giáo trình lập trình gia công mastercam x7

cách chọn phương án lập trình gia công trên mastercam và các bài tập luyện lập trình gia công dễ hiểu.

GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẠY DAO

1. Gia công pocket:

+Zigzag : Cắt thô pocket với chuyển động

dao tuyến tính, ăn dao cả lượt đi và về

+Constant overlap spiral: Tạo ra một lần ăn

thô, tính lượng phôi để lại và tính lại dựa

trên kích thước phôi mới Quá trình này được

lặp lại cho đến khi Mastercam cắt xong pocket

Tùy chọn này tạo ra nhiều chuyển động

tuyến tính nhỏ nhưng cắt được nhiều phôi

hơn cách chạy

dao parallel spiral.

+Parallel spiral: Cắt thô pocket theo một

đường xoắn ốc với khoảng offset so với

đường biên ngoài bằng kích thước bước nhảy

Tùy chọn này không đảm bảo cắt hết phôi

+Parallel spiral, clean corners: Cắt thô pocket

với cách thức tương tự như parallel spiral,

nhưng có thêm những chuyển động nhỏ để

cắt hết phôi ở góc pocket nhằm cắt thêm được

nhiều phôi Tùy chọn này gia tăng khả năng

cắt gọt nhưng cũng không đảm bảo cắt hết

phôi

+Morph spiral: Cắt thô pocket bằng cách nội

suy dần dần giữa đường biên ngoài và các đảo

+True spiral: Tạo ra nhiều lần cắt thô bằng

các cung tiếp tuyến Kết quả thu được là sự

chuyển động trơn tru của dụng cụ cắt ,một

chương trình NC ngắn gọn và khả năng cắt hết

phôi là rất tốt

1

+One way: cắt thô pocket theo một chiều.

Dao cụ chỉ cắt phôi bằng chiều đi và không

cắt khi dao lùi về

+High speed: tạo ra các cung tròn chuyển

động trơn tru

2 Gia công mặt phẳng (Face Toolpath):

Dùng Face toolpath để nhanh chóng hớt đi lớp phôi gồ ghề trên bề mặt phẳng chi tiết để chuẩn bị cho các nguyên công sau

Cách thức tạo Face toolpath:

+ Chọn menu Toolpath→ Face Toolpath

+ Sử dụng tab Facing Parameters để nhập vào các thông số cho Toolpath và

hoàn thành Toolpath

3 Gia công các mặt (Surface Toolpath):

Surface rough and finish parallel

toolpath: ăn dao theo những đường

song song

Surface rough and finish radial

toolpath: ăn dao theo những đường

huớng kính

2

Surface rough and finish project

toolpath: Gia công theo một hình

chiếu của contour lên một surface

Surface rough and finish flowline

toolpath: Tạo ra toolpath theo một hình

dạng và hướng của surface và tạo

sự chuyển động mềm mại

Surface rough and finish contour

toolpath: Tạo ra nhiều lần cắt với

cùng chiều sâu z.Được dùng cho

những chi tiết thành dốc như những

lõi có thành dốc Nó cho phép dụng

cụ di chuyển xuống dần theo phương z

thay vì dịch dao theo hai phương x,y

Surface rough restmill toolpath: Cắt sạch lớp phôi còn lại với chiều sâu z không đổi

chẳng hạn như lớp phôi do nguyên công pocket rough toolpath để lại

+Trước khi gia công bằng restmill

toolpath:

+ Sau khi gia công bằng restmill toolpath:

3

Surface rough pocket toolpath: cắt bỏ

lớp phôi một cách nhanh chóng Nó

tạo ra một chuỗi những lần cắt ở

những cao độ z không đổi

Surface rough plunge toolpath: Cắt

thô chi tiết một cách nhanh chóng

bằng cách dùng một chuyển động

thuộc chu trình khoan

Surface finish parallel steep toolpath:

cắt bỏ lớp phôi ở giữa hai góc

slope khoảng 500→900 Một parallel

steep toolpath thường được dùng sau

một finish parallel toolpath

Surface finish shallow toolpath: cũng

giống như Surface finish parallel steep

toolpath nhưng được dùng trong trường

hợp góc slope khoảng 0→100

4

Surface finish pencil toolpath: Gia công

theo một đường dẫn mà hai bề mặt

gặp nhau.Nó cắt đi lớp vật liệu bằng

cách điều khiển dụng cụ tiếp xúc với

hai bề mặt cùng một lúc

Surface finish leftover toolpath: Cắt

bỏ lớp vật liệu còn lại sau khi hia

công thô bằng dao lớn Nó sẽ tính toán

lượng phôi để lại là bao nhiêu và dùng

những thông tin đó để tạo chuyển

động của dụng cụ

Surface finish scallop toolpath: Tạo ra

một bề mặt scallop phù hợp có chiều

cao vượt quá chiều cao phôibất chấp bề

mặt là steep hay shallow

Surface finish blend toolpath: Taọ ra

quá trình gia công cho những bề mặt

đòi hỏi tạo hình dáng cho chi tiết Một

blend toolpath tạo ra sự chuyển động

của dụng cụ theo các đường mà ta

tạo ra dọc theo mặt gia công

5

4. Gia công theo biên dạng tròn (Circle Path):

Circle mill toolpath: Dùng circle mill toolpath để phay những pocket tròn Ta có thể

chọn những đối tượng điểm hoặc điểm tâm của cung tròn Mastercam sẽ cắt mộtpocket có tiết diện tròn với đường kính và chiều sâu mà ta chỉ định Sau khi phaytâm của đường tròn , Mastercam sẽ tính toán một cung tròn ăn dao trước khi tiếpcận đến biên dạng tròn mong muốn và tạo ra một cung thoát dao tương tự

Hình sau minh họa cho một circle mill toolpath

với cách ăn dao xoắn ốc

Còn đây là toolpath tương tự với cáchăn dao thẳng

Cách tạo một circle toolpath:

+Chọn Toolpath→chọn circle path→ cicmill toolpath

+Dùng hộp thoại Drill point selection để chọn một hoặc nhiều vị trí lỗ để tạo toolpath

Helixbore toolpath: Helixbore toolpath được tạo

ra để sử dụng cho những dụng cụ cắt tốc độ

cao và có chuyển động xoắn ốc xuống dưới để

cắt thô và kết thúc ở phía dưới Sau đó thực

hiện chuyển động xoắn ốc ngược lên để cắt

tinh cũng giống như circle mill toolpath, ta có

thể chọn chuỗi hoặc một điểm để tạo

toolpath, đường kính ngoài của lỗ được xác định

bởi những thông số

toolpath của ta

Cách tạo Helixbore toolpath:

+Chọn Toolpath→ circle paths→Helixbore toolpath

+Dùng hộp thoại Drill point selection để chọn một hoặc nhiều vị trí lỗ để tạo toolpath

* Sau khi chọn dụng cụ, dùng tab helix bore parameters để nhập vào giá trị chonhững thông số cắt bình thường và những tùy chọn bù trừ dao Sau đó chọn tabRough/Finish parameters và hoàn thành việc nhập thông tin cho toolpath

Slot mill toolpath: Dùng slot mill toolpath để gia

công những rãnh có bo góc Những rãnh này chứa

hai đường thẳng và hai cung tròn 1800 ở hai đầu

Slot mill toolpath tự động tính toán điển ăn dao ,

thoát dao , cắm dao xuống cho phù hợp với rãnh

bằng cách:

+Tính toán điểm ăn dao

+Đặt những cung ăn dao, thoát dao ở giữa contour

+Tạo ra một đường ăn dao dốc để cắm dao dần danà

theo chiều sâu cắt

Cách tạo slot mill toolpath:

+ Chọn Toolpath→ circle paths→ slot mill toolpath

Thread mill toolpath: Thread mill toolpath tạo ra một chuỗi đường xoắn ốc để giacông ren bằng cách phay ren hoặc dụng cụ phù hợp khác Đối với ren trong, ta phảikhoan lỗ trước Đối với ren ngoài, ta phải tạo một hình trụ tròn trước Ta có thểdùng những đối tượng điểm hoặc điểm tâm cung tròn để tạo toolpath Nếu ta chọnđối tượng giống nhau chẳng hạn như ta chọn một cung tròn và tâm của cung trònđó thì Mastercam sẽ cảnh báo và hiển thị đối tượng giống nhau bằng màu đỏ.Số ren, đỉnh ren, chiều cao ren và thông số bước ren sẽ quyết định số chu kỳ màdụng cụ cắt sẽ thực hiện khi gia công ren Nếu số chu kì ít hơn 1, Mastercam sẽ tựđộng điều

chỉnh đỉnh ren để tạo ra ít nhất một chu kì

Ví dụ:

Dùng dao phay rãnh để cắt thô ren

quanh đầu của một lõi valve

Cách tạo Thread mill toolpath:

+Chọn Toolpath→ circle paths→ Thread mill toolpath

Sau khi chọn một dụng cụ, hạy dùngtab Thread mill để xác định gócnghiêng và những thông số phay renkhác

Hãy định hướng cho Thread Mill Toolpath theo hướng dẫn sau:

Ren trong/ren ngoài Ren trái/ren phải Hướng gia công Cách phay

Ren ngoài Ren trái Từ trên xuống dưới Phay thuận

LẬP TRÌNH GIA CÔNG BẰNG Mastercam X

1 Chọn chi tiết cần gia công

- Chọn File > Open hoặc chọn vào biểu tượng trên thanh công cụ

- Chọn vào danh sách các loại file (Files of type) và chọn đúng loại file cần mở

- Chỉ đường dẫn đến chi tiết gia công và chọn vào biểu tượng mở file

- Ở đây chúng ta chọn mở file chi tiết cần gia công là: Chitietgiacong.SLDPRT

Hình 1: Chọn loại file cần mởChọn , kết quả như hình 2

Hình 2: Chi tiết cần gia công

9



2 Chọn loại máy gia công

Từ menu chọn máy phay đứng 3 trục (xem hình 3):

Machine Type > Mill > 2.C:\MCAMX\CNC_MACHINE\MILL 3 – AXIS VMC.MMD

Hình 3: Chọn máy gia công

3 Tạo phôi gia công

Hình 4: Toolpath manager

Sau khi chọn máy gia

công thì chọn tiếp vào dấu

setup để tạo phôi gia

công Hộp thoại Machine

Group Properties xuất

hiện như hình 5 Chọn vào

, chọn hai

góc chéo bất kỳ của chi

tiết gia công để định nghĩa

kích thước phôi là kích

thước bao của chi tiết gia

công, kết quả như hình 6 Hình 5 : Hộp thoại Machine Group Properties

1 0

Hình 6: Xác định kích thước phôi (X=160, Y=120, Z=50)

- Chọn vào biểu tượng để kết thúc

4 Chọn gốc không (hệ tọa độ lập trình hay hệ tọa độ gia công)

- Chọn vào chữ WCS phía dưới bên phải của giao diện Mastercam X (tại vị trí chuộttrên hình 7), một menu xuất hiện như hình 8, chọn View Manager, hộp thoại ViewManager xuất hiện như hình 9

1 1

Hình 9: Hộp thoại View Manager

- Chọn vào biểu tượng mũi tên trong khung Origin (in view coordinates), chỉ vào

vị trí gốc không cần xác định trên phôi

- Trong trường hợp này giả sử chúng ta chọn gốc không là góc ngoài bên trái của phôi,

có tọa độ là (X=-80, Y=-60, Z=50), kết quả như hình 10

Hình 10: Chọn vị trí gốc không trên phôi

- Chọn vào biểu tượng để kết thúc

5 Chọn phương pháp gia công

Có nhiều phương pháp gia công khác nhau, tùy theo trường hợp cụ thể mà chúng ta chọncho phù hợp

Đối với chi tiết này chúng ta cần gia công lòng cối bên trong (dùng phương pháp PocketToolpath), khoan 4 lỗ mặt trên và 2 lỗ mặt trước (dùng phương pháp Drill Toolpath)

Từ menu chính chọn Toolpaths > Pocket Toolpath… > hộp thoại Chaining xuất hiện chophép chọn contour kín giới hạn của pocket cần gia công Chúng ta lần lượt chọn cácđường giới hạn của lòng cối

Lưu ý: Khi chọn vào curve đầu tiên của contour sẽ xuất hiện mũi tên để quyết định

hướng chạy dao, muốn thay đổi thì chọn vào biểu tượng trên hộp thoạiChaining Sau khi chọn được contour kín thì chọn vào biểu tượng để kết thúc.Ngay lúc này hộp thoại Pocket xuất hiện như hình 11, cho phép chọn dụng cụ cắt và thiếtlập các thông số cần thiết cho quá trình gia công:

Lưu ý: Muốn hiệu chỉnh thông số dụng cụ cắt thì nhấn nút phải chuột lên dụng cụ cắt

cần hiệu chỉnh trong hộp thoại Pocket (Standard) và chọn Edit tool (hoặc nhấp đúp nút trái chuột lên dụng cụ cắt cần hiệu chỉnh).

Định lại các thông số như sau:

+ Feed rate: 100 (tốc độ cắt, đơn vị là mm/phút)

+ Spindle speed: 800 (tốc độ quay trục chính, đơn vị là số vòng quay/phút)

+ Plunge rate: 30 (tốc độ xuống dao, đơn vị là mm/phút)

+ Retract rate: 1500 (tốc độ nhấc dao lên, đơn vị là mm/phút)

Lưu ý: Nếu muốn nhấc dao lên bằng G00 (lệnh di chuyển dao nhanh) thì check vào ô

Rapid retact , lúc này giá trị Retract rate vẽ mờ đi.

+ Dung dịch trơn nguội: Chọn vào nút , chọn Food: On để mở dung dịch trơn nguội

- Chọn vào thẻ Pocketing parameters để định nghĩa chiều sâu cắt, phay thuận,

nghịch v.v…

Định lại các thông số như sau:

+ Retract: 50 (độ cao của mặt phẳng lùi dao)

+ Feed plane: 1 (độ cao của mặt phẳng an toàn, là độ cao mà dao bắt đầu di chuyển theo chế độ cắt được gán bởi thông số Feed rate)

+ Top of stock: 0 (độ cao bắt đầu gia công)

+ Depth: -20 (độ cao kết thúc gia công hay chiều sâu gia công)

Check vào ô Depth cuts , hộp thoại Depth cuts xuất hiện như hình 13 cho phép định nghĩa chiều sâu gia công

Hình 13: Hộp thoại Depth cuts Hình 14: Minh họa thông số rough và finish

1 5



Ý nghĩa các thông số:

- Max rough step: Giới hạn chiều sâu tối đa cắt thô khi xuống dao (xem hình 14)

- #Finish cuts: Số bước cắt tinh (các bước cắt ở phần kết thúc chiều sâu gia công) Nếugán thông số này bằng không thì sẽ không thực hiện việc cắt tinh (xem hình 14)

- Finish step: Chiều sâu mỗi bước cắt tinh (xem hình 14)

Lưu ý: Giá trị Finish step sẽ được tính như là % của đường kính dao nếu như thông số Use tool's step, peck, coolant trong thẻ Tool settings của hộp thoại Machine Group Properties

được chọn.

- Keep tool down: Nếu thông số này được chọn thì dao sẽ không nhấc lên đến mặt phẳnglùi dao (reteact) giữa các bước cắt

- Use island depths: Phân biệt chiều sâu gia công của các ốc đảo và biên dạng

- Subprogram: Cho phép xuất ra chương trình con cho những đường chạy dao được lặp lại(có thể dùng hệ tọa độ tuyệt đối – Absolute, hay tương đối - Incremental)

- By pocket: Thực hiện gia công hoàn tất một biên dạng mới chuyển sang biên dạng khác

- By depth: Thực hiện gia công từng bước một với chiều sâu gia công xác định cho tất cảcác biên dạng sau đó mới chuyển sang chiều sâu gia công ở bước kế tiếp Lựa chọn nàythường được dùng cho những chi tiết gia công làm bằng vật liệu mềm có thành mỏng

- Tapered walls: Góc nghiêng của chiều sâu cắt giữa các bước Thông số này không đượcdùng khi xuất chương trình ra ở dạng chương trình con, vì chương trình con là quá trìnhlặp lại ở mỗi bước xuống dao, do đó góc nghiêng luôn bằng không

- Taper angle: thiết lập góc nghiêng

+ Outer wall taper angle: Góc nghiêng cho các ốc đảo

+ Island taper angle: Góc nghiêng cho biên dạng

- Chọn vào biểu tượng để kết thúc

+ Machining direction: Climb: phay nghịch; Conventional: phay thuận

+ Tip comp: Tip: mũi dao; Center: tâm dao (dùng để tính chiều sâu Z khi gia công)

- Sau khi định nghĩa xong chúng ta được kết quả như hình 15

Hình 15: Thẻ Pocketing parameters

- Chọn vào thẻ Roughing/Finishing parameters để định nghĩa kiểu chạy dao

Các kiểu chạy dao được thể hiện trong hộp thoại Rough trên hình 16

Trong trường hợp này chúng ta chọn kiểu chạy Zigzag

Lưu ý: có thể chọn các kiểu chạy dao khác nhau và mô phỏng quá trình gia công để

hiểu rõ hơn về các kiểu chạy dao.

Hình 16: Các kiểu chạy dao

- Chọn vào biểu tượng để kết thúc Kết quả đường chạy dao sẽ được tạo ra như hình 17

Hình 17: Đường chạy dao pocket gia công lòng cối theo kiểu Zigzag

7 Mô phỏng quá trình gia công

- Chọn vào biểu tượng trên Toolpath Manager Phôi sẽ chuyển sang dạng 3D, chọn tiếp vào biểu tượng Machine để chạy mô phỏng (xem hình 18)

Hình 18: Mô phỏng quá trình gia công

- Có thể thay đổi tốc độ mô phỏng bằng cách kéo thanh trượt sau:

- Để mô phỏng chạy từng bước gia công chúng ta chọn biểu tượng

- Chúng ta có thể định nghĩa lại các thông số và cho mô phỏng lại quá trình gia công

để thấy sự ảnh hưởng của các thông số này

Lưu ý: Sau khi thay đổi thông số thì biểu tượng trước chữ Toolpath sẽ có gạch chéo

màu đỏ ( ), khi đó chúng ta chọn vào biểu tượng gạch chéo này, chọn chế độ mặc định là Regenerate unlocked operations and continue và chọn biểu tượng

để phần mềm sẽ tính toán lại đường chạy dao theo thông số mới được cập nhật.

Đến đây chúng ta tiếp tục lập trình gia công khoan 4 lỗ mặt trên:

- Tương tự như bước gia công Pocket, từ menu chính chúng ta chọn Toolpaths, chọn tiếp Drill Toolpath… xuất hiện hộp thoại sau:

Hình 20: Hộp thoại Simple drill – no peck

- Chọn vào nút , xuất hiện hộp thoại để chọn mũi khoan như sau:

Hình 21: Chọn mũi khoan từ thư viện dụng cụ

- Chúng ta chọn mũi khoan φ 13 Chọn để kết thúc

- Định lại các thông số như hình sau: