Kĩ thuật tiện cnc

Tiện cnc dành cho sinh viên cnc

Muïc luïc

I - Cơ sờ hình học

1- Hệ trục tọa độ vuông góc

Hệ tọa độ vuông góc gồm 2 trục - trục thẳng đứng Y và trục nằm ngang X.

Giao điểm của 2 trục là gốc Hệ trục tọa độ vuông góc Trên mỗi trục người ta gán

cho nó một thang đo tùy theo đơn vị và đại lượng tương ứng cho từng trục tọa độ

Vị trí của điểm được xác định bằng 2 gía trị- một trên trục thẳng đứng và một

trên trục nằm ngang Điều này có nghĩa vị của điểm là giao của 2 đường gía trị như trình bày ở hình 1

Y

X

10 20 30 40 -10

-20 10 20 30

-10 -20

P2

P1

Ví dụ:

Hình 1: Hệ tọa độ vuông góc

Hình 2: Biểu diễn góc của các lỗ Hình 3: Sự xác định điểm qua

Chiều dài

L

Góc A

2- Tọa độ cực

3- Hệ thống tọa độ của máy.

Hệ thống tọa độ của máy Tiện CNC được nhà thiết kế ấn định gồm 2 trục là:

- Trục X: Là trục chuyển động tịnh tiến theo phương hướng kính của ổ tích dao Revolve, trục X có gốc là đường tâm của máy Chiều dương của trục X là chiều mà dao Tiện có thể tiện vạt mặt đầu của chi tiết từ tâm ra.

- Trục Z: Là trục chuyển động tịnh tiến theo phương dọc trục và trùng với đường nối từ tâm trục chính đến tâm ụ động Chiều dương của trục Z là chiều hướng về Ụ động.

+X M

+Z

Hình 4: Gốc tọa độ M

của máy Tiện - Các trục và

chiều chuyển động

Hình 5: Hệ tọa độ 2 trục trong

lập trình NC dành cho TIỆN

II - Hệ thống các điểm chuẩn

Gốc tọa độ của máy M - Machine zero point Điểm định chuẩn máy R - Reference point

Điểm chuẩn của ổ dao REVOLVE

Điểm chuẩn của dụng cụ cắt T - Tool zero point Gốc tọa độ của chi tiết gia công W - Work part zero point

Điểm thay dao

1- Gốc tọa độ của chi tiết gia công W ( Work part zero point )

Để kiểm soát và điều khiển được chuyển động của mũi dao Tiện người ta cần định nghĩa một điểm chuẩn nằm trên chi tiết gia công Vai trò làm chuẩn của điểm

này có nghĩa là mốc để xác định vị trí của T ( Tool zero point )thông qua mũi dao

Tiện Điểm này có một số đặc điểm sau:

- Nằm trên đường tâm của máy Tiện.

- Các điểm chuẩn khác nhau thì chỉ có tọa độ Z khác nhau so với M.

- Điểm này có thể nằm ở mặt đầu phải hoặc mặt đầu trái của chi tiết.

- Trùng với gốc thảo chương.

- Do người dùng định nghĩa.

W

Hình 6: Gốc tọa độ của chi tiết gia công W

Work part zero point

Có 3 cách thức để định nghĩa gốc tọa độ của chi tiết gia công.

- Cách 1: Thay đổi các gía trị của gốc tọa độ đã được định nghĩa.

- Cách 2: Di chuyển gốc tọa độ đã được định nghĩa trong chương trình NC với

nhóm lệnh G54 đến G59

- Cách 3: Định nghĩa gốc tọa độ của chi tiết gia công qua một vị trí trung gian

có tương quan vị trí được xác định với máy

W

W

zero offset valueLượng dịch chuyển

Hình 7: Gốc tọa độ của chi tiết

gia công W đã được định nghĩa

Hình 8: Gốc tọa độ mới

của chi tiết gia công W

đã được dịch chuyển

b) Gốc tọa độ của chi tiết gia công W khi dao ở trước và sau tâm máy

W

+X

+Z

W

+X

+Z

Hình 9: Gốc tọa độ của chi tiết gia

công W nằm ở mặt đầu Trái

và dao tiện nằm ở trước tâm

Hình 10: Gốc tọa độ của chi tiết gia

công W nằm ở mặt đầu Phải

và dao tiện nằm ở sau tâm

W

+Z

c) Quan hệ giữa cách ghi kích thước và gốc tọa độ của chi tiết W

Z Z

Hình 11: Vị trí gốc tọa độ W của chi tiết phụ thuộc vào cách ghi kích thước

2- Gốc tọa độ của máy M - Machine zero point

Là giao điểm giữa tâm trục chính và mặt đầu của bích lắp mâm cặp 3 chấu

Điểm này được gọi là gốc tọa độ của máy ( Machine zero point ) Viết tắt là M -Người dùng không thể thay đổi được M.

Trong hệ thống máy, mọi chuyển động sau khi máy đã được định chuẩn đều

lấy M làm mốc để điều khiển và kiểm soát hành trình dao.

Khi nói đến sự di chyển điểm 0 tuyệt đối có nghĩa là đề cập đến sự tương quan giữa một gốc tọa độ mới do người dùng định nghĩa với gốc tọa độ của máy M.

Các gía trị hiển thị trên màn hình điều khiển - dù trực tiếp hay gián tiếp, khi xét

về bản chất thì đều được tham chiếu đến M.

M

Hình 12: Điểm M - Machine zero point

trong hệ thống các điểm chuẩn của máy TIỆN

3- Điểm tham chiếu R - Reference point

Khi máy mới được khởi động thì hệ điều khiển chưa thể kiểm soát và điều khiển được hành trình dao vì chưa có mốc để tham chiếu - có nghĩa là hệ điều khiển chưa

biết gốc tọa độ của máy M nằm ở đâu Vai trò của điểm tham chiếu R là giúp cho hệ điều khiển xác định được vị trí của M trong không gian gia công của máy Qúa trình

này người ta gọi là qúa trình định chuẩn máy

Do vai trò của điểm tham chiếu R mà thao tác để thực hiện qúa trình định

chuẩn máy bắt buộc phải được thực hiện sau mỗi một lần cấp nguồn cho hệ điều khiển

Tùy vào đặc điểm của từng thế hệ máy và từng loại máy mà thứ tự, chiều và khoảng chạy để định chuẩn của các trục cũng khác nhau - Ở máy Tiện, thông

thường qúa trình định chuẩn máy được thực hiện theo thứ tự là +X rồi sau đó là +Z.

R

Hình 13: Điểm R - Reference point

trong hệ thống các điểm chuẩn của máy TIỆN

Sau khi máy đã được định chuẩn và đầu dao Revolve chuyển động thì gía trị

hiển thị trên màn hình điều khiển là tọa độ của T so với M Nhưng bề mặt liên quan

đến biên dạng gia công lại là mũi dao Tiện do vậy khi mũi dao Tiện mà vị trí của nó

được người dùng định nghĩa là X = 0 và Z = 0 thì cũng đồng thời với việc xác định được giá trị tương ứng của T so với M Con dao Tiện trong trường hợp này được định

nghĩa là dao chuẩn

T

Hình 14: Điểm T - Tool zero point

trong hệ thống các điểm chuẩn của máy TIỆN

5- Điểm thay dao

Để gia công một chi tiết trên máy Tiện có thể người ta cần dùng đến hơn một con dao có nghĩa là cần phải thay đổi dao

Điểm thay dao là điểm mà tại đó đầu dao Revolve có thể đảo vị trí để đưa dao mới vào tham gia gia công mà không va quệt vào chi tiết gia công hoặc các chi tiết máy khác

Các con dao Tiện tham gia gia công có thể dài ngắn khác nhau vì vậy cần phải

III- kích thước tuyệt đối và kích thước tương đối

X

Z

Hình 15: Biểu diễn kích thước tuyệt đối

Hình 16: Biểu diễn kích thước tương đối

A B

Þ lỗ khoan

Þ nhỏ nhất

Þ cán dao

Chiều dài

Dao tiện ngoài với

góc tiến phụ α1= 320

Dao tiện trong

Hình 18: Dao tiện ngoài và dao tiện trong

Dao tiện vạt mặt và Dao tiện lưng thô

với góc tiến chính α = 950

F

F

Dao tiện tinh

Hình 17: Dao tiện thô và tinh với các góc tiến dao

F

F

IV- Hình dáng hình học của dao Tiện.

( Xem hình 17, hình 18 , hình 19 )

Dao Tiện dùng trong CNC - tùy theo hình dáng hình học của biên dạng gia công và tùy theo tính chất của bước gia công mà đòi hỏi dao Tiện cũng phải có những hình dáng hình học tương thích

Khi gia công ngoài dao Tiện cần được đáp ứng một số yếu tố sau:

- Góc tiến phụ α1

- Góc mũi dao

- Chiều dài và chiều rộng của lưỡi cắt chính.

- Bán kính mũi dao.

Khi gia công trong dao Tiện cần được đáp ứng một số yếu tố sau:

- Góc tiến chính α

* Góc tiến chính nhỏ hơn 900 dùng tiện lỗ suốt

* Góc tiến chính lớn hơn 900 dùng tiện lỗ bít đáy

- Chiều dài và đường kính của cán dao.

- Đường kính lỗ nhỏ nhất mà dao có thể tiện được.

1 - Các gía trị hiệu chỉnh dao

Bản chất của tọa độ các điểm mô tả biên dạng gia công mà hệ điều khiển của

máy có thể nhận biết được lập trong chương trình NC là tọa độ của T so với M

nhưng thực cắt lại là mũi dao Tiện Do vậy để giúp daoTiện tạo được biên dạng gia công người ta cần các gía trị hiệu chỉnh dao như sau :

- Khoảng cách từ mũi dao đền T theo phương X.

- Khoảng cách từ mũi dao đền T theo phương Z.

- Bán kính lưỡi cắt.

- Phương của Vector hiệu chỉnh được xác định bằng vị trí của mũi dao trên ô

vuông gia công

2- Dao chuẩn và các gía trị hiệu chỉnh.

Nếu một chi tiết được gia công bởi nhiều dao thì người ta dùng một trong số

các dao tham gia gia công làm dao chuẩn - Dao chuẩn là dao được xác lập là 0 ngay tại W với các gía trị được lưu trữ để tham chiếu là L(z) và L(x) Do vậy các gía

trị hiệu chỉnh của dao chuẩn lưu trữ trong thư viện dao của máy là:

- X = 0

- Z = 0

- Bán kính của lưỡi cắt.

- Vị trí của mũi dao trên ô vuông xác định vị trí mũi dao.

W

3- Xác lập các gía trị hiệu chỉnh kích thước dài cho dao thành phần

Các gía trị hiệu chỉnh của dao thành phần theo X và Z là vị trí tương đối giữa nó và dao chuẩn so với W Bản chất của các gía trị hiệu chỉnh dao thành phần là

việc tham chiếu đến M gián tiếp qua L(z) và L(x) của dao chuẩn Các giá trị hiệu chỉnh này được gọi là các gía trị hiệu chỉnh kích thước dài được người dùng đo

kiểm xác định và lưu trữ trong thư viện dao của máy tương ứng với từng con dao

Hình 20: Vị trí tương đối giữa dao chuẩn và dao thành phần

W

Dao chuẩn Dao thành phần

Cách xác định các gía trị hiệu chỉnh KT dài:

- Rà dao là đưa mũi dao cho trùng với W.

- Rà, ghi L(x) và L(z) của dao chuẩn ( ? )

- Xác lập 0 cho dao chuẩn.

- Rà dao thành phần và ghi lại các gía trị

hiệu chỉnh theo X và Z.

- Trong ví dụ như hình vẽ thì các gía trị hiệu

chỉnh của dao thành phần là:

* X tp = -24

* Z tp = -9

B

L

Lx

Lz

K

Bán kính mũi dao

Vector hiệu chỉnh bán kính mũi dao Góc cắt

Cạnh cắt chính

I

K

Bán kính mũi dao

Vector hiệu chỉnh bán kính mũi dao Góc cắt

Cạnh cắt chính

Ví dụ: Bán kính 0.4

K = - 0.231

Ví dụ: Bán kính 0.4

Hình 22: Xác định các gía trị hiệu chỉnh bán kính mũi dao

qua Vector hiệu chỉnh

3 4

K = 0

I = - R K = - R

I = - R

K = - R

I = 0

K = R

K = R

I = 0

Bản chất của việc lập trình NC là việc hệ thống các tọa độ của biên dạng gia công cho mũi nhọn lý thuyết của dao Tiện thực hiện Nhưng trên thực tế thì lưỡi cắt thực để tạo nên bề mặt gia công lại không phải là mũi nhọn lý thuyết của dao mà

do mũi dao với bán kính lưỡi cắt của nó phụ thuộc vào phương chuyển động của dao Tiện

Điểm cắt thực Mũi dao lý thuyết

Mũi dao lý thuyết

HÌnh 24: Điểm cắt thực phụ thuộc vào hướng gia công

Đường bao lập trình

Biên dạng do chạy dao không hiệu chỉnh

Hình 26: Biên dạng gia công với sự hiệu chỉnh bán kính mũi dao

và quỹ đạo tâm mũi dao

: Qũy đạo tâm mũi dao

M: Tâm mũi dao