Giới thiệu chung
Lập trình gia công CNC với NX CAM mang lại sự dễ dàng trong việc thiết lập chương trình và cung cấp nhiều chiến lược tối ưu hóa đường chạy dao Phần mềm hỗ trợ mô phỏng gia công thông qua Machine Tool Simulation, giúp người dùng kiểm soát tốt hơn và giảm thiểu nguy cơ va chạm trong quá trình gia công Đặc biệt, NX CAM rất phù hợp cho lập trình gia công trên máy 4 trục và 5 trục, với thư viện postprocessor đa dạng cho các hệ điều hành phổ biến như Fanuc, Sinumerik và Heidenhain.
NX CAM mang đến nhiều chức năng đa dạng, từ lập trình NC đơn giản đến gia công tốc độ cao và nhiều trục, giúp thực hiện nhiều nguyên công trong một lần gia công Với sự linh hoạt của NX CAM, bạn có thể dễ dàng hoàn thành những công việc khó khăn nhất.
NX CAM cung cấp một số máy gia công như:
Máy phay tốc độ cao.
Giao diện chính của NX CAM
Giao diện của NX CAM khi bắt đầu gia công 1 chi tiết:
Trong môi trường gia công có 5 thanh công cụ bao gồm:
Quá trình Manufacturing Creat trong chương trình NC cho phép người dùng tạo ra các nhóm như program, tool, geometry và method Hộp thoại của bốn nhóm này hỗ trợ thiết lập các thông số liên quan giữa các quy trình Người dùng có thể dễ dàng thay đổi vị trí của bất kỳ nhóm nào bằng cách cắt và dán chúng vào vị trí mong muốn trong Operation Navigator.
- Manufacturing Operations: Cho phép chọn các chức năng liên quan đến việc tạo và xác định đường chạy dao cũng như xuất chương trình và tạo shop documentation.
- Manufacturing Objects: Cho phép chỉnh sửa, cắt, copy, dán, xóa và hiển thị một đối tượng nào đó.
- Manufacturing Workpiece: Cho phép hiển thị và lưu các bản 2D hay 3D của phôi.
Operation Navigator là một giao diện đồ họa người dùng (GUI) cho phép quản lý quy trình và các thông số hoạt động của vật thể đang thực thi Nó hỗ trợ phân loại các nhóm thông số có ảnh hưởng lẫn nhau giữa các quy trình và cho phép người dùng xem các đối tượng theo các tiêu chí như Program Order, Machine Tool, Geometry hoặc Method Bên cạnh đó, Operation Navigator sử dụng cây thư mục để hiển thị mối liên hệ giữa các nhóm và quy trình, giúp người dùng dễ dàng theo dõi Các thông số có thể được truyền theo thứ bậc, tùy thuộc vào vị trí của các nhóm và quy trình trong cây thư mục.
NX_CAM một số lệnh cơ bản thường dùng trong phay
Trong NX CAM, có nhiều câu lệnh gia công với chức năng riêng biệt Bài viết này sẽ giới thiệu cách sử dụng và chức năng của một số lệnh phổ biến trong gia công các chi tiết thường gặp.
Sử dụng trong phay mặt đầu
Phay biên dạng geometry để phay tinh mặt sàn (floor) hoặc phay tinh tường (wall)
Tự động tạo chương trình gia công nhiều mặt phẳng cùng lúc
Tự động kéo dài bề mặt theo giới hạn chi tiết (NX 8.5).
Sử dụng trong phay hốc, phay đảo, phay theo biên dạng, theo chi tiết, là dạng phay phổ biến hay được dùng trong NX
Tự động tính toán và tối ưu các lớp cắt
Dễ dàng thay đổi lượng xuống dao cho từng lớp cắt khác nhau
Kiểm tra va chạm giữa dữ liệu IPM (In Process Workpiece) và hình học chi tiết là rất quan trọng Sử dụng tùy chọn IPW giúp giữ lại lượng dư đồng đều trên toàn bộ chi tiết Ngoài ra, tùy chọn này còn cho phép tự động tính toán lượng dư cho các bước gia công trước, giúp dễ dàng tạo chương trình gia công phay vét hiệu quả.
Đa dạng với các phương án chạy dao, nhiều tùy chọn và ứng dụng cho gia công cao tốc, phương án hiệu quả trong gia công khuôn mẫu
Tạo đường chạy dao mượt, loại bỏ các chuyển động thay đổi đột ngột, tự động tính toán đưa ra đường chạy dao hiệu quả cho từng vùng.
Gia công tinh cho các bề mặt dốc.
Đối với các bề mặt có độc dốc cao, trên NX thường ứng dụng kiểu chạy dao Z level.
Tự động tính toán và tạo ra đường chạy dao theo dàng hình học chi tiết.
Giới hạn góc dốc của các bề mặt là yếu tố quan trọng giúp tối ưu hóa lượng dư cho bước gia công tiếp theo Đặc biệt, tại các vùng góc dốc nhỏ, việc áp dụng kiểu chạy sau khác sẽ mang lại hiệu quả cao hơn trong quá trình gia công.
Thay đổi bước xuống dao tự động bằng cách xác định giá trị scallop.
Đường chạy dao hiệu quả cho gia công tinh được điều khiển theo đường dẫn.
Tạo ra đường chạy dao mượt.
Điều khiển tự do theo các đường dẫn, bề mặt gia công.
Nâng cao chất lượng bề mặt.
Hiệu quả cho gia công cao tốc.
Các kiểu điều khiển gia công tinh khác.
Đa dạng chiến lược chạy dao.
Điều khiển phân bố điểm nâng cao chất lượng bề mặt.
Đa dạng phương án điểu khiển step over: on plane, on part, scallop.
Chức năng phân bố điểm có ở tất cả các kiểu chạy dao tinh giúp nâng cao chất lượng gia công.
Đường chạy dao tinh cho các góc giao nhau giữa các mặt.
Đa dạng các phương án điều khiển.
Một tool path có thể gia công cho tất cả góc dốc cao và thấp.
Bản NX 8.5 thêm tùy chọn Z level nâng cao hiệu quả gia công tại các vùng góc dốc lớn, tùy chọn Smooth đường chuyển dao giữa các level.
Tạo ra đường dẫn dao đơn Planar Milling theo ranh giới mở bề mặt tham chiếu máy để có vị trí chính xác trong những gốc cố định.
Xác định các phương pháp lựa chọn ranh giới có sẵn.
Thực hiện cắt nhiều lớp trong Planar Milling.
Xác định các mức độ cắt.
Tạo ra các nhóm biên dạng gốc.
Quy trình thực hiện một chương trình gia công phay trên NX CAM
Quy trình thực hiện một chương trình gia công phay trên NX CAM
Quy trình thực hiện một chương trình gia công gồm các bước sau:
Bước 1: Thiết kế sản phẩm chi tiết mô hình 3D
Bước 2: Vào môi trường gia công, chọn Manufacturing
Bước 3: Đặt lại hệ tọa độ MCS_Mill và chọn phôi WORKPIECE trong tab Operation Nvigator –
Bước 4: Chọn công cụ gia công trong Create Tool
Bước 5: Tạo chu trình gia công, sử dụng Create Operation
Bước 6: Tạo biên dạng chạy thử trong Generate tooth path
Bước 7: Mô phỏng cắt vật liệu trong Verify tooth path
Bước 8: Xuất công gia công trong Post process.
Ví dụ về gia công phay 1 chi tiết
Giả sử cần gia công một chi tiết như trên hình vẽ.
Khi đó trong hộp thoại New xuất hiện các phương pháp gia công Ví dụ
Die Mold: Gia công khuôn
Multi – Axis: Gia công trên máy nhiều trục
Mill Turn: Phay và Tiện
General Setup: Gia công chung Ở đây ta chọn phương pháp General Setup
Trong mục name ta đặt tên file là MILLING_setup.prt
Phần mềm sẽ tự động tạo một chương trình gia công có tên là 1234
3.2.1 Chọn chi tiết gia công, thiết lập phôi và thiết lập hệ tọa độ máy Để thực hiện chương trình gia công, bước đầu tiên chúng ta phải chọn chi tiết cần gia công, thiết lập phôi và thiết lập hệ tọa độ máy. a Chọn chi tiết cần gia công
Click Geometry View trong Toolbar Navigator (phía bên dưới)
Trong hộp thoại Mill Geom, Click Specify Part
Click OK b Thiết lập phôi
Trong hộp thoại Mill Geo, click Specify Bank
Chọn Bounding Block từ danh sách Type
Nhập 3.0 trong hộp Z+ ( lượng dư để gia công mặt đầu).
Click OK để chấp nhận hộp thoại Blank Geometry.
Click OK để chấp nhận hộp thoại Mill Geo. c Thiết lập hệ tọa độ máy MCS (Machine Coordinate System)
Hệ tọa độ máy là hệ tọa độ mà chương trình sử dụng để tính toán đường dụng cụ Vì vậy ở đây ta phải chọn trùng với gốc phôi.
Trong Operation Navigator double click MCS-MILL
Trong hộp thoại Mill Orient, click Specify MCS Ở đây ta chọn gốc máy là điểm góc trên cùng của phôi.
Kích vào mũi tên theo trục z rồi nhập 33 vào ô Distance
Click OK để đóng hộp thoại CSYS.
Click OK đóng hộp thoại Mill Orient.
3.2.2 Nguyên công phay mặt đầu a Thiết lập dụng cụ gia công
Trong nguyên công phay mặt đầu ta dùng dao phay mặt đầu đường kính 50 mm
Có hai phương pháp thiết lập dụng cụ gia công: tự định nghĩa một dụng cụ mới với thông số phù hợp hoặc tải dụng cụ từ thư viện của chương trình Ví dụ, bạn có thể tạo một dụng cụ mới để đáp ứng nhu cầu cụ thể trong quá trình gia công.
Click Create Tool trên toolbar insert (phía bên trên)
Chọn mill_planar trong mục Type.
Trong Tool Subtype chọn MILL
Trong Location chọn POCKET_01 (vị trí cất dao trong ổ chứa dao).
Đặt tên MILL_D50 trong name.
Trong hộp thoại Milling Tool – 5 Parameters, nhập 50 vào ô Diameter.
Click OK b Chương trình phay mặt đầu
Click Create Operation trên toolbar insert
Hộp thoại Create Operation xuất hiện
Chọn mill_planar trong Type
Chọn FACE_MILLING_AREA trong Operation Subtype
Trong mục Location chọn như hình dưới
Nhập Phay_mat_dau trong mục name.
Hộp thoại Face Milling Area xuất hiện
Chọn mặt phẳng như hình dưới
Click OK đóng hộp thoại Cut Area.
Click Tool, trong mục output cho Z offset bằng 0.
Trong mục Path Setting (thiết lập đường dụng cụ) gồm có
Method: Phương pháp gia công, đã chọn ở trên.
Cut Pattern: Kiểu đường chạy dao Chọn kiểu Zig , chạy dao theo đường thẳng.
Stepover: Bước tiến dao, chọn % Tool Flat
Percent of Flat Diameter: nhập 90.
Depth Per Cut: chiều sâu cắt 1 mm.
Final Floor Stock: Lượng dư cho gia công tinh.
Cutting Parameters: Thiết lập các thông số cắt
Non Cutting Moves: Thiết lập các thông sô khi chạy dao không cắt
Feeds and Speeds: Điều chỉnh tốc độ cắt và tốc độ trục chính
Trong mục Cut Regions, đánh dấu vào ô Extend to Part Outline để phay hết bề mặt phôi
Click OK đóng hộp thoại Cutting Parameters
Đặt tốc độ trục chính Spindle Speed là 2000 rpm
Trong mục Feed Rate, nhập 500 vào ô Cut
Trong mục Action, double click Generate để tính toán đường dụng cụ cắt
Mô phỏng quá trình chạy dao
Trong hộp thoại Tool Path Visualization chọn 3D Dynamic
Click OK để đóng hộp thoại Tool Path Visualization
Click OK đóng hộp thoại Face Mill Area
Như vậy, ta đã lập xong chương trình phay mặt đầu Khi đó click vào mục Program Order
View ta sẽ thấy chương trình Phay_mat_dau.
3.2.3 Nguyên công phay biên dạng ngoài a Thiết lập dụng cụ gia công
Dao phay biên dạng 10 mm Ở đây ta tải dụng cụ gia công từ thư viện.
Click Retrieve Tool From Library Milling End Mill (non indexable).
Click cancel để đóng hộp thoại Create Tool.
Khi đó dao ugt0201_128 ở vị trí POCKET_02. b Tạo chương trình phay biên dạng ngoài
Chọn mill_contour trong Type
Chọn CAVITY_MILL trong Operation Subtype
Nhập Phay_bien_dang trong Name
Hộp thoại Cavity Mill xuất hiện.
Trong hộp thoại Trim Boundaries chọn Filter Type là , và chọn các đường theo thứ tự như trên hình.
Trong mục Tool chọn dao ugt0201_128 và nhập Z Offset bằng 0.
Chọn kiểu Follow Part trong ô Cut Pattern.
Chọn Constant trong mục Common Depth per Cut.
Nhập 1 mm trong ô Maximum Distance.
Click Select Object trong mục Top of Range 1 và chọn mặt phẳng trên cùng của chi tiết.
Click Select Object trong mục Range Definition và chọn mặt phẳng như hình dưới.
Nhập 1 vào ô Depth per cut.
Click OK đóng hộp thoại Cut Levels.
Click Feeds and Speeds, nhập tốc độ trục chính là 2000 rpm và bước tiến dao 300 mmpm.
Dao phay biên dạng 10 mm
Tạo chương trình gia công
Trong hộp thoại Cavity Mill click Specify Trim Boundaries.
Trong Trim Side chọn Outside.
Chọn đường tròn như hình dưới.
Trong mục Path Settings, nhập 75 % vào ô Percent of Flat Diameter.
Click Cut Levels, trong mục Top of Range 1 chọn mặt phẳng trên cùng của chi tiết.
Nhập 1 vào ô Depth per cut.
Click Feeds and Speeds, nhập tốc độ trục chính là 2000 rpm và bước tiến dao 300 mmpm.
3.2.5 Nguyên công Phay hốc tròn a Thiết lập dụng cụ cắt
Click Retrieve Tool From Library Milling End Mill (non indexable).
Click cancel để đóng hộp thoại Create Tool.
Khi đó dao ugt0201_008 ở vị trí POCKET_03. b Chương trình gia công
Nhập tên Phay_hoc_tron.
Click Specify Cut Area , chọn mặt phẳng đáy hốc như trong hình.
Trong mục Tool, nhập 0 vào Z Offset.
Trong mục Cut Levels, chọn Top of Range 1 như trong hình.
Nhập 1 vào ô Depth per cut.
Trong mục closed area, chọn plunge trong ô Engage Type (kiểu ăn dao thẳng).
Click Feeds and Speeds, nhập tốc độ trục chính là 2000 rpm và bước tiến dao 300 mmpm.
3.2.6 Nguyên công phay rãnh a Thiết lập dụng cụ cắt
Click Retrieve Tool From Library Milling End Mill (non indexable).
Click cancel để đóng hộp thoại Create Tool. b Thiết lập chương trình gia công
Click Specify Cut Area , chọn mặt phẳng đáy rãnh như trong hình.
Trong mục Tool, nhập 0 vào Z Offset.
Trong mục Cut Levels, chọn Top of Range 1 như trong hình.
Click Feeds and Speeds, nhập tốc độ trục chính là 2000 rpm và bước tiến dao 300 mmpm.
Phần mềm NX tích hợp tính năng tự động lựa chọn dụng cụ và thiết lập chương trình gia công dựa trên kích thước và hình dạng của nguyên công Trong bài viết này, chúng ta sẽ xây dựng chương trình gia công lỗ bằng phương pháp này, bắt đầu từ việc nhận dạng các lỗ cần gia công.
Click Machining Feature Navigator tab ở bên cạnh dao diện chính của NX.
Kích chuột phải trong nền của Machining Feature Navigator và chọn Find Features.
Trong Find Features, lựa chọn Parametric từ danh sách Type.
Chọn Workpiece trong mục Search method.
Trong mục Features to Recognize bỏ chọn Parametric Features và chọn STEPS.
Chương trình tự động tìm được 1 hốc tròn và 5 lỗ.
Vì hốc tròn đã được gia công từ nguyên công trước nên ta sẽ xóa khỏi danh sách bằng cách click
Bước tiếp theo ta sẽ tạo chương trình gia công lỗ.Page 30 of 35
Chọn các lỗ và kích chuột phải chọn Create Feature Process.
Trong hộp thoại Create Feature Process, chọn Rule Based từ ô Type.
Trong mục Knowledge Libraries, chọn MillDrill.
Trong Program Order View, click “+”
Chọn các chương trình trong Unused Items, click chuột phải và chọn cut.
Click chuột phải vào 1234 và chọn paste.
Click chuột phải và chọn Generate.
Như vậy ta đã xây dựng xong chương trình gia công chi tiết Để xuất ra mã code ta thực hiện như sau:
Click Tools Operation Navigator NX post Postprocess.
Trong hộp thoại Postprocess chọn MILL_3_AXIS.
NX CAM có một thư viện mô hình các máy CNC giúp cho quá trình mô phỏng trực quan hơn
Kích đúp chuột trái vào GENERIC_MACHINE.
Click Retrieve Machine from Library
Chọn máy phay đứng 3 trục của fanuc.
Trong mục Positioning của hộp thoại Part Mounting chọn Use Part Mount Junction.
Click Specify Part Mount Junction
Click OK chọn điểm mặc định là điểm gốc của chi tiết.
Click Select part và chọn chi tiết.
Click Verify Tool Path trên thanh toolbar Operations (phía trên).
Set the Animation Speed to 3