đồ án môn học cad cam cnc

- Máy phay với hệ thống NC kiểu hỗn hợp: Hệ thống NC kiểu hỗn hợp này lý tưởng cho các máy phay có đa nguyên công, bởi vì nó cho phép chuyển động tốt các trụcđồng thời và điều khiển hành

PHẦN 1:

PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT

I PHÂN TÍCH CHI TIẾT:

Chi tiết gia công là một dạng khuôn mẫu Chi tiết chịu áp lựcnhỏ và thường được đúc bằng nhựa nhờ khuôn được chế tạosẵn, khuôn chi tiết thường làm bằng GX 15 - 32 Dễ gia công vàyêu cầu kỹ thuật không cao Tuy nhiên để gia công hàng loạt chitiết cần phải thiết kế và gia công khuôn mẫu rồi sau đó dùngphương pháp đúc nhựa để tạo ra chi tiết cần dùng

1 Lập bản vẽ kỹ thuật ;

2.Chọn vật liệu và phôi ban đầu:

a) Vật liệu:

+với điều kiện làm việc như vậy chi tiết cần có yêu cầu kỹthuật sau :

_ vật liệu phải có độ cứng cao Ở đây ta chọn gang xám 15-32có bk=15

_ Độ không trụ của lỗ  20  0.01mm

b) Phôi ban đầu:

Chọn phôi ban đầu là dạng phôi đúc, dạng hộp

Có kích thước ban đầu: 120 x 120 x 120

3 Phân tích các bước công nghệ để gia công chi tiết:

Thiết kế nguyên công gia công khuôn dưới dùng cho khuôn đúc một sản phẩm.

Hình 3.20:Khuôn dưới dùng cho khuôn đúc 1 sản phẩm

Nguyên công 1: Phay mặt đáy và 2 mặt hai bên; khoan lỗ Þ10(chitiết 1) (Hình 3.21)

Hình 3.21: Phay mặt đáy và 2 mặt hai bên; khoan 4 lỗ Þ10

Định vị: mặt đáy 3 bậc tự do và mặt bên 2 bậc tự do

Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp ren đai ốc, lực kẹp từ phải sangtrái

Chọn máy: Máy phay SERIAL KDVM800L

a) Phay mặt đáy và hai mặt bên

Chọn dao: Dao phay ngón đuôi trụ gắn mảnh hợp kim cứng

D = 20, L = 104, l = 38, z = 6Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư 1,5 mm

Chế độ cắt:

- Chiều sâu phay: t = 1,5 mm

- Lượng chạy dao: s = 0,06 mm/vòng

- Sz = S/z = 0,01 mm/răng

- Tốc độ cắt:

y u p v

z x m

q

Z B S t T

D C V



145 0,44 0,24 0,26 0.1 0,13 0,37

Baíng (5-1), (5-2): Kmv = Kn 600 0,82

750 1

20 145

13 , 0 26

, 0 24 , 0 37 , 0

44 , 0

1 ,

n D

z B s t C

.

.

6 5 , 1 01 , 0 5 , 1 5 , 12 10

13 , 0 73

, 0

1 75 , 0 85 , 0

223 15 60 102

s T

k D C

9,8 0,4 0,5 0,2

56 , 1 20 8 , 9

5 , 0 2 , 0

4 , 0

- Số vòng quay trục chính: n = 1200

.

1000

s T

k D C

56 , 1 5 , 6 8 , 9

5 , 0 2 , 0

4 , 0

- Số vòng quay trục chính: n = 1800

.

1000

s T

k D C

8 , 0 8 48 , 64

5 , 0 9 , 0

2 , 1

- Số vòng quay trục chính: n = 435

.

1000

Nguyên công 2: Phay mặt dưới và 2 mặt bên còn lại (Hình 3.22)

Hình 3.22: Phay mặt dưới và 2 mặt bên còn lại.

Định vị, kẹp chặt và chế độ cắt khi phay thô tương tự nhưnguyên công 1

Chọn máy: Máy phay CNC SERIAL KDVM800L

Chọn dao: Dao phay ngón đuôi trụ: D = 20, L = 104, l = 38, Z = 6

Ở đây ta sẽ tính chế độ cắt cho bước phay tinh mặt dưới

- Chiều sâu phay: t = 0,3 mm

- Lượng chạy dao: s = 0,06 mm/vòng

- Tốc độ cắt:

z x m

q

Z B S t T

D C V

20 145

13 , 0 26

, 0 24 , 0 37 , 0

44 , 0

1 ,

x p

n D

z B s t C

.

10

4066 20

6 3 , 0 06 , 0 3 , 0 5 , 12 10

13 , 0 73

, 0

1 75 , 0 85 , 0

5 , 255 3 60 102

Nguyên công 3: Phay mặt dưới (chi tiết 2) (Hình 3.23)

Định vị, kẹp chặt và chế độ cắt cho gia công thô và tinh nhưnguyên công 2

Hình 3.23: Phay mặt dưới (chi tiết 2)

Nguyên công 4: Khoan và tarô 4 lỗ ren M8 (Hình 3.24)

Định vị, kẹp chặt và chế độ cắt như bước gia công lỗ ren M8thuộc nguyên công 1

Hình 3.24: Khoan và tarô 4 lỗ ren M8 Nguyên công 5: Gia công theo biên dạng khuôn trên, khoan 4 lỗ Þ32

(Hình 3.25)

Định vị và kẹp chặt như nguyên công 1

Chọn máy: Máy phay CNC SERIAL KDVM800L

Hình 3.25: Gia công theo biên dạng khuôn trên, khoan 4 lỗ 32

a) Gia công theo biên dạng khuôn trên

q

Z B S t T

D C V

16 145

13 , 0 26

, 0 24 , 0 37 , 0

44 , 0

1 ,

x p

n D

z B s t C

.

10

4120 16

5 5 , 1 01 , 0 5 , 1 5 , 12 10

13 , 0 73

, 0

1 75 , 0 85 , 0

q

Z B S t T

D C V

Baíng (5-6): Kuv = 1

 Kv = 0,82.1.1 = 0,82

5 3 , 0 06 , 0 3 , 0 60

10 145

13 , 0 26

, 0 24 , 0 37 , 0

44 , 0

1 ,

x p

n D

z B s t C

.

10

5800 10

5 3 , 0 06 , 0 3 , 0 5 , 12 10

13 , 0 73

, 0

1 75 , 0 85

, 0

s T

k D C

 V = 49

35 , 0 60

56 , 1 32 8 , 9

5 , 0 2 , 0

4 , 0

- Số vòng quay trục chính: n = 487 , 5

.

1000

Có nhiều loại máy phay, nếu dựa theo trục đầu dao thì ta có

thể chia ra làm hai loại: Trục ngang và trục đứng

Máy phay cung cấp việc điều khiển ít nhất 2 trục chuyển độngđồng thời Thông thường có ba hoặc bốn trục được điềukhiển

- Máy phay với hệ thống NC hành trình liên tục:

Hệ thống NC có 3 trục điều khiển: Hai trục của bàn máy (X,Y)và một trục chiều sâu (Z) Đôi khi có thể có bốn trục

Các máy phay NC thường được cung cấp đặc tính lựa chọntốc độ trục chính Nhờ đặc tính đó, chúng đảm bảo hiệu quảcao

- Máy phay với hệ thống NC kiểu hỗn hợp:

Hệ thống NC kiểu hỗn hợp này lý tưởng cho các máy phay có

đa nguyên công, bởi vì nó cho phép chuyển động tốt các trụcđồng thời và điều khiển hành trình liên tục trong các nguyên cônggia công các mặt cong hay một kiểu biên dạng nào đó

5.2 Kết cấu máy phay CNC:

Về kết cấu của máy CNC có nhiều khác biệt so với máy côngcụ thông thường và chủ yếu là ở cơ cấu truyền động (Hình2.6)

Hình 2.6: a) Máy phay thông thường b)Máy phay CNC

Cơ cấu truyền động chính là động cơ điện 1 chiều (DC) hoặc động cơ điện xoay chiều (AC).

Động cơ dòng 1 chiều (DC): Điều chỉnh cô cấp tốc độ bằngdòng kích từ, có đặc tính động học tốt cho quá trình gia tốcvà phanh hãm, mômen quán tính nhỏ, độ chính xác điều chỉnh caocho những đoạn đường dịch chuyển chính xác

Động cơ dòng xoay chiều (AC): Điều chỉnh vô cấp tốc độ bằngbộ biến đổi tầng số, cho phép thay đổi tần số, cho phép thay

Hình : a

Hình : b

đổi số vòng quay đơn giản, mômen truyền tải cao, khi thay đổi lựctác dụng số vòng quay vẫn giữ không đổi.

Truyền động chạy dao:

Động cơ dòng 1 chiều và dòng xoay chiều với bộ vitme – đai ốc

bi cho từng trục chạy dao độc lập X, Y, Z

Động cơ dòng 1 chiều có đặc tính động học tốt cho các quátrình gia tốc và quá trình phanh hãm, mômen quán tính nhỏ, độchính xác điều chỉnh cao hơn cho những đoạn đường dịchchuyển chính xác

Bộ vitme – đai ốc bi có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng,

ít ma sát cà không có khe hở khi truyền dẫn với tốc độ cao

Để có thể dịch chuyển chính xác trên các biên dạng, các trụctruyền dẫn không được phép có khe hở và cũng không đượcphép có hiệu ứng Stick-slip (hiện tượng trược lùi do ma sát).Bộ vít me đai ốc bi là giải pháp kĩ thuật đảm bảo được yêu cầuđó (Hình 2.7)

Hình 2.7: Cơ cấu vít me - đai ốc bi

 Phương thức tác dụng của vít me - đai ốc bi:

Các viên bi nằm trong rãnh vitme và đai ốc đảm bảo truyền lực,

ít ma sát, từ trục qua đai ốc vào bàn máy Nhờ hai nửa đai ốclắp theo chiều dài, giữa chúng có vòng cách, có thể điều khỉnhkhử khe hở theo 2 chiều đối ngược nhau

Trong một số giải pháp kêt cấu nâng cao của bộ truyền này,bước nâng cao của rãnh vít trên trục và trên đai ốc có giá trịkhác nhau.

Việc dẫn bi hồi rãnh được thực hiện nhờ các rãnh dẫnhướng bố trí bên trong hoặc các ống dẫn hồi bi bao ngoài trục

5 Hệ toạ độ máy phay CNC:

Hệ thống các toạ độ vuông góc

được xác định theo qui tắc bàn tay

phải Các chuyển động chính của

máy NC được thiết lập theo các

trục X, Y, Z Theo qui tắc bàn tay

trục Y, ngón giữc là trục Z Hệ

thống toạ độ này có liên quan

mật thiết đối với các chi tiết gia công trên máy CNC

Trên các máy gia công điều khiển số theo chương trình số còn cócác trục quay Các trục quay này được kí hiệu bằng các chữcái A, B, C tương ứng với các trục tịnh tiến X, Y, Z Nếu ta nhìntheo hướng dương của một trục thì chuyển động quay theochiều kim đồng hồ là chiều dương

Hình 2.8 là hệ trục toạ độ trong máy phay đứng và máy phayngang

y

x+ A

+ BO

C +

z

Hình 2.8: Hệ trục toạ độ trong máy phay a) Hệ trục toạ độ trong máy phay đứng

b) Hệ trục toạ độ trong máy phay ngang

6 Máy phay CNC SERIAL KAIDA KDVM800L

Hình 2.6: Máy phay SERIAL KAIDA KDVM800L

7.1 Khả năng của máy:

a

- Máy có khả năng thực hiện phay 3D, ngoài ra máy có thểthực hiện các nguyên công như tiện, khoan, doa…

- Độ chính xác lặp lại 0,01.Điều khiển 3 trục X, Y, Z hiệuquả và có thể phay theo chiều thẳng đứng, tiện, doa theo cácmặt XY, YZ, XZ

- Cổng truyền dữ liệu RS232 thích hợp với chương trìnhCIMCO9,6 Pro

- Bộ điều khiển FANUC, HANUC, SIMENUC,

- Trục chính được dẫn động bằng động cơ xoay chiều 3 phađiều chỉnh vô cấp tốc độ thông qua bộ biến tần

- Độ chính xác truyền động của bàn máy được xác địnhnhờ hệ thống phản hồi

- Bàn kẹp, tháo phôi bằng cơ cấu cơ khí

- Lập trình bằng tay (nhờ bảng điều khiển trên máy)

- Lập trình trên máy (nhờ sự trợ giúp của máy tính)

7.2 Các thông số kĩ thuật chính của máy phay KDX 6V

Đặc điểm kỹ thuật Kích thước Đơn vị

Phạm vi dịch chuyển

trục chính

Số vị trí gá dao 20

Công suất động cơ trục

chính

6.3.Lập trình gia công chi tiết trên máy CNC KDX 6V

6.3.1.Mô phỏng quá trình gia công chi tiết trên phần mềm ProeWildfire 2.0

Sử dụng module Manufacturing để lập trình gia công cho máyphay CNC

Ta có thể mô phỏng quá trình chạy dao gia công chi tiết nhưhình 3.27

2.2 Gia công chi tiết.

2.2-1 Tạo phôi ban đầu

+Bước 1: Vào môi trường gia công Sauk hi tạo xong chi tiết ta mở 1 Flie mới

(File\New), Hộp thoại New mở rat a tuỳ chọn vào các mục Manufacturing và Nc

Assembly, đặt tên là Gia-cong-CD1 rồi chọn OK.

+Bước 2: Thiết lập đơn vị cho chi tiết Từ Menu Manager chọn Setup\Units, lúc

này của sổ Units Manager mở rat a nhấp chon millimeter Newton Second (mm Ns), sau đó chọn Set\Close\Done Kết thúc việc thiết lập đơn vị cho chi tiết

+Bước 3: Gọi chi tiết can gia công Từ Menu Manager\Manufacture\Mfg Model\ Assemble\Workpice, của sổ Open mở rat a chọn vào File chi-tiet-kd.prt, chọn Open

Lúc này ta mở được chi tiết cần gia công và tạo phôi ban đầu cho chi tiết

+Bước 4: Tạo phôi ban đầu Từ Menu Manager\Manufacture\Mfg Model\MFG MDL\Create\ Workpice, trên dòng chử Enter Part Name đặt tên phôi là: phoi-ban-dau, rồi chọn √ lúc này xuất hiện Menu mới chọn FEAT CLASS\Solid\Protrusion\ Extrude\

Solid\One side\Done Trong mục SETUP PLANE\Plane, trong mục GET SELECT\Query Sel, lúc này chọn mặt phẳng Top(hình vẽ 2.2-1) cần đùn, chọn Accept, chọn hướng mũi tên đi lên\Okay Màn hình vễ phát được tạo ra, vẽ phôi có kích thước lớn hơn

chi tiết 5 mm, vẽ xong chọn √, trong mục Specto\Blind\Done\Enter Depth:70 chọn √, rồi

chọn OK Lúc này ta được phôi cần tạo như hình vẽ 2.2-1

2.2-2 Thiết lập các thông số kỹ thuật.

A- Nguyên cơng 1:

-Bước 1: Thiết lập các thông số kỹ thuật cho máy Từ Menu Manager\Manufacture\

Mfg Setup, lúc này của sổ Operation Setup mở ra Chọn vào biểu tượng Open Machine Tool dialog to Create or Redetine machine, của sổ Machine tool Setup mở ra

 Trong mục Machine Name: đặt tên cho máy là MCV-1000

+ Machine Type: Mill

+ Number of Axis: 3 Axis

 Trong mục Spinde thiết lập các thông số sau:

+ Maximum Speed: 8000 rpm

+Hor sepower : 6.67

 Trong mục Feed:

+Rapid Traverse: mmPM

+ Rapid Feed rate :0.5

 Trong mục cutting tools (tool change time: 5 sec)

 Trong mục Travel

+ X Axis Travel:  500  500

+Y Axis Travel: 250  250

+ X Axis Travel: 200  200

Kết thúc việc thiết lập toạ độ cho máy chọn Apply\OK

-Bước 2: Thiết lập toạ độ vị trí ban đầu cho dao Trong cửa sổ Operation Setup\

General\Machine Zero, Menu Manager mở ra tuỳ chọn Mach\Csys\Create\GET SELECT\Pick, kích chọn vào phôi vừ tạo\ Done Lần lượt chọn vào 3 mặt phẳng cần đặt dao

Trong mục Coord Sys lần lượt

Chọn Z-Axis, Y-Axis, ta được hướng các mũi tên như

Hình vẽ.a2

Trong của sổ Operation Setup chọn vào Surfac\Along Z Axis\ Enter Z Depth:10\OK Kết thúc việc thiết lập toạ độ chọn Apply\ok

-Bước 3: Thiết lập các thông số cho dao và cho

quá trình cắt Từ Menu Manager\Manufacture\

Machining\NC Sequence\Volume\Done Trong

Menu SEQ SETUP tuỳ chọn Tools, Parametets

và Volume\Done Lúc này của sổ MCV_1000

Tools Setup mở ra

Chọn xong tuỳ chọn vào Apply, kết thúc việc cài đặt chế độ cắt cho dao.

- Bước 4: Trên Menu MFG PARAMS\Set, của sổ Param Tree mở ra Trên Menu\Edit\

copy From tool\All\ Roughing, ta sửa lại các hạng mục sau:

+ CLEAR-DIST:1

+COOLANT- OPTION: ON

Sửa xong trên Menu\flie\save Trong mục Enter file name: milprm01\ok, sau đó File\Exit

-Bước 5: Sau khi của sổ Param Tree được đóng lại ta chọn Done\ Create Vol, lúc này đặt tên là: V1\ √ Trên Menu\ Create\Sketch\Extrude\Solid\Done\One side\Done Lúc

này trên mục SETUP PLANE\Plane, GET SELECT\ Queyry Sel Chọn mặt phẳng để vẽchi tiết cần gia công, sau đó chọn Accept, chọn hướng mũi tên đi vào chi tiết\Okay Sau

khhi vẽ xong chọn √\Spec to\ Blind\ Done, trên dòng Enter Depth nhập 5, mặt phẳng cần bỏ đi có chiều dày 5 mm, sau đó chọn √\ Ok Trên Menu CREATE VOL\ Offset\

Walls\tool Radius\Horizontal\Done\Okay\Done\Return

- Bước 6: Biên dịch và chạy chương trình Trên Menu NC QUENCE\Play path\Nc

Check, trên Me nu của màn hình Pro/En chọn vào Utilities\Option\ lần lượt gỏ vào NC Check-type và NC check vào hai mục Option và Value\(AAd/Change), sau đó chọn

Hình a.4: Lưu các thông số kỹ thuật của dao

Apply\Close Chọn vào NC Check \ Run để xem gia công, chọn Save đặt tên NC1-MP\ok\Done\Return\Done Seq kết thúc nguyên công 1.

b- Nguyên cơng 2:

-Bước 1: Từ MauFacture\NC Sequence\New Sequenc, trên Menu

MACH AaX\Volume\Done, lúc này trên Menu SEQ SETUP tuỳ chọn

Tool, Parameters, Retract, Volume\Done Của sổ Tools Setup mở, ta

chọn lại các thông số cho nguyên công thứ hai

Chọn xong tuỳ chọn vào Apply, kết thúc việc cài đặt chế độ cắt cho dao.

- Bước 2: Trên Menu MFG PARAMS\Set, của sổ Param Tree mở ra Trên Menu\Edit\

copy From tool\All\ Roughing, ta sửa lại các hạng mục sau:

+ CLEAR-DIST:1

+COOLANT- OPTION: ON

Sửa xong trên Menu\flie\save Trong mục Enter file name: milprm02\ok, sau đó File\Exit

-Bước 3: Trong mục Retract Surface Option, chọn vào Along Z Axis nhập vào 20\ok -Bước 4: Sau khi của sổ Param Tree được đóng lại ta chọn Done\ Create Vol, lúc này đặt tên là: V2\ √ Trên Menu\ Create\Sketch\Extrude\Solid\Done\One side\Done Lúc

này trên mục SETUP PLANE\Plane, GET SELECT\ Queyry Sel Chọn mặt phẳng để vẽchi tiết cần gia công, sau đó chọn Accept, chọn hướng mũi tên đi vào chi tiết\Okay Sau

khhi vẽ xong chọn √\Spec to\ Blind\ Done, trên dòng Enter Depth nhập 30, mặt phẳng cần bỏ đi có chiều dày 30 mm, sau đó chọn √\ Ok Trên Menu CREATE VOL\ Offset\

Walls\tool Radius\Horizontal\Done\Okay\Done\Return

-Bước 5: Biên dịch và chạy chương trình Trên Menu NC QUENCE\Play path\Nc

Check, trên Me nu của màn hình Pro/En chọn vào Utilities\Option\ lần lượt gỏ vào NC Check-type và NC check Run để xem gia công, chọn Save đặt tên NC2-RV\ok\Done\Return\Done Seq kết thúc nguyên công 2

-c Nguyên công 3:

-Bước 1: Từ ManuFacture\NC Sequence\New Sequenc, trên Menu MACH AaX\

Volume\Done, lúc này trên Menu SEQ SETUP tuỳ chọn Tool, Parameters, Retract, Volume\Done Của sổ Tools Setup mở, ta chọn lại các thông số cho nguyên công thứ hai

Chọn xong tuỳ chọn vào Apply, kết thúc việc cài đặt chế độ cắt cho dao

- Bước 2: Trên Menu MFG PARAMS\Set, của sổ Param Tree mở ra Trên Menu\Edit\

copy From tool\All\ Roughing, ta sửa lại các hạng mục sau: