Công nghệ gia công CNC phay tiện - Chương 5

Trong nửa thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến sự ra đời và phát triển như vũ bão của KTĐK tự động. Và nhanh chóng KTĐK tự động đã được ứng dụng vào công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí. Sự

CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ TIỆN NC

- Máy tiện 2 trục

- Trung tâm tiện 4 trục

- Máy tiện vạn năng có khả năng phay

- Trung tâm tiện 2 ,3 trục chính

Trong giáo trình này, chỉ trình bày kỹ thuật lập trình cho các máy tiện hai trục tọa độ, trên cơ sở này có thể mở rộng cho việc lập trình trên các máy tiện nhiều trục tọa độ

5.1.2 Các trục toạ độ trên máy tiện CNC

- Trục Z (W) : song song với đường tâm mâm cặp Động cơ trục Z có tác dụng di chuyển bàn xe

dao theo dọc trục

- Trục X (U): vuông góc với trục Z, Động cơ trục X di chuyển bàn xe dao theo phương ngang

- Chiều các trục tọa độ:

+ Z (hoặc +W): bàn xe dao dọc trục di chuyển ra xa mâm cặp

- Z (hoặc -W): bàn xe dao dọc trục di cuyển lại gần mâm cặp

+ X (hoặc +U): bàn xe dao ngang di chuyển ra xa trục chính

- X (hoặc -U): bàn xe dao ngang di chuyển lại gần trục chính

Chiều quay của trục chính được xác định khi nhìn từ mâm cặp hướng ra ngoài dọc theo trục Z+

Hình 5.1 Các trục tọa độ trên máy tiện CNC

Hệ thống toạ độ sử dụng cho máy tiện có thể là kiểu tay phải hoặc tay trái và được xác định bởi

vị trí của bàn xe dao so với trục chính Hình 5.1

Mâm cặp

cw ccw

Mâm cặp

cw Mâm cặp

cw ccw

Mâm cặp

cw ccw

5.2 Dụng cụ Tiện CNC (CNC turning tooling system)

Hệ thống dụng cụ tiện CNC nói chung bao gồm 6 thành phần sau.

Đầu gá dao (Turret head ); Khối gá lắp thân dao (Mounting blocks ); Tấm gá lắp thân dao (Mounting plates ); Thân dao (Tool holders ); Ổ lắp thân dao (Sleeves and sockets ); Mảnh hợp

kim, gốm sứ, kim cương… (Inserts or cutting tools)

Turret Head

(Đầu gá dao)

Turret Head

(Đầu gá dao)

Oå gá thân dao doa

Oå gá thân dao doa

Oå gá thân dao tiện ngoài

Oå gá thân dao doa

Oå gá thân dao tiện mặt đầu

Gá trực tiếp Gá trực tiếp trên holder

Gá dao khoan

Hình 5.2 Hệ thống gá dao trên máy tiện (dao không quay)

Dao tiện ngoài

Dao tiện mặt đầu

Khoan ruột gà

Dao doa

96

Hình 5.2 Hệ thống gá dao trên máy tiện (dao không quay)

Hình 5.3 Ổ gá các dụng cụ quay trên trung tâm phay tiện

5.2.1 Turret head

Turret head thường có từ 6->12 ỗ gá dao ( tool stations) có thể nhận biết bởi bộ điều khiển.

Tùy thuộc vào loai dụng cụ được dùng mà ta có thể dùng khối gá (mounting block) hoặc tấm gá(mounting plate) Thông thường các dao tiện ngoài và khỏa mặt dùng tấm gá Dao doa, mũikhoan dùng khối gá Ta dùng ống kẹp (sleeves) hoặc ổ gá (sockets) để gá dụng cụ với các kích

thước phần thân khác nhau Hình 5.4 là kết cấu của đầu gá dao gồm 12 ổ dao với các loại dụng

cụ khác nhau Với các trung tâm tiện 3 trục: X, Z, C (góc quay của trục chính), độ phân giải củatrục C đôi khi lên đến 0.001 độ Với các trung tâm 3 trục này ta dùng các đầu dụng cụ quay

Dao Tarô

Dao khoan

Khoan tâmDao khoét

Dao phay ngón

Oáng kẹp đàn hồi (collet)

Oáng gá dao

(rotating tools) để thực hiện các nguyên công khoan, khoét, doa, tarô, phay…ở bất kỳ vị trí nàotrên chi tiết Các trung tâm tiện này có thể điều khiển 3 trục đồng thời và ta thường gọi là trung

tâm phay tiện 3 trục (Mill-Turn Center) Hình 5.5 mô tả đầu gá dao của trung tâm phay tiện.

Hình 5.4 Đàu gá dao tiện Hình 5.5 Đầu gá dao trung tâm phay-tiện

5.2.2 Mảnh lưởi cắt (Cutting Insert)

Khi gia công trên máy CNC, ta thường dùng các mảnh lưởi cắt được mã hóa(indexable) Một số loại mảnh lưởi cắt được minh hoạ như Hình 5.6

Hình 5.6 Các loại mảnh lưởi cắt (Cutting Insert)

Theo tiêu chuẩn ANSI, các loại mảnh lưởi cắt được chia thành 10 mã ký hiệu như Bảng 5.1.

trong đó 7 mã ký hiệu đầu là bắt buộc, 2 ký hiệu tiếp theo là tùy chọn (optional), ký hiệu cuối

cùng dành riêng cho nhà chế tạo Tiêu chuẩn ISO cũng phân chia tương tự nhưng kích thước làmm.

Bảng 5.1

Khi lựa chọn Insert ta cần xem xét kỹ lượng các yếu tố sau: insert shape, insert size, and chip breaker.

* insert shape (hình dạng): hình dạng của Insert sẽ ảnh hưởng đến độ bền, góc, số các lưởi cắt, năng lượng tiêu thụ và tính vạn năng của dụng cụ Góc Insert càng lớn thì nó càng bền, Insert tròn có độ bền lớn nhất, Insert có góc 35 độ là yếu nhất Việc lựa chọn hình dạng Insert

được tóm tắt như sau

800 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong

600 shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong

550 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt định hình, tiện trong

350 diamond shape: tiện mặt định hình trong và ngoài

Round shape (tròn): dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong

* kích thước mảnh lưởi cắt (Insert Size )

kích thước của mảnh lưởi cắt được đặc trưng bởi: vòng tròn nội tiếp (inscribed circle (IC)), chiều dày (thickness (T)), và bán kính mủi (nose radius (R)) xem hình 5.7

Hình 5.7 Kích thước mảnh lưởi cắt + Việc chọn IC phụ thuộc vào chiều sâu cắt lớn nhất muốn cắt Vì IC sẽ ảnh hưởng đến chiều dài lưởi cắt -> ảnh hưởng đến chiều sâu cắt lớn nhất Xem hình 5.8

Hình 5.8 Quan hệ giửa IC và chiều dài lưởi cắt.

Square: L = IC ; Round: L = IC ; Triangle: L = 1.732 IC ; 80 0 diamond : L = 1.015 IC 55° diamond: L = 1.221 IC ; 35° diamond: L = 1.744 IC.

+ Chiều dày Insert được lựa chọn theo lượng tiến dao và chiều dài làm việc của lưởi cắt Dùng

đồ thị sau Hình 5.9.

Hình 5.9 Chọn chiều dày mảnh lưởi cắt + Bán kính mũi dao được lựa chọn tuỳ theo lượng tiến dao F và độ bóng bề mặt Hình 5.10

Hình 5.10 Lựa chọn bán kín mũi dao

Cắt liên tục

- Chip Breaker ( Bẻ phoi).

Cần có kết cấu insert có khả năng bẻ phoi khi gia công các vật liệu dẻo dai như thép, nhôm,

kim loại màu Khi gia công vật liệu dòn, gia công gián đoạn không cần bẻ phoi

5.2.3 Thân dao (Tool holder)

Thân dao được phân loại theo các đặc trưng sau

1 Phương pháp kẹp (Clamping method) 5 Loại dao phải, trái (Hand of tool)

2 Hình dạng Insert (Insert shape) 6 Kích thước thân dao (Shank size )

3 Loại ổ dao (Holder style) 7 Kích thước vòng tròn IC (Insert IC size)

4 Góc thoát (Rake angle) 8 Điều kiện chất lượng ( Qualified condition)

Khi lựa chọn thân dao cần xem xét kỹ lượng các yếu tố sau

1 Holder style (loại ổ gá)

2 Insert shape and size(hình dạng kích thước

3 Rake angle (góc thoát) 5 Hand type (loại dao trái, phải…)

Góc nghiêng chính (lead Angle) cũng là thông số rất quan trọng khi lựa chọn thân dao Hình 5.11 mô tả cách xác định Lead Angle và các loại Lead Angle thường gặp.

Hình 5.11 Góc nghiêng chính (lead Angle)

Lead Angle ảnh hưởng trục tiếp đến góc biên dạng (Profile Angle) khi gia công Do vậy nếu

Lead Angle bé, không thể gia công được các biên dạng có độ nghiêng lớn Xem hình 5.13

Hình 5.13 Quan hệ giửa Lead Angle và Profile Angle

Ta có quan hệ sau:

Profile angle = 90° + lead angle - insert angle

Trong thực tế , Profile Angle lớn nhất thường chỉ nên lấy bằng ½ góc tính toán

5.3 Các quy trình Tiện CNC ( CNC Turning Process).

Các quy trình tiện CNC bao gồm 10 quy trình cơ bản sau.

• Facing (khỏa mặt) • Turning (tiện thẳng)

• Profiling(Gia công mặt định hình) • Grooving (tiện rãnh)

• Drilling (khoan) • Boring( Doa)

• Threading( gia công ren) • Chamfering (vát mép)

• Cutting off (cắt đứt) • Milling (Phay)

Các quy trình tiện trên được mô tả như bảng 5.2

Bảng 5.2 Các quy trình tiện

Bảng 5.2 (tiếp theo)

5.4/ Cơ sở lập trình tiện NC

5.4.1/ Lập trình theo đường kính và bán kính

Phôi sử dụng cho máy tiện CNC thường có dạng tròn xoay nhiều bậc và đối xứng qua đườngtâm

Bản vẽ kĩ thuật thể hiện kích thước chi tiết dưới dạng đường kính hoặc bán kính Hệ điều khiểnCNC cung cấp hai phương pháp lập trình theo phương X: Lập trình theo đường kính hoặc lậptrình theo bán kính Lập trình theo đường kính hay bán kính tùy thuộc vào các thông số máy đãcài đặt Thông thường lập trình theo đường kính được sử dụng mặc định vì thuận tiện hơn so vớilập trình theo bán kính Một số hệ điều khiển như SIEMEN dùng lệnh (G23/G22) để chuyểnđổi giữa lập trình theo đường kính hoặc bán kính

Ví dụ lập trình theo đường kính

Tọa độ Z không phu thuộc lập trình theo đường kính hay bán kính

5.4.2 Các lệnh tiện NC cơ bản

+ Lệnh G:

- Đa số các lệnh G dùng trong lập trình tiện CNC giống lệnh phần phay, tuy nhiên có một số

lệnh khác Gồm các lệnh hình thức (modal) và phi hình thức (non modal)

- Lệnh G sử dụng trong công nghệ tiện về cơ bản được chia thành 2 nhóm Nhóm A được sử

dụng với hệ điều khiển ở Nhật, nhóm B sử dụng với hệ điều khiển ở Mỹ

Nhóm A Nhóm B Chức năng

G20 G20 Hệ Inch (G70)

G27 G27 Kiểm tra việc trả về điểm chuẩn máy

G28 G28 Tự động dời về điểm chuẩn máy

G30 G30 Trở về điểm chuẩn thứ 2,3,4

G34 G34 Cắt ren với bước tiến ren thay đổi

G40 G40 Hủy bỏ bù trừ bán kính mũi dao

G41 G41 Bù trừ bán kính mũi dao về bên phải

G42 G42 Bù trừ bán kính mũi dao về bên trái

G50 G92 Cài đặt gốc tọa độ hoặc cài đặt tốc độ cắt lớn nhất

G72 G72 Chu trình tiện mặt thô

G96 G96 Cài đặt chế độ tốc độ mặt không đổi

G97 G97 Hủy bỏ chế độ tốc độ mặt không đổi

G98 G94 Tốc độ cắt tính hteo đơn vị/phút

G99 G95 Tốc độ cắt tính theo đơn vị/vòng

+ Lệnh M:

Dưới đây là danh sách các lện M được sử dụng phổ biến cho máy tiện CNC:

M00 Dừng chương trình

M01 Dừng chương trình không điều kiện

M02 Kết thúc chương trình

M03 Quay trục chính theo chiều kim đồng hồ

M04 Quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ

M05 Dừng trục chính

M08 Mở dung dịch trơn nguội

M09 Tắt dung dịch trơn nguội

M23 Rút dao nghiêng 45 độ khi cắt ren

M99 kết thúc chương trình con, trở về chương trình chính

+ Lệnh về chọn, thay dao.

Liên quan đến dao tiện gồm việc lựa chọn dao trên mâm dao và hiệu chỉnh kích thước dao cắt.Lệnh gọi dao bắt đầu bằng từ khóa T và bốn chữ số đi kèm

- Hai chữ số đầu: số thứ tự dao trên ổ dao

- Hai chữ số sau: xác định thông số hiệu chỉnh dao thông qua số thứ tự hiệu chỉnh dao

Nếu số thứ tự hiệu chỉnh dao là 00 có nghĩa là hủy bỏ chức năng hiệu chỉnh dao, thường sử dụngtrước khi gọi lệnh thay dao hoặc không xét đến bù trừ dao

Ví dụ: T0101 chọn dao số 1 và số thứ tự hiệu chỉnh dao là 1

T0312 chọn dao số 3 và số thứ tự hiệu chỉnh dao là 12

T0500: chọn dao số 5 và không hiệu chỉnh dao

Ví dụ :

Hai dao (T02 và T04) được sử dụng trong cùng một chương trình, dao T02 sử dụng để tiện trụ với số thứ tự hiệu chỉnh dao là 02, dao T04 sử dụng để gia công tinh và số thứ tự để hiệu chỉnh dao là 14

Chương trình:

N15 T0202; chọn dao 2 và số thứ tự hiệu chỉnh dao là 2

……… (làm việc với dao 02)

N50 T0200; chọn dao 2 và hủy bỏ việc hiệu chỉnh dao

N70 T0414; chọn dao 4 và số thứ tự hiệu chỉnh dao là 14

……… (làm việc với dao 04)

N90 T0400; chọn dao 4 và hủy bỏ việc hiệu chỉnh dao

+ Lệnh về chế độ cắt

- Lượng tiến dao.

Tương tự khi phay, lượng tiến dao được xác định bởi từ lệnh F Là lệnh hình thức, có tác dụng trong những câu lệnh gia công (G01,G02, G03)

Trong công nghệ tiện, lượng tiến dao có thể xác định theo 2 loại sau

+ Theo đơn vị mm/ phút (hệ mét), inch/ phút (hệ inch) khi sử dụng với G98

+ Theo đơn vị mm/ vòng(hệ mét) hoặc inch/vòng (hệ inch) khi sử dụng với G99

Vdụ:

G21 G98 F10.0; tốc độ cắt 10mm/phút

G21 G99 F0.05; tốc độ cắt 0.05mm / vòng

- Tốc độ trục chính

Tương tự khi phay, tốc độ trục chính khi tiện được xác định bởi từ lệnh S Là lệnh hình thức

Ta biết quan hệ giửa tốc độ quay trục chính và tốc độ mặt khi tiện theo công thức sau:

D: đường kính cắt (mm); v: tốc độ mặt (m/phút hoặc feet/phút); n (vòng/phút)

Do vậy, nếu tốc độ mặt không đổi khi đường kính cắt lớn, tốc độ vòng trục chính nhỏ Khi đường kính phôi nhỏ , tốc độ vòng trục chính lớn Để vận tốc mặt là không đổi khi đường kính cắt thay đổi nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, năng xuất gia công số vòng quay trục chính phải có thể thay đổi vô cấp theo đường kính cắt Trong công nghệ tiện CNC tốc độ trục chính có thể cài đặt theo 2 chế độ sau

Cái đặt chế độ tốc độ mặt không đổi (G96) :

Tốc độ mặt: là tốc độ tương đối giữa mũi dao cắt so với bề mặt phôi tại điểm tiếp xúc Lệnh

G96 sẽ giữ tốc độ cắt luôn ổn định theo giá trị khai báo trong câu lệnh tại các vị trí khác nhau trên bề mặt chi tiết Thông số S phải luôn đi kèm trong câu lệnh

Ví dụ: G21 G96 S100; tốc độ mặt 100 MPM;

G20 G96 S200 ; tốc độ mặt 200 FPM

Cài đặt tốc độ vòng lớn nhất (G50):

Khi sử dụng G96, tốc độ mặt không thay đổi tại các vị trí bán kính khác nhau Để đảm bảo được điều này, tốc độ vòng của trục chính phải thay đổi một cách vô cấp Khi bán kính tiến dần đến

0, tốc độ vòng sẽ tiến đến vô cùng Để giới hạn tốc độ vòng tại một giá trị cho phép lớn nhất nhằm đảm bảo an toàn và tuỳ theo khả năng của máy, ta sử dụng lệnh G50

Cấu trúc: G50 Ss; Với s: giá trị tốc độ vòng lớn nhất cho phép

Ví dụ: G50S3500: tốc độ vòng không vượt qúa 3500 v/phút

Cài đặt tốc độ vòng cố định (G97) :

Lệnh G97 dùng để cài đặt tốc độ vòng trục chính cố định theo đơn vị vòng/phút Do tốc độ vòng không đổi nên tốc độ mặt sẽ thay đổi tùy theo đường kính chi tiết Lệnh G97 còn sử dụng để hủylệnh G96 ( chế độ tốc độ mặt cố định)

Thí dụ:

Sử dụng mũi khoan T01 và dao tiện lỗ T03 gia công biên dạng trong như hình vẽ sau:

Khoan: Tốc độ khoan 700RPM

Tiện lỗ: Tốc độ mặt không đổi 500 FPM, Tốc độ lớn nhất trục chính 3500RPM

Đoạn chương trình sau mô tả việc chọn dao và cài đặt tốc độ trục chính:

T0101; thay dao T01, số thứ tự bù trừ dao là 01

G20

G97 S700; cài đặt tốc độ vòng trục chính là 700 RPM

M03; trục chính quay theo chiều kim đồng hồ … chu trình khoan với tốc độ vòng 700 RPMT0100; hủy bỏ bù trừ dao

T0303; thay dao T03, bù trừ dao số 03

G50 S3500; cài đặt tốc độ trục chính lớn nhất là 3500 RPM

G96 S200; cài đặt tốc độ mặt không đổi là 2 00 FPM

M03;

… Thực hiện lệnh tiện lỗ trong

M05;

+ Lệnh về điểm chuẩn máy tiện.

- Điểm chuẩn máy:

Đối với các máy tiện NC/CNC , điểm chuẩn máy thường là điểm nằm ở gốc xa nhất tính từ vị trímâm cặp (xem chương 4)

- Trở về điểm chuẩn máy

Vận hành trực tiếp:

Nhấn nút chức năng trở về điểm chuẩn máy <Home Return) trên panel điều khiển Máy sẽ tữ động dời bàn dao về điểm chuẩn máy theo thứ tự từng trục (tương tự phay)

+ chế độ tự động:

Dùng lệnh G28

\G28 Xx Yy;

G28 Uu Ww;

x,z tọa độ tuyệt đối điểm trung gian

u,w tọa độ tương đối điểm trung gian

Vdụ: G28U0W0: Rút dao thẳng về điểm tham chiếu

+ Lệnh hệ trục tọa độ

Tương tự như phay CNC, trong công nghệ tiện CNC ta cũng có thể dùng 3 loại hệ tọa độ sau:(1) Hệ tọa độ máy (Machine coordinate system)

(2) Hệ tọa độ gia công (Workpiece coordinate system)

(3) Hệ tọa độ cục bộ ( Local coordinate system)

- Hệ tọa độ máy (Machine coordinate system)

* Mỗi máy có một điểm xác định là điểm không (zero point), thường nó là điểm tham chiếu thứ

nhất Cài đặt điểm không của máy được thực hiện bởi nhà sản xuất Hệ tọa độ lấy điểm không

làm gốc được gọi là hệ tọa độ máy Trên máy tiện CNC, thường hệ tọa độ máy là điểm xa nhất

so vơi mâm cặp Hình 5.13

Hình 5.13 Hệ tọa độ máy

* Hệ tọa độ máy được thiết lập khi trở về điểm tham chiếu và được giữ cho đến khi tắt máy Khilập trình muốn sử dụng hệ tọa độ máy ta dùng lệnh (G53):

* Là lệnh một lần (one shot): chỉ tác dụng trên câu lệnh Lệnh G53 không ảnh hưởng hệ toạ độ gia công đa được thiết lập

* Cấu trúc G53 x_z_; với: x_z_; tính theo tọa độ tuyệt đối

* Trước khi sử dụng G53, mọi phép bù phải bị hủy bỏ,

* G53 chỉ sử dụng với tọa độ tuyệt đối

+ Hệ tọa độ gia công (work coordinate system)

Là hệ tọa độ gắn liền với chi tiết gia công Hệ tọa độ này thường được sự dụng khi lập trình gia công nên gọi là hệ tọa độ gia công Để xác định hệ tọa độ gia công trên máy tiện có 3 cách sau

(1) Dùng lệnh G50 (một số hệ điều hành dùng G92 )

- Là Lệnh hình thức (modal)

- Mục đích :

* Để cài đặt hệ tọa độ gia công

* Bù trừ sự khác biệt giữa hệ tọa độ lập trình và hệ tọa độ gia công

- Cấu trúc: G50 XxZz;

Trong đó x,z là tọa độ của dao ở vị trí hiện tại so với gốc tọa độ mới

Khi có nhiều dao được sử dụng trong cùng một chương trình, cần định nghĩa lại gốc tọa độ cho mỗi dao tùy theo thông số và kích thước dao.Lúc này ta sử dụng G50 với giá trị tọa độ tương đối:

u,w là khoảng cách tương đối giữa mũi dao chuẩn và mũi dao đang xét theo phương X và Z

Ví dụ:

Dao T01 có mũi dao cách tâm chi tiết X20.3, Z25.5

Dao T02 có mũi dao cách mũi dao T01 U0.4, W0.35

Lúc này ta sử dụng G54-G59 Ngoài ra dùng G54-G59 có rất nhiều ưu điểm so với G50, do vậy khi lập trình gia công đa số ta sử dụng G54-> G59 thay cho G50

Hình 5.15: phương pháp cài đặt tọa độ G54-> G59 trên máy tiện CNC

- Gá đặt chi tiết gia công lên mâm cặp

- xác định toạ độ x của hệ tọa độ cần cài đặt so với điểm không của hệ tọa độ máy Khi không cần chính xác ta có thể di chuyển dao đến vị trí mong muốn bằng chế độ Jog Feed hoặc Manual Handle Feed rồi quan sát bằng mắt Khi cần chính xác ta phải dùng phương pháp cắt thử và dùng thước đo để xác định vị trí tọa độ cần cài đặt

- Đưa giá trị này vào bộ nhớ hệ điều khiển (màn hình work offset) Để vào màn hình này thông thường ta chọn Offset > WORK > G54 - G59

- Định tâm chuẩn (z) của chi tiết so với điểm không của hệ tọa độ máy: di chuyển dao đến vị trí mong muốn theo phương z để đảm bảo độ chính xác ta không cho dao tiếp xúc trục tiếp với phôi mà dùng cữ đo (Block gauge) Toạ độ z đưa vào màn hình offset sẽ là tọa độ hiện tại trừ đi kích thước của cữ đo

- Đưa giá trị Z này vào bộ nhớ hệ điều khiển (màn hình work offset)

Khi G54 được chỉ định, chương trình sẽ sử dụng tâm của workpiece làm điểm chuẩn gia công.Vd:

O0001;

G90 G54 G00 X0z100;

…

M30;

› Khi lập trình, phải nhớ xác định lựa chọn G54-G59.Một số hệ điều khiển mặc định G54

(3) Dùng tọa độ máy kết hợp với bù trừ hình học để xác định tọa độ gia công.

Với máy tiện, trong một số trường hợp để đơn giản và nhanh chóng ta dùng lượng bù trừ hình học theo các phương tương ứng để xác định tọa độ gia công Cách cài đặt lượng bù trừ cũng tương tự như cài đặt tọa độ G54

100

Hình 5.16: Dùng bù trừ hình học để xác định tọa độ gia công.

Khi lập trình ta dùng câu lệnh T0101, lượng bù trừ x,z tương ứng sẽ được cộng thêm vào toạ độ trong chương trình

- Hệ tọa độ cục bộ ( Local coordinate system) : G52

Tương tự như phay, nhưng rất ít khi được sử dụng

+ Lệnh tọa độ và đơn vị

- Tọa độ:

Tương tự như phần phay, có hai cách xác định tọa độ trong quá trình di chuyển dao: tọa độ tươngđối và tọa độ tuyệt đối Một số hệ điều khiển ở US sử dụng 2 lệnh G90 và G91 Hệ điều khiển FANUC dựa vào từ khóa của địa chỉ để phân biệt tọa độ tương đối hay tuyệt đối

+ các lệnh di chuyển dao

- Chạy dao nhanh (G00)

Tọa độ tuyệt đối: G00 Xx Zz;

Tọa độ tương đối: G00 Uu Ww;

Vừa tương đối vừa tuyệt đối: G00 Xx Ww hoặc G00 Uu Zz;

- Chạy dao nội suy đường thẳng (G01)

Cấu trúc lệnh:

G01 Xx Zz Ff; theo tọa độ tuyệt đối

G01 Uu Ww Ff; theo tọa độ tương đối

Có thể sử dụng G01 để tiện mặt đầu, tiện trụ thẳng, trụ côn, tiện rãnh, khoan và doa lỗ

Tiện mặt đầu:

Là phương pháp tiện trong đó dao di chuyển dọc phương X tạo nên bề mặt vuông góc với trục Z.Khi gia công mặt đầu, để bù trừ bán kính ở mũi dao thường phải cho dao đi quá vị trí tâm một lượng nhỏ (khoảng 0,5mm) để hoàn tất bề mặt gia công

Đoạn chương trình:

G00 X39.0 Z50.0; định vị nhanh tại điểm bắt đầu tiện mặt

G01 X-0.5 F40.0; gia công mặt đầu dọc trục X

G00 X40.0 Z60.0; thoát dao về điểm (40,60)

Tiện trụ thẳng:

Là quá trình di chuyển dao dọc theo trục Z nhằm tạo nên khối trụ với đường kính không đổi.Doa phải được di chuyển đến vị trí bắt đầu gia công trước khi lệnh G01 được gọi để tiến hành tiện dọc theo trụv Z

Đoạn chương trình mô tả quá trình tiện trụ thẳng:

G50 X205.0 Z 88.0; định nghĩa gốc tọa độ chi tiết

G00 X60.0 Z3.0; di chuyển nhanh đến điểm đầu

G01 Z-55.0 F50; gia công trụ thẳng

Tiện trụ côn:

Trụ côn là trụ có đường kính giảm hoặc tăng đều theo phương trục

Có hai loại trục côn: trục côn ngoài và trục côn trong

Để gia công trụ côn có thể sử dụng lệnh nội suy đường thẳng G01, trong đó tọa độ điểm đầu và điểm cuối của bề mặt được sử dụng để xác định điểm đầu và điểm cuối trong câu lệnh

Đoạn chương trình mô tả các bước gia công tiện trụ côn:

N5 G50 X10.5 Z13.0; cài đặt gốc tọa độ chi tiết

N10 T0101; chọn dao T1 và bù trừ

N15 G50 S1200; cài đặt tốc độ trục chính lớn nhất 1200 RPM

N20 G96 S250M03; cài đặt tốc độ mặt cố định là 250 FPM

N25 G00 X1.5 Z6.3; di chuyển nhanh tới A (1.5;6.3)

N30 G01 Z6.0 F0.003; di chuyển thẳng đến B (1.5;6) với tốc độ cắt 0.003 IPM

N35 X2.5Z3.0; tiện côn BC theo hướng từ B đến C

N40 Z2.0; tiện thẳng từ C đến D(2.5;2)

N45 X3.7; tiện vai trục CE

N50 G00 X10.5 Z 13.0 T0100; di chuyển nhanh đến điểm đầu chương trình, kết thúc bù trừ dao

N55 M30;

+ Chạy dao nội suy cung tròn

- Trên các máy tiện, chạy dao nội suy cung tròn sử dụng để tạo nên các khối trụ lồi hoặc lõm

hay các góc lượn, mép vát tròn xoay Nội suy cung tròn chỉ thực hiện trên mặt phẳng ZX, trừ một số máy nhiều hơn 2 trục

- Cấu trúc lệnh:

Theo tọa độ tuyệt đối:

G02/G03 Xx Zz Rr Ff; tính theo bán kính

G02/G03 Xx Zz Ii Kk Ff; tính theo tọa độ tâm tương đối

Theo tọa độ tương đối:

G02/G03 Uu Ww Rr Ff;

G02/G03 Uu Ww Ii Kk Ff;

- Chiều : chiều của nội suy cung tròn trên máy tiện CNC như sau

G02: CW, hướng từ trục X đến trục Z

G03: CCW, hướng từ trục Z sang trục X hình 5

Đối với hệ tọa độ tay trái:

hình 5.17 Nội suy cung tròn với máy tiện tay trái

Đối với hệ tọa độ tay phải:

Hình 5.18 Nội suy cung tròn với máy tiện tay phải

Lưu ý

- Dùng R chỉ áp dụng cho những cung nhỏ hơn 1800 Cung lớn hơn 1800 thì phải chia cung ra thành những cung nhỏ

- Lập trình theo tâm(I,K) có thể sử dụng cho những cung có độ lớn bất kì.ù

- Cách đơn giản để tránh lầm lẫn giửa G02, G03 là: dù máy tay phải hay tay trái, đi từ ngoài vàotrong (Z-) cung lồi là G03, lõm là G02 và ngược lại

Ví dụï chương trình:

Gốc tọa độ của chi tiết được xác định ngay tại tâm mặt đầu của mâm cặp Lập trình theo đường Dao sẽ di chuyển nhanh đến vị trí trước điểm A khoảng 0.3 inch theo phương Z, sau đó di

chuyển dọc theo biên dạng A-B-C-D-E-F-G-H và trở về điểm gốc

Ví dụï chương trình ( theo tọa độ tương đối):

N5 G50 X12.5 Z20.0; cài đặt gốc tọa độ chi tiết

N10 T0101; thay dao T1 và bù trừ

N15 G50 S2000; cài đặt tốc độ trục chính lớn nhất 2000RPM

N20 G96 S500 M03; cài đặt tốc độ mặt không đổi 500 FPM

N25 G0 X0 Z10.3; di chuyển nhanh đến (0, 10.3)

N30 G1 W-0.3 F0.003; di chuyển tới A(0,10) với tốc độ 0.003IPM

N35 U1.5; tiện thẳng đến B(1.5,10);

N40 G3 U1.5 W-0.75 R0.75; tiện cung tròn BC

N45 G1 W-2.25 ; tiện thẳng đến D(3,7)

N50 G2 W-3.0R4.0; tiện cung tròn lõm DE

N55 G1 W-1.5; tiện thẳng đến F(3,2.5)

N60 G2 U1.0W-0.5 R0.5; tiện cung tròn FG

N65 G1 U0.5; tiện thẳng đến H(4.5,2)

N70 G0 U8.0W18.0; di chuyển dao nhanh đến điểm ban đầu

Ví dụï chương trình ( theo tọa độ tuyệt đối):

Hình 5.19 Nguyên công tiện ren trên máy CNC

Bước tiến ren, bước ren và chiều cao ren:

Kí hiệu ren theo hệ mét (ISO);

M5.6x1: đường kính ren 5.6mm, bước ren 1mm

Kí hiệu ren theo hệ Anh:

1/4 - 20 UNC -2A: đường kính 1/4 inch, 20 ren/inch, thuộc loại ren to hệ Anh

1/2 - 20 UNF -1A :đường kính 1/2 inch, 20 ren/inch, thuộc loại ren nhỏ hệ Anh

3/4 - 20 -UNEF -2A ren có đường kính 3/4 inch, 20 ren/inch, thuộc loại ren mịn hệ Anh Để tiện ren phải xác định được các thông số cơ bản bao gồm: bước ren, chiều cao ren, bước tiến ren

Chiều cao ren được tính: h = 0.6495P (hệ mét ISO)

h =0.6403P (hệ Anh)

Quá trình cắt ren được chia làm nhiều bước, mỗi bước gia công với chiều sâu cắt giảm dần Bước tinh cuối cùng với chiều sâu cắt rất nhỏ nhằm làm tăng độ bóng trên bề mặt ren

Khi tiện ren ta có thể dùng phương pháp tiến dao nghiêng hoặc tiến dao hướng kính

- Lệnh cắt ren (G32) :

Lệnh G32 sử dụng để cắt ren thẳng, ren côn, ren xoắn với bước tiến ren không đổi Đây là lệnh cắt ren đơn, thường được sử dụng với lệnh G00 để hoàn thành chu trình cắt ren Cấu trúc lệnh: G32 Xx Zz Ff; tọa độ tuyệt đối

G32 Uu Ww Ff; tọa độ tương đối

Trong đó x,z là tọa độ tuyệt đối của điểm kết thúc ren, u,w là khoảng cách tương đối giữa điểm

cuối ren so với điểm bắt đầu theo hai phương X,Z

F là tốc độ cắt

Lưu ý:

- Ngoài việc dùng lệnh G32 để tiện ren ta còn dùng các lệnh chu trình tiện Ren G92, G76 sẽ giớithiệu ở phần sau

- Một số hệ điều hành dùng lệnh tiện ren là G33

Ví dụ cắt ren thẳng ngoài :

Lập chương trình để cắt ren 3/4 - 10 UNC như trên hình vẽ

Các thông số cần thiết:

Bước ren = bước tiến ren = 1/10= 0.1 inch

Chiều cao ren H = 0.6403 P = 0.064 inch

Ta lập bảng số bước cần thiết để tiện hết chiều cao ren và chiều sâu cho mỗi bước cắt như sau:

Khoảng cách vào ren 0.3 inch

Khoảng cách thoát ren 0.15 inch

Toạ độ X (chiều sâu cắt) cho mỗi bước được cho trong bảng sau: