Báo cáo thí nghiệm CAD_CAM_CNC: Quy trình gia công trên phần mềm NX

Một trong những vấn đề quyết định của việc tự động hóa ngành cơ khí chế tạo là kỹ thuật điều khiển số và công nghệ trên các máy điều khiển số.. Máy công cụ điều khiển số hiện đại Các máy

LỜI NÓI ĐẦU………

NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM………

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU TỔNG QUAN HỆ THỐNG………

1 Lịch sử hình thành

2.Ứng dụng

3 Phân loại

CHƯƠNG 2 LẬP TRÌNH GIA CÔNG………

1 Đề bài ………

2 Thiết kế sản phẩm trên phần mềm NX………

3 Mô phỏng gia công trên phần mềm NX………

3.1 Gia công thô………

3.2 Gia công tinh mặt cầu trong………

KẾT LUẬN ………

LỜI NÓI ĐẦU

Đóng góp vào sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ trong

thời gian gần đây, tự động hóa sản xuất có một vai trò quan trọng Nhận thức

được điều này, trong chiến lược công nghiệp hóa và hiện đại hóa nền kinh tế đất

nước, công nghiệp tự động được ưu tiên đầu tư và phát triển

Ở các nước có nền công nghiệp phát triển, việc tự động hóa các ngành kinh

tế-kỹ thuật trong đó có cơ khí đã được thực hiện từ nhiều thập kỷ trước Một trong

những vấn đề quyết định của việc tự động hóa ngành cơ khí chế tạo là kỹ thuật

điều khiển số và công nghệ trên các máy điều khiển số

Các máy công cụ điều khiển số ( NC và CNC ) đã được dùng phổ biến ở

các nước phát triển Trong những năm gần đây máy NC và CNC đã được nhập

vào Việt Nam và được sử dụng rộng rãi tại các viện nghiên cứu và các công ty

liên doanh Máy công cụ điều khiển số hiện đại (Các máy CNC) là các thiết bị

điển hình cho sản xuất tự động, đặc trưng cho ngành cơ khí tự động

Trong quá trình thí nghiệm, em đã được tiếp xúc với máy phay và máy tiện CNC Nhờ có sự chỉ bảo, hướng dẫn của các thầy và đặc biệt là thầy Vũ Trần Hoàng mà em đã nắm bắt được những kiến thức bổ ích về máy CNC, các bước để thiết kế một sản phẩm trên phần mềm và gia công sản phẩm

đó Do thời gian và hiểu biết có sự hạn chế nên báo cáo em làm không tránh được thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy để báo cáo được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 1 tháng 5 năm 2019

CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU TỔNG QUAN HỆ THỐNG

1.Lịch sử hình thành

Khái niệm: CNC viết tắt cho Computer(ized) Numerical(ly) Control(led)(điều khiển bằng máy tính) – đề cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máymóc khác với mục đích sản xuất( có tính lặp lại) các bộ phận kim khí( hay các vậtliệu khác) phức tạp, bằng cách sử dụng các chương trình viết bằng ký hiệu chuyênbiệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi mã G CNC được phát triển cuối thậpniên 1940 đầu thập niên 1950 ở trong phòng thí nghiệm Servomechanism củatrường Massachusetts Institute of Technology( MIT)

Năm 1947, không lực Hoa Kì cho rằng sự phức tạp trong thiết kế và hìnhdạng của các chi tiết máy bay, như cánh quạt trực thăng hay các chi tiết của đầuphóng tên lửa chính là nguyên nhân khiến cho các nhà sản xuất giao hàng khôngđúng hẹn Khi đó John Parsons, Parsons Corporation đã bắt đầu nghiên cứu với

ý tưởng về 1 chiếc máy công cụ có thể thao tác ở mọi góc độ, sử dụng dữ liệu số

để điều khiển chuyển động của máy Năm 1949, USAMC đã giao cho Parsons 1hợp đồng phát triển NC và phương pháp tăng tốc trong sản xuất Parsons sau đó

đã chuyển lại cho phòng thí nghiệm Servomechanism – trường MIT Năm 1952,

họ thành công với chiếc máy có đầu cắt chuyển động 3 chiều Rất nhanh sau đó

rẻ hơn Sự phát triển của các máy công cụ, các bộ điều khiển cho chúng được sửdụng nhiều hơn.

Đến năm 1976, những máy NC điều khiển hoàn toàn tự động theo chươngtrình mà các thông tin viết dưới dạng số đã được sử dụng rộng rãi.cũng vào năm

đó, người ta đưa 1 máy tính nhỏ vào hệ thống điều khiển máy NC nhằm mở rộngđặc tính điều khiển và mở rộng bộ nhớ của máy, các máy này được gọi là máyCNC (Computer Numerical Control) Và sau đó, các chức năng trợ giúp cho quátrình gia công ngày càng phát triển Vào năm 1965, hệ thống chạy dao tự độngđược đưa vào sử dụng, năm 1975 thì hệ thống CAD – CAM – CNC ra đời Năm

1984, đồ họa máy tính phát triển, được ứng dụng để mô phỏng quá trình gia côngtrên máy công cụ điều khiển số

Năm 1994, Hệ NURBS giao diện phần mềm CAD cho phép mô phỏng

được xác bề mặt nội suy phức tạp trên màn hình, đồng thời nó cho phép tính toán

và đưa ra các phương trình toán học mô phỏng các bề mặt phức tạp, từ đó tínhtoán chính xác đường nội suy với độ mịn, độ sắc nét cao

Các máy CNC hiện đại hoạt động bằng cách đọc hàng nghìn bit thông tinđược lưu trữ trong bộ nhớ máy tính chương trình Để đặt thông tin này vào bộnhớ, nhân viên lập trình tạo ra một loạt lệnh mà máy có thể hiểu được Chươngtrình có thể bao gồm các lệnh “mã hóa”, như “M03” – hướng dẫn bộ điều khiểnchuyển trục chính tới một vị trí mới hay “G99” – hướng dẫn bộ điều khiển đọcmột đầu vào phụ từ một quá trình nào đó trong máy Các lệnh mã hóa là phươngthức phổ biến nhất để lập trình một công cụ máy CNC Tuy nhiên, sự tiến bộtrong máy tính đã cho phép các nhà sản xuất công cụ máy tạo ra “lập trình hội

hóa, do đó ngành công nghiệp vẫn đặt nhiều niềm tin vào dạng lập trình này.

Bộ điều khiển cũng giúp nhân viên lập trình tăng tốc độ sử dụng máy Ví

dụ, trong một số máy, nhân viên lập trình có thể đơn giản chỉ cần nhập dữ liệu về

vị trí, đường kính và chiều sâu của một chi tiết và máy tính sẽ lựa chọn phương

pháp gia công tốt nhất để sản xuất chi tiết đó dưới dạng phôi Thiết bị mới nhất

có thể chọn một mẫu kỹ thuật được tạo ra từ máy tính, tính toán tốc độ dao cụ, đường vận chuyển vật liệu vào máy và sản xuất chi tiết mà không cần bản vẽ hay một chương trình

Cho đến ngày nay, người ta còn ứng dụng công nghệ nano vào hệ thống

điều khiển cho máy CNC Năm 2001, hãng FANUC đã chế tạo hệ điều khiển

nano cho máy CNC, mở ra một trang mới về công nghệ chế tạo máy công cụ

2.Ứng dụng

Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công

nghiệp Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc

phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn các thao tác do con

người thực hiện được giảm thiểu Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản

xuất với máy CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng Kĩ

thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác có thời gian

cho các công việc khác Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản

phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác

Trong môi trường sản xuất, một loạt các máy CNC kết hợp thành một tổ hợp, gọi

là cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận Máy CNC ngày nay được

lĩnh vực khác nhau Được ứng dụng rộng rãi đặc biệt là trong gia công kim loại: Phay

Khoan và các nguyên công tương tự

Hình 1.2: Máy tiện CNC Hình 1.3: Máy khoan CNC

Hình 1.4: Máy phay CNC Hình 1.5: Máy cắt CNC

Hình 1.6: Trung tâm gia công CNC

CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH GIA CÔNG

1.Đề bài

Thiết kế và lập trình gia công chi tiết sau

2.Thiết kế sản phẩm trên phầm mềm NX

+ Khởi động phần mềm NX

+ Vào phần thiết kế bằng cách chọn File => New => Model , chọn đơn vị Millimeters rồi nhấn OK như hình

+ Vào phần thiết kế 2D: Chọn Sketch => chọn mặt XOY

+ Dựng hình chữ nhật bất kỳ : Chọn Rectangle => dựng hình chữ nhật

+ Ràng buộc kích thước: Chọn Rapid Dimension => chọn 2 cạnh rồi nhập kích thước = 50 => Ta được hình vuông kích thước 50*50

+ Chọn Finish Sketch để quay về thiết kế 3D

+ Dựng khối hộp kích thước 50*50*21: Chọn Extrude => Select Curve chọn hình vuông mới dựng, Distance nhập chiều cao là 21

+ Chọn mặt trên khối hộp để thiết kế 2D: Chọn Sketch => chọn mặt trên

+ Dựng 2 đường tròn đường kính lần lượt là 42 và 36 và dựng 1 đường thẳng qua tâm đường tròn

để làm tâm quay rồi ấn Finish Sketch để quay về thiết kế 3D

+ Dựng trụ trong đường kính 42: Extrude => Select Curve chọn 2 mặt tròn D36 và D42, Distance nhập3mm, Boolean chọn Subtract

+ Dựng mặt cầu trong D36: Revolve => Select Curve chọn đường tròn D36, Specify Vector chọn

+ Chọn những đường viền, hệ trục tọa độ rồi Ctrl + B để ẩn đi ta được kết quả như hình sau:

3 Mô phỏng gia công trên phần mềm NX

3.1 Gia công thô

- Vào phần gia công bằng cách chọn Application => Manufacturing

- Trong phần CAM Setup to Create chọn Mill_Contour

-Bước 1: Khai báo phôi

+ Kích chuột phải vào khoảng trống phía dưới phần Path rồi chọn Geometry View

+ Khai báo phôi: Kích đúp vào WORKPIECE:

 Phần Specify Part chọn chi tiết mong muốn đạt được sau gia công

 Phần Specify Blank ta tạo phôi hình hộp bằng cách chọn Bounding Block

-Bước 2: Khai báo dao:

+ Phần Specify Cut Area chọn các mặt cần gia công

+ Phần Maximum Distance (chiều sâu tối đa mỗi lát cắt) chọn 0.1 mm+ Phần Cutting Parameters:

 Chọn lượng dư 0.5mm

+ Phần Non Cutting Moves chọn thông số như hình vẽ

+ Phần Feeds and Speeds chọn tốc độ cắt như hình vẽ

-Bước 4: Mô phỏng trên phần mềm

N0040 G00 G90 X-.237 Y.2362 S1500 M03N0050 G43 Z.3937 H01

N0060 Z.1142

N0070 G01 Z-.0039 F9.8 M08

N0080 X-.3346

N0090 G03 X-.5709 Y0.0 I0.0 J-.2362N0100 I.5709 J0.0 F39.4

N0170 X-.5696 Y-.0375 Z-.0098

N0180 X-.5681 Y-.0563 Z-.0108

N0190 X-.5659 Y-.0749 Z-.0118

N0200 G03 X-.5709 Y0.0 I.5659 J.0749N0210 G01 X-.5706 Y-.0188 Z-.0128

N0220 X-.5696 Y-.0375 Z-.0138

N0230 X-.5681 Y-.0563 Z-.0148

N0240 X-.5659 Y-.0749 Z-.0157

N0250 G03 X-.5709 Y0.0 I.5659 J.0749N0260 G01 X-.5706 Y-.0188 Z-.0167

3.2 Gia công tinh mặt cầu trong

Làm tương tự như gia công thô với :+ Dao cầu đường kính 6mm

+ Lượng dư 0 mm

+ Hình ảnh mô phỏng

N0060 Z-.1024

N0070 G01 Z-.2205 F9.8 M08

N0080 X-.4635

N0090 G03 X-.5816 Y0.0 I0.0 J-.1181N0100 I.5816 J0.0 F39.4

N0170 X-.5773 Y-.0655 Z-.2239

N0180 X-.5761 Y-.0748 Z-.2244

N0190 G03 X-.5809 Y0.0 I.5761 J.0748N0200 G01 X-.5807 Y-.0094 Z-.2249

N1200 X.0352 Y-.0483 I.0419 J.0416N1210 G01 Z-.5866

N1220 G00 Z.3937

N1230 M02

%

KẾT LUẬN