Lập Trình CAD CAM CNC

Căn bản về cắt kim loạiLà quá trình bóc ra khỏi mặt gia công một lớp kim loại bởi một dụng cụ cắt có độ cứng cao hơn vật liệu gia công.. Vật liệu cắt thường làm từ thép gió, hợp kim cứng

Trang 1

Căn bản về cắt kim loại

Là quá trình bóc ra khỏi mặt gia công một lớp

kim loại bởi một dụng cụ cắt có độ cứng cao

hơn vật liệu gia công.

Vật liệu cắt thường làm từ thép gió, hợp kim

cứng, vật liệu gốm, Nitride bor lập phương,

Kim cương

Vật liệu gia công thường là: Thép, thép không

gỉ, gang, đồng, nhôm,…

Vật liệu kim loại

Trang 2

hóm vật liệu khác kim loại đen

Ký hiệu thép theo tiêu chu.n các nước phát triển

Ký hiệu thép inox theo tiêu chu.n các nước phát triển

Trang 3

Ký hiệu gang theo tiêu chu.n các nước phát triển

Tiện

Phay

Khoan

Các phương phápcắt điển hình

Thơng số hình học của lưỡi cắt

Gĩc trước

Gĩc sau

Các thơng số hình học của lưỡi cắt

• Góc sau α: Góc sau làm giảm ma sát

và sự nóng lên giữa chi tiết và dụng

cụ cắt.

• Góc sắc β: Kich thước của góc sắc

phụ thuộc vào độ cứng và độ dẻo

Góc trước γγγγ: Góc trước có ảnh hưởng đến quá

trình tạo phôi và lực cắt Góc trước càng lớn thìlực cắt càng nhỏ, tuy nhiên lưỡi cắt dễ bị vỡ và

bị mài mòn nhanh Những vật liệu rắn, tươngđối cứng thường sử dụng góc trước khoảng

10o Những vật liệu cứng và giòn đòi hỏi góctrước nhỏ thậm chí là góc âm

Trang 4

• Góc nghiêng λ: Thường chọn góc

nghiêng âm khi tiện thô và góc nghiêng

dương khi tiện tinh Góc nghiêng âm

được sử dụng để giảm ứng suất của

lưỡi cắt và góc nghiêng dương được sử

dụng để bẻ phoi trực tiếp từ chi tiết gia

công.

• Góc mũi dao ε: Góc mũi dao càng lớn

càng làm tăng độ cứng vững của lưỡi

cắt và tản nhiệt tốt hơn.

- Lưỡi cắt thép gió

- Lưỡi cắt hợp kim cứng

- Lưỡi cắt vật liệu gốm

- Nitrid Bore lập phương

- Lưỡi cắt kim cương

Thép giĩ (HSS)

• Thép gió là một loại thép hợp kim dụng cụ Độ

cứng ≥65HRC Nó có độ bền nhiệt cao (605oC),

vì thế nó có thể chịu tác động của tải trọng lớn

Tốc độ cắt nhỏ hơn so với hợp kim cứng và vật

liệu gốm

• Thép gió thường dùng để chế tạo dụng cụ cắt

định hình ví dụ như lưỡi khoan và dao doa, không

cho phép dùng làm các mảnh lưỡi cắt hay gia

công chất dẻo và hợp kim nhẹ Các dụng cụ cắt

thép gió thường được mạ một lớp titan-nitríc (TiN)

Lớp phủ có màu vàng này làm tăng độ cứng tối

đa, chống lại sự mài mòn và cho phép tốc độ cắt

Coban được sử dụng như là tác nhân liên kết

• Hợp kim cứng có độ cứng lớn hơn nhiều so vớithép gió (≥70HRC) ù Hợp kim cứng có khảnăng chống lại sự mài mòn tối đa và chịu đựngđược nhiệt độ gia công cao Tuy nhiên độ chịudao động nhiệt và độ bền thì kém hơn so vớithép gió

Quá trình sản xuất hợp kim cứng

Hợp kim cứng

• Hợp kim cứng được phân theo nhĩm vật liệu gia cơng

• Nhĩm P: gia cơng chủ yếu

Trang 5

Cấp độ cứng của mảnh hợp kim

Gia cơng thơGia cơng bán tinhGia cơng tinh

Nhóm cắt chính

Tốc độ cắt cao

bình

nhanh Chống lại sự mài

Vật liệu gốm (sứ)

cứng ≥92-93HRC) và cho phép nhiệt độ

dao động của lực cắt

Trang 6

• Vật liệu gốm được sử dụng trong các

quá trình cắt gọt ổn định, không cần

tưới nguội Vật liệu gốm lý tưởng để cắt

các vật liệu sắt vì chúng không tạo ra

hiện tượng phôi bám Vật liệu gốm có

thể được phân loại theo 3 nhóm sau:

- Vật liệu gốm oxit

- Vật liệu gốm hỗn hợp

- Vật liệu gốm nitrid

• Chúng không dùng kim loại làm tác nhân liên kết Vật liệu gốm oxit đặt biệt lý tưởng để cắt các hợp kim sắt

vì có khả năng chống lại mài mòn cao.

Hợp kim cứng được cho thêm vào

oxit nhôm (Al2O3) ví dụ như cácbit titan,

gọi là vật liệu gốm hỗn hợp Vật liệu

gốm hỗn hợp được dùng để gia công

tinh gang xám hoặc thép cũng như

dùng để cắt các vật liệu sắt đã tôi.

Vật liệu gốm hỗn hợp

Vật liệu gốm nitrid có thành phần

chính là silic nitrid (Si3N4) Vật liệu cắt không có oxit này rất giòn và nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ cắt Nhược điểm là không có khả năng chịu mài mòn cao khi cắt thép Vật liệu gốm nitrid được ứng dụng để gia công gang xám.

Chúng rất nhạy cảm với va chạm, tuy nhiên

không tạo ra hiện tượng phôi bám trong quá

trình gia công

• Kim cương được sừ dụng để cắt kim loại màu và

hợp kim của kim loại màu cũng như dùng để cắt

vật liệu composit, hợp kim cứng và vật liệu gốm

• Kim cương không được dùng để gia công thép

Kim cương

Khi nhiệt độ trong quá trình gia cơng tăng thì độ cứng của vật liệu dụng cụ cắt giảm

Trang 7

Mảnh lưỡi cắt được phân lọai theo các đặc điểm cơ

bản của chúng như hình dáng, góc, lưỡi cắt, mức độ chịu

đựng cũng như thiết bị dùng để kẹp và các kích thước

chính Dựa trên tiêu chuẩn ISO 1832 / DIN- 4987 ví dụ

sau minh họa tên tiêu chuẩn của một mảnh lưỡi cắt

Mảnh lưỡi cắt bằng hợp kim cứng, gốm và

kim cương Mảnh lưỡi cắt ISO 1832 - ECMT 09 T3 08 FR - P10

4 Dung dịch trơn nguội

Ảnh hưởng của vật liệu tới lực cắt

Mảnh hợp kim âm và dương

Trang 8

Positive Style Negative Style

•Heavy cutting conditions

Negative vs Positive Inserts

Góc trước âm và dương

Trang 9

Góc nghiêng của lưỡi cắt chính

Các dạng profil của lưỡi cắt

Bán kính đầu dao và sự hình thành độ nhám

bề mặt gia công

Bán kính đầu dao và sức chịu đựng

Độ nhám bề mặt gia công phụ thuộc vào bán kính đầu dao và lượng chạy dao

Trang 10

Half R a , same feed

Cải thiện độ nhám bằng cách tăng độ rộng mũi dao

•Cắt kim loại là gì? Có những vật liệu

gia công nào? vật liệu cắt gì?

•Các yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt và độ

nhám?

TÓM LƯỢC

Trang 11

CƠ SỞ CƠNG NGHỆ GIA CƠNG

CẮT GỌT TRÊN MÁY CNC

N gười trình bày: HUỲN H HỮU N GHN

Bộ mơn: Chế Tạo Máy – Khoa Cơ Khí

ội dung

Cơ bản về cắt kim loại

Phương pháp Tiện

Phương pháp Phay

Phương pháp Khoan, khoét, doa, taro

PHƯƠNG PHÁP PHAY

Máy phay đứng THIẾT BỊ

Trang 12

Máy phay CNC THIẾT BỊ

Phương pháp phay có thể gia công các dạng bề mặt như sau :

1) Phay mặt phẳng.

2) Phay bậc.

3) Phay rãnh.

4) Cắt đứt một phần hay cắt chia chi tiết.

5) Phay rãnh then và phay then hoa.

KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ

Trang 13

KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ

Trang 14

DUÏNG CUÏ DUÏNG CUÏ

khoan, khoét, doa và ta rô

Trang 15

Chọn dao, mảnh hợp kim

và chế độ cắt

1 Chọn kiểu dao

2 Chọn đường kính dao theo ký

hiệu 2a trong bảng ở trang sau

3 Chọn mảnh hợp kim theo ký

hiệu 3a, 3b trong bảng ở trang

sau)

Trang 16

Xác định cơng suất khi phay mặt đầu

V f = f z x n x z n

• Điều này đòi hỏi cần có kinh nghiệm.

Có thể chọn theo bảng thông số tiêu

chuẩn cho trong sổ tay của nhà sản

xuất dụng cụ cắt hay được nhà sản xuất

máy gắn ở bàn máy tùy theo vật liệu gia

công và vật liệu lưỡi cắt.

CHẾ ĐỘ GIA CÔNG

nghệ cho gia công CNC Tính vân tốc cắt nếu đường kính dao phay d = 50 mm và số vòng quay n =

520 vg/phút.

Giải:

• V = π.d.n/1000 = 3,14.50.520/1000 CHẾ ĐỘ GIA CÔNG

Trang 17

MỘT SỐ PHƯƠN G PHÁP GÁ ĐẶT

Gá trên khối V phay rãnh then

a Sử dụng mỏ kẹp vạn năng ; b Dùng êtô

MỘT SỐ PHƯƠN G PHÁP GÁ ĐẶT Phay mặt phẳng nghiêng bằng dao phay mặt đầu

Gá trên êtô phay mặt nghiêng

Trang 18

Cấp chính xác kích thước, độ nhám

Cấp chính xác Độ nhám be à m ặt, (µm) biến cứng, µ Chiều sâu lớp

µm G hi chú Phương pháp gia công

Kinh tế Đạt được Ra Rz T

Công thức tính chính xác, chế độ gia công trung bình

và công thức tính gần đúng thời gian máy

Phương pháp gia công Công thức lý thuyết

tính TM, (phút)

Chế độ gia công trung bình thường gặp

Công thức gần đúng tính TM,

(phút) Thô S M = 150 mm/ph 0,00666 l

PHƯƠNG PHÁP KHOAN, KHOÉT

• Khả năng công nghệ – Các dạng mặt có thể gia công bằng phương pháp KHOAN, KHOÉT

• Mặt trụ trong

• Mặt lỗ trước khi làm ren

KHOAN, KHÓET, DOA VÀ TA RÔ

Trang 19

Chọn dao, mảnh hợp kim

và chế độ cắt

1 Chọn kiểu dao

2 Chọn đường kính dao theo ký

hiệu 2a trong bảng ở trang sau

3 Chọn mảnh hợp kim theo ký

hiệu 3a, 3b trong bảng ở trang

sau)

Trang 20

Xác định cơng suất khi phay mặt đầu

V f = f z x n x z n

• Điều này đòi hỏi cần có kinh nghiệm.

Có thể chọn theo bảng thông số tiêu

chuẩn cho trong sổ tay của nhà sản

xuất dụng cụ cắt hay được nhà sản xuất

máy gắn ở bàn máy tùy theo vật liệu gia

công và vật liệu lưỡi cắt.

CHẾ ĐỘ GIA CÔNG

nghệ cho gia công CNC Tính vân tốc cắt nếu đường kính dao phay d = 50 mm và số vòng quay n =

520 vg/phút.

Giải:

• V = π.d.n/1000 = 3,14.50.520/1000 CHẾ ĐỘ GIA CÔNG

Trang 21

MỘT SỐ PHƯƠN G PHÁP GÁ ĐẶT

Gá trên khối V phay rãnh then

a Sử dụng mỏ kẹp vạn năng ; b Dùng êtô

MỘT SỐ PHƯƠN G PHÁP GÁ ĐẶT Phay mặt phẳng nghiêng bằng dao phay mặt đầu

Gá trên êtô phay mặt nghiêng

Trang 22

Cấp chính xác kích thước, độ nhám

Cấp chính xác Độ nhám be à m ặt, (µm) biến cứng, µ Chiều sâu lớp

µm G hi chú Phương pháp gia công

Kinh tế Đạt được Ra Rz T

Công thức tính chính xác, chế độ gia công trung bình

và công thức tính gần đúng thời gian máy

(phút) Thô S M = 150 mm/ph 0,00666 l

PHƯƠNG PHÁP KHOAN, KHOÉT

• Khả năng công nghệ – Các dạng mặt có thể gia công bằng phương pháp KHOAN, KHOÉT

• Mặt trụ trong

• Mặt lỗ trước khi làm ren

KHOAN, KHÓET, DOA VÀ TA RÔ

Trang 24

DỤNG CỤ

Mũi Taro và dao phay ren DỤNG CỤ

Tính lực khoan hay

phay đâm dao thẳng

đứng

DỤNG CỤ

Cấp chính xác kích thước, độ nhám

Phương pháp gia công Cấp chính xác Độ nhám bề mặt, (µm) Chiều sâu lớp

biến cứng, µm Ghi chú Kinh tế Đạt được Ra Rz T

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Khoan d ≤ 15mm 12 - 14 10 - 11 6,3 - 12,5 25 - 50 25 - 50

d > 15mm 12 - 14 10 - 11 12,5 - 25 50 - 100 50 - 100 Xoáy Thô 12 - 15 - 12,5 - 25 50 - 100 50 - 100 Tinh 10 - 11 8 - 9 3,2 - 6,3 12,5 - 25 20

Doa Nửa tinh 9 - 10 8 6,3 - 12,5 25 - 50 50 Tinh 7 - 8 - 1,6 - 3,2 6,3 - 12,5 10

Trang 25

Công thức tính chính xác, chế độ gia

công trung bình và công thức tính gần

đúng thời gian máy

• Phay là gì? Phay cĩ khả năng gì?

• Cĩ những loại máy phay nào?

• Đồ gá trên máy phay ?

• Dụng dụ cắt trên máy phay?

• Chế độ cắt trên máy phay?

• Khoan, khoét, doa, ta ro là gì?

• Dụng cụ cắt cho khoan, khoét, doa, ta ro

• Chế độ cắt khi khoan, khoét, doa, ta ro

Trang 26

Số lần lặp chương

trình con Số của chương trình con

Khi không chỉ ra số lần lặp chương trình con, hệ thống hiểu là 1

TrongTrong mộtmột chươngchương trìnhtrình chínhchính cócó thểthể gọigọi chươngchươngtrình

trình concon nhiềunhiều lần,lần, vàvà chươngchương trìnhtrình concon cócó thểthể gọigọichương

chương trìnhtrình cháucháu nhiềunhiều lầnlần SốSố thếthế hệhệ tốitối đađa cócó thểthểlồng

lồng nhaunhau làlà 44 SốSố lầnlần gọigọi tốitối đađa mộtmột chươngchương trìnhtrìnhcon

con làlà 999999

LệnhLệnh MM9898 cócó thểthể đứngđứng chungchung vớivới lệnhlệnh chuyểnchuyểnđộng

động KhiKhi đóđó lệânhlệânh chuyểnchuyển độngđộng sẽsẽ thựcthực hiệnhiện trướctrước rồirồimới

mới gọigọi chươngchương trìnhtrình concon

ThíThí dụdụ:: GG0101 XX100100 00 MM9898 PP12001200;;

Lệnh trở về điểm tham chiếu G28

Cấu trúc : G28 Xx Yy Zz ;

Mục đích của câu lệnh là di chuyển dao nhanh từ vị

trí hiện tại qua điểm trung gian về điểm tham chiếu

của máy, vị trí thay dao của máy.

Xx, Yy, Zz : toạ độ điểm trung gian, tương đối hoặc

tuyệt đối.

Cấu trúc : G29 Xx Yy Zz ;Mục đích của câu lệnh là di chuyển dao đến vị trí yêu cầuCó tọa độ Xx Yy Zz từ điểm tham chiếu qua điểm trunggian được xác định bởi G28

Xx, Yy, Zz : toạ độ điểm cần đến, tương đối hoặc tuyệt đối

Di chuyển đến từ điểm tham chiếu G29

Đổi dụng cụ taị điểm chuẩn chuẩnĐiểm

Di chuyển đến từ điểm tham chiếu G29

Nếu có nhiều điểm chuẩn, thì việc trở về điểmchuẩn thứ 2, thứ 3, thứ 4 được thực hiện bởi lệnh G30

Cấu trúc của lệnh như sau:

G30 P_ X_ Y_ Z_ trong đó P = 2, 3, 4 là số thứtự và X, Y, Z là tọa độ tuyệt đối của điểm trung gian

Để kiểm tra điểm chuẩn dùng lệnh G27 Cấutrúc của lệnh như sau:

G27 X_Y_ Z_;

Trong đó X_Y_ Z_ là tọa độ của điểm chuẩn

Khi dùng lệnh này, nếu dụng cụ về đúng điểm

Lệnh G30 và G27

Trang 27

số khuếchkhuếch đạiđại làlà 11 P o : Tâm khuếch đại

dụng cụ đi qua các điểm

P1, P2, P3, P4, sau khuếch đại với hệ số P500, dụng cụ đi qua các điểm P1’,

P2’, P3’, P4’.

Lệnh

Lệnh khuếch khuếch đại đại :: G G50 50,, G G51 51

I, J K viết với giá trị 1000 tính là 1

Lệnh Lệnh khuếch khuếch đại đại :: G G50 50,, G G51 51

Chú ý khi áp dụng hệ số khuếch đại đối với cung tròn:

Nếu cung tròn được biểu diễn bởi bán kính R, hệ số

khuếch đại cũng áp dụng luôn cho bán kính R

Lệnh

Ba dòng lênh trên tương

đương với hai dòng sau đây:

Cũng công việc trên nhưngcung tròn đuợc biểu diễndưới dạng I, J thay vì R,kết quả thu được như trênhình bên

G90 G00 X0.0 Y0.0 ;G51 X0.0 Y0.0 I2000 J1000 ;G02 X100.0 Y0.0 I0.0 J-100.0 F500 ;

Trang 28

tới offset offset dao dao theo theo bán bán kính kính

Đường lập trình Sau khi thu nhỏ

Lệnh

Lệnh khuyếch đại G51 có thể sử dụng để

copy đối xứng (đổi dấu) theo các trục nếu sử

dụng hệ số khuếch đại là

dụng hệ số khuếch đại là ––1 1.

Khi đó, hệ số khuyếch đại viếttheo I, J, K

Khi copy đối xứng, G02 và G03, G41 và

G42 sẽ tráo đổi cho nhau, hướng di chuyển

dụng cụ sẽ thay đổi ngược lại.

Chương trình được viết như sau:

Chương trình con

Chương trình chính

Lệnh xoay hệ tọa độ

Trong đó X_ Y_ là tâm xoay,

Lệnh xoay hệ tọa độ

Chú ý

KhiKhi khôngkhông chỉchỉ rara XX vàvà YY trongtrong lệnhlệnh GG6868,, tâmtâm xoayxoay sẽsẽ làlà vịvịtrí

trí hiệnhiện tạitại củacủa dụngdụng cụcụ

NếuNếu gócgóc xoayxoay bịbị bỏbỏ quaqua trongtrong lệnhlệnh GG6868 thìthì giágiá trịtrị thiếtthiết lậplậpbởi

bởi thamtham sốsố NoNo 730730 sẽsẽ làlà gócgóc xoayxoay

LệnhLệnh GG6969 cócó thểthể đứngđứng chungchung vớivới cáccác lệnhlệnh kháckhác trongtrong mộtmộtdòng

dòng lệnhlệnh SauSau khikhi xoay,xoay, offsetoffset daodao cócó hiệuhiệu lựclực

NếuNếu GG6969 đứngđứng chungchung vớivới cáccác lệnhlệnh chuyểnchuyển độngđộng thìthì nhữngnhữnglệnh

lệnh nàynày phảiphải đượcđược lậplập trìnhtrình tuyệttuyệt đốiđối

KhiKhi đangđang trongtrong chếchế độđộ offsetoffset daodao theotheo bánbán kính,kính, bạnbạn cócó thểthểthực

thực hiệnhiện lệnhlệnh xoayxoay gốcgốc tọatọa độđộ

Trang 29

Nguyên tắc viết lệnh như sau:

G17 G90 (G91) G16 ; Khởi động hệ tọa độ cực(G16) trong mặt phẳng XY, tâm bán kính (X_) là gốctọa độ hiện hành (nếu dùng G90) hoặc là điểm hiệân tại(nếu dùng G91)

G90 (G91) X_ Y_ ; Góc xoay (Y_) của bán kính(X_) tính theo cách tuyệt đối (G90) hay tương đối (G91)G15 ; Hủy họa độ cực

Lập trình trong hệ tọa độ cực

Lập trình tuyệt đối cho

bán kính, tương đối cho góc:

Vát mép CBạn có thể chèn thêm lệnh vát mép giữa haiblock điều khiển dụng cụ di chuyển theo hai đườngthẳng

Vát mép và Bo tròn

Bo tròn R

Thí dụ lập trình với lệnh bo tròn R và vát mép C

G91G01 X110.0 R30.0 F200.0 ; Y100.0 C20.0 ; X-110.0 C20.0 ;

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	37,13 MB