lập trình gia công CNC trên proegineer5.0(creo 4.0)

Lập trình gia công CNC với sự hỗ trợ của phần mềm ProE trở nên linh hoạt hơn. Bạn có thể lựa chọn nhiều kiểu Phay để gia công ra chi tiết: Profile, Pocketing, Face, Roughing, Reroughing, Finishing và khắc chữ bằng Engraving. Bạn cũng có thể Tiện mặt ngoài, mặt đầu, tiện lỗ, rãnh, ren,…trên các bề mặt tròn xoay một cách dễ dàng.

Phần I PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC

VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA SẢN PHẨM

I Phân Tích Điều Kiện Làm Việc Và Điều Kiện Kĩ Thuật.

Chi tiết ở đây là thân trượt có hình dạng được mô tả trong hình phía dưới đây:

Hình 1: Hình chiếu trục đo chi tiết.

Hình 2: Hình chiếu bằng chi tiết

Yêu cầu về kĩ thuật:

1 Độ không song song giữa mặt 1 và 2 < 0,02/100mm

2 Độ không vuông góc giữa các lỗ với mặt số 1 < 0,03/100mm

3 Chi tiết nhiệt luyện sau gia công đạt độ cứng 60-62HRC

1 Công dụng của chi tiết :

 Dựa vào bản vẽ chi tiết đây là dạng hộp, hình dạng đế dùng để gắn, định vị và

cố định chi tiết khác lên thân đế

 Chi tiết dạng hộp thường làm chức năng của chi tiết cơ sở để lắp ráp các chi tiếtkhác, cụm khác để tạo thành một bộ phận máy

2 Phân tích điều kiện làm việc.

 Chi tiết làm việc được trong môi trường bôi trơn, tránh va đập do dễ bị mài mòn

3 Định Dạng Sản Xuất

 Dạng sản xuất: Đơn chiếc

II Phân Tích Lựa Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi

1 Phân tích tính công nghệ đúc của chi tiết

 Theo bản vẽ chi tiết ta thấy thành mỏng nhất của chi tiết đúc là 2mm, điều này bắtbuộc chúng ta tiến hành làm khuôn gần như là hình hộp chữ nhật ( trừ góc khuyết ởphía bên phải chi tiết), để đảm bảo cho việc rót khi đúc được thực hiện tốt, vật liệuđược điền đầy khuôn, sản phẩm đúc không có khuyết tật, tạo hình rõ nét

2.Vật liệu chế tạo chi tiết là thép CT45

3 Vật liệu chế tạo phôi

Với những yêu cầu làm việc như vậy thì vật liệu được chọn để chế tạo phôi là thépcrôm 20X Sau khi thấm cacbon độ cứng từ 60-62 HRC Có độ bền trung bình: 700-

800 MPa

 Ưu điểm:

 Rẽ, dễ kiếm không cần các nguyên tố hợp kim đắt tiền

 Có cơ tính tổng hợp nhất định nên phù hợp với điều kiện thôngthường

 Có tính công nghệ tốt : dễ đúc, kéo, rèn, dập…(so với thép hợpkim.)

 Nhược điểm:

 Chịu nhiệt độ cao kém

 Ít khả năng cứng nòng, chống ăn mòn

4 Tính khối lượng chi tiết

 Ta tính khối lượng của chi tiết theo công thức

M = V * γ

 V thể tích vật đúc, tính theo kích thước ghi trên bản vẽ chi tiết giacông

 γ: là khối lượng riêng của thép crôm, lấy γ = 7.852 kg/dm3

 Để tính khối lượng vật đúc ta sử dụng phần mềm Pro Engineer

Ta vào thanh menu chọn Analysis > Model > Mass properties Lúc này xuất hiệnhộp thoại Mass properties như sau:

Các phương pháp chế tạo phôi đúc thông dụng:

 Đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay: phương pháp này độchính xác thấp, lượng dư gia công lớn, năng suất thấp, đòi hỏi trình độ công nhâncao Phương pháp này thích hợp với sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy: phương pháp này

độ chính xác cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ Phương pháp này thích hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa.

 Đúc trong khuôn vỏ mỏng: chi tiết đúc có độ chính xác 0,3 ÷ 0,6 mm, tínhchất cơ học tốt Phương pháp này dùng trong hàng loạt lớn và hàng khối nhưngthường để đúc các chi tiết có trọng lượng nhỏ

 Đúc áp lực: có thể tạo nên các chi tiết hộp cỡ nhỏ có hình thù phức tạp

Từ những phân tích sơ bộ trên, ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy để chế tạo phôi.

PHẦN II THIẾT KẾ CHI TIẾT BẰNG PHẦN MỀM CAD/CAM

I Giới thiệu chung về phần mềm Cad/Cam sử dụng

Ở đây em xin chọn phần mềm Pro/Engineer 5.0

Hiện tại, thị trường phần mềm đồ họa trên thế giới rất đa dạng, việc lựa chọnphần mềm nào để phục vụ tốt cho công việc thực sự là một điều khó khăn Tuynhiên, có năm chỉ tiêu cần biết khi chọn phần mềm là:

Một trong những phần mềm có được những tính năng trên như Catia,

Unigraphics NX, I-deas, Pro/Engineer Wildfire….Đây là bốn phần mềm được đánhgiá là rất mạnh và rất nổi tiếng trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC Tùy vào thế mạnh của mỗi phần mềm mà chúng có những ứng dụng chuyên biệt: Catia, Unigraphics

NX phục vụ triệt để cho ngành công nghiệp hàng không, ôto, tàu thủy

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

Hiện nay, số người sử dụng Pro/E trên thế giới rất nhiều, kể cả Việt Nam (chiếmtrên 75%) nên chúng ta sẽ có cơ hội học hỏi, trao đổi lẫn nhau những vấn đề liên quan đến CAD/CAM với thế giới bên ngoài Do vậy, việc chọn học Pro/E là một hướng đi tốt cho chúng ta trước khi vào nghề và cũng là cách duy nhất để chúng ta nắp bắt, đuổi kịp trình độ công nghệ của thế giới

Pro/E là phần mềm của hãng Prametric Technology, Corp Một phần mềm thiết

kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE, nó mang lai cho chúng ta các khả năng như:

- Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn

- Tạo các môdun bằng các khái niệm và phần tử thiết kế

- Thiết kế thông số

- Sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất

- Có khả năng mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khí

Phần mềm Pro/Engineer có các modun sau:

Pro/DETAIL: môdun tạo trực tiếp mô hình 3D của các bản vẽ thiết kế chuẩn cho

phân xưởng và chế tạo trong đó đảm bảo liên kết 2 phía giữa các bản vẽ và modun 3D

Pro/ASSEMBLY: tạo điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào hệ thống và dưới

hệ thống Nó hỗ trợ cho phần lắp ráp và lắp ráp nhóm, giải quyết tình huống xung

đột, thiết kế thay đổi…

Pro/SHEETMETAL: môdun hỗ trợ thiết kế những chi tiết có dạng tấm, vỏ, và hỗ

trợ cho việc tạo lập các chi tiết phát triển kể cả chuẩn bị cho chương trình NC cho sản xuất

Pro/MESH: hỗ trơ tái tạo mạng lưới cho việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA),

xác định điều kiện biên, gắn liền với ANSYS, PATRAN, NASTRAN, ABAQUS, SUPERTAB và COSMOS/M

Pro/MECHANICA: Mô phỏng động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị,

biến dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu…

Pro/INTERFACE: tạo điều kiện gắn với các hệ CAD khác như: iges, dxf, vdafs,

render, SLA…

Pro/PROJECT: xác định để điều khiển dự án thiế kế và tổ hợp một số đội thiết

kế và lập dư án

Pro/FEATURE: Mở rộng khả năng thiết lập những phần tử thiết kế bằng thư

viện của các bộ phận, nhóm, tái tạo các hình dạng chuẩn và dưới nhóm

Pro/DESIGN: Hỗ trợ thành lập mô hình 3D, sơ đồ khối, xây dựng kế hoạch

thiết kế và mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho sự phân tích nhanh và hiệu quả và sắp xếp phương án

Pro/LIBRARY: Modun chứa thư viện rộng lớn của các phần tử trên chuẩn ( chi

tiết, phần tử thiết kế tiêu chuẩn, dụng cụ, khớp nối…), có thể bổ sung hoặc hiệu chỉnh

Pro/VIEW: Môdun tạo điều kiện kiểm tra mô hình hóa chi tiết và hệ thống từ

một hướng quan sát bất kì, phóng độn, ảo ảnh Sử dụng để có cái nhìn nhanh tổng thể để đạt được kết quả hoặc mục đích phòng ngừa

Pro/DRAFT:Môdun hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều khiện đọc bản vẽ của các hệ

CAD khác và bổ sung môdun 3D về thiết kế thông số

Pro/MOLD: Module thiết kế khuôn

Pro/DEVELOP (Pro/PROGRAM): môdun hỗ trợ việc lập trình ứng dụng riêng Chứa các thư viện của hàm số C, thư viện chương trình con củ ngôn ngữ lập trình FORTRAN và đặc biệt tiếp cận được với cấu trúc thiết lập các hệ thống và cấu trúc

II Trình bày trình tự quá trình thiết kế sản phẩm

Khởi động phần mền Pro/Engineer 5.0, chọn New xuất hiện bản sau như hình 1.

Bỏ lựa chọn Use default template => OK => mmns_part_solid => OK như

hình 2 sẽ vào môi trường vẽ

Extrude => Placement => Difine => Chọn mặt bên như hình sau để Sketch

Sau khi vẽ xong 2 rãnh bên và 1 rãnh giữa dựa theo kích thước của bản vẽ (hình 1),chọn biểu tượng , lúc này phải đổi chiều mũi tên và kéo hết chi tiết để cắt hết rãnh(hình 2)

Hình 1 Hình 2

Tiếp theo chọn Remove Material để cắt rãnh,

cuối cùng chọn để hoàn thành, được kết

quả như sau:

 Bước 3

Dùng lệnh Extrude để vẽ 2 lỗ M8, trước hết là vẽ 2 lỗ có Φ 6.8 để sau đó tạo renM8

Sketch như hình vẽ trên, sau đó chọn Close Tiến hành vẽ như hình sau:

Rồi chọn nút , gõ giá trị 1 và Enter pitch value, vẽ biên dạng tạo ren như hình sau

Chọn nút , rồi chọn Okay, rồi chọn OK trên bảng hộp thoại, ta được kết quả sau:

 Bước 5

Tiến hành tạo ren cho lỗ thứ 2, ta được kết quả sau:

PHẦN III THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công.

1 Chuẩn

Để xác định vị trí tương quan giữa các bề mặt trong một chi tiết hay giữa các chi tiếtkhác nhau người ta đưa ra khái niệm về chuẩn

"Chuẩn là tập hợp những bề mặt, đường hoặc điểm của một chi tiết mà căn cứ vào

đó để xác định vị trí tương quan giữa các bề mặt, đường hoặc điểm khác của bản thân chi tiết đó hay của chi tiết khác".

Việc chọn chuẩn ở một nguyên công cơ khí chính là việc xác định vị trí tương quangiữa dụng cụ cắt và bề mặt gia công của chi tiết nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vàkinh tế ở nguyên công đó

2 Chuẩn trong gia công chi tiết dạng hộp

Khối lượng gia công chi tiết dạng hộp chủ yếu tập trung vào việc gia công các lỗchính xác Muốn gia công nhiều lỗ trên nhiều bề mặt khác nhau qua các giai đoạn giacông thô, gia công tinh, cần tạo nên một chuẩn tinh thống nhất của chit tiết hộp

Chuẩn tinh thống nhất để gia công chi tiết dạng hộp thường là một mặt phẳng ngoài nào đó và hai lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt phẳng đó Hai lỗ chuẩn tinh phụ

phải được gia công đặt độ chính xác cấp 7 và có khoảng cách càng xa nhau càng tốt

Sơ đồ gá đặt mang tính chất điển hình như vậy (một mặt phẳng và hai lỗ vuông gócvới mặt phẳng đó) cho phép gá đặt chi tiết qua nhiều nguyên công trên nhiều đồ gákhác nhau, tránh được sai số tích lũy do việc thay đổi chuẩn gây nên

3 Chuẩn của chi tiết gia công

Với chi tiết thân đồ gá cần gia công theo như đề bài, toàn bộ quá trình gia công trảiqua 4 thực hiện trên máy phay CNC sử dụng 3 chuẩn định vị Dùng chuẩn định vị thôgia công, dùng mặt đáy làm chuẩn định công đồng thời mặt đáy chi tiết vị tinh để gia

Thiết kế quy trình công nghệ

II Lựa chọn máy và trình bày một số thong số kỹ thuật chính của máy

 Chọn máy: Máy phay CNC Concept Mill 250

 Thông số kĩ thuật của máy:

Work area

Min distance spindle nose - table

Milling spindle

Axes

(0-39.3''/min)

Positioning variation acc to VDI 3441

Bước 1: Phay mặt phía đáy

A

3

2

1 A

4

Bước 2: Khoan hai lỗ Φ6.8Bước 3: Taro 2 lỗ

Bước 4: Phay hốc nhỏNguyên công 2:

Bước 1: Phay mặt phía trên

Bước 2: Phay rãnh nhỏ thứ nhấtBước 3: Phay rãnh nhỏ thứ haiBước 4: Phay rãnh giữa

Bước 5: Kiểm tra

b Bước công nghệ trong từng nguyên công

 Nguyên công 1:

Bước 1: Kẹp chi tiết, phay mặt đáy 1

Bước 2: Khoan hai lỗ Φ 6.8, sau đó tiến hành taro hai lỗ M8

Bước 3: Taro 2 lỗ ren M8

Bước 4: Phay mặt số 4 – Phay hốc nhỏ

(hình vẽ thể hiện phay 1 rãnh bên)

Bước 2: Phay mặt trên

s

Bước 3: Kiểm tra

Kiểm tra độ lệch tâm, dung sai kích thước, chất lượng bề mặt của chi tiết

IV Lựa chọn dao cho từng bước công nghê, nguyên công

Lựa chọn dao cho từng nguyên công:

1) Nguyên công 1:

 Bước 1: Phay mặt đáy.

 Ta tiến hành phay thô

- Chọn dao: Dao T1: dao phay mặt đầu (END MIIL) với các thông số sau:

2

n

s

w

+Lượng chạy dao răng : fz = 0,25 (mm/răng) ( tra bảng).

+Lượng chạy dao phút : S = fz.n.Z = 0,25.1500.4 =1500 (mm/phút).

Ta tiến hành phay tinh.

- Chọn máy phay CNC 5 trục model VH-119U, hệ điều hành FANUC

- Chọn dao: Dao T1: dao phay mặt đầu (END MIIL) với các thông số sau:

Chọn Mã dao là R220.53-0040-12-4A Có:

Dc=50mm , Dc2=62mm , l1=40mm.

- Chọn chế độ cắt theo bảng thông số chế độ cắt dưới đây.

Chọn hạt dao SEMX1204AFTN-M15 MP2500

+Lượng chạy dao răng : fz = 0,1 (mm/răng) ( tra bảng).

+Lượng chạy dao phút : S = fz.n.Z = 0,1.2000.4 =800 (mm/phút).

Bước 2: Khoan lỗ

- Chọn máy phay CNC 5 trục model VH-119U, hệ điều hành FANUC

- Chọn dao: chọn dao T4 như hình dưới.

Chọn dao T4 có mã sản phẩm SD205A-6.8-40-8R1 Với các thông số sau:

Dc=6.8 mm, l2=91, l6=55, lc=36

- Chọn chế độ cắt theo bảng thông số chế độ cắt dưới đây:

Bảng thông số chế độ cắt

+Chọn tốc độ chạy dao nhanh là: 200 (mm/phút)

Bước 3: Taro ren M8

- Chọn dao:Chọn dao T5 là mũi taro (TAPPING) có đường kính Ø8 mm

Chọn dao T5 có mã sản phẩm MTH- M8X1.25ISO6H-TB-V001 Với các thông

số sau:

M8, lf=140, dm=8, lu=40, bước ren 1,25

- Chọn chế độ cắt theo bảng thông số chế độ cắt dưới đây.

Bảng thông số chế độ cắt

Chế độ cắt khi taro ren:

+Vì chi tiết là thép C45 nên ta chọn nhóm K1 có vận tốc cắt : Vc = 36 (m/phút)

+Chọn chiều sâu cắt: t = 1,25 (mm) = lượng chạy dao ngang

+ Vận tốc của trục chính :

1432,4 (vòng/phút)

Chọn n = 1500 vòng/phút

+Chọn tốc độ chạy dao nhanh là: 1875 (mm/phút)

Bước 4: Phay thô-tinh hốc nhỏ

-Chọn dao phay ngón T10 có thông số như sau:

+Lượng chạy dao răng : fz = 0,04 (mm/răng) ( tra bảng).

+Tốc độ chạy dao nhanh : chọn S = 150 (mm/phút)

Bước 1: Phay mặt trên.

 Ta tiến hành phay thô

- Chọn máy phay CNC 5 trục model VH-119U, hệ điều hành FANUC

- Chọn dao: Chọn dao phay với các thông số như phay mặt đáy ở nguyên công 1 Chọn chế độ cắt như chế độ cắt khi phay thô mặt đáy ở nguyên công 1.

 Ta tiến hành phay tinh

- Chọn dao: Chọn dao phay với các thông số như phay mặt đáy ở nguyên công 1.

 Bước 2: Phay rãnh thứ nhất

-Chọn dao phay ngón T10 có thông số như sau:

- Chọn chế độ cắt theo bảng thông số chế độ cắt dưới đây:

+Lượng chạy dao răng : fz = 0,04 (mm/răng) ( tra bảng).

+Tốc độ chạy dao nhanh : chọn S = 150 (mm/phút)

Bước 3: Phay rãnh thứ hai chọn dao như phay rãnh thứ nhất

Ta chọn dao như phay rãnh thứ nhất

Bước 4: Phay rãnh giữa

Ta chọn dao như phay rãnh thứ nhất

V Lập trình gia công chi tiết bằng phần mềm Cad/Cam

Đầu tiên, ta vào môi trường gia công chi tiết, bằng cách vào menu File => New => chọn Manufacturing/ Nc Assembly => bỏ chọn Use default template => OK

Chọn mmns_mfg_nc => OK

Xuất hiện môi trường làm việc như sau:

1 Tạo phôi

- Click chọn vào biểu tượng Assemble Reference Model trên góc phải màn hình

=> chọn

- Chọn Default => ta được như sau:

- Click vào biểu tượng => tích chọn => đặt tên là : phoi =>

(hoặc có thể Enter) Hiện bảng bên phía phải môi trường làm việc, lúc này

chọn: Solid => Protrusion =>Extrude => Solid => Done

- Lúc này vẽ biên dạng cần tạo, giữ chuột phải, chọn Difine Internal Sketch, lấy mặt đáy để vẽ => Sketch

Chọn => đổi chiều mũi tên => đặt chiều cao chi tiết là 10 => ta được như sau:

- Tạo gốc tạo độ gia công: Click vào nút lệnh trên màn hình để gán gốc tọa

độ, giữ Ctrl và chọn 3 mặt và vào Orientotion để đổi chiều các trục => OK như hình

dưới đây:

2 Thiết lập máy

Vào Steps => Operation

- Mục NC Machine để chọn máy: chọn máy phay (mill), 3 trục (3Axis) => OK

Chỉnh thông số bàn máy

- Mục Machine Zero: chọn điểm ASC0 => OK

- Vào Surface để chọn mặt phẳng lùi dao là 20 => OK

- Mục Tolerace: chọn sai số cho phép là 0.01 => OK

- Vào Steps => Face => Tích vào ô Name => Done

Đặt tên là Phay-mat-day, nhập các thông số như hình vẽ dưới, sau đó chọn Apply => OK

phẳng để gia công Nhấn chọn lệnh Mill Surface Sau đó dùng lệnh Extrude => Placement => Define để vẽ ra mặt phẳng cần gia công => Sketch Lúc này để tiện thao tác ta có thể ẩn phôi đã tạo lúc đầu bằng cách nhấp chuột phải vào tên phôi => Hide.

Chọn mặt bên như hình vẽ sau:

Sketch và vẽ như hình vẽ dưới => sửa kích thước thành 80 => => (ở đâynhớ 2 lần tích )