Công nghệ gia công CNC phay tiện - Chương 5

Trong nửa thập kỷ qua, thế giới đã chứng kiến sự ra đời và phát triển như vũ bão của KTĐK tự động. Và nhanh chóng KTĐK tự động đã được ứng dụng vào công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí. Sự

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNCHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ TIỆN NC---------------------5.1. Máy tiện CNC và các trục điều khiển chính5.1.1. 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 chínhTrong 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 độ5.1.2. 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 chínhChiều 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 CNCHệ 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 94Mâm cặpHướng nhìncwccwMâm cặpHướng nhìncwMâm cặpHướng nhìncwccwMâm cặpHướng nhìncwccwMâm cặpHướng nhìncwZZ X X CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN5.2. 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) Turret Head(Đầu gá dao)Turret Head(Đầu gá dao) gá thân dao doa gá thân dao doa gá thân dao tiện ngoài gá thân dao doa gá thân dao tiện mặt đầuGá trực tiếpGá trực tiếp trên holderGá dao khoan95 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNHình 5.2. Hệ thống gá dao trên máy tiện (dao không quay) Dao tiện ngoàiDao tiện mặt đầuKhoan ruột gàDao doa96Dao khoan sâu CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNHình 5.2. Hệ thống gá dao trên máy tiện (dao không quay)Hình 5.3 . Ổ gá các dụng cụ quay trên trung tâm phay tiện5.2.1. Turret headTurret 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) Dao TarôDao khoanKhoan tâmDao khoétDao phay ngónng kẹp đàn hồi (collet)ng gá dao97 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNđể thực hiện các nguyên công khoan, khoét, doa, tarô, phay…ở bất kỳ vò trí nào 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-tiện5.2.2. 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. 98 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Bảng 5.199 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNKhi 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. 800 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong 600 shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong 550 diamond shape: dùng tiện ngoài, tiện mặt đònh hình, tiện trong 350 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 5.7Hình 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 ; 800 diamond : L = 1.015 IC 55° diamond: L = 1.221 IC ; 35° diamond: L = 1.744 IC. 100 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN+ 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 5.10Hình 5.10. Lựa chọn bán kín mũi dao Cắt liên tục Cắt liên tụcLượng tiến dao F(in/vòng)Chiều dài lưởi cắt101 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN- 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)102 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN 103Hình 5.12. Phân loại dao tiện CNC [...]... B(1 .5, 10); N40 G3 U1 .5 W-0. 75 R0. 75; tiện cung tròn BC N 45 G1 W-2. 25 ; tiện thẳng đến D(3,7) N50 G2 W-3.0R4.0; tiện cung tròn lõm DE N 55 G1 W-1 .5; tiện thẳng đến F(3,2 .5) N60 G2 U1.0W-0 .5 R0 .5; tiện cung tròn FG N 65 G1 U0 .5; tiện thẳng đến H(4 .5, 2) N70 G0 U8.0W18.0; di chuyển dao nhanh đến điểm ban đầu Ví dụï chương trình ( theo tọa độ tuyệt đối): N5 G50 X12 .5 Y.0; N10 T0101; N 15 G50 S2000; N20 G96 S500... G32 Z0.6 F0.1; tiện bước 2 N 55 G00 X0. 95; N60 Z3. 05; N 65 X0. 659 4; N70 G32 Z0.6 F0.1; tiện bước 3 N 75 G00 X0. 95; N80 Z3. 05; N 85 X0.6437; G90 G32 Z0.6 F0.1; tiện bước 4 N 95 G00 X0. 95; N100 Z3. 05; N1 05 X0.628; N110 G32 Z0.6 F0.1; tiện bước 5 N1 15 G00 X0. 95; N120 Z3. 05; N1 25 X0.622; N130 G32 Z0.6 F0.1; tiện bước cuối N1 35 G00 X0. 95; N140 X4 .5 Z5.3; N1 45 M30; 5. 4.3 Chu trình tiện trên máy CNC + Chu trình... CÔNG CNC PHAY TIỆN Bảng 5. 2 Các quy trình tiện 1 05 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Bảng 5. 2 (tiếp theo) 106 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. .. máy Trình tự các bước cài đặt G54 như hình sau Toạ độ điểm hiện tại WORK OFFSET SCREEN X :-2 20 Z: -1 00 G54 X: -3 20 Z: -1 00 Φ100 G56 X:0.0 Z:0.0 G 55 X:0.0 Z:0.0 G57 X:0.0 Z:0.0 Hình 5. 15: phương pháp cài đặt tọa độ G5 4-> G59 trên máy tiện CNC 113 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN - Gá đặt chi tiết gia công lên mâm cặp - xác đònh toạ độ x của hệ tọa độ cần cài đặt so với điểm không của hệ tọa độ máy Khi không... khiển CNC đều có khả năng xác lập cùng một lúc nhiều hệ tọa độ làm việc Lúc này ta sử dụng G54-G59 Ngoài ra dùng G54-G59 có rất nhiều ưu điểm so với G50, do vậy khi lập trình gia công đa số ta sử dụng G5 4-> G59 thay cho G50 Cài đặt G54 -> G59: Nếu trong chương trình sử dụng G5 4-> G59 trước khi thực thi chương trình ta phải cài đặt vò trí của G5 4-> G59 vào bộ nhớ máy Trình tự các bước cài đặt G54 như... G90 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, F 150 mm/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 G00X85Z2; Φ80 Φ76 G90X78.2Z-30F 150 ; X76.4; X76.0F100; …………… 124 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN - Tiện trụ côn: Cấu trúc lệnh: G90 Xx Zz Rr Ff; toạ độ... N 25 G0 X0 Z10.3; N30 G1 Z10.0 F0.003; N 35 X1 .5; N40 G3 X3.0 Z9. 25 R0. 75; N 45 G1 Z7.0 ; N50 G2 Z4.0R4.0; N 55 G1 Z2 .5; N60 G2 X4.0Z2.0 R0 .5; N 65 G1 X4 .5; N70 G0 X12 .5 Z20.0; N 75 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 120 CÔNG... Ii Kk Ff; - 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 5 117 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 118 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... trừ 122 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN N 15 G97 S200 M3; quay trục chính 200 RPM; N20 G00 X0. 95; di chuyển nhanh tới (0. 95, 3. 05) Z3. 05; N 25 X0.7106; di chuyển nhanh tới chiều sâu cắt của bước đầu tiên N30 G32 Z0.6 F0.1; tiện bước thứ nhất, chiều sâu cắt 0.0394 N 35 G0 X0. 95; di chuyển nhanh theo chiều x+ đến vò trí X0. 95 N40 Z3. 05; di chuyển nhanh theo chiều z+ đến vò trí Z3. 05 N 45 X0.683; N50 G32... có thể tiện được trụ ngoài hoặc trong + Chu trình gia công tinh (Finish Cycle (G70)) Được dùng kết hợp với các chu trình gia công thô nhằm gia công tinh để đạt được hình dạng chi tiết gia công và các yêu cầu kỹ thuật Câu lệnh: G70 Pp Qq F_ S_ Ví dụ về dùng G70 và G71 128 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆN Gia công chi tiết sau G54 chiều sâu cắt 4mm, rút dao 2mm, vò trí bắt đầu chu trình x74, z5 Chương . CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNCHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ TIỆN NC -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - 5. 1. Máy tiện CNC và các trục điều khiển chính5.1.1. Phân loại: Máy tiện. (Phay) Các quy trình tiện trên được mô tả như bảng 5. 2. 104 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY TIỆNBảng 5. 2. Các quy trình tiện 1 05 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CNC PHAY