Chương 5: Công nghệ tiện nc pdf

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 94 CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ TIỆN NC 5.1. Máy tiện CNC và các trục điều khiển chính 5.1.1. Phân loại: Máy tiện CNC có nhiều loại, từ đơn giản với 2 trục tọa độ đến các trung tâm gia công nhiều trục: - Máy tiện 2 trục - Trung tâm tiện 4 trục - Máy tiện vạn năng có khả năng phay - Trung tâm tiện 2 ,3 trục chính Trong giáo trình này, chỉ trình bày kỹ thuật lập trình cho các máy tiện hai trục tọa độ, trên cơ sở này có thể mở rộng cho việc lập trình trên các máy tiện nhiều trục tọa độ 5.1.2. Các trục toạ độ trên máy tiện CNC - Trục Z (W) : song song với đường tâm mâm cặp. Động cơ trục Z có tác dụng di chuyển bàn xe dao theo dọc trục. - Trục X (U): vuông góc với trục Z, Động cơ trục X di chuyển bàn xe dao theo phương ngang - Chiều các trục tọa độ: + Z (hoặc +W): bàn xe dao dọc trục di chuyển ra xa mâm cặp - Z (hoặc -W): bàn xe dao dọc trục di cuyển lại gần mâm cặp + X (hoặc +U): bàn xe dao ngang di chuyển ra xa trục chính - X (hoặc -U): bàn xe dao ngang di chuyển lại gần trục chính Chiều quay của trục chính được xác đònh khi nhìn từ mâm cặp hướng ra ngoài dọc theo trục Z+. Hình 5.1. Các trục tọa độ trên máy tiện CNC Mâm cặp H ư ơ ù n g n h ì n cw ccw Mâm cặp H ư ơ ù n g n h ì n cw Mâm cặp H ư ơ ù n g n h ì n cw ccw Mâm cặp H ư ơ ù n g n h ì n cw ccw Mâm cặp H ư ơ ù n g n h ì n cw Z Z X X CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 95 Hệ thống toạ độ sử dụng cho máy tiện có thể là kiểu tay phải hoặc tay trái và được xác đònh bởi vò trí của bàn xe dao so với trục chính. Hình 5.1 5.2. Dụng cụ Tiện CNC (CNC turning tooling system) Hệ thống dụng cụ tiện CNC nói chung bao gồm 6 thành phần sau. Đầu gá dao (Turret head ); Khối gá lắp thân dao (Mounting blocks ); Tấm gá lắp thân dao (Mounting plates ); Thân dao (Tool holders ); Ổ lắp thân dao (Sleeves and sockets ); Mảnh hợp kim, gốm sứ, kim cương… (Inserts or cutting tools) CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 96 Hình 5.2. Hệ thống gá dao trên máy tiện (dao không quay) Turret Head (Đầu gá dao) Turret Head (Đầu gá dao) gá thân dao doa gá thân dao doa gá thân dao tiện gá thân dao doa gá thân dao tiện mặt đầu Gá trực tiếp Gá trực tiếp trên holder Gá dao khoan CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 97 Hình 5.2. Hệ thống gá dao trên máy tiện (dao không quay) Dao tiện ngoài Dao tiện mặt đầu Khoan ruột gà Dao doa CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 98 Hình 5.3 . Ổ gá các dụng cụ quay trên trung tâm phay tiện 5.2.1. Turret head Turret head thường có từ 6->12 ỗ gá dao ( tool stations) có thể nhận biết bởi bộ điều khiển. Tùy thuộc vào loai dụng cụ được dùng mà ta có thể dùng khối gá (mounting block) hoặc tấm gá (mounting plate). Thông thường các dao tiện ngoài và khỏa mặt dùng tấm gá. Dao doa, mũi khoan dùng khối gá. Ta dùng ống kẹp (sleeves) hoặc ổ gá (sockets) để gá dụng cụ với các kích thước phần thân khác nhau. Hình 5.4 là kết cấu của đầu gá dao gồm 12 ổ dao với các loại dụng cụ khác nhau. Với các trung tâm tiện 3 trục: X, Z, C (góc quay của trục chính), độ phân giải của trục C đôi khi lên đến 0.001 độ. Với các trung tâm 3 trục này ta dùng các đầu dụng cụ quay (rotating tools) để thực hiện các nguyên công khoan, khoét, doa, tarô, phay…ở bất kỳ vò trí nào Dao Tarô Dao khoan Khoan tâm Dao khoét Dao phay ngón ng kẹp đàn hồi (collet) ng gá dao CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 99 trên chi tiết. Các trung tâm tiện này có thể điều khiển 3 trục đồng thời và ta thường gọi là trung tâm phay tiện 3 trục (Mill-Turn Center). Hình 5.5 mô tả đầu gá dao của trung tâm phay tiện. Hình 5.4. Đàu gá dao tiện Hình 5.5. Đầu gá dao trung tâm phay-tiện 5.2.2. Mảnh lưởi cắt (Cutting Insert) Khi gia công trên máy CNC, ta thường dùng các mảnh lưởi cắt được mã hóa(indexable). Một số loại mảnh lưởi cắt được minh hoạ như Hình 5.6. Hình 5.6. Các loại mảnh lưởi cắt (Cutting Insert) Theo tiêu chuẩn ANSI, các loại mảnh lưởi cắt được chia thành 10 mã ký hiệu như Bảng 5.1. trong đó 7 mã ký hiệu đầu là bắt buộc, 2 ký hiệu tiếp theo là tùy chọn (optional), ký hiệu cuối cùng dành riêng cho nhà chế tạo. Tiêu chuẩn ISO cũng phân chia tương tự nhưng kích thước là mm. COÂNG NGHEÄ GIA COÂNG CNC PHAY TIEÄN 100 Baûng 5.1 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 101 Khi lựa chọn Insert ta cần xem xét kỹ lượng các yếu tố sau: insert shape, insert size, and chip breaker. * insert shape (hình dạng): hình dạng của Insert sẽ ảnh hưởng đến độ bền, góc, số các lưởi cắt, năng lượng tiêu thụ và tính vạn năng của dụng cụ. Góc Insert càng lớn thì nó càng bền, Insert tròn có độ bền lớn nhất, Insert có góc 35 độ là yếu nhất. Việc lựa chọn hình dạng Insert được tóm tắt như sau. 80 0 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong 60 0 shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong 55 0 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt đònh hình, tiện trong 35 0 diamond shape: tiện mặt đònh hình trong và ngoài Round shape (tròn): dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong * kích thước mảnh lưởi cắt (Insert Size ) kích thước của mảnh lưởi cắt được đặc trưng bởi: vòng tròn nội tiếp (inscribed circle (IC)), chiều dày (thickness (T)), và bán kính mủi (nose radius (R)). xem hình 5.7 Hình 5.7. Kích thước mảnh lưởi cắt + Việc chọn IC phụ thuộc vào chiều sâu cắt lớn nhất muốn cắt. Vì IC sẽ ảnh hưởng đến chiều dài lưởi cắt -> ảnh hưởng đến chiều sâu cắt lớn nhất. Xem hình 5.8 Hình 5.8. Quan hệ giửa IC và chiều dài lưởi cắt. Square: L = IC ; Round: L = IC ; Triangle: L = 1.732 IC ; 80 0 diamond : L = 1.015 IC 55° diamond: L = 1.221 IC ; 35° diamond: L = 1.744 IC. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 102 + Chiều dày Insert được lựa chọn theo lượng tiến dao và chiều dài làm việc của lưởi cắt. Dùng đồ thò sau. Hình 5.9. Hình 5.9. Chọn chiều dày mảnh lưởi cắt + Bán kính mũi dao được lựa chọn tuỳ theo lượng tiến dao F và độ bóng bề mặt. Hình 5.10 Hình 5.10. Lựa chọn bán kín mũi dao Cắt liên tục Cắt liên tục Lượng tiến dao F(in/vòng) Chiều dài lưởi cắt CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 103 - Chip Breaker ( Bẻ phoi). Cần có kết cấu insert có khả năng bẻ phoi khi gia công các vật liệu dẻo dai như thép, nhôm, kim loại màu. Khi gia công vật liệu dòn, gia công gián đoạn không cần bẻ phoi. 5.2.3. Thân dao (Tool holder) Thân dao được phân loại theo các đặc trưng sau. Khi lựa chọn thân dao cần xem xét kỹ lượng các yếu tố sau. 1. Holder style (loại ổ gá) 2. Insert shape and size(hình dạng kích thước Insert) 4. Shank dimension (kích thước chuôi dao) 3. Rake angle (góc thoát) 5. Hand type (loại dao trái, phải…) Góc nghiêng chính (lead Angle) cũng là thông số rất quan trọng khi lựa chọn thân dao. Hình 5.11 mô tả cách xác đònh Lead Angle và các loại Lead Angle thường gặp. Hình 5.11. Góc nghiêng chính (lead Angle) 1. Phương pháp kẹp (Clamping method) 5. Loại dao phải, trái (Hand of tool) 2. Hình dạng Insert (Insert shape) 6. Kích thước thân dao (Shank size ) 3. Loại ổ dao (Holder style) 7. Kích thước vòng tròn IC (Insert IC size) 4. Góc thoát (Rake angle) 8. Điều kiện chất lượng ( Qualified condition) [...]... Bảng 5.2 Các quy trình tiện 106 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Bảng 5.2 (tiếp theo) 107 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 5.4/ Cơ sở lập trình tiện NC 5.4.1/ Lập trình theo đường kính và bán kính Phôi sử dụng cho máy tiện CNC thường có dạng tròn xoay nhiều bậc và đối xứng qua đường tâm Bản vẽ kó thuật thể hiện kích thước chi tiết dưới dạng đường kính hoặc bán kính Hệ điều khiển CNC cung cấp hai phương... trình Tiện CNC ( CNC Turning Process) Các quy trình tiện CNC bao gồm 10 quy trình cơ bản sau • Facing (khỏa mặt) • Turning (tiện thẳng) • Profiling(Gia công mặt đònh hình) • Grooving (tiện rãnh) • Drilling (khoan) • Boring( Doa) • Threading( gia công ren) • Chamfering (vát mép) • Cutting off (cắt đứt) • Milling (Phay) Các quy trình tiện trên được mô tả như bảng 5.2 105 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN... G1 X4.5; N70 G0 X12.5 Z20.0; N75 T0100; N80 M30; + Lệnh cắt ren - Khái niệm Tiện ren là một trong những chức năng cơ bản của máy tiện. Hệ điều khiển CNC cung cấp nhiều câu lệnh và chu trình để tiện ren Trên máy tiện CNC ta có thể tiện các loại ren sau 121 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Hình 5.19 Nguyên công tiện ren trên máy CNC Bước tiến ren, bước ren và chiều cao ren: Kí hiệu ren theo hệ mét (ISO);... Chiều : chiều của nội suy cung tròn trên máy tiện CNC như sau G02: CW, hướng từ trục X đến trục Z G03: CCW, hướng từ trục Z sang trục X hình 5 118 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Đối với hệ tọa độ tay trái: hình 5.17 Nội suy cung tròn với máy tiện tay trái 119 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Đối với hệ tọa độ tay phải: Hình 5.18 Nội suy cung tròn với máy tiện tay phải Lưu ý - Dùng R chỉ áp dụng cho...CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Hình 5.12 Phân loại dao tiện CNC 104 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Lead Angle ảnh hưởng trục tiếp đến góc biên dạng (Profile Angle) khi gia công Do vậy nếu Lead Angle bé, không thể gia công được các biên dạng có độ nghiêng lớn Xem hình 5.13 Hình 5.13 Quan hệ giửa Lead Angle... Chu trình tiện trục thẳng (G90) 2 Chu trình tiện mặt đầu (G94) 3 Chu trình cắt ren (G92) + Chu trình hỗn hợp 1 Chu trình gia công tinh (G70) 2 Chu trình tiện hướng trục (G71) 3 Chu trình tiện hướng kính (G72) 4 Chu trình tiện chép hình (G73) 5 Chu trình tiện Rãnh măt đầu (G74) 6 Chu trình tiện Rãnh trụ (G75) 124 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 7 Chu trình cắt ren hỗn hợp (G76) + Chu trình gia công lỗ... để gia công biên dạng trên theo ba bước: hai bước gia công thô và một bước gia công tinh Gia công thô: Chiều sâu cắt 0.9mm, F150mm/ph Gia công tinh: Chiều sâu cắt 0,2mm, F100mm/ph; Điểm bắt đầu chu trình A( 85,2) Đoạn chương trình gia công như sau Φ80 Φ76 G00X85Z2; G90X78.2Z-30F150; X76.4; 125 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN X76.0F100; …………… - Tiện trụ côn: Cấu trúc lệnh: G90 Xx Zz Rr Ff; toạ độ tuyệt... phương pháp tiện trong đó dao di chuyển dọc phương X tạo nên bề mặt vuông góc với trục Z Khi gia công mặt đầu, để bù trừ bán kính ở mũi dao thường phải cho dao đi quá vò trí tâm một lượng nhỏ (khoảng 0,5mm) để hoàn tất bề mặt gia công Đoạn chương trình: G00 X39.0 Z50.0; đònh vò nhanh tại điểm bắt đầu tiện mặt G01 X-0.5 F40.0; gia công mặt đầu dọc trục X 116 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN G00 X40.0... thúc chương trình M03 Quay trục chính theo chiều kim đồng hồ M04 Quay trục chính ngược chiều kim đồng hồ M05 Dừng trục chính M08 Mở dung dòch trơn nguội M09 Tắt dung dòch trơn nguội M23 Rút dao nghiêng 45 độ khi cắt ren M24 Hủy lện M23 M30 Kết thúc chương trình, tự động trả về đầu chương trình M68 CLAMP ON M69 CLAMP OFF M98 Gọi chương trình con 109 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN M99 kết thúc chương. .. khoảng cách tương đối giữa điểm 122 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN cuối ren so với điểm bắt đầu theo hai phương X,Z F là tốc độ cắt Lưu ý: - Ngoài việc dùng lệnh G32 để tiện ren ta còn dùng các lệnh chu trình tiện Ren G92, G76 sẽ giới thiệu ở phần sau - Một số hệ điều hành dùng lệnh tiện ren là G33 Ví dụ cắt ren thẳng ngoài : Lập chương trình để cắt ren 3/4 - 10 UNC như trên hình vẽ Các thông số cần . CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 94 CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ TIỆN NC 5.1. Máy tiện CNC và các trục điều khiển chính 5.1.1. Phân loại: Máy tiện CNC có nhiều loại,. dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong 60 0 shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong 55 0 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt đònh hình, tiện trong 35 0 diamond shape: tiện mặt. thúc chương trình, tự động trả về đầu chương trình M68 CLAMP ON M69 CLAMP OFF M98 Gọi chương trình con CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 110 M99 kết thúc chương trình con, trở về chương