Đề Cương Bài Giảng Công Nghệ CNC _ www.bit.ly/taiho123

Trên cơ sở phân tích trên ta có thể định nghĩa lập trình NC như sau: Quá trình thiết lập các lệnh cho dụng cụ cắt trên cơ sở bản vẽ chi tiết và các thông tin công nghệ rồi chuyển các th

Chương 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LẬP TRÌNH

GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ CNC

1.1 Khái niệm về lập trình NC cho máy công cụ CNC

Trên các máy CNC quá trình gia công được thực hiện một cách tự động Hệ thống điều khiển số sẽ điều khiển quá trình gia công theo một chương trình đã lập sẵn

Quá trình hình thành chương trình NC được hiểu như sau: Từ bản vẽ thiết kế người lập trình có những thông tin về hình học để tính toán sắp xếp các lệnh điều khiển theo trình tự nhất định Đồng thời người lập trình phải cung cấp các thông tin công nghệ để hình thành chương trình NC Như vậy chương trình NC chứa toàn bộ các thông tin về hình học và thông tin công nghệ của quá trình gia công

Trên cơ sở phân tích trên ta có thể định nghĩa lập trình NC như sau: Quá trình

thiết lập các lệnh cho dụng cụ cắt trên cơ sở bản vẽ chi tiết và các thông tin công nghệ rồi chuyển các thông tin này sang bộ phận mang dữ liệu được mã hoá và sắp xếp theo dạng mà máy có thể hiểu được gọi là lập trình

1.2 Vị trí của chương trình NC trong sản xuất

Vị trí của chương trình NC trong chuẩn bị sản xuất

Trong quá trình chuẩn bị sản xuất, chương trình NC có một vị trí quan trong được thể hiện bằng sơ đồ sau:

Hình 5.1 – Vị trí của chương trình NC trong chuẩn bị sản xuất

Chương trình NC Máy công cụ CNC

1.2.1 Vị trí của chương trình NC trong hệ thống CIM

Hình 5.2 – Vị trí của chương trình NC trong hệ thống CIM

CIM = Computer integrated Manufacturing

CIM = (Hệ thống sản xuất với sự tích hợp của máy tính)

1.2.2 Sơ đồ khối của chương trình NC

Hình 5.3 – Sơ đồ khối của chương trình NC (Theo DIN 66025)

Điều khiển NC Điều khiển CNC

Câu Các thông tin đường Các thông tin công nghệ

1.3 Quỹ đạo gia công

Khi gia công dao và chi tiết chuyển động tương đối với nhau Tuy nhiên khi lập trình gia công người ta quy ước dụng cụ chuyển động tương đối so với hệ thống toạ độ còn chi tiết đứng im

Hình 5.4 – Sơ đồ quỹ đạo tâm dao 1- Đường viền (contour); 2 – Quỹ đạo chuyển động của tâm dao

1

2

1.4 Cách ghi kích thước cho chi tiết gia công

Để lập trình gia công trên máy CNC thì các kích thước của chi tiết gia công được ghi theo hệ toạ độ đề các Có hai cách ghi kích thước cho chi tiết gia công trên bản vẽ:

- Ghi kích thước tuyệt đối

- Ghi kích thước tương đối

a Ghi kích thước tuyệt đối

Theo cách ghi này tất cả các kích thước đều xuất phát từ gốc toạ độ chi tiết (W)

Hình 5.5 – Ghi kích thước theo phương pháp tuyệt đối

b Ghi kích thước tương đối

Hình 5.6 – Ghi kích thước theo phương pháp tương đối

Theo cách ghi này tất cả các kích thước được xuất phát từ gốc toạ độ chi tiết tạm thời Gốc toạ độ chi tiết tạm thời sẽ được lấy theo điểm vừa xác định liền ngay trước điểm ta cần xác định Trong thực tiễn nếu ta ghi kích thước theo phương pháp này thì nó ảnh hưởng đến kết quả gia công (sai số chuẩn)

Trong thực tế lập trình căn cứ vào cách ghi kích thước mà người ta có thể lập trình tuyệt đối hoặc lập trình tương đối Trong một chương trình NC có thể sử dụng đồng thời cả hai cách lập trình tương đối và tuyệt đối

1.5 Một số chức năng trong lập trình NC

Chức năng G là chức năng dịch chuyển của dụng cụ cắt được viết tắt của từ Geometric Function Ngoài chức năng dịch chuyển G còn xác định chế độ làm việc của máy CNC Chức năng G được mã hoá từ G00 đến G99 (Theo DIN66025)

Một số chức Năng G căn bản

G00 – Chạy dao nhanh không cắt gọt

G01 – Chạy dao cắt gọt theo đường thẳng có nội suy

G02 – Chạy dao cắt gọt theo cung tròn cùng chiều KĐH có nội suy

G03 – Chạy dao cắt gọt theo cung tròn ngược chiều KĐH có nội suy

G10 – Chạy dao nhanh không cắt theo toạ độ cực

G20 – Lệnh định nghĩa đơn vị lập trình là hệ anh

G21 – Lệnh định nghĩa đơn vị lập trình là hệ mét

G22 – Lệnh gọi chương trình con

G40 – Huỷ bỏ hiệu chỉnh bán kính dao

G41 – Hiệu chỉnh bán kính dao sang trái Contour

G42 – Hiệu chỉnh bán kính dao sang phải Contour

G54 – G59: Dịch chuyển điểm không chi tiết

F – Lượng chạy dao (mm/ph – v/ph)

1.6.1 Khái niệm về chương trình NC

Chương trình NC là một file chứa các lệnh điều khiển máy, mỗi lệnh điều khiển

một thao tác, một chức năng nào đó của máy Các lệnh được viết bằng các mã quy định và sắp xếp theo một thứ tự để máy có thể hiểu được khi nó làm việc

Các chương trình NC chúng phụ thuộc rất nhiều vào các nhà sản xuất máy CNC Nói chung các nhà sản xuất máy CNC hiện nay đều sử dụng rộng rãi các hệ điều khiển theo tiêu chuẩn ISO hoặc theo DIN66025

Trong chương trình NC các lệnh được viết dưới dạng các câu lệnh Một câu lệnh bao gồm nhiều từ lệnh, các từ lệnh được viết trong câu lệnh bao gồm có phần chữ cái và phần số

Phần chữ cái thông thường diễn tả địa chỉ, phần số thông thường diễn tả mã lệnh hoặc giá trị Hình sau đây diễn tả cấu trúc của một câu lệnh và cấu trúc của những

từ lệnh trong câu lệnh

Hình 5.7 – Cấu trúc của một câu lệnh NC

1.6.2 Cấu trúc của chương trình NC (DIN66025)

Một chương trình NC bao gồm có các phần chính như sau:

Số câu lệnh Từ lệnh Từ lệnh Từ lệnh

- Phần nội dung chương trình – Phần này diễn tả các quá trình công nghệ gia công

và điều khiển máy Mở đầu chương trình là các lệnh xác định (khai báo) vị trí của phôi so với gốc tạo độ máy, kế tiếp là những lệnh điều khiển máy gia công chi tiết

- Phần kết thúc chương trình – Bằng lệnh M30 hoặc M02

1.6.3 Chương trình chính và chương trình con (DIN66025)

- Chương trình chính (mainprogramm) thường được ký hiệu bằng dấu % và kèm theo các con số chỉ địa chỉ của chương trình trong bộ nhớ của máy CNC Số lượng các con số sau ký hiệu % phụ thuộc vào từng hệ điều khiển và khả năng của bộ điều khiển Chương trình chính là chương trình gia công toàn bộ chi tiết

- Chương trình con (subprogramm) được ký hiệu bằng chữ S (hoặc U) và các con

số Kết thúc chương trình con bằng lệnh M99 hoặc M17 tuỳ theo hệ điều khiển

- Trong một chương chính có thể có một hoặc nhiều chương trình con Chương trình con chỉ thực hiện gia công một bề mặt hoặc một tập hợp bề mặt của chi tiết gia công Chương trình con có thể sử dụng một lần hoặc nhiều lần trong chương trình

NC

Hình 5.8 – Ví dụ về chương trình chính và chương trình con

1.6.4 Lặp lại một đoạn chương trình (DIN66025)

Ngoài chức năng chương trình con, các hệ điều khiển CNC còn có chức năng lặp lại một đoạn chương trình Khi thực hiện chức năng này một đoạn chương trình sẽ được lặp lại, số lần lặp lại phụ thuộc vào các tham số S khi lập trình

HHình 5.9 – Ví dụ về lặp lại một đoạn chương trình

cá nhân để tính toán các thông số khi lập trình Lập trình bằng tay đòi hỏi người lập trình ngoài việc làm chủ phương pháp lập trình còn phải có kiến thức về toán học và kiến thức về công nghệ

b Lập trình bằng máy

Khi lập trình bằng máy (có máy tính trợ giúp) người lập trình mô tả (khai báo) hình dáng hình học của chi tiết gia công, các quỹ đạo chuyển động của dụng cụ cắt

và chức năng của máy theo ngôn ngữ mà máy có thể hiểu được

Lập trình bằng máy có ưu điểm là không cần thực hiện các phép tính tay, chỉ cần truy nhập một số dữ liệu nhưng có thể sản sinh một lượng lớn dữ liệu cho những tính toán cần thiết, đồng thời hạn chế được các lỗi lập trình

Khi lập trình bằng máy, máy tính phải có các chương trình tính toán đặc biệt sau:

Chương trình xử lý (processor) là chương trình phần mềm thực hiện các tính toán hình học và công nghệ Người ta gọi các dữ liệu của chương trình xử lý là CLD ( Cutter Location Data), các dữ liệu này đưa ra một giải pháp chung mà không phụ thuộc vào máy công cụ CNC nào CLD có các dữ liệu xác định vị trí dụng cụ cắt CLD chứa các lệnh ngắn gọn nhất và các mã trong đó không hợp với hệ CNC nào

Trong phần mô tả hình học của chi tiết như các điểm, đoạn thẳng, cung tròn… còn phần mô tả quá trình gia công như khoan, phay, chế độ cắt, dụng cụ cắt, dung dich trơn nguội… cả hai việc mô tả trên đây tạo ra một chương trình nguồn Từ chương trình nguồn này máy tính tạo ra chương trình NC phù hợp với máy CNC nhờ bộ hậu

xử lý

Muốn dùng CLD cho một hệ CNC nào cụ thể phải dùng một chương trình đặc biệt gọi là chương trình hậu xử lý (Postprocessor), có nhiệm vụ dịch chương trình NC dưới dạng CLD thành các mã lệnh để cho hệ CNC có thể hiểu được và thực hiện quá trình điều khiển máy gia công

1.6.6 Các hình thức tổ chức lập trình NC

Để thực hiện việc lập trình trong nhà máy người ta thường sử dụng hai hình thức tổ chức lập trình sau đây:

- Lập trình tại phân xưởng

- Lập trình trong chuẩn bị sản xuất

Lập trình tại phân xưởng

Lập trình tại phân xưởng được thực hiện trực tiếp trên máy thông qua bảng điều khiển Màn hình của hệ điều khiển giúp cho người lập trình quan sát được các dữ liệu đưa vào máy, tránh được các lỗi của chương trình Sau khi lập trình xong ngưòi ta có thể cho chạy chương trình mô phỏng bằng đồ hoạ trên màn hình Như vậy qua việc mô phỏng người ta có thể phát hiện các lỗi của chương trình như lỗi về cú pháp lệnh hoặc lỗi về công nghệ Nếu xảy ra lỗi chương trình thì người lập trình phải sửa lại chương trình do đó người lập trình phải có trình độ nghề nghiệp cao mới có thể kiểm soát và làm chủ chương trình

Lập trình trong chuẩn bị sản xuất

Khi một nhà máy có quy mô sản xuất lớn, có sử dụng nhiều máy CNC khác nhau, gia công nhiều chủng loại chi tiết khác nhau, số lượng chi tiết trong cùng loại là lớn thì cần phải lập trình tập trung trong chuẩn bị sản xuất Công việc này được thực hiện tại phòng công nghệ hoặc các trung tâm lập trình Như vậy nhà máy cần có một đội ngũ lập trình viên được đào tạo chuyên môn hoá và ứng dụng thành thạo các phương pháp lập trình Ưu điểm của hình thức lập trình này là năng suất lập trình cao,

người lập trình có thể chưa vận hành thành thạo các máy nhưng vẫn có thể lập trình gia công cho nhiều loại chi tiết khác nhau

- Nếu các máy CNC được nối mạng thì chương trình NC có thể được truyền trực tiếp từ phòng lập trình thông qua mạng

- Nếu các máy chưa được nối mạng với trung tâm lập trình thì phải ghi chương trình ra bộ nhớ ngoài và nạp trực tiếp vào máy CNC

Tuy nhiên hình thức lập trình này còn có nhược điểm là khi đổ các chương trình vào máy CNC chỉ phát hiện đựơc lỗi khi gia công thử hoặc chạy mô phỏng

1.6.7 Các phương pháp lập trình NC

a Lập trình đối xứng qua các trục toạ độ

Với hình thức lập trình này, trong quá trình lập trình người ta có thể thực hiện các lập trình để gia công các bề mặt có tính chất đối xứng:

- Đối xứng toạ độ X qua trục Y

Hình 5.12 – Lập trình đối xứng đồng thời qua trục X và Y

Theo DIN 66025 trong lập trình phay CNC thì các lệnh lập trình đối xứng là:

- M81: Đối xứng các toạ độ X qua Y

- M82: Đối xứng các toạ độ Y qua X

- M83: Đổi dấu toạ độ Z

- M84: Đối xứng đồng thời các toạ độ X ,Y qua X ,Y

- M85: Đối xứng các toạ độ Y và đổi dấu toạ độ Z

- M86: Đối xứng các toạ độ X và đổi dấu toạ độ Z

- M80: Xoá bỏ chức năng lập trình đối xứng

b Lập trình có xê dịch điểm chuẩn (W)

Khi lập trình có xê dịch điểm chuẩn thì các giá trị cần xê dịch phải được xác định cụ thể Việc xê dịch điểm chuẩn tạo cho ta có thể lặp lại chương trình gia công nhiều bề mặt giống nhau ở các vị trí khác nhau mà không cần phải có các tính toán phức tạp

Theo DIN 66025 thì các lệnh xê dịch vị trí điểm chuẩn gồm các lệnh từ G54 đến G59 trong đó: Từ G54 – G56 là dịch chuyển điểm chuẩn tuyệt đối; từ G58 đến G59 là dịch chuyển điểm chuẩn tương đối

Các lệnh dịch chuyển điểm chuẩn có cú pháp như sau:

G54 X… Y… Z… hoặc G57 X… Y… Z…

G59 X… Y… Z… [I…] [J…] [A…]

Hình 5.14 – Ví dụ về lập trình dịch chuyển và quay gốc tạo độ tương đối.

Với lệnh dịch chuyển gốc toạ độ trên hình 5.14; Trước tiên gốc toạ độ được dịch chuyển một khoảng theo phương X = 100, theo phương Y = 20 sau đó mới được quay tương đối so với gốc vừa chuyển đến tại tâm quay có toạ độ tương đối theo phương X là I = -30; theo phương Y là J =20 với góc quay A = 1200

c Lập trình tham số và lập trình tham số có sử dụng các công thức toán học

Lập trình tham số là khi gia công (trong chương trình chính và chương trình con) người ta thay các gia trị số bằng các tham số đặc trưng Các tham số có thể thay cho giá trị toạ độ, chế độ cắt, các giá trị dụng cụ cắt, các giá trị góc…

Lập trình tham số được ứng dụng khi gia công các chi tiết tương tự về mặt hình học nhưng lại có kích thước khác nhau Tuỳ theo các hệ điều khiển CNC khác nhau

mà người ta định nghĩa các tham số là khác nhau; Ví dụ có thể dùng chữ E; Q; P hoặc

R để định nghĩa các tham số Các tham số có thể là một giá trị thực hoặc là một biểu thức toán tử với các phép tính: Cộng; trừ; nhân ; chia hoặc khai căn…

Khi lập trình các tham số phải được định nghĩa trước và khi muốn thay đổi giá trị các tham số để gia công các chi tiết khác nhau ta chỉ việc định nghĩa lại các tham số

là được mà không cần phải thay đổi trong chương trình gia công

Lập trình tham số có ý nghĩa rất lớn trong sản xuất nhóm, nhờ lập trình tham số

mà việc thay đổi chương trình để gia công các chi tiết khác nhau trong nhóm nhanh, không phải hiệu chỉnh sửa chữa chương trình gia công

d Lập trình với chương trình Macro

Macro thực chất là các chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ Các Macro có thể được coi như các chương trình con Thông thường các Macro được xây dựng để gia công một bề mặt hoặc nhóm các bề mặt có tính chất đặc biệt và thường xuyên được sử dụng đến Trong một số hệ điều khiển CNC hiện đại các Macro được xây dựng sẵn ở trạng thái mở để người lập trình có thể khai báo các tham số khi sử dụng Trường hợp này thường gọi là các chu trình gia công hay còn gọi là các vĩ lệnh

e Lập trình có tính đến tỷ lệ (phóng to, thu nhỏ)

Các phần mềm lập trình cho phép người ta có thể lập trình theo các hệ số tỷ lệ khác nhau khi thực hiện việc lập trình với các chi tiết có hình dạng tương tự nhau nhưng có kích thước to nhỏ khác nhau theo một tỷ lệ nhất định cho trước

Chương 2: MÁY CÔNG CỤ CNC

Khi gia công chi tiết trên máy công cụ thông thường người công nhân thường dùng tay để điều khiển máy Người công nhân căn cứ vào phiếu nguyên công để cắt gọt chi tiết nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra Trong trường hợp như vậy năng suất và chất lướngản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của người công nhân

Hình 2.1 – Máy tiện và máy phay thông thường

Đối với máy công cụ NC thì việc điều khiển chức năng máy được quyết định bằng các chương trình đã lập sẵn Hệ thống điều khiển NC là hệ thống điện tử Thông tin đưa vào thông qua băng đục lỗ hoặc băng từ Máy thực hiện chức năng theo từng khối lệnh, khi khối trước kết thúc máy mới đọc tiếp khối lệnh kế tiếp để thực hiện các lệnh dịch chuyển của các cơ cấu chấp hành Máy có khả năng nội suy đường thẳng, cung tròn, chức năng dọc theo băng Các máy NC không có chức năng lưu trữ chương trình

Các máy CNC có một máy tính để thiết lập phần mềm để điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy Các chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ nhớ Khi gia công máy tính xuất các lệnh để điều khiển máy Máy công

cụ CNC có khả năng thực hiện các chức năng như:

- Nội suy đường thẳng

- Nội suy mặt parabol và bất kỳ mặt bậc 3 nào

- Bù chiều dài và đường kính dụng cụ

Hình 2.2 – Một số máy tiện CNC và máy phay CNC

2.4 Hệ trục toạ độ trên máy công cụ CNC

Các trục toạ độ của máy CNC cho phép xác định chiều chuyển động của các cơ cấu máy và dụng cụ Các trục tạo độ đó là:

2.4.1 Trục Z

Thông thường trên tất cả các máy công cụ CNC trục Z thường song song với trục chính của máy và có chiều dương xa dần chi tiết gia công được gá trên mâm cặp (máy tiện) hoặc trên bàn máy (máy phay)

2.4.2 Trục X

Trục X là trục nằm ngang trên mặt bàn

máy và thông thường nó được xác định

theo phương nằm ngang

2.4.3 Trục Y

Trục Y được xác định sau khi đã xác

định được trực Z & X, chiều dương

được xác định theo quy tắc bàn tay

phải (hình 2.4) Để xác định chiều

quay dương của các trục ta xác định

như sau: Choãi ngón tay cái ra theo

chiều dương của trục; cuộn các ngón

tay lại vào lòng bàn tay, chiều cuộn

của các ngón tay đó là chiều quay

dương của trục quay tương ứng

2.4.4 Trục phụ

Trên máy CNC ngoài các trục chính trên ra còn có các trục phụ như trục U;V;W các trục này song song với các trục tương ứng là X;Y;Z các trục quay tương ứng xung quanh trục X;Y;Z là A;B;C… theo quy ước chung cho tất cả các máy CNC thì người

ta coi dao chuyển động thay cho chi tiết gia công chuyển động

a Điểm chuẩn của máy (M)

Điểm chuẩn của máy (M) hay còn gọi

là điểm gốc 0 của máy Điểm này do nhà chế tạo máy quy định theo kết cấu của từng loại máy Thông thường điểm M là điểm giới hạn vùng làm việc của máy; Điều đó có nghĩa là trong phạm vi vùng làm việc của máy các dịch chuyển của các cơ cấu máy có thể thực hiện theo chiều dương của các tọa độ Ví dụ điểm chuẩn của máy (M) trên máy phay đứng, máy tiện ngang hoặc máy khoan cần được thể hiện như trên hình vẽ sau đây

b Điểm 0 của chi tiết gia công (W)

Hình 2.3 - H• tr ụ c to ạ độ c ủ a máy CNC

+A

U

P +B

+Y

+Z

V

Q

R W

thường được các nhà lập trình đặt tại mặt đầu của chi tiết Để chống hiện tượng nhầm lẫn các nhà lập trình thường đặt chi tiết nằm trong vùng có giá trị âm (-) của trục Z Điểm W trên máy phay thường được áp dụng theo quy tắc: Trên - Trước - Trái; Có nghĩa là điểm W phải được đặt ở mặt trên của phôi ở mặt trước và nằm ở góc trái của phôi (coi phôi là hình hộp chữ nhật có các cạnh song song với các trục tọa độ)

c Điểm chuẩn của dao (p)

Các loại dao khác nhau thì điểm chuẩn của chúng khác nhau: Đối với dao tiện thì điểm chuẩn của dao là mũi dao Đối với dao phay thì điểm chuẩn của dao nằm trên mặt đầu của dao

d Điểm chuẩn của giá dao (T) và điểm gá dao (N)

Điểm T được dùng để xác định hệ trục tọa độ của dao và thông thường điểm T trùng với điểm N trong quá trình gá lắp dao trên máy

e Điểm điều chỉnh dao (E)

Khi gia công phải sử dụng nhiều dao như vậy kích thước của chúng phải được xác định bằng cơ cấu điều chỉnh dao Mục đích của việc điều chỉnh dao là để có thông tin chính xác cho hệ thống điều khiển về kích thước của dao Khi dao được gá đặt thì điểm E trùng với điểm N

f Điểm gá đặt hay còn gọi là điểm tỳ (A)

Điểm A là điểm tỳ chủ chi tiết lên đồ định vị của đồ gá Điểm A có thể trùng với điểm W hoặc lựa chọn tuỳ ý

g Điểm không của chương trình (hay điểm P của dụng cụ cắt)

Đây là điểm trước khi gia công dụng cụ cắt nằm ở đó Điểm 0 của chương trình phải xác định sao cho khi thay dao không bị ảnh hưỏng của chi tiết hoặc đồ gá

•••• Cấu trúc:

Máy công cụ CNC được thiết kế cơ bản giống như máy công cụ vạn năng.Sự khác nhau thật sự là ở chỗ các bộ phận liên quan đến tiến trình gia công của máy công

cụ CNC được điều khiển bởi máy tính

Các hướng chuyển động của các bộ phận máy công cụ CNC được xác định bởi một hệ trục tọa độ, hệ trục tọa độ này liên quan đến chi tiết gia công và các chuyển động tương đối của dao Những chuyển động cần thiết cho tiến trình gia công của các

bộ phận máy (bàn máy, đầu revolve và các bộ phận khác) được tính toán, điều khiển

và kiểm tra bởi máy tính Với mục đích này mỗi chuyển động của các bộ phận máy có một hệ thống đo riêng để tính toán các vị trí tương ứng và phản hồi thông tin này về hệ điều khiển

tay dựa theo bản vẽ chi

tiết gia công, gá phôi và

dụng cụ cắt cũng như

điều chỉnh độ song song

giữa dao và chi tiết

Nhập dữ liệu:

Chương trình NC được nhập vào hệ điều khiển NC bởi băng đục lỗ

Nhập dữ liệu:

Chương trình NC có thể được nhập vào hệ điều khiển CNC thông qua bàn phím, đĩa hoặc cổng giao tiếp dữ liệu (seriell, Bus) Nhiều chương trình NC

được lưu trữ trong 1 bộ lưu trữ

Điều khiển bằng tay:

Người công nhân cài đặt

các thông số công nghệ

(số vòng quay, lượng

chạy dao ) vá điều

khiển thông qua các tay

quay

Điều khiển NC:

Điều khiển NC sử lí các thông tin từ chương trình NC về đường dịch chuyển và các chức năng máy và đưa ra các tín hiệu điều khiển tương ứng tới từng các bộ phận hình thành máy NC

Điều khiển CNC:

Máy tính được tích hợp trong hệ điều khiển CNC và phần mềm tương ứng kiểm soát toàn bộ các chức năng điều khiển của máy công cụ Nhờ đó bộ lưu trữ lưu trữ các chương trình, dữ liệu gia công, dụng cụ cắt và các giá trị hiệu chỉnh Thông thường phần mềm phân tích lỗi cũng được tích hợp trong hệ điều khiển

CNC

Kiểm tra:

Người công nhân đo và

kiểm tra kích thước

bằng tay, nếu cần thiết

phải lập lại tiến trình gia

công

Kiểm tra:

Máy NC đã đảm nhận trong khi gia công đảm bảo các kích thước chi tiết bởi sự phản hòi thường xuyên của hệ thông đo

và của motor vị trí

Kiểm tra:

Trên máy công cụ CNC, kích thước của chi tiết gia công được đảm bảo trong suốt quá trình gia công với sự phản hồi liên tục của hệ thống đo Nhờ có các cảm biến đo được tích hợp, máy CNC có khả năng điều khiển được kích thước trong suốt quá trình gia công song song với các hoạt động gia công, nó có khả năng liên tục làm việc trong hệ điều khiển CNC, ví dụ như để kiểm tra và tối ưu hóa các

chương trình NC mới

•••• Tính kinh tế

Ưu điểm của máy công cụ CNC:

1 Tốc độ gia công cao làm giảm thời gian gia công cơ bản, thời gian phụ, thời gian

chuẩn bị Các nhân tố sau làm tăng tính kinh tế của máy công cụ CNC:

- Chương trình gia công được lập trực tiếp trên máy

- Các công việc chuẩn bị chương trình, vật liệu, dụng cụ và nhập các dữ liệu được thực hiện tại chỗ làm việc

- Lưu trữ trong các trường hợp gia công lập lại của một chương trình gia công chi tiết đặc biệt dưới dạng chương trình con

- Tối ưu hóa chương trình NC trong hệ điều khiển

- Mô tả hình dạng chi tiết gia công theo cơ sở hình học đơn giản

- Chạy dao tự động cho đến khi đạt kích thước

- Tự động vận hành các chức năng của máy vá trực tiếp can thiệp khi xảy ra lỗi hoặc bị nhiễu

- Tự động quản lý quá trình sản xuất thông qua hệ điều khiển CNC (tự động đo và kiểm tra)

- Hệ thống ổ dao chứa nhiều dao

- Có khả năng chuẩn bị dụng cụ cắt bên ngoài máy mà không ảnh hưởng đến quá trình gia công

2 Chất lượng chi tiết gia công ổn định, ít phế phẩm

3 Làm tăng độ chính xác gia công, do cấp chính xác của máy cao (1/1000mm độ

chính xác đo)

4 Thời gian gia công ngắn thông qua việc tổ chức sản xuất và nối kết các chương

trình gia công riêng lẻ

5 Thời gian vận hành máy cao

6 Tính linh hoạt trong sản xuất tốt hơn bởi hệ thống gia công

Do những ưu điểm trên nên máy công cụ CNC chiếm ưu thế trong gia công cắt gọt

7 Phạm vi ứng dụng rộng (xem hình 2) là đặc điểm tiêu biểu của máy công cụ CNC

1

2 3

4

Năng suất

Độ phức tạp và độ chính xác gia công

Máy công cụ CNC Máy công cụ thông thường

Hình 2: Phạm vi ứng dụng của máy công cụ CNC

Những yêu cầu khi sử dụng máy công cụ CNC

Để vận hành và lập trình trên máy công cụ CNC, nhất thiết đòi hỏi người vận hành máy phải có trình độ cao Có thể không cần kinh nghiệm từ máy công cụ vạn năng do tốc độ cắt cao hơn rất nhiều

2.7 Các chỉ tiêu gia công của máy CNC

2.7.1.Thông số hình học (không gian gia công)

Thông số hình học của máy CNC hay còn gọi là vùng gia công của máy các thông

số không gian mà trong đó dụng cụ cắt và chi tiết gia công có thể tác động qua lại ở bất kỳ vị trí nào Đối với chi tiết gia công quay tròn vùng gia công là một khối lăng trụ được xác định bằng bán kính và chiều dài dịch chuyển của các toạ độ Đối với các máy gia công chi tiết hình hộp chữ nhật thì vùng gia công là một khối hộp được xác định bằng chiều dài các dịch chuyển của các trục

Hình 2.9 - Không gian gia công trên máy CNC

2.7.2 Thông số gia công

Thông số gia công trên máy CNC là tốc độ chuyển động của các cơ cấu chấp hành và công suất động cơ

Căn cứ vào thông số hình học của máy để chọn công suất động cơ, tốc độ quay trục chính và lượng chạy dao… Ví dụ:

Tốc độ quay trục chính (v/p) 3150 - 4000 3150 - 4000

Tốc độ chạy dao nhanh (m/p) 6 - 10 5 - 10

Thời gian thay dao tự động (s) 3 - 7 3 - 10

2.7.3 Năng suất gia công trên máy CNC

Năng suất gia công là số lượng chi tiết được gia công trong một đơn vị thời gian Công thức tính năng suất gia công được viết dưới dạng:

1 1

- T0: Thời gian cơ bản trung bình (phút)

- m: Số loạt chi tiết được sản xuất trong một năm

- n: Số lượng chi tiết được sản xuất trong một năm

- i: Số lượng nguyên công cần thiết để gia công một chi tiết

- k: Số lượng các nguyên công kiểm tra

- tct: Thời gian thay đổi chi tiết gia công

- ttd: Thời gian thay đao

- t0: Thời gian cơ bản

- tkt: Thời gian kiểm tra

- tcbkt: Thời gian chuẩn bị kết thúc

- Để tăng năng suất ta phải giảm thời gian tcbkt Muốn giảm thời gian này ta phải sử dụng các đồ gá vệ tinh và giảm số lượng loạt chi tiết trong một năm Trên máy CNC không nên gia công vựơt quá từ 30 – 50 loạt chi tiết trong năm

- Để tăng năng suất ta phải giảm thời gian ttd Muốn giảm thời gian này ta nên sử dụng cơ cấu thay dao tự động, nếu máy thay dao bằng tay nên sử dụng các cơ cấu

2.8.Độ chính xác của máy CNC

Sai số gia công tổng cộng trên các máy CNC xuất hiện trong các hệ thống truyền động của máy, trong các hệ thống điều khiển và kiểm tra, trong bản thân chi tiết gia công các sai số gia công được ký hiệu và giải thích như sau:

δ1, δ2, δ3, δ4, => các sai số lập trình, nội suy, hiệu chỉnh nội suy và sai số của lệnh trở

về điểm 0

δ5, δ6, => sai số bước bên trong và sai số tích luỹ của dartric

δ7, => Sai số của cơ cấu chuyển đổi tín hiệu

δ8, => Sai số của thời gian phát xung

δ9, δ10, δ11, => Các sai số truyền động (động lực, mô men, tốc độ)

δ12, => Sai số của trục vít me bi

δ13, => Sai số hình học của máy

δ14, δ15, => Biến dạng đàn hồi của máy, đồ gá

δ16, => Sai số kích thước gá đặt dao

δ17, => Sai số do mòn dao

δ18, => Biến dạng đàn hồi của dao

δ19, => Sai số gá đặt của chi tiết gia công

δ20, => Biến dạng đàn hồi của chi tiết gia công

δ21, => Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công

Hình 2.10 - Sai số gia công tổng cộng trên máy CNC

Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm sai số gia công tổng cộng ∆∑ cho thấy tỉ lệ của các thành phần của nó như trên hình vẽ 2.10 Sai số gia công tổng cộng được tính theo công thức sau:

2.9.Độ tin cậy của máy CNC

Độ tin cậy của máy CNC là tính chất thực hiện chức năng gia công, giữ được các chỉ tiêu công nghệ cũng như sửa chữa theo một thời gian quy định Độ tin cậy của máy được đặc trưng bởi 3 yếu tố sau:

- Tính làm việc không bị hỏng

Tính chất này được đặc trưng bằng sự làm việc liên tục của máy trong một thời gian nhất định (thời gian chạy rà và làm việc của máy)

- Tuổi thọ của máy

Tính chất này là sự ổn định làm việc cho đến khi sửa chữa và sau đó máy lại tiếp tục hoạt động

- Khả năng sửa chữa

Tính chất này có nghĩa là người ta có khả năng phát hiện những khuyết tật, hỏng hóc của máy và có khả năng sửa chữa những khuyết tật và hỏng hóc đó

Hình2.12 – Tỉ lệ của sai số gia công trên máy CNC

a Điều khiển theo điểm và theo đường thẳng b Điều khiển theo contour

2.10 Tính vạn năng của máy CNC

Tính vạn năng của máy CNC được xác định bằng chi phí cần thiết để chuyển công nghệ gia công nhóm chi tiết này sang công nghệ gia công nhóm chi tiết khác Mỗi loại máy hoặc mỗi máy có tính vạn năng riêng,

nghĩa là có điều kiện tối ưu để sử dụng máy

Hình 2.13 biểu diễn quan hệ giữa chi phí gia

công và số chi tiết được gia công sau khi phải

điều chỉnh máy Các đường trên hình được giải

thích như sau:

để thay đổi công nghệ gia công số loạt chi tiết (số loạt chi tiết có chi phí theo đường cong 2 nhỏ hơn số loạt chi tiết có chi phí theo đường cong 4)

- Đường 3; 5: Các chi phí tổng cộng (đường 3 là tổng chi phí của đường 1 và 2; Đường 5 là tổng chi phí của đường 1 và 4) Như vậy N01 và N02 là các giá trị số loạt tối ưu khi gia công trên máy CNC

Tính vạn năng và năng suất của máy lại có ý nghĩa trái ngược nhau Tính vạn năng

giảm thì năng suất lại có thể tăng lên Vì vậy khi sử dụng máy CNC người ta có thể xác định số lượng chi tiết trong loạt là bao nhiêu thì việc gia công trên máy CNC mới

có hiệu quả kinh tế

Số lượng chi tiết A trong loạt được xác định theo công thức:

2 1

0

E E

C A

−

= (1) Trong đó:

C0 = Chi phí cho lập trình để gia công một chi tiết nào đó (C0 =40 –70 $)

E1 = Tiết kiệm chi phí tiền lương cho gia công một chi tiết

E2 = Chi phí bổ sung cho việc sử dụng máy CNC và các trang bị công nghệ đối với một chi tiết (E2 = 0,5 – 1,5 $)

Trị số E1 được tính theo công thức sau:

E1 = C1(1 - K) (2) Trong đó:

C1 = Chi phí cho gia công một chi tiết trên máy vạn năng

K = hệ số giảm khối lượng gia công chi tiết được gia công trên máy CNC

Trị số E2 được tính theo công thức sau:

E2 = E3.t0 (3) Trong đó E3 là tỉ trọng chi phí bổ sung cho việc sử dụng máy CNC và các trang bị công nghệ (E3 = 0,58USD/giờ)

Thời gian gia công chi tiết t0 được tính theo công thức sau:

K

C

C t

2

1

0 = Trong đó: (4)

C1 = Chi phí cho gia công một chi tiết trên máy vạn năng

C2 = Giá thành một giờ gia công trên máy CNC (C2 = 0,5 $/h)

(Ghi chú: Các giá trị trong dấu ngoặc là lấy ví dụ theo điều kiện sản xuất giả định; trong thực tế phải theo các điều kiện cụ thể tại thời điểm xem xét)

Ví dụ: Tính số lượng chi tiết trong loạt khi gia công trên máy CNC có hiệu quả kinh tế với các số liệu cho trước như sau:

- Chi phí cho lập trình gia công = 50 USD

- Chi phí cho gia công một chi tiết trên máy vạn năng = 3USD

- Hệ số giảm khối lượng gia công = 0,4

- Tỷ trọng chi phí bổ sung cho việc sử dụng máy và các trang thiết bị công nghệ

đối với 01 chi tiết E3 = 0,58 USD/giờ

Hướng dẫn:

- B 1 : Tính E 2 theo công thức (3).

- B 2 : Tính t 0 theo công thức (4).

- B 3 : Thay các giá trị vào công thức (1) ta có A = 122 chi tiết

Kết luận: A≥ 122 chi tiết thì gia công trên máy CNC mới có hiệu quả kinh tế cao

2.11 Hệ thống dụng cụ trên máy CNC

2.11.1 Dụng cụ cắt

Dụng cụ cắt trên máy CNC phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Có tính cắt gọt ổn định

- Có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt

- Có tính vạn năng cao để có thể gia công được những bề mặt điển hình của

nhiều chi tiết khác nhau trên các máy khác nhau

- Có khả năng thay dao nhanh khi cần gá lắp dao khác hoặc khi dao bị mòn

- Có khả năng điều chỉnh kích thước ở ngoài vùng gia công khi sử dụng những

dụng cụ phụ

Như vậy không thể sử dụng những dụng cụ thông thường để gia công trên các máy

CNC Hiện nay để gia công trên các máy CNC người ta chế tạo các loại dao đặc biệt

và một số dao tiêu chuẩn

a Dụng cụ cắt trên máy tiện CNC

Tất cả dao tiện trên máy CNC đều có phần cắt làm bằng hợp kim cứng lắp

Các dụng cụ cắt (tiện) CNC được chia ra thành các góc phần tư cắt khác nhau để tiện cho việc tính toán hiệu chỉnh dụng cụ khi sử dụng

Hình 4.2 – Vị trí góc phần tư của dao tiện trong các tình huống gia công

- Phải đảm bảo với thời gian sử dụng lâu nhất các mảnh hợp kim không mài lại để đảm bảo cho các thông số hình học của dao cố định trong quá trình gia công

- Hình dạng của các mảnh hợp kim phải hợp lý để nâng cao tính vạn năng, có nghĩa

là cho phép bằng một dao có thể gia công được nhiều bề mặt khác nhau

- Các có các góc cắt khác nhau phải có cùng một toạ độ để tạo điều kiện thuận lợi trong lập trình

- Có khả năng làm việc bình thường khi gá ở các vị trí khác nhau

- Đảm bảo độ chính xác cao

- Có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt

b Dụng cụ cắt trên máy phay CNC (khoan)

Trên máy phay có nhiều loại dụng cụ dược sử dụng Thông thường chúng được làm bằng thép gió hoặc hợp kim cứng Những dao có kích thước nhỏ thì được làm toàn bộ bằng thép gió, nhưng dao lớn thì chỉ có phần cắt được làm bằng thép

Hình 4.3 – Một số loại dụng cụ cắt trên máy phay, khoan CNC

2.11.2 Dụng cụ phụ trên máy CNC

Kết cấu của dụng cụ phụ dùng trên máy CNC được xác định bằng hình dáng và kích thước để gá dụng cụ cắt trên đó và để gá nó trên máy Dụng cụ phụ trên máy CNC phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

- Phải đảm bảo gá dao với độ chính xác cao

- Phải đủ độ cứng vững và khả năng chống rung động

- Cho phép điều chỉnh vị trí của lưỡi cắt

- Có kết cấu đơn giản và sử dụng thuận tiện

a Dụng cụ phụ trên máy tiện

Hình 4.4 – Sơ đồ gá dao

trên máy tiện CNC

a Dao với chi tiết hiệu

b Dụng cụ phụ trên máy phay

2.11.3 Thiết bị gá và thay dao:

Máy công cụ CNC được trang bị với những thiết bị có thể điều khiển để thay dao

tự động Phụ thuộc vào từng loại và phạm vi ứng dụng, những thiết bị thay dao này có thể đồng thời chứa được nhiều dao khác nhau và lắp đặt dao vào vị trí công tác theo chương trình NC Thường có các loai sau:

• Đầu rơvolve chứa dao

Hình 11 : Đầu rơvolve chứa dao

Phụ thuộc vào loại và kích thước, đầu rơvolve của máy CNC có thể mang 8 đến

16 dao Trong những trung tâm gia công lớn có đến 3 đầu rơvolve có thể được sử dụng đồng thời Nếu trong các trung tâm gia công cần nhiều hơn 48 dao, thì ổ chứa dao với các dạng khác nhau có thể chứa đến 100 dao hoặc hơn Có các loại ổ chứa dao dài, ổ chứa dao

vòng, ổ chứa

dao dạng dĩa,

và ổ chứa dao

dạng xích

Trong ổ chứa dao, sự thay đổi dao diễn ra do một hệ thống cần gạt gọi là cần thay dao (xem hình 13) Quá trình thay đổi dao sau khi có một dao mới được gọi từ chương trình NC diễn ra như sau:

• Xác định vị trí dao yêu cầu trên ổ chứa dao vào vị trí thay dao

• Trục công tác ở vị trí thay dao

• Quay thiết bị kẹp dao vào vị trí dao cũ trên trục công tác và vào vị trí dao mới trên ổ chứa dao

• Lấy các dao ở trên trục công tác và ổ chứa dao, sau đó quay thiết bị kẹp dao

• Đặt dao mới vào trục công tác và dao cũ vào ổ chứa dao

• Quay thiết bị kẹp dao về vị trí ban đầu

Nhờ thiết bị thay dao tự động này nên tiến trình thay dao chỉ diễn ra trong khoảng 6 đến 15 giây

Dao phay Cần thay dao Trục công tác (trục chính)

ổ chứa dao

Hình 13: Thiết bị thay dao tự động

• An toàn lao động bên các máy công cụ CNC

Mục đích của an toàn lao động là loại trừ các tai nạn cho người sử dụng, các hư hỏng

có thể xảy ra cho máy và các thiết bị Về cơ bản an toàn lao động bên máy công cụ CNC tương tự như máy công cụ vạn năng, chúng có thể được xếp vào 3 dạng sau:

• Loại trừ nguy hiểm

- Các thiếu sót trên máy và trên các thiết bị cần thiết cho công việc phải được thông báo ngay lập tức

- Lối thoát hiểm phải luôn được để trống

- Không nên mang những vật bén nhọn trong người

• Xác định và ghi nhớ vùng nguy hiểm

1

2

3 4

- Các thông báo về an toàn lao động và các vấn đề có liên quan không được phép dịch chuyển

- Các bộ phận chuyển động và giao nhau phải được khảo sát, xem xét

• Phòng ngừa các nguy hiểm

- Phải mang đồ bảo hộ lao động để tránh các tia lửa và tiếng ồn

- Phải đeo kính bảo vệ hoặc mặt nạ để bảo vệ mắt

- Các dây điện hở không được phép sử dụng

• Khi điều chỉnh và vận hành máy CNC cần quan tâm đến các vấn đề sau:

- Thông thường, chỉ cho phép điều chỉnh khi máy đã được tắt Ngoại trừ các trường hợp khi điều chỉnh cần phải mở máy, như trường hợp rà chi tiết gia công

- Người vận hành không nên vào vùng có chuyển động quay hoặc vùng làm việc của máy, vì trong vùng này máy có thể thực hiện các chuyển động quay hay các chuyển động tịnh tiến của bàn máy

- Phải tuân theo các chỉ dẫn an toàn của nhà sản xuất máy

2.11.4 Hệ thống kẹp chi tiết

ɀ Thiết bị kẹp chi tiết

Các thiết bị kẹp dùng để định vị chính xác và kẹp chặt chi tiết gia công trên trục công tác (đối với tiện) hoặc trên bàn máy (đối với phay) Chi tiết gia công phải được kẹp, tuyệt đối không còn khe hở, vị trí phải được xác định một cách chính xác và hoàn toàn chống lại lực cắt Có nhiều thiết bị kẹp được chế tạo sẵn Hiện tại và trong tương lai việc cấp và lấy chi tiết gia công trong gia công tiện sẽ được thực hiện bởi tay máy robot Trong tiện các dạng chấu kẹp khác có thể được điều khiển đang được sử dụng Những mâm cặp này được thiết kế cho phép điều khiển việc đóng, mở các chấu kẹp tự động bằng khí nén hoặc bằng thủy lực Lực kẹp có thể được điều chỉnh phụ thuộc vào trọng lượng, vật liệu, chiều dài/đường kính của chi tiết, chiều sâu kẹp và các đặc điểm khác

Những chấu kẹp làm việc với số vòng quay cao đều có sự hiệu chỉnh lực ly tâm,

do đó lực kẹp không bị giảm bởi lực ly tâm Cân đối lực ly tâm là dùng một đối trọng với lực ly tâm của các chấu kẹp, lực kẹp được giữ ổn định với sự hiệu chỉnh này Trong gia công phay CNC chức năng chính của thiết bị kẹp là xác định vị trí chính xác của chi tiết gia công, các êtô kẹp thủy lực được sử dụng trong các quá trình gia công đơn giản, cho phép kẹp và thay đổi chi tiết gia công một cách dễ dàng và nhanh chóng

Để gia công tất cả các cạnh (trong gia công hoàn chỉnh) đòi hỏi càng ít lần kẹp càng

công tiếp theo bên ngoài không gian làm việc, sau đó được tự động mang vào đúng vị trí gia công, hình thức này đang được sử dụng nhiều

• Các dạng hệ thống kẹp

Hệ thống kẹp dùng để gắn chi tiết gia công lên máy công cụ Nó phải đáp ứng 2 chức năng cần thiết sau:

1 Xác định rõ ràng vị trí của chi tiết gia công (định vị)

2 Ngăn cản được tất cả các lực sinh ra trong quá trình gia công (kẹp chặt) Các phần tử kẹp chế ngự chi tiết gia công và lực cần thiết để thực hiện được điều này gọi là lực kẹp

Để giữ chi phí cho hệ thống kẹp cũng như để hạ giá thành sản phẩm, hệ thống kẹp phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

• Thao tác đơn giản và nhanh chóng

Có nhiều phương pháp được sử dụng để tạo ra lực kẹp:

• Cơ cấu kẹp cơ khí

• Cơ cấu kẹp thuỷ lực

• Cơ cấu kẹp khí nén

• Cơ cấu kẹp điện

Cơ cấu kẹp cơ khí thường sử dụng cơ cấu chêm (xem hình 14) hay cơ cấu đòn bẩy

(xem hình 15) Những cơ cấu kẹp này thường được sử dụng trên máy tiện

Hình 14 Hình 15

Cơ cấu kẹp thanh chêm Cơ cấu kẹp đòn bẩy

Mâm cặp Mâm cặp

Thanh kéo Thanh kéo

Thanh chêm Đòn bẩy

Chấu kẹp Chấu kẹp

Cơ cấu kẹp thủy lực tạo ra các chuyển động và lực kẹp cần thiết bằng các piston thủy

lực Những loại này thường được điều khiển bằng tay bằng các van điều chỉnh Lực kẹp có thể được tạo ra một cách chính xác và được điều khiển thông qua một màn hình Mặc dù hệ thống kẹp thủy lực đòi hỏi kỹ thuật phức tạp nhưng chúng hoàn toàn được tin cậy

Hình 16 Cơ cấu kẹp thủy lực

Cơ cấu kẹp khí nén được vận hành bằng sức ép của không khí (khí nén) và có các

chức năng tương tự như hệ thống kẹp thủy lực Máy nén khí được sử dụng để tạo ra khí nén

Cơ cấu kẹp điện tạo ra lực kẹp bằng hệ thống ăn khớp bánh răng, có khả năng điều

chỉnh nhanh để kẹp được nhiều chi tiết có đường kính khác nhau

Một ly hợp điện từ trong hệ thống kẹp dùng để ngăn chặn trục chính trong suốt quá trình kẹp và tháo lỏng, vì thế toàn bộ momen kẹp được truyền đến mâm cặp

Hình 18 Cơ cấu kẹp điện

• Các dạng và đặc điểm của các thiết bị kẹp cho tiện

Trong phần này nhiều thiết bị kẹp khác nhau cho tiện sẽ được giới thiệu Có thể phân biệt sự khác nhau của các thiết bị kẹp sau:

Đ ai ố c ren

Tr ụ c ren Thanh n ố i

Ly h ợ p Bánh r ă ng hành tinh

Hình 19 Mâm cặp 3 chấu tự định tâm Hình 20 Mâm cặp 4 chấu tự định tâm

Các chấu kẹp thường được tôi và gia cố Các chấu kẹp có thể được điều chỉnh vì thế có thể kẹp được các chi tiết có đường kính khác nhau Bằng cách thay đổi các chấu kẹp, chi tiết gia công tiện có thể được kẹp từ bên trong hoặc bên ngoài Sự truyền lực kẹp thường dựa trên nguyên lý của đĩa xoắn ốc hoặc thanh nêm

Tạo ra lực kẹp bằng đĩa xoắn ốc

Mâm cặp sử dụng đĩa xoắn ốc có lực kẹp nhỏ, vì diện tích giữa đĩa xoắn ốc và chấu kẹp quá nhỏ

Mâm cặp dùng đĩa xoắn ốc Cơ chế hoạt động của chấu kẹp

Nhược điểm của mâm cặp sử dụng đĩa xoắc ốc là khi thay đổi các chấu kẹp phải tháo toàn bộ mâm cặp

Tạo ra lực kẹp bằng thanh nêm

Mâm cặp sử dụng thanh nêm có khả năng thay đổi các chấu kẹp một cách nhanh chóng và tạo ra lực kẹp cao hơn so với mâm cặp sử dụng đĩa xoắn ốc

Hình 24

Các bộ phận của mâm cặp dùng thanh nêm

Hoạt động: Lắp vít điều khiển (27) vào ren trong của thanh nêm (56) để dịch chuyển con trượt (28), làm quay đĩa dẫn (23) Ngoài ra hai cạnh của đĩa dẫn (23) còn truyền lực tác động đến các thanh nêm khác Các thanh nêm này và phần đế của chấu cặp (24GB) có ăn ren với nhau vì thế chi tiết được kẹp chắc chắn và đồng tâm

Kẹp rút

Kẹp rút có khả năng kẹp chi tiết có dạng hình trụ một cách chính xác và nhanh chóng Kẹp rút kẹp chi tiết từ bên ngoài Kẹp rút thường chỉ ứng dụng cho những chi tiết gia công có cùng đường kính hoặc có kích thước tương đương vì nó có một phạm vi điều chỉnh hướng kính rất nhỏ

Chi tiết gia công

Đầu kẹp Trục ống kẹp

Hình 25 : Kẹp rút

• Tốc mặt đầu cùng với mũi chống tâm quay hay mũi chống tâm cố định

• Tốc kẹp có vòng bảo vệ cùng với mũi chống tâm quay hay mũi chống tâm cố định

Tốc mặt đầu thường được gắn trên trục chính Tốc mặt đầu được sử dụng khi toàn bộ

bề mặt cần phải được gia công Chi tiết được kẹp giữa tốc mặt dầu và ụ động Nhược điểm của tốc mặt đầu là chỉ truyền được momen quay nhỏ

Mũi chống tâm xoay được cài vào trục chính của ụ động Vì mũi chống tâm quay quanh tâm của nó nên có thể sử dụng vận tốc cắt cao trong suốt quá trình gia công