC là bớc phát triển cao từ các máy NC Các máy CNC

có một máy tính để thiết lập phần mềm để điều khiển các chức năng chuyển

động của máy Các chơng trình gia công đợc đọc cùng một lúc và đợc lu trữ

vào bộ nhớ Khi gia công, máy tính đa ra các lệnh điều khiển máy Máy công

cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng nh nội suy đờng thẳng, cung

n ă n g b ù c h i ề u d à i v à đờ n g k í n h d ụ n g c ụ T ấ t c ả c á c c h ứ c n ă n g t r ê n đ ề u

đợc thực hiện nhờ một phần mềm của máy tính Các chơng trình lập ra có thể

đợc lu trữ trong đĩa mềm hoặc đĩa cứng

2.4.4 Hệ trục toạ độ của máy CNC.

các cơ cấu máy và dụng cụ cắt(hình 2.2) Các trục toạ độ đó là X, Y, Z,

c h i ề u dơ n g c ủ a c á c t r ụ c n à y đợ c x á c đ ị n h t h e o q u y t ắ c b à n t a y p h ả i ( h ì n h

vẽ2.3)

22

Hình 2.2: Hệ trục toạ độ

Theo nguyên tắc này thì ngón tay cái chỉ chiều dơng của trục X, ngón

tay trỏ chỉ chiều dơng của trục Y, ngón tay giữa chỉ chiều dơng của trục Z

Các trục quay tơng ứng với trục X,Y, Z đợc kí hiệu bằng các chữ cái A, B, C,

chiều q dơng luay c à qhiềut c uaydơng đ heoồngh n hiềut nồ t ếuc a hìn heo hiều

dơng chạy từ mâm cặp tới dụng cụ(từ trái sang phải)

các trục chính và có chiều dơng hớng từ bàn máy lên phía trục chính

Máy bào, máy xung điện: trục Z vuông góc với bàn máy và có chiều

dơng hớng từ bàn máy lên phía trên

Các máy phay có nhiều trục chính: trục Z song song với đờng tâm trục

c h í n h , v u ô n g g ó c v ớ i b à n m á y , c h i ề u dơ n g hớ n g t ừ b à n m á y l ê n p h í a t r ụ c

chính

Trục X.

Trục X là trục nằm trên bàn máy và thông thờng nó đợc xác định theo

phơng nằm ngang Chiều của trục X đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải

m á y p h a y đ ứ n g , m á y k h o a n : n ế u đ ứ n g n g o à i n h ì n v à o t r ụ c c h í n h t h ì c h i ề udơng của trục X hớng về bên phải

Máy khoan cần: nếu đứng ở vị trí điều khiển máy ta có chiều dơng của

trục X hớng vào trụ máy

Máy phay ngang: nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì chiều

dơng của trục X hớng về bên phải

Máy tiện: Trục X vuông góc với trục máy, có chiều dơng hớng về bàn

kẹp dao(hớng về phía dụng cụ cắt)

Máy bào: Trục X nằm song song với mặt định vị chi tiết trên bàn máy

và chiều dơng hớng từ bàn máy tới thân máy

máy) là điểm gốc của hệ toạ độ máy Điểm M đợc

loại máy Điểm M là điểm giới hạn vùng làm việc

của máy, có nghĩa là trong phạm vi vùng làm việc

24Hình 2.4: Điểm M máy

của máy các chuyển động của các cơ cấu máy có

thể t hựch t iệnc dơng cheo củahiềut đ ácở c ácoạ ộ

máy p hay,đ M t ờng niểm ằm gh h iểmd iới ạn ịch

chuyển của bàn máy

2.4.5.2 Điểm Zêrô chi tiết W.

Điểm W chi tiết là điểm gốc toạ độ của chi tiết, vị trí của điểm W phụ

thuộc vào lựa chọn của ngời lập trình

Đối với các chi tiết tiện thì điểm W của chi tiết nằm trên đờng tâm chi tiết,

hoặc ở mặt đầu bên trái, hoặc ở mặt đầu bên phải

Đối với các chi tiết phay ta chọn điểm góc ngoài của đờng viền chi tiết

Khi gia công các bề mặt đối xứng ta có thể chọn nhiều hệ toạ độ khác nhau

với điểm gốc W, và các điểm gốc phụ W1, W2,

Hình 2 5: Điểm W chi tiết

2.4.5.3 Điểm chuẩn của dao P.

doa, hoặc dao phay thì điểm P là tâm của mặt đầu của dao Điểm P đợc dùng

khi tính toán các quỹ đạo chuyển động của dao

H×nh 2.6: §iÓm P dao

2.4.5.4 §iÓm chuÈn cña gi¸ daoT vµ ®iÓm g¸ dao N.

vµo viÖc g¸ dao trªn m¸y Th«ng thêng khi g¸ dao trªn m¸y th× ®iÓm T trïng

víi ®iÓm g¸ dao N

vào giá thì điểm E và điểm N trùng nhau.

2.4.5.6 Điểm gá đặt(điểm tì) A.

định v c ịđ gủaĐ ồA c tá t iểmv đ W ó hể rùng ới iểm

h o ặ c c ó t h ể l ự a c h ọ n t u ỳ ý t r ê n m ặ t đ ị n h

vị

2.4.5.7 Điểm 0 của chơng trình.

Điểm 0 c ủa chơng trình(chính xác hơn là điểm P của dụng cụ cắt) là

điểm t ớc kr ghi c iad côngc n ở đụng Đ ụ0 c ắtc ơng tằm rìnhp x ó hải iểm ác ủa h

định sao cho khi thay dao không bị ảnh hởng của chi tiết hoặc đồ gá

2.4.6 Các dạng điều khiển của máy CNC.

Các máy CNC khác nhau c ó khả năng gia công đợc các bề mặt khác

m á y c ũ n g đợ c c h i a r a t h à n h : đ i ề u k h i ể n đ i ể m - đ i ể m , đ i ề u k h i ể n t h e o

đờng, điều khiển theo dạng contour

2.4.6.1 Điều khiển điểm - điểm.

Đ i ề u k h i ể n đ i ể m - đ i ể m ( h a y đ i ề u k h i ể n t h e o v ị t r í ) đợ c d ù n g đ ể g i a

công các lỗ bằng các phơng pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ ở đây chi

t i ế t g i a c ô n g đợ c g á c ố đ ị n h t r ê n b à n m á y , d ụ n g c ụ c ắ t t h ự c h i ệ n c h ạ y d a o

nhanh đến các vị trí đã lập trình, khi đạt đến các điểm đã định thì dao bắt đầu

cắt Tuy nhiên cũng có trờng hợp dao không dịch chuyển mà bàn máy dịch

chuyển Mục đích chính cần đạt là các kích thớc phải chính xác, còn quỹ đạo

chuyển động là của dao hay bàn máy đều không có ý nghĩa lắm

Hình 2 9: Điểm A, W

2.4.6.2 Điều khiển theo đờng thẳng.

Điều k thiểnđờng t heohẳngl d đ àk ạngm k giềuc dhiểnc à hi ia ông ụng ụcắt t hựch lợng ciện dhạyt maođờng theo hẳngn đột T àom t ó d rên áy iện, ụng

cụ cắt chuyển động song song hoặc vuông góc với trục của chi tiết Trên máy

phay, dụng cụ cắt chuyển động song song với trục X hoặc trục Y Trong cả

hai trờng hợp trên thì dụng cụ cắt chuyển động độc lập theo từng trục một mà

không c q óh r uanb v ệt kàng D uộcđ k ớin đợc drục ùngchác ho ạng iều hiển ày

các loại máy phay và máy tiện đơn giản

2.4.6.3 Điều khiển Contour

Điều khiển theo biên dạng cho phép thực hiện chạy dao trên nhiều trục

cùng lúc Tuỳ theo số trục đợc điều khiển đồng thời khi gia công mà ngời ta

phân biệt: điều khiển 2D, điều khiển 2 D

2

1

và điều khiển 3D, 4D, 5D

a Điều khiển Contour 2D.

Điều khiển contour 2D cho phép thực hiện chạy dao theo hai trục đồng

thời trong một mặt phẳng gia công, mặt XY, hoặc XZ Trục thứ 3 đợc điều

khiển hoàn toàn độc lập với 2 trục kia

b Điều khiển contour 2 D

2

1

.

Dạng điều khiển này cho phép ăn dao đồng thời theo 2 trục nào đó để

gia công bề mặt trong một mặt phẳng nhất định Trên máy CNC có 3 trục X,

Y, Z ta sẽ điều khiển đồng thời X, Y hoặc X, Z, có nghĩa là chiều sâu cắt có

28

t h ể đợ c t h ự c h i ệ n b ấ t k ỳ m ộ t t r ụ c n à o đ ó t r o n g 3 t r ụ c , t a c ó t h ể t h a y

đợc phơng của dao

c Điều khiển contour 3D.

gia công các đờng , mặt không gian nh mặt cầu Tuy nhiên, trên một số máy

chỉ c t óg hểc đờng tia ônghẳng3 đờng xD, ốoắn s c(nộit c t uy2 t heo ung ròn rục

và đờng thẳng theo trục thứ 3)

2.5 Đồ gá trên máy CNC.

2.5.1 Đặc điểm đồ gá trên máy CNC.

Một trong những đặc điểm chính của máy CNC là độ chính xác của nó

rất cao, đồ gá trên các máy đó có ảnh hởng rất lớn tới độ chính xác gia công

bởi vì sai số chuẩn khi định vị chi tiết trên đồ gá là một trong những thành

đặt cao hơn các đồ gá trên máy vạn năng thông thờng Để đảm bảo độ chính

xác gá đặt thì phải chọn chuẩn sao cho sai số chuẩn bằng không, sai số kẹp

chặt p chảig t nó n iá s srịk hỏc p hất,c g t nai n ố đ ẹpđ hặt hải ó iá rị hỏ hất, iểm ặt

c ủ a l ự c k ẹ p p h ả i t r á n h g â y b i ế n d ạ n g c h o c h i t i ế t g i a c ô n g Đ ồ g á k h ô n g

suất tối đa

2.5.2 Yêu cầu đối với chi tiết gia công trên máy CNC.

Chi tiết gia công trên máy CNC có ảnh hởng rất lớn tới kết cấu của đồ

gá, nó phải đảm bảo đợc các yêu cầu sau: Chi tiết gia công phải có những bề

mặt chuẩn tốt đảm bảo độ chính xác và độ ổn định gá đặt, đồng thời chi tiết

phải có bề mặt thuận tiện cho việc kẹp chặt, không gây biến dạng chi tiết

Để không phải dùng đồ gá phụ thì chi tiết không nên có những bề mặt

nghiêng và góc nghiêng

Để đ ảmb đ c ảo x gộ đ hínhc c t các p áđợc đặt ịnhv tao, 3ị hiheo iết ần hải

bề mặt trong trờng hợp này có thể dùng các bề mặt đã qua gia công trên các

máy vạn năng để định vị

một bề mặt và 2 lỗ, khoảng cách các lỗ phải xa nhau và có độ bóng C 7

2.5.3 Phân loại đồ gá trên máy CNC.

Đồ gá trên máy CNC đợc phân ra thành các dạng sau đây:

2.5.3.1 Đồ gá vạn năng không điều chỉnh.

Loại đồ gá này có các chi tiết đã đợc điều chỉnh cố định để gá nhiều

loại chi tiết gia công khác nhau trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ Đó là

c á c l o ạ i m â m c ặ p đợ c d ù n g đ ể t r u y ề n m ô m e n x o ắ n c h o c h i t i ế t g i a c ô n g

N g o à i m â m c ặ p 3 c h ấ u v à 4 c h ấ u t h ô n g d ụ n g r a c ò n c ó 3 l o ạ i m â m c ặ p

thờng đợc sử dụng là: mâm cặp li tâm(mâm cặp quán tính), Mâm cặp có chân

mặt đầu cứng, mâm cặp có chân mặt đầu tuỳ động

2.5.3.2 Đồ gá vạn năng điều chỉnh.

Kết cấu của đồ gá vạn năng điều chỉnh gồm phần đồ gá cơ sở và phần

chi tiết thay đổi điều chỉnh Các chi tiết thay đổi điều chỉnh có kết cấu đơn

giản và giá thành chế tạo không cao Đồ gá vạn năng điều chỉnh đợc sử dụng

trong sản xuất hàng loạt nhỏ, đặc biệt là khi thực hiện gia công nhóm Trên

chỉnh(thay đổi các chấu kẹp)

30

2.5.3.3 Đồ gá chuyên dùng điều chỉnh.

hình c k ót ớc kích hácn h K hau.c c đ gếtg 2 pấu của p ồ đ gá ồm hần hính: hần ồ á

cơ sở và phần chi tiết thay đổi Đồ gá loại này cho phép thay đổi chi tiết gia

công ngoài vùng làm việc của máy Phạm vi ứng dụng có hiệu quả của đồ gá

là trong sản xuất hàng loạt

2.5.3.4 Đồ gá vạn năng - lắp ghép.

T h à n h p h ầ n c ủ a đ ồ g á v ạ n n ă n g – l ắ p g h é p l à n h ữ n g c h i t i ế t c h u ẩ n

đợc c hết v đạoc ớix c ộ C hínhc t n các c rao t đácl g hi iết ày ó ác ãnh hen ể ắp héplại để gá đặt chi tiết khác Do độ chính xác của chi tiết rất cao nên sau khi lắp

ghép ta không phải gia công bổ sung Trên các máy phay, máy khoan CNC

ngời ta sử dụng đồ gá vạn năng - lắp ghép cơ khí với các cơ cấu kẹp thuỷ lực

Loại đồ gá này sử dụng trong sản xuất hàng đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

Thông thờng loại đồ gá này đợc dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và

hàng khối Kết cấu của đồ gá chỉ đợc dùng để gia công một loại chi tiết nhất

định Trên các máy CNC loại đồ gá này chỉ đợc dùng trong trờng hợp không

thể d ùngđợc c lác đ goạiđ cồ Ká c iềuc c đhỉnh.g n v ậypết thảiấu hậtủa ác ồ á h

đơn giản để nâng cao hiệu quả kinh tế khi sử dụng

2.6 Dụng cụ cắt trên máy CNC.

Năng suất và độ chính xác gia công trên máy CNC phụ thuộc rất nhiều

vào dụng cụ cắt, do đó dụng cụ cắt trên máy CNC phải đáp ứng đợc các yêu

cầu sau:

 Có tính cắt gọt ổn định

 Có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt

 Có tính vạn năng cao để có thể gia công đợc các bề mặt điển hình của

nhiều chi tiết khác nhau trên nhiều loại máy khác nhau

 Có khả năng thay đổi nhanh khi cần gá dao khác để gia công chi tiết

khác loại hoặc dao bị mòn

 Có khả năng điều chỉnh kích thớc ở ngoài vùng gia công khi sử dụng

những dụng cụ phụ

N h v ậy , t r o n g n h i ề u t rờ n g h ợ p k h ô n g t h ể d ù n g n h ữ n g d ụ n g c ụ t h ô n g

m á y C N C n gờ i t a t h i ế t k ế n h ữ n g l o ạ i d a o đ ặ c b i ệ t v à m ộ t s ố l o ạ i d a o t i ê u

chuẩn

Đối với máy tiện CNC: tất cả dao tiện trên máy tiện CNC đều có phần

hợp lí để nâng cao tính vạn năng, các dao với góc cắt khác nhau phải có cùng

32

việc bình thờng khi gá ở các vị trí khác nhau, đảm bảo độ chính xác cao Kết

cấu của các dao tiện rất đa dạng và phụ thuộc vào bề mặt gia công

Đối với máy phay CNC: thờng dùng các loại dao phay ngón, dao phay

mặt đầu Phần lớn chúng đều đợc tiêu chuẩn hoá

Đối v mới k áyC thoanờng s d ử cNC:ụngl d hkác doạik ao hoan, ao hoét,dao doa và dao taro Các loại dao này cũng tơng tự nh các loại dao sử dụng

trên các máy khoan vạn năng tuy nhiên nó có yêu cầu về độ cứng và độ chính

xác cao hơn, kết cấu chuôi dao đơn giản đảm bảo khả năng thay dao nhanh

2.7 Dụng cụ phụ trên máy CNC.

Kết c dấu c pụngd t ụ m hụC đợc xùng đác rênb ịnhh áyd ằng NC ình áng,

k í c h t hớ c đ ể g á d ụ n g c ụ c ắ t l ê n n ó v à g á n ó l ê n m á y , n ó p h ả i đ ả m b ả o

đợc các yêu cầu sau:

 Phải đảm bảo gá dao với độ chính xác cao

 Phải đủ độ cứng vững và có khả năng chống rung động

 Cho phép điều chỉnh vị trí của lỡi cắt

 Có kết cấu đơn giản và sử dụng thuận tiện

2.7.1 Dụng cụ phụ trên máy tiện CNC.

Dao tiện trên máy CNC đợc định vị và kẹp chặt ở các đài gá dao, ở đầu

Revolve h t oặcq c chôngt g ua( đợc gơ ấulọid rungàc p ụngK ian ụ cũnghụ) hi

gia công dao có thể đợc hiệu chỉnh với một kích thớc xác định trớc nếu ta sử

dụng c c ơđ cấu v iềud n c ơchỉnh,đấu c iềuí l cụ vhỉnhở mh đ àv mác ít ặt ầu à ặtbên của dao

2.7.2 Dụng cụ phụ trên máy phay, máy khoan, máy doa CNC.

Trên các loại máy này, dụng cụ phụ là hệ thống thay dao bằng tay và

dụng cụ phụ dùng cho thay dao tự động Đối với hệ thống thay dao bằng tay,

các rãnh trung gian cho phép thay đổi các dao bị mòn hoặc các dao khác loại

khi thay đổi bề mặt gia công Rãnh trung gian thay đổi nhanh có chuôi côn

vừa với chuôi côn của trục chính của máy, tuỳ từng loại máy mà kết cấu của

chuôi côn thay đổi nhanh cũng có nhiều loại Đối với loại dụng cụ phụ dùng

cho thay dao tự động: Các dụng cụ phụ trên máy có thay dao tự động cũng

g i ố n g n h c á c d ụ n g c ụ t r ê n m á y t h a y d a o b ằ n g t a y n hn g c ơ c ấ u g á d a o c ủ a

chúng khác nhau

2.8 Những khái niệm cơ bản về lập trình gia công trên máy CNC.

mã lập trình và cấu trúc chơng trình riêng Tuy nhiên hầu hết các nhà chế tạo

CNC đều theo tiêu chuẩn ISO Tại châu âu, nhất là ở Đức, ngời ta quen dùng

hệ DIN Đồ án thực hiện cụ thể cho hệ điểu khiển ANILAM 1400M

2.8.1 Chơng trình CNC.

Máy công cụ CNC điều khiển các chức năng, các dịch chuyển, tốc độ

trục chính, thay dụng cụ, bằng các lệnh chứa trong chơng trình của bộ nhớ

Ch ơng trình

34

thông thờng những bớc gia công lặp lại nhiều lần đợc lập trình trong chơng

trình c con,ơng t hrìnhc c t ong v cóơng thể rìnhc ọi b àochínhl nh c ất ứ úc ào ần

Còn n hữngbớc c ôngn k ghệl l đợc lhông ậpt t ặprìnhc ơng tại rongrìnhc h hính

Việc ứng dụng các chơng trình con và các chu trình gia công chuẩn nh là các

chu trình khoan, chu trình gia công hốc, tạo lỗ sẽ tiết kiệm công sức và thời

chơng trình, và thông thờng phụ thuộc vào mức độ phức tạp của chi tiết gia

công, các câu lệnh đợc ngăn cách với nhau bởi phím "ENTER" Mỗi khi hệ

điều khiển đọc đợc mã này nó sẽ tự động chuyển sang thực hiện câu lệnh tiếp

theo Số thứ tự của câu lệnh nhìn chung không phải gán nhng để tránh nhầm

điều khiển ANILAM 1400M là 256 ký tự

G02 - nội suy đờng tròn theo chiều kim đồng hồ.

G03 - nội suy đờng tròn ngợc chiều kim đồng hồ

X, Y, Z - trục toạ độ

Dới đây ta xem một ví dụ của một câu lệnh với một số từ lệnh:

N10 G01 X3.0 Y1.0 F7.0

C â u l ệ n h t r ê n m ô t ả m ộ t c h u y ể n đ ộ n g c h ạ y d a o đ ế n đ i ể m c ó t o ạ đ ộ

X3.0 Y v1.0lợng c ớidhạy7 i aop T nch/t ờng m hút.c ộtl câuhôngt ệnh h hứa ấtcả các thông tin cần thiết để thực hiện hoàn chỉnh một dịch chuyển Còn đối

với các chu trình chuẩn đã cài đặt sẵn, các chơng trình con và các macro thì

một tập hợp các dịch chuyển đợc gọi ra để thực hiện chỉ bằng một câu lệnh

chuyển, định nghĩa hệ toạ độ.

Chức năng lợng chạy dao F Lợng chạy dao

Các từ toạ độ đợc sử dụng để mô tả độ lớn của dịch chuyển dụng cụ,

chuyển động quay, vị trí tâm, cung tròn trong trình tự gia công

a ) Điều khiển các trục toạ độ.

Hệ điều khiển ANILAM 1400M là hệ điều khiển chuẩn với 3 trục toạ

với sự phối hợp của 2 trong 3 trục này

Chuyển động theo 3 phơng đồng thời chỉ có thể là chuyển động chạy nhanh

(G00), n s tội t uy( uyếnh c ínhđ tG01)đờng x oặcvoắnc huyểnít, huyểnộng heo

động thứ 3 luôn là chuyển động đều

b ) Hệ toạ độ chi tiết

Việc m t hô t đả c ệt coạt X - Y - Z lộ hi iếtq đáct crục iên uan ến iêu huẩn

m á y p h a y n g a n g p hơ n g c ủ a t r ụ c c h í n h t r ù n g v ớ i p hơ n g c ủ a t r ụ c Z C h u y ể n

động của bàn máy từ bên này sang bên kia là phơng trục X, chuyển động ra

vào của bàn máy trên máy phay đứng là phơng trục Y Trên máy phay ngang

chuyển động lên xuống là phơng trục Y Để xác định chiều của các trục áp

dụng quy tắc bàn tay phải

Lập t rìnht h t heođ t đệ : Toạ c c ộ t uyệtđ đ đợc tối hamc ất hiếuả ác oạ ộ ều

về một điểm gốc đã xác định ban đầu

Mã xác định hệ toạ độ tuyệt đối :G90

Lập trình theo hệ toạ độ tơng đối : Tất cả các toạ độ sử dụng đợc tham chiếu

về điểm sát trớc nó

Mã xác định hệ toạ độ tơng đối : G91

T rớc k hi l ập t rìn h các d ịc h c hu yể n ph ải đợ c xác đ ịn h th eo m ột c hế đ ộ nh ất

định, tuyệt đối (G90) hay tơng đối (G91)

G02

G03

Nội suy đờng thẳng - chạy dao

Nội suy theo đờng tròn - theo chiều kim đồng hồ

Nội suy theo đờng tròn - ngợc chiều kim đồng hồ

01

G05

G06

Chuyển động theo đờng Elíp

Chuyển động theo đờng xoắn ốc

Trở về điểm quy chiếu ( toạ độ máy)

Ra khỏi điểm quy chiếu

Phơng thức kiểm tra dừng chính xác(ngắt q.đạo l.tục)

Tự động điều chỉnh lợng chạy dao cho các cung tròn

Cắt ( mở quỹ đạo liên tục )

01

G66

G67*

Gọi macro sử dụng theo phơng thức

Huỷ bỏ việc gọi macro sử dụng theo phơng thức 07

Huỷ bỏ tất cả các chu kỳ khoan đã đợc nạp

Chu trình khoan theo điểm

Chu trình doa theo điểm

Chu trình khoan khoét A

Chu trình taro ren

Chu trình doa 2 chiều

Chạy dao tính theo phút

Chạy dao tính theo vòng

01

40