Giáo trình lập trình CAD CAM CNC căn bản (nghề cắt gọt kim loại cao đẳng)

TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA CƠ KHÍ – XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: LẬP TRÌNH CAD/CAM/CNC CĂN BẢN NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:……, ngày……, tháng……, năm 2017 Hiệu trƣởng Trƣờng Cao đẳng Nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giới thiệu xuất xứ giáo trình, quy trình biên soạn, mối quan hệ giáo trình với chƣơng trình đào tạo cấu trúc chung giáo trình Lời cảm ơn quan liên quan, đơn vị cá nhân tham gia Ngày ……… tháng ……….năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ biên 2……… 3……… MỤC LỤC Lời giới thiệu Chƣơng Lập trình gia cơng phay (Milling) 1.1 Một số thuật ngữ thƣờng dùng 1.2 Các chức modul MasterCam Mill 1.3 Trình tự chung để gia cơng chi tiết 1.3.1 Bƣớc 1: Thiết lập mơ hình hình học chi tiết cần gia công 1.3.2 Bƣớc 2: Thiết đặt phơi, cấu hình chƣơng trình, dao cụ 1.3.3 Bƣớc 3: Thiết đặt tham số dao cụ tham số công nghệ 1.3.4 Bƣớc 4: Mô xuất chƣơng trình NC 12 1.4 Các kiểu đƣờng chạy dao modul MasterCam Mill 13 1.4.1 Chạy dao kiểu Contour (Contour Toolpaths) 13 1.4.2 Chạy dao khoan (Drill) 14 1.4.3 Chạy dao kiểu Pocket 16 1.4.4 Chạy dao kiểu Face 17 1.4.5 Chạy dao kiểu Surface (bề mặt) 18 1.5 Bài tập: Lập chƣơng trình NC gia cơng chi tiết theo vẽ 23 1.5.1 Thiết đặt phôi tham số máy dụng cụ 23 1.5.2 Thiết lập nguyên công để gia công chi tiết 25 Chƣơng Lập trình gia công cho máy tiện (Lather) 37 2.1 Các thuật ngữ thƣờng dùng 37 2.2 Các chức modul MasterCam Lather 38 2.3 Bài tập 1: Lập chƣơng trình gia cơng cho chi tiết nhƣ hình vẽ 40 2.3.1 Trình tự thực 40 2.3.2 Nội dung tiến hành 41 2.4 Bài tập 2: Lập trình gia cơng chi tiết nhƣ hình 53 2.4.1 Trình tự thực 53 2.4.2 Nội dung tiến hành 54 Tài liệu tham khảo 63 CHƢƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: LẬP TRÌNH CAD-CAM-CNC CĂN BẢN Mã mơ đun: MĐ 36 Thời gian thực mô đun: 90 giờ, (Lý thuyết: 58 giờ; Thực hành/ thực tập/thí nghiệm/ tập/thảo luận: 28 giờ; Kiểm tra: giờ; Thời gian thi:2 giờ, hình thức: Thực hành.) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơn học Lập trình CAD-CAM-CNC đƣợc bố trí sau sinh viên học xong môn học Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Tin học ,AutoCAD, Công nghệ chế tạo máy Môn học tự chọn học kỳ năm thứ hai khóa học - Tính chất: Là mơ-đun chun mơn nghề thuộc môn học, mô đun đào tạo nghề II Mục tiêu mô đun: + Kiến thức: Đọc hiểu đƣợc vẽ chi tiết (bản vẽ chế tạo) Lập đƣợc quy trình cơng nghệ gia cơng theo vẽ chi tiết cho máy CNC Lựa chọn đƣợc thông số gia công (chế độ cắt) phù hợp để gia công máy CNC Xuất đƣợc chƣơng trình NC cho máy phay tiện CNC Vận dụng đƣợc lệnh phần mềm Mastercam để thiết kế chi tiết Lựa chọn vận dụng đƣợc phƣơng pháp lập trình CAM phần mềm Mastercam để lập trình gia cơng chi tiết + Kỹ năng: Thiết kế đƣợc chi tiết với phần mềm Mastercam Lập trình gia cơng đƣợc chi tiết với phần mềm Mastercam Xuất xử lý chƣơng trình NC cho máy CNC hệ Fanuc Vận hành, gia công đƣợc máy phay tiện CNC Thực đƣợc cơng tác bảo trì - bảo dƣỡng cho máy CNC + Năng lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tác phong làm việc cẩn thận xác cơng việc tính thẩm mỹ cao Tự giác tích cực q trình học tập Có tinh thần hợp tác, phối hợp giúp đỡ trình học tập Học sinh có ý thức tổ chức cơng việc III Nội dung mơ đun: CHƢƠNG 1: LẬP TRÌNH GIA CÔNG PHAY Modul MasterCam Mill modul dành riêng cho lập trình gia cơng máy phay CNC, nhiệm vụ gồm có: - Tích hợp modul MasterCam Design dành cho thiết kế mơ hình chi tiết - Xuất phát từ mơ hình chi tiết liệu công nghệ (phôi liệu, tham số máy, dao cụ,…) tính tốn quỹ đạo chạy dao - Mơ kiểm tra q trình gia cơng cắt gọt hình đồ họa, dạng 2D 3D - Cho phép chỉnh sửa đƣờng chạy dao, tham số cơng nghệ - Dùng nhiều PostProcessor thích hợp để dịch mã chƣơng trình NC cho điều khiển khác 1.1 Một số thuật ngữ thƣờng dùng: Toolpaths: Cơ sở liệu đƣờng dịch chuyển dao cụ (gọi tắt đƣờng chạy dao) Job Setup: Thiết lập tham số máy, cài đặt phơi, cấu hình NCI, giá trị bù dao cụ Operations: Nguyên công, phần q trình gia cơng chi tiết Drill: Ngun cơng khoan Face: Nguyên công khỏa mặt Rough: Nguyên công gia công thô Finish: Nguyên công gia công tinh Pocket: Kiểu gia công hốc, đảo Surface: Bề mặt (cong) Parameter: Tham số Tool: Dao cụ Postprocessor: Bộ hậu xử lý 1.2 Các chức modul MasterCam Mill: Tên Chức New Tạo tồn từ phơi liệu đến dụng cụ nguyên công Contour Chạy dao theo đƣờng chu tuyến Drill Khoan Pocket Phay chi tiết dạng hốc, đảo Face Phay khỏa mặt Surface Phay bề mặt cong Multiaxis Lập trình cho máy nhiều trục Operation Mở hộp thoại Operations Manager để làm việc với nguyên công (thêm, hiệu chỉnh, mô phỏng, xuất chƣơng trình NC…) Job Setup Thiết đặt phơi tham số máy Next Menu Chuyển sang trang menu Manual Entry Nhập thích chƣơng trình Transform Tạo nguyên công giống bằng: dịch chuyển, quay, đối xứng 1.3 Trình tự chung để lập trình gia cơng chi tiết: 1.3.1 Bƣớc 1: Thiết lập mơ hình hình học chi tiết cần gia cơng: Có thể thiết lập trực tiếp phần mềm MasterCam chức Design thiết lập phần mềm CAD khác (Pro/ENGINEER, Inventor,…) chuyển sang MasterCam để tiến hành làm CAM 1.3.2 Bƣớc 2: Thiết đặt phơi, cấu hình chƣơng trình, dao cụ: Sau có mơ hình hình học chi tiết ta tiến hành thiết đặt phôi liệu than số máy, dụng cụ, công nghệ,… nhƣ sau: Từ Main Menu  Job Setup mở hộp thoại Job Setup Import: Nhập thiết đặt từ file có sẵn Views: Mở hộp thoại Views Manager để thiết đặt hƣớng nhìn Tools: Mở hộp thoại Tools Manage để thiết đặt dao cụ X, Y, Z: Kích thƣớc phôi trục x, y, z Stock Origin: Gốc tọa độ phôi Select Origin: Chọn gốc tọa độ phơi Select Corners: Tạo phơi chọn hai điểm góc góc dƣới đối diện khối hộp Bounding Box: Tạo phôi tự động bao quanh chi tiết NCI Extents: Tự động tính tốn dựa đƣờng chuyển dụng cụ trong file NCI Display Stock: Hiển thị phôi Fit Screen To Stock: Hiển thị phôi vừa hình Safety Zone: Thiết lập vùng an tồn Toolpath Configuration: Đặt tùy chọn cho cấu hình đƣờng chạy dao Tool Offset Register: Khai báo bù dao, tùy chọn Add có hai thơng số Length (bù chiều dài dao) Diameter (bù đƣờng kính dao) Tùy chọn From Tool từ khai báo dụng cụ Feed Caculation: Tính toán lƣợng chạy dao, Material chọn theo vật liệu gia cơng, From Tool tính theo dao cụ, Maximum RPM lƣợng chạy dao lớn (Ví dụ: 5000 vịng/ phút) Material: Chọn vật liệu gia công Post Processor: Chọn hậu xử lý để dịch chƣơng trình NC phù hợp với điều khiển khác Sau thiết lập xong tham số bảng chọn OK 1.3.3 Bƣớc 3: Thiết đặt tham số dao cụ tham số công nghệ: Sau tạo phôi tham số cần thiết ta tiến hành thiết lập nguyên công gia công chi tiết Tùy thuộc vào đặc trƣng mơ hình chi tiết mà ta chọn nguyên công phù hợp (Drill, Contour, Face, Surface,…) Sau chọn nguyên công ta tiến hành chọn hình học cho đƣờng chạy dao, đƣờng hay chuỗi 2D, bề mặt cong (Surface) 3D khối (Solids)… Thiết lập tham số dao cụ, công nghệ… Trong phần ta cần ý tham số sau (ví dụ với ngun cơng gia cơng thơ bề mặt):  Các tham số dao cụ: Tool #: Số hiệu dao Head #: Số hiệu đầu dao Dia.offset: Bù đƣờng kính dao Len.offset: Bù chiều dài dao Comment: Chú thích chƣơng trình To batch: Nối Tool name: Tên dao Feed rate: Tốc độ tiến dao Plunge rate: Tốc độ di chuyển theo phƣơng trục Z gia công Retract rate: Tốc độ lùi dao Tool dia: Đƣờng kính dao Program #: Số chƣơng trình Seq.start: Số thứ tự câu lệnh Seq.inc: Số gia số thứ tự câu lệnh Conner radius: Bán kính góc lƣợn dao Spindle speed: Tốc độ trục Coolant: Chế độ trơn nguội Change NCI: Thay đổi file NCI Tool Display: Hiển thị dao cụ Home pos: Vị trí lùi dao sau gia cơng Rotate axis: Lập trình quay quanh trục Ref Point: Điểm tham chiếu T/C plane: Mặt phẳng dao cụ mặt phẳng Construction Misc Value: Các giá trị khác  Các tham số hình học (Surface parameter, face paremeter…): 10 (5) Ngun cơng khoan rộng lỗ đƣờng kính 25mm Ngun cơng tƣơng tự nguyên công khoan tâm khác thay mũi khoan đƣờng kính 20mm mũi khoan có đƣờng kính 25mm, thao tác tham số tiến hành đặt tƣơng tự nhƣ (6) Nguyên công tiện rãnh Từ Main Menu  Toolpaths  Groove Mở hộp thoại Groove option để định nghĩa rãnh, chọn point Click vào nút OK chọn hai điểm góc dƣới rãnh, ấn ESC để chấp nhận mở hộp thoại Lather Groove Trong hộp thoại Lather Groove định nghĩa tham số nhƣ sau: Tool parameters: chọn dao tiện rãnh đặt tham số dụng cụ Groove shape parameters: đặt tham số hình dạng rãnh Groove rough parameters: đặt tham số gia công thô rãnh Groove finish parameters: đặt tham số gia công tinh rãnh Sau tiến hành đặt đầy đủ tham số, chọn OK Ta thấy rõ đƣờng chạy dao đƣợc thiết lập Chọn Main Menu  Toolpaths  Operation để kiểm tra đƣờng chạy dao nguyên công tiện rãnh Chọn Verify để mô dạng 3D 49 (7) Nguyên công tiện tinh lỗ đƣờng kính 27mm Tƣơng tự nhƣ tiện tinh bề mặt ngoài, khác ta chọn dao tiện cho nguyên công Sau thiết đặt tham số dao cụ, tham số gia công… ta đƣợc kết nhƣ sau: 50 (8) Nguyên công tiện ren Từ Main Menu  Toolpaths  Next menu  Thread Mở hộp thoại Lather Thread Trong hộp thoại ta tiến hành thiết đặt tham số cho gia công: - Tool parameters: thiết đặt dao cụ tham số cho dao cụ, chọn dao cắt ren T0909 - Thread shape parameters: thiết đặt tham số cho hình dạng đoạn ren + Lead: Bƣớc ren – + Included Angle: Góc bao ren – 60o + Thread Angle: Góc nghiêng ren + Major Diameter: Đƣờng kính đỉnh ren – 48 + Minor Diameter: Đƣờng kính chân ren – 44 + Thread Depth: Chiều dâu ren – + Thread oriention: Hƣớng ren OD: ren (chọn) ID: ren + Thread cut parameters: Các tham số cắt ren Sau định nghĩa xong tham số, nhấn OK Hệ thống tính tốn hiển thị đƣờng cắt ren Chọn Main Menu  Toolpaths  Operation để kiểm tra đƣờng chạy dao nguyên công cắt ren Chọn Select All Verify để mô dạng 3D 51 + Start point: Điểm bắt đầu đoạn ren Click lên nút chọn nhập tọa độ + End point: Điểm kết thúc đoạn ren  Mô postprocessor Chọn Main Menu  Toolpaths  Operation để kiểm tra đƣờng chạy dao tất nguyên công Chọn Select All Verify để mô dạng 3D Postprocessor: Sau kiểm tra tất nguyên công không thấy xuất lỗi ta tiến hành hậu xử lý để tao chƣơng trình NC cho máy gia công: - Trong hộp thoại Operations Manage chọn tất nguyên công nút lệnh Select All - Chọn nút Post, mở hộp thoại Post processing - Trong hộp thoại nhấn vào nút Chage Post để chọn Postprocessor thích hợp cho máy - Chọn Output MC9 file decription để ghi mơ tả chƣơng trình - Nếu máy tính nối trực tiếp với máy gia cơng ta click vào send to machine, nút Comn… để chọn cổng xuất từ chƣơng trình trực tiếp đến máy gia công 52 - NC file: chọn Save NC file Edit để hiệu chỉnh chƣơng trình - Nhấn nút OK để xuất chƣơng trình Sau chọn OK, hệ thống yêu cầu ta ghi file NC thƣ mục xác định Chọn thƣ mục chọn OK 2.4 Bài tập 2: Lập trình gia cơng chi tiết nhƣ hình sau 2.4.1 Trình tự thực hiện: - Thiết đặt phôi liệu tham số máy - Thiết lập nguyên công: + Nguyên công khỏa mặt đầu chi tiết + Ngun cơng tiện thơ mặt ngồi + Nguyên công khoan mở lỗ tâm + Nguyên công khoan tâm + Nguyên công khoan rộng lỗ tâm + Nguyên công phay mặt lục giác lớn 53 + Nguyên công phay mặt lục giác nhỏ + Nguyên công tiện rãnh + Nguyên công khoét + Phay rãnh bên + Khoan lỗ đƣờng kính 8mm + Khoan lỗ đƣờng kính 4mm 2.4.2 Nội dung tiến hành:  Thiết đặt phôi tham số máy Main Menu  Job Setup sau thiết lập tham số nhƣ ví dụ  Thiết lập ngun cơng (1) Tiện thơ mặt ngồi Cũng giống nhƣ phần trên: ý xây dựng mơ hình chi tiết dạng solids chọn biên dạng gia công chọn Rough, Solids (2) Các nguyên công khoan tâm Tƣơng tự phần (3) Nguyên công phay mặt lục giác lớn - Chọn Main Menu  Toolpaths  C – axis  Cross ctr - Hệ thống yêu cầu chọn Contour cho gia cơng, ta chọn nhƣ hình bên: 54 - Chọn Done - Vào hộp C – Axis Cross contour: Các tham số contour (contour parameters) đặt nhƣ hình dƣới: (4) Quay mặt C – plane để lập trình cho mặt lục giác cịn lại Từ Main Menu  Toolpaths  Next menu  Transform Mở hộp thoại Transform Operation Parameters Trong hộp thoại ta chọn kiểu dịch chuyển (Type) quay Rotate 55 Phƣơng pháp quay (Method) dùng mặt phẳng dụng cụ: Tool plane Trong tab Rotate chọn số bƣớc 5, góc bắt đầu phẳng C – plane (Rotate View) mặt Right Chọn OK Kết hai nguyên công phay nhƣ sau: 56 , góc quay Mặt (5) Phay mặt lục giác nhỏ, tƣơng tự nhƣ phần ta có kết nhƣ sau: (6) Gia công tinh lại tất mặt hai lục giác - Main Menu  Toolpaths  C – axis  Face ctr - Chọn hai chuỗi dƣới đáy hai hình lục giác Chọn Done - Mở hộp thoại C – axis face contour Kết nhƣ sau: 57 (7) Khoan lỗ đƣờng kính 8mm, sâu 4mm mũi khoan đƣờng kính 8mm - Main Menu  Toolpaths  Next menu  C – axis  Cross drl - Hệ thống yêu cầu nhập điểm khoan, chọn điểm tâm lỗ - Chọn Done mở hộp thoại Simple Drill – no peck C – axis Drill - Trong hộp thoại chọn mũi khoan có đƣờng kính 8mm, khoan sâu 4mm Các tham số khác nhƣ hình dƣới đây: 58 Sau đặt đủ tham số, chọn OK Kết nguyên công nhƣ sau: (8) Khoan lỗ đƣờng kính 4mm Tƣơng tự nguyên công ta tiến hành khoan lỗ đƣờng kính 4mm với mũi khoan đƣờng kính 4mm Kết nhƣ sau: (9) Nguyên công phay hốc mặt lục giác lớn - Main Menu  Toolpaths  Next Menu  Mill  Pocket - Hệ thống yêu cầu chọn chuỗi để định nghĩa pocket, chọn chuỗi khép kín miệng pocket nhƣ sau: 59 Kết thúc chọn Done, mở hộp thoại Pocket (standard): Trong hộp thoại đặt dao đƣờng kính 2mm, đặt tham số gia cơng nhƣ hình dƣới đây: - Kết thúc chọn OK (10) Để lập trình hốc lại ta dùng chức quay - Main Menu  Toolpaths  Next menu  Transform - Thiết lập tham số tƣơng tự phần - Kết ta đƣợc nhƣ hình 60 (11) Lập trình gia công khắc chữ bề mặt trụ - Main Menu  Toolpaths  Next menu  Mill  Contour - Hệ thống yêu cầu chọn đƣờng contour, ta chọn chữ mặt phẳng - Khi kết thúc chọn Done Mở hộp thoại Contour (2D), chọn dao đƣờng kính 2mm, đặt tham số dao cụ Click vào nút Rotate Axis mở hộp thoại Rotate Axis để quay chuỗi chọn gắn lên mặt trụ Trong hộp thoại chọn kiểu quay (Rotation Type) quay quanh trục (Axis substitution), chiều quay chiều kim đồng hồ (CW), đƣờng kính 61 trụ (Rotate Diameter) 127mm, chọn OK Các tham số contour đặt dễ dàng Kết ngun cơng nhƣ sau: (12) Lập trình cho ngun cơng kht rãnh dao Ngun cơng đƣợc nói đến ví dụ 1: Từ Main Menu  Toolpaths  Groove ta tiến hành chọn biên dạng gia công (ở dùng Point) đặt tham số cuối ta đạt kết mong muốn (13) Lập trình cho ngun cơng cắt ren Tƣơng tự nhƣ ví dụ Câu hỏi ơn tập Trình bày số thuật ngữ thƣờng sử dụng ? Trình bày chức modul MasterCam Lather ? 62 Tài liệu tham khảo [1] V.A Blumberg, E.I Zazeski Sổ tay thợ tiện NXB Thanh niên – 2000 [2] P.Đenegiơnƣi, G.Xchixkin, I.Tkho Kỹ thuật tiện NXB Mir – 1989 [3] V.A Xlêpinin Hƣớng dẫn dạy tiện kim loại Nhà xuất công nhân kỹ thuật -1977 [4] PGS.TS Trần Văn Địch Công nghệ máy CNC Nhà xuất KHKT 2000 [5] Tạ Duy Liêm Máy công cụ CNC Nhà xuất KHKT 1999 [6] Đoàn Thị Minh Trinh Cơng nghệ lập trình gia cơng điều khiển số Nhà xuất KHKT -2004 [7] Phạm Quang Lê Kỹ thuật phay NXB Công nhân kỹ thuật – 1980 [8] A.Barơbasốp Kỹ thuật phay NXB Mir – 1995 [9] Các cataloge hƣớng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển 63 ... hình 53 2.4.1 Trình tự thực 53 2.4.2 Nội dung tiến hành 54 Tài liệu tham khảo 63 CHƢƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: LẬP TRÌNH CAD- CAM- CNC CĂN BẢN Mã mô đun: MĐ... nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giới thiệu xuất xứ giáo trình, quy trình biên soạn, mối quan hệ giáo trình với chƣơng trình đào tạo cấu trúc chung giáo trình Lời cảm ơn quan liên quan, đơn vị cá nhân... trình NC cho máy phay tiện CNC Vận dụng đƣợc lệnh phần mềm Mastercam để thiết kế chi tiết Lựa chọn vận dụng đƣợc phƣơng pháp lập trình CAM phần mềm Mastercam để lập trình gia cơng chi tiết +