Ứng dụng phần mềm tích hợp mastercam x2 để thiết kế và lập trình gia công trên máy CNC chi tiết 3d lòng khuôn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN TRỌNG TẤN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP MASTERCAM X2 ĐỂ THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRÊN MÁY CNC (CHI TIẾT 3D , LỊNG KHN) Chun ngành : Cơng nghệ chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TẠ DUY LIÊM Hà Nội – 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Trọng Tấn , học viên lớp Cao học K810CNCK Sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt giúp đỡ PGS.TS Tạ Duy Liêm, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp tôi, đến cuối chặng đường để kết thúc khố học Tơi định chọn đề tài tốt nghiệp là: :” Ứng dụng phần mềm tích hợp Mastercam X2 để thiết kế lập trình gia cơng máy CNC (chi tiết 3D, lịng khn) Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn PGS.TS Tạ Duy Liêm tham khảo tài liệu liệt kê Tôi không chép cơng trình cá nhân khác hình thức Nếu có tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Người cam đoan Nguyễn Trọng Tấn LỜI CẢM ƠN Lời xin cảm ơn PGS.TS Tạ Duy Liêm - Thầy hướng dẫn khoa học định hướng đề tài, hướng dẫn thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo bảo q trình tơi viết luận văn Tơi xin cảm ơn lãnh đạo trường Cao Đẳng Công Nghiệp Bắc Giang tạo điều kiện thuận lợi cho mặt thời gian thiết bị … q trình hồn thành luận văn Tơi muốn cảm ơn đến cán bộ, công nhân viên Phân Xưởng Cơ Khí Khn Mẫu Cơng Ty Cổ Phần Công Nghiệp Quảng An I tạo điều kiện cho tiếp cận thực tế thiết kế gia cơng lịng khn máy CNC Cuối tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn gia đình tôi, thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ động viên tơi suốt q trình làm luận văn Tác giả Nguyễn Trọng Tấn DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Menu bar Bảng Menu phụ Bảng Một số phím tắt sử dụng MasterCAM(15 phím) Bảng Các phím chức (19 phím) DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Giao diện cài đặt phần mềm MasterCAM X2 Hình 1.2 Trang trợ giúp trình bày cơng dụng phím chức Hình 1.3 Hộp thoại thơng số cấu hình Hình 1.4 Trang Tab Tolerances Hình 1.5 Trang Tab Communications Hình 1.6 Hộp thoại thông số máy vẽ Windows điều khiển Hình 1.7 Gán phím chức phím Alt Hình 1.8 Định giá trị cho liệu chung NC thơng qua MasterCAM Hình 1.9 Định thơng số mặc định cho thiết kế ví dụ như: Spline/Surface creation type (Kiểu đường cong bề mặt), Drafting settings (Định dạng thiết kế), IGES write setting Hình 1.10 Định giá trị mặc định mà chương trình sử dụng bạn khởi động khỏi chương trình Hình 1.11 Định cách trình bày vùng khác hình MasterCAM MỤC LỤC Lời cam đoan Lời cảm ơn Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ đồ thị Trang PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Mô tả phương pháp nghiên cứu 8 Dạng sản phẩm kết tạo NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Chương MÔI TRƯỜNG MASTERCAMX2 VÀ TRỤC LIÊN KẾT VỚI MÁY CNC 1.1 Môi trường Mastercam X2 1.1.1 Cài đặt Master Cam 1.1.2 Khởi động MasterCAM 1.1.3 Màn hình MasterCAM 1.1.4 Thốt khỏi Master CAM 1.1.5 Sử dụng lệnh đông MasterCAM 1.1.6 Sử dụng công cụ trợ giúp 1.1.7 Cài đặt thơng số cấu hình 1.2 Trục liên kết với máy CNC 1.2.1 Khởi động phần mềm Wincom 1.2.2 Thiết lập tham số truyền 1.2.3 Truyền liệu từ máy tính sang máy CNC 1.2.4 Xuất liệu từ máy CNC sang máy tính Chương CÁC CƠNG CỤ THIẾT KẾ MƠ HÌNH 2D VÀ 3D 2.1.Thiết kế mơ hình 2D 2.1.1 Menu khởi động 2.1.2 Point công cụ Point 2.1.3 Line công cụ Line 9 10 11 13 13 15 16 22 22 22 23 24 25 26 26 27 2.1.4 Cung trịn cơng cụ Cung trịn 2.1.5 Fillet thah công cụ Fillet 2.1.6 Chamfer công cụ Chamfer 2.1.7 Spline công cụ Spline 2.1.8 Rectangle công cụ Rectangle 2.1.9 Letter công cụ Letter 2.1.10 Ellipse công cụ Ellipse 2.1.11 Polygon cơng cụ Polygon 2.2 Thiết kế mơ hình 3D 2.2.1 Công cụ Extrude 2.2.2 Công cụ Revolve 2.2.3 Công cụ Sweep 2.2.4 Công cụ Loft 2.2.5 Công cụ Fillet 2.2.6 Công cụ Chamfer 2.2.7 Công cụ Shell 2.2.8 Lệnh Trim 2.2.9 Lệnh Primitive 2.2.10 Lệnh Draft Faces 2.2.11 Lệnh Boolean add 2.2.12 Lệnh Boolean remove 2.2.13 Lệnh Boolean Common Chương GIA CÔNG PHAY TRÊN MÁY PHAY CNC 3.1.Các lệnh gia công phay 3.1.1 Các đường chạy dao modul 2D 3.1.2 Các đường chạy dao moul 3D 3.1.3 Xác định dụng cụ 3.2 Bài tập thực hành máy phay CNC 3.2.1 Gia cơng lịng khn chi tiết dạng 2D 3.2.2 Ứng dụng MastercamX2 việc gia cơng lịng khn cánh quạt (phay chi tiết dạng 3D) 3.2.3 Xây dựng số tập thực hành phục vụ công tác đào tạo sinh viên năm cuối TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 31 32 33 34 35 35 36 37 37 39 41 42 43 43 45 45 46 47 48 48 49 50 50 51 55 61 61 86 91 97 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Như biết sản phẩm nhựa chiếm vị trí quan trọng sinh hoạt hàng ngày như: Các vật dụng gia đình, chi tiết máy, đồ nhựa ô tô, xe máy, đồ chơi trẻ em… Tuy nhiên, giá thành sản phẩm nhựa nước đắt giá thành sản phầm nhựa nước nhiều có lợi lớn nhân cơng rẻ cước vận chuyển… Nguyên nhân sâu xa khuôn mẫu đa số nhập nên đẩy giá sản phẩm nhựa lên cao ko thể cạnh tranh với hàng ngoại nhập Do vậy, yêu cầu đặt cho ngành khí khn mẫu chế tạo khuôn chất lượng cao giá thành hạ Trước việc chế tạo chày cối khuôn ép sản phẩm nhựa thường chế tạo phương pháp cắt gọt truyền thống gặp nhiều khó khăn lịng khn có hình dạng phức tạp Việc chế tạo lịng khn cịn phụ thuộc nhiều vào trình độ người thợ, thời gian chế tạo khn dài độ xác lịng khuôn thấp Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước diễn mạnh mẽ, cơng ty nước nước ngồi tích cực đầu tư trang thiết bị nhằm nâng cao suất , giảm giá thành sản phẩm Như ,đặt vấn đề nguồn nhân lực để làm chủ máy điều khiển số CNC phần mềm thiết kế Cad/Cam… yêu cầu cấp thiết Nhận thức điều đó, năm qua lãnh đạo trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghiệp Bắc Giang khơng ngừng đầu tư máy móc đại như: máy phay đứng GSVM8050 máy tiện EDU- Lathe… để phục vụ công tác đào tạo Trong phần mềm phụ trợ để gia công máy Mastercam X2 dung nhiều cả.Do có tính như: - MastercamX2 thiêt kế 2D, 3D lập chương trình gia cơng máy CNC: phay, tiện, cắt dây - Phần mềm lựa chọn khơng u cầu cấu hình máy tính cao, giao diện dễ sử dụng , thao tác trình tự gần với quy trình cơng nghệ chế tạo máy vạn năng, đặc biệt sử dụng rộng rãi nhà máy sản xuất, giúp học sinh sinh viên dễ dàng tiếp cận sau trường Chính vậy, để đáp ứng yêu cầu thực tiễn sản xuất giảng dạy môn học Công Nghệ CNC trường Cao Đẳng Công Nghiệp Bắc Giang Tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài :” Ứng dụng phần mềm tích hợp Mastercam X2 để thiết kế lập trình gia cơng máy CNC (Chi tiết 3D, lịng khn)” Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, ứng dụng module Mill phần mềm Mastercam X2 - Thiết kế gia cơng lịng khn cho sản phẩm nhựa - Làm tài liệu tham khảo cho môn học Máy CNC, Công nghệ CNC, Cad/Cam phục vụ giáo viên, sinh viên học sinh Nội dung nghiên cứu - Trình bày phần mềm Mastercam X2 - Thiết lập đường truyền chương trình gia cơng từ máy tính sang máy phay CNC ngược lại, qua đường truyền RS232 - Các cơng cụ thiết kế mơ hình 2D 3D - Xây dựng hoàn chỉnh bước từ thiết lập chương trình gia cơng lịng khn Mô tả phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết + Phân tích nguồn tài liệu từ sách, tài liệu lưu trữ internet + Tổng hợp tài liệu - Phương pháp thực nghiệm Việc vận hành gia công thực máy phay GSVM8050 Dạng sản phẩm kết tạo - Hoàn thành luận văn Thạc Sĩ - Tổng kết vấn đề Mastercam X2 làm tài liệu tham khảo cho giáo viên sinh viên - Thiết lập trình tự bước từ thiết lập trình gia cơng lịng khn xuất phát từ vẽ 3D - Xây dựng số tập thực hành phục vụ công tác đào tạo sinh viên năm cuối CHƯƠNG 1: MÔI TRƯỜNG MASTERCAM X2 VÀ TRỤC LIÊN KẾT VỚI MÁY PHAY CNC 1.1 MÔI TRƯỜNG MASTERCAM X2 1.1.1 Cài đặt Mastercam Bước 1: Cho đĩa cài đặt MasterCAM vào ổ CD, chế độ Autorun tự động kích hoạt tệp tin Setup (DemoShield Muti-CD Launch), chọn file thư mục gốc đĩa cài đặt MasterCAM để kích hoạt, xuất giao diện cài đặt phần mềm hình 1.1 Hình 1.1: Giao diện cài đặt phần mềm MasterCAM X2 Bước 2: Chọn Install MasterCAM X2 sau nhấp đúp vào mục Step1: Intall.net v2.0, tiếp ấn Next Bước 3: Chọn Yes, I accept the terms of the license agreement, nhấn nút install, sau chạy xong nhấp nút Finish Bước 4: Nhấp đúp vào mục Step 2: Install Mastercam X2, chạy xong nhấn Next tiếp tục Bước 5: Đánh dấu kiểm vào ô Yes, I accept the terms of the license agreement, nhấp next Bước 6: Nhập tên tùy ý vào khung User name, Computer Name Nhập xong nhấn next tiếp tục cài đặt 83 Để Post chương trình mơ máy CNC tập tin NC để sử dụng sau , menu lệnh chọn Post selected operations Hộp thoại Post processing xuất hiện, nhấp O.K chấp nhận Lựa chọn đường dẫn để lưu, chọn tên tập tin GIACONG.NC, chọn xong nhấp nút Save để lưu 84 Sau trình lưu kết thúc, cửa sổ Mastercam Editor xuất hiển thị kết dịng lệnh theo ngơn ngữ máy Kết luận qua tập: -Giúp sinh viên học sinh làm quen với giao diện, công cụ lệnh Mastercam X2 , với lệnh vẽ chiều (Point, Line, Circle, Ellipse, Fillet…) vẽ chiều Extrude - Hiểu trình tự bước để gia cơng lịng khn 85 3.2.2 Ứng dụng MastercamX2 việc gia cơng lịng khn cánh quạt (phay chi tiết dạng 3D) Ở tập ta thực hành vẽ gia công khuôn với Mastercam X2 Chức gia cơng Mastercam mạnh vẽ 3D khó khơng nhanh so với chương trình CAD-CAM khác SolidEdge, Solidworks, Inventor…Chính tập ta vẽ cánh quạt phân khuôn mơi trường Solidwork sau chuyển sang Mastercam X2 thực gia công Từ tập người đọc thưc tương tự với chương trình vẽ khác xuất kết đưa sang Mastercam gia cơng Q trình thực sau Vẽ cánh quạt phần mềm Tiến hành phân khuôn Solidwork - Chọn lịng khn để tiến hành gia cơng MastercamX2 86 Các bước thực gia công sau: Trong cửa sổ giao diện chương trình Mastercam X2, chọn File> Open trình đơn, chọn định dạng file(*SLDPRT) Trên hình làm việc Mastercam X2 sau 87 Đầu tiên ta phải tạo bề mặt từ khối Solid trước cách vào: Creat> Surface> Create Surface from Solid… Chi tiết sau có dạng: 88 Tiến hành lập chương trình gia cơng giống phay hốc thông thường, ta phải dùng dao cầu: Dao thứ Endmill Sphere Diameter: 10mm để gia công thô, Dao thứ hai: Endmill Sphere Diameter: 5mm để gia công tinh Kết gia công sau gia công xong dao thứ Tiếp tục gia công dao thứ hai: Kết thúc q trình mơ gia công ta nhấp O.K chọn Post selected operations> Post processing xuất chương trình sang ngơn ngữ máy để gia cơng 89 Việc phay lịng khn cánh quạt hồn tất Kết luận Bài tập giúp người đọc nắm bước từ việc thiết lập trình gia cơng lịng khn 3D thực tế 90 3.2.3 Bài tập thực hành máy phay đứng GSVM8050 Bài 1: Vẽ gia công biên dạng sau, biết vật liệu Al 80 80 70 50 30 10 30 10 40 70 91 Bài 2: Vẽ gia công biên dạng sau, biết vật liệu C45 A A A 10 30 55 75 R8 15 27 35 75 105 125 92 Bài 3: Vẽ gia công biờn dng sau, bit vt liu l C45 Lỗ ỉ25 60 20 Lỗ ỉ20+0.03 100 Lỗ M10 120 90 30 Lỗ ỉ14 30 60 80 110 130 160 190 93 Bài 4: Vẽ gia công biên dạng sau, biết vật liệu C45 A A 5.5 Ø8 45 100 84 55 70 54 34 R4 A R4 20 94 15 R12 Bài 5: Vẽ gia công khuôn ép nhựa, vật liệu nhôm đúc 95 PHẦN KẾT LUẬN CHUNG * Mastercam X2 phần mềm lựa chọn khơng u cầu cấu hình máy tính cao, giao diện dễ sử dụng , phù hợp với sinh viên bắt đầu làm quen với thiết kế đặc biệt sử dụng rộng rãi nhà máy sản xuất, giúp học sinh sinh viên dễ dàng tiếp cận sau trường Luận văn đã: +Tổng kết vấn đề Mastercam X2 làm tài liệu tham khảo cho giáo viên , sinh viên +Thiết lập trình tự bước từ thiết lập trình gia cơng lịng khn xuất phát từ vẽ 3D + Xây dựng số tập thực hành phục vụ công tác đào tạo sinh viên năm cuối * Hướng nghiên cứu đề tài: - Tiến tới nhà trường trang bị máy cắt dây, trung tâm phayCNC hay máy CNC trục trục,có thể tiếp tục nghiên cứu phần mềm để gia cơng chi tiết máy - Modul hóa chương trình MastercamX2 để phù hợp với đối tượng đào tạo - Tiếp tục nghiên cứu phiên X3, X4 để vận dụng triệt để tính chúng 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế với Mastercam T.S Trần Vĩnh Hưng - Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Lập trình gia công khuôn nâng cao với Mastercam 10 & 12 K.S Phạm Quang Huy - Nhà xuất Hồng Đức Lập trình gia cơng khn với Mill Wire K.S Phạm Quang Huy - Nhà xuất Giao Thông Vận Tải Gia công khuôn với Mastercam pro/engineer K.S Phạm Quang Huy - Nhà xuất Giao Thông Vận Tải Bài tập thực hành với Mill Mastercam K.S Phạm Quang Huy - Nhà xuất Giao Thông Vận Tải Sổ tay lập trình cơng nghệ CNC Đại học Đà Nẵng Công nghệ CNC G.S Trần Văn Địch - Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hướng dẫn lập trình CNC máy cơng cụ Th.s Nguyễn Thế San – Nguyễn Ngọc Phương – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 97 ... Nghiệp Bắc Giang Tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài :” Ứng dụng phần mềm tích hợp Mastercam X2 để thiết kế lập trình gia cơng máy CNC (Chi tiết 3D, lịng khn)” Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, ứng dụng module... định chọn đề tài tốt nghiệp là: :” Ứng dụng phần mềm tích hợp Mastercam X2 để thiết kế lập trình gia cơng máy CNC (chi tiết 3D, lịng khn) Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn... như: máy phay ? ?ứng GSVM8050 máy tiện EDU- Lathe… để phục vụ công tác đào tạo Trong phần mềm phụ trợ để gia cơng máy Mastercam X2 dung nhiều cả.Do có tính như: - MastercamX2 thiêt kế 2D, 3D lập