Giáo trình Tiện, phay CNC nâng cao (Nghề Cắt gọt kim loại)

M ục tiêu: + Trình bày được cấu tạo, nguyên lý ụ phân độ; + So sánh điểm giống nhau và khác nhau giữa phay đường xoắn trên máy phay vạn năng và máy phay CNC; + Lập được chương trình gia

Trang 1

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT - ĐỨC HÀ TĨNH

GIÁO TRÌNH

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Tài liê ụ lưu hành nội bộ

Nhóm biên so ạn

Năm 2017

Trang 2

1

TUYÊN B Ố BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt kim loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy móc đòi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức,

kỹ năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng nghề Việt -Đức Hà Tĩnhđã biên soạn cuốn giáo trình mô đun Phay, bào rãnh chốt đuôi én Nội dung của mô đun để cập đến các công việc, bài tập cụ thể về phương pháp và trình tự gia công các chi tiết

Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh thực tập ở các công ty, doanh nghiệp bên ngoài mà nhà trường xây dựng các bài tập thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại

Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi những sai sót Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các bạn và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Khoa Cơ khí – Trường Cao đẳng nghề Việt -Đức Hà Tĩnh

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Trang 3

Bài1: LẬP TRÌNH PHAY CNC TRÊN TRỤC PHÂN ĐỘ 3

1 Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động trục phân độ 3

2 Tính toán bước xoắn, góc quay khi gia công 6

3 Giới thiệu một số lệnh lập trình phân độ 8

4 Lập trình gia công đường xoắn, phân độ 9Bài 2: GIA CÔNG PHAY CNC TRÊN TRỤC PHÂN ĐỘ 12

1 Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động trục thứ 3 25

2 Tính toán bước xoắn, góc quay khi gia công 26

3 Giới thiệu một số lệnh lập trình phân độ trên trục thứ 3 28

4 Lập trình gia công đường xoắn, phân độ trên trục thứ 3 29Bài 4 GIA CÔNG PHAY TRÊN TRỤC THỨ 3 MÁY TIỆN CNC 31

4 Phay cam thùng, rãnh xoắn trên mặt côn 37

6 Phay mặt xoắn được lập trình bằng phần mềm CAD/CAM 41

Trang 4

3

BÀI 1: L ẬP TRÌNH PHAY CNC TRÊN TRỤC PHÂN ĐỘ

Gi ới thiệu: Cơ cấu phân độ được sử dụng nhiều trong ngành cơ khí như tiện vạn

năng, phay vạn năng Cơ cấu phân độ đóng van trò như một đồ gá giúp cho việc

gá đặt chi tiết khi gia công Đối với các máy gia công tự động cơ cấu phân độ cũng đóng một vai trò quan trọng Trong bài này sẽ giới thiệu công dụng và phương pháp gá đặt trên cơ cấu phân độ để gia công trên máy CNC

M ục tiêu:

+ Trình bày được cấu tạo, nguyên lý ụ phân độ;

+ So sánh điểm giống nhau và khác nhau giữa phay đường xoắn trên máy phay vạn năng và máy phay CNC;

+ Lập được chương trình gia công phay trên trục phân độ;

+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập

1 Tìm hi ểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động trục phân độ

Ngày nay máy CNC nhiều trục rất phổ biến tuy nhiên giá thành khá cao

do đó một biện pháp nhằm thay thế những máy nhiều trục giảm giá thành trang

bị máy nhiều trục là gắn thêm trên máy một thiết bị gọi là bàn xoay

Bàn xoay hay còn gọi là trục phân độ lắp trên các máy phay CNC hoặc trung tâm gia công thường được gắn động cơ để điều khiển phân độ (hình 1.1)

Đối với loại bàn xoay có một trục quay nằm ngang thì nó có vai trò như trục thứ 4 của máy Đối với loại bàn xoay nghiêng hai trục quay thì nó đóng vai trò như trục thứ 4 và thứ 5 của máy, các trục này thường có tên là trục A và trục

Trang 5

4

Tùy thuộc vào đầu phân độ được lắp bên trái hay bên phải của bàn máy

mà chiều dương của trục quay có thể thay đổi

Hình 1.1 Trục phân độ trên máy CNC

Trang 6

5

Cấu tạo trục phân độ

Cấu tạo của trục phân độ giống với đầu phân độ vạn năng nhưng có các đĩa chia, bánh răng thay thế được thay bằng một động cơ nối với bộ điều khiển CNC để điều khiển phân độ (hình 1.3)

Nguyên lý hoạt động

Tương tự như đầu phân độ sử dụng trên máy vạn năng tuy nhiên đầu phân

độ trên máy cnc được điều khiển bởi bộ điều khiển thông qua động cơ servo Dựa trên nguyên lý ăn khớp của trục vít bánh vít để phôi quay được một vòng (3600) thì động cơ phải quay được K vòng, số vòng quay của động cơ luôn luôn được giám sát nên góc quay của đầu phân độ rất chính xác xấp xỉ 0.0010

Hình 1.2 : H ệ tọa độ trên máy phay CNC

Hình 1.3: Các bộ phận của trục quay

Trang 7

6

Để cố định phôi tại một vị trí nào đó thì trên trục chính của đầu phân độ

có gắn cơ cấu đĩa phanh giúp chi tiết không bị thay đổi vị trí khác do tác dụng của lực cắt

2 Tính toán b ước xoắn, góc quay khi gia công

Bước xoắn là chiều dài theo trục X máy dịch chuyển được khi trục phân

độ quay được một vòng (3600)(hình 1.4)

Với bước xoắn đã cho thì khi dao dịch chuyển theo trục X một khoảng phôi phải quay được một góc Bước xoắn và góc quay luôn luôn liên quan đến nhau Giả sử tính góc quay khi phay một rãnh xoắn trên chiều dài L1, bán kính quay R (tọa độ Z), bước xoắn P ta tính theo công thức sau A=360xLl/P trong đó

A là góc quay cần tính, L1 là chiều dài rãnh theo trục X, P là bước xoắn khi trục quay một góc 360 độ

Ví dụ (hình 1.5):

Bước xoắn

Khoảng dịch chuyển Góc quay

Bước xoắn

Hình 1.4: Khai tri ển bước xoắn trên mặt phẳng

Trang 9

8

Thời gian để trục quay được một vòng (Hình 1.7)

T = phút

T là thời gian để trục quay quay được một vòng

X bước xoắn (khoảng dịch chuyển theo trục X khi trục quay quay được một vòng)

A là góc quay

Bước tiến góc FA= độ/phút

3 Gi ới thiệu một số lệnh lập trình phân độ

Tùy theo các hệ điều khiển khác nhau và nhà sản xuất khác nhau mà có thể có các mã điều khiển khác nhau, dưới đây xin giới thiệu một số mã thông dụng theo tiêu chuẩn ISO

Ngoài các lệnh như máy 3 trục thì để điều khiển trục quay cần thêm vào câu lệnh từ lệnh điều khiển góc quay A

Ví dụ A0.001 (quay đi 0.001 độ)

Lệnh khóa trục phân độ M10

Lệnh bỏ khóa trục phân độ M11

Điều khiển trục phân độ quay cùng chiều kim đồng hồ M22

Điều khiển trục phân độ quay ngược chiều kim đồng hồ M21

G00 Lệnh chạy dao nhanh (X,Y,Z,A,)

Ví dụ: G0 X100.A30

G01 Nội suy đường thẳng (X,Y,Z,A,F)

Ví dụ: G01X30.A40

G02 Nội suy cung tròn cùng chiều kim đồng hồ (X,Y,Z,A,I,J,K,R,F)

G03 Nội suy cung tròn cùng chiều kim đồng hồ (X,Y,Z,A,I,J,K,R,F)

G28 Về điểm tham chiếu (X,Y,Z,A,)

Trang 10

4 L ập trình gia công đường xoắn, phân độ

4.1 L ập trình gia công đường xoắn

Là phương pháp lập trình điều khiển cho trục quay đồng thời chuyển động dọc

trục, lập trình đường xoắn được thực hiện theo các bước sau:

Bật chức năng đầu phân độ

Chạy dao tới điểm bắt đầu gia công

Chuyển động cắt theo trục Z để lấy chiều sâu cắt

Nội suy theo hai trục X, A

Hình 1.8: Sơ đồ triển khai rãnh cam

Trang 11

Ví dụ:

M11; Lệnh bỏ khóa trục phân độ

M22 ;Điều khiển trục phân độ quay cùng chiều kim đồng hồ

G91G01A60.F100.; Điều khiển trục phân độ quay đi một góc 60 độ

Hình 1.9: Sơ đồ phay rãnh xoắn

Trang 12

11 M10 ; Lệnh khóa trục phân độ

G90

Trang 13

12

BÀI 2: GIA CÔNG PHAY CNC TRÊN TR ỤC PHÂN ĐỘ

Gi ới thiệu: Nội dung bài học này giới thiệu một số công nghệ gia công trên máy

phay CNC sử dụng cơ cấu phân độ để gá đặt

M ục tiêu:

+ Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật khi phay phân độ, rãnh xoắn;

+ Vận hành thành thạo máy phay CNC để phay đúng quy trình quy phạm, đạt cấp chính xác 7-6, độ nhám cấp 7-9, đạt yêu cầu kỹ thuật, đúng thời gian quy định, đảm bảo an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp;

+ Phân tích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục;

+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập

1 Phay đa giác

Phay đa giác là phương pháp phay phân độ cố định Để phay đa giác thì sau khi

ta điều khiển trục quay đi một góc bằng 360/ số cạnh của đa giác điều khiển khóa đầu phân độ sau đó điều khiển phay như máy 3 trục, sau khi phay xong cạnh thứ nhất thì phân độ cạnh thứ hai thứ 3 cho đến khi hết cạnh đa giác

- Chọn trình tự gia công, phương pháp gá

Gá chi tiết trên đầu phân độ, tâm phôi trùng với tâm quay

- Lập trình phay đa giác

Ví dụ: phay chi tiết 6 cạnh (hình 2.1)

Trang 14

M03 ;

Hình 2.1: Sơ đồ phay lục giác

Trang 15

G90 G01 Z50.0F100;

Trang 16

- Gá dao đăng ký dao

Nhập thông số bù chiều dài dao, giá trị bù bán kính dao tương tự như đã thực

hiện gia công 3 trục

Kiểm tra bù chiều dài dao để đảm bảo đã nhập đúng giá trị bù chiều dài dao

- Gá phôi, nhập giá trị offset phôi

Nếu như chi tiết kém cứng vững ta có thể gá một đầu cặp trên đầu phân độ, một đầu chống tâm Rà phôi để đảm bảo trục quay trùng tâm chi tiết, cài gốc tọa độ

Trang 17

16

phôi để để tâm quay trùng với tâm chi tiết

- Nhập chương trình, kiểm tra chương trình bằng đồ họa

- Kiểm tra chương trình bằng chạy thử bằng Dry Run

Đưa trục Z lên cao tiến hành chạy Dry Run để kiểm tra đường chạy dao

- Chạy chương trình gia công

Kiểm tra các chế độ, các lựa chọn trong quá trình gia công, % tốc độ trục chính,

% bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy từng câu lệnh để kiểm tra

Kiểm tra chi tiết

Nên cắt thử sau đó kiểm tra tránh cắt hụt kích thước hoặc chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình nếu cần thiết tránh mất thời gian chạy lại chương trình nhiều lần

2 Phay tr ục vít

Để phay trục vít trên máy vạn năng ta cần dao phay định hình (mô đun), ụ phân độ được nối với chuyển động của trục vít me bằng bánh răng thay thế nhằm đảm bảo được nguyên lý tạo hình phôi chuyển động tịnh tiến đồng thời quay phân độ Trên máy CNC có đầu phân độ thì chuyển động này được điều khiển bởi bộ điều khiển thông qua nội suy hai trục đồng thời là trục quay A và trục tịnh tiến X Với trục quay được tích hợp với máy CNC ta có thể gia công được trục vít với bước xoắn theo yêu cầu mà không cần phải tính lắp bánh răng thay thế như trên máy phay vạn năng thông thường

Trang 18

P là bước của trục vít

Chú ý nên l ấy chiều dài đoạn vít là bội của bước trục vít để đảm bảo chính xác trong quá trình tính

Tính bước tiến dao đổi từ mm/phút sang độ/phút

Thời gian để trục quay được một vòng

Hình 2.3: Sơ đồ tiến dao gia công



Hình 2.4: Sơ đồ bước xoắn

Trang 19

18

T = phút

T là thời gian để trục quay quay được một vòng

P bước xoắn (khoảng dịch chuyển theo trục X khi trục quay quay được một vòng)

Bước tiến góc FA= độ/phút

- L ập trình

Chọn gốc tọa độ, trục quay sao cho việc tính toán lập trình, cài đặt khi gia công

là đơn giản nhất Tùy thuộc vào bước của trục vít mà ta có thể gia công một lần

hoặc gia công nhiều lần (cần mở rộng rãnh hoặc phân chia chiều sâu cắt) Căn

cứ vào số đầu mối của trục vít để chia đều rãnh ren Trong ví dụ này ta thực hiện một lần đạt được chiều cao ren

Trang 20

19

Nhập thông số bù chiều dài dao, giá trị bù bán kính dao tương tự như đã thực hiện gia công 3 trục

Nếu như chi tiết kém cứng vững ta có thể gá một đầu cặp trên đầu phân độ, một đầu chống tâm Rà phôi để đảm bảo trục quay trùng tâm chi tiết, cài gốc tọa độ phôi để để tâm quay trùng với tâm chi tiết( hình 2.5)

3 Phay rãnh xo ắn

Phay rãnh xoắn tương tự như phay trục vít, tuy nhiên dao phay là dao phay ngón có hình dạng giống như hình dạng của rãnh cần gia công Đối với

Hình 2.5: Sơ đồ gá phôi

Trang 21

Hình 2.6: Sơ đồ khai triển rãnh xoắn

Trang 22

21

Nếu như chi tiết kém cứng vững ta có thể gá một đầu cặp trên đầu phân độ, một đầu chống tâm Rà phôi để đảm bảo trục quay trùng tâm chi tiết, cài gốc tọa độ phôi để để tâm quay trùng với tâm chi tiết(hình 2.7)

4 Phay cam

Phay rãnh cam trên bề mặt trụ (cam thùng) là sự phối hợp chuyển động đồng thời của hai trục là trục quay A và trục tịnh tiến X, việc nội suy trên mặt trụ ta coi như nội suy trên mặt phẳng với hai trục X và trục A bằng cách khai triển cam trên mặt phẳng để tính tọa độ lập trình

- Lập trình

Chọn gốc tọa độ, trục quay sao cho việc tính toán lập trình là đơn giản nhất

- Gá dao, cài dao hoàn toàn tương tự như phay 3 trục tọa độ

- Gá phôi, cài phôi

Hình 2.7: Sơ đồ gá phôi

Trang 23

22

Cài gốc tương tự như phay ba trục tọa độ tuy nhiên chú ý rà sao cho tâm quay trung với tâm trục phân độ

- Kiểm tra chương trình cắt thử bằng Dry Run

Để gia công rãnh cam như hình dưới ta tính tọa độ theo hai truc X và A như sau(hình 2.8)

Hình 2.8: Sơ đồ hình khai triển rãnh cam

Trang 24

23

Nếu như chi tiết kém cứng vững ta có thể gá một đầu cặp trên đầu phân độ, một đầu chống tâm Rà phôi để đảm bảo trục quay trùng tâm chi tiết, cài gốc tọa độ phôi để để tâm quay trùng với tâm chi tiết

5 Phay m ặt xoắn được lập trình bằng phần mềm CAD/CAM

Mặt xoắn là một bề mặt phức tạp với việc sử dụng các lệnh lập trình, các phép tính thông thường thì rất khó khăn có thể lập trình gia công được vì vậy cần phần mềm CAD/CAM để lập trình gia công mặt xoắn thông qua các thông

số hình học của chi tiết(hình 2.9)

Ngày nay có rất nhiều hãng sản xuất cho

ra đời nhiều thế hệ phần mềm hỗ trợ gia

công nhiều trục, cho nên việc lập trình gia

công cũng được đơn giản hơn rất nhiều

Trong trường học hiện nay rất phổ biến

phần mềm CAD/CAM hỗ trợ gia công

Hình 2.9: Rãnh xo ắn 3d

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	791,47 KB