Giáo trình Thực tập CNC nâng cao (Nghề Công nghệ kỹ thuật cơ khí)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: Thực tập CNC nâng cao NGHỀ: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại Vĩnh Phúc, năm 2018 MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Error! Bookmark not defined Mục lục Bài1: LẬP TRÌNH PHAY CNC TRÊN TRỤC PHÂN ĐỘ Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động trục phân độ Tính tốn bước xoắn, góc quay gia cơng Giới thiệu số lệnh lập trình phân độ Lập trình gia công đường xoắn, phân độ Error! Bookmark not defined Bài 2: GIA CÔNG PHAY CNC TRÊN TRỤC PHÂN ĐỘ 12 Phay đa giác 12 Phay trục vít Error! Bookmark not defined Phay rãnh xoắn 19 Phay cam Error! Bookmark not defined Phay mặt xoắn lập trình phần mềm CAD/CAM 23 Bài 3: LẬP TRÌNH PHAY TRÊN TRỤC THỨ MÁY TIỆN CNC 24 Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động trục thứ 24 Tính tốn bước xoắn, góc quay gia công 25 Giới thiệu số lệnh lập trình phân độ trục thứ 27 Lập trình gia cơng đường xoắn, phân độ trục thứ Error! Bookmark not defined Bài GIA CÔNG PHAY TRÊN TRỤC THỨ MÁY TIỆN CNC 30 Phay đa giác 30 Phay trục vít 32 Phay rãnh xoắn 35 Phay cam thùng, rãnh xoắn mặt côn Error! Bookmark not defined Phay rãnh mặt đầu Error! Bookmark not defined Phay mặt xoắn lập trình phần mềm CAD/CAM Error! Bookmark not defined Tài liệu tham khảo: 44 TÊN MÔ ĐUN: THỰC TẬP CNC NÂNG CAO Mã mơ đun: MĐCC17021181 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí:Trước học mơ đun sinh viên phải hồn thành: MĐ37; MĐ38; MĐ 40; MĐ 41; MĐ 42;MĐ 43; MĐ 44; MĐ 45; MĐ 46 - Tính chất: + Đây mơ đun học sinh sinh viên nâng cao kỹ nghề + Là mô-đun chuyên môn nghề thuộc mô đun đào tạo nghề - Ý nghĩa vai trị: Mơ đun Phay, bào rãnh chốt én chương trình Cắt gọt kim loại có ý nghĩa vai trị quan trọng Người học trang bị kiến thức, kỹ sử dụng dụng cụ thiết bị để Phay, bào rãnh chốt én qui trình qui phạm, đạt yêu cầu kỹ thuật Mục tiêu: + Hiểu công dụng chương trình gia cơng phay CNC + Biết cấu trúc, cách gọi (thốt) chương trình gia cơng phay CNC + Lập trình gia cơng sản phẩm có sử dụng chương trình + Thao tác vận hành máy phay CNC thành thạo q trình thực tập với chương trình có sử dụng chương trình + Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung mô đun: Số TT Thời gian Tên mô đun Tổng Lý số thuyết Thực hành Kỹ thuật lập trình, gia cơng phay CNC có sử dụng chương trình 10 Kỹ thuật lập trình, gia cơng phay CNC có sử dụng bù dao trái, phải 35 23 Kỹ thuật lập trình, gia cơng tiện CNC có sử dụng chương trình 10 Kiểm tra* 4 Kỹ thuật lập trình, gia cơng tiện CNC có sử dụng bù dao trái, phải Cộng 20 12 60 54 BÀI 1: KỸ THUẬT LẬP TRÌNH, GIA CƠNG PHAY CNC CĨ SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH CON Mã bài: MĐ50.1 Giới thiệu: Cơ cấu phân độ sử dụng nhiều ngành khí tiện vạn năng, phay vạn Cơ cấu phân độ đóng van trị đồ gá giúp cho việc gá đặt chi tiết gia công Đối với máy gia công tự động cấu phân độ đóng vai trị quan trọng Trong giới thiệu công dụng phương pháp gá đặt cấu phân độ để gia cơng máy CNC Mục tiêu: + Trình bày cấu tạo, nguyên lý ụ phân độ; + So sánh điểm giống khác phay đường xoắn máy phay vạn máy phay CNC; + Lập chương trình gia cơng phay trục phân độ; + Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, chủ động tích cực sáng tạo học tập Cấu trúc chương trình Ngày máy CNC nhiều trục phổ biến nhiên giá thành cao biện pháp nhằm thay máy nhiều trục giảm giá thành trang bị máy nhiều trục gắn thêm máy thiết bị gọi bàn xoay Bàn xoay hay gọi trục phân độ lắp máy phay CNC trung tâm gia công thường gắn động để điều khiển phân độ (hình 1.1) Đối với loại bàn xoay có trục quay nằm ngang có vai trò trục thứ máy Đối với loại bàn xoay nghiêng hai trục quay đóng vai trò trục thứ thứ máy, trục thường có tên trục A trục B Bàn xoay máy CNC có tác dụng làm tăng thêm tính vạn cho máy, giúp giảm số lần gá lắp, tăng độ xác gia công Ứng dụng chủ yếu để gia công chi tiết có yêu cầu cao có nhiều bề mặt phức tạp mà cần gia công lần gá Trong phạm vi mô đun ta làm quen với trục phân độ tương ứng với trục thứ máy Tùy thuộc vào đầu phân độ lắp bên trái hay bên phải bàn máy mà chiều dương trục quay thay đổi Hình 1.1 Trục phân độ máy CNC Hình 1.2 : Hệ tọa độ máy phay CNC Cấu tạo trục phân độ Cấu tạo trục phân độ giống với đầu phân độ vạn có đĩa chia, bánh thay thay động nối với điều khiển CNC để điều khiển phân độ (hình 1.3) Hình 1.3: Các phận trục quay Nguyên lý hoạt động Tương tự đầu phân độ sử dụng máy vạn nhiên đầu phân độ máy cnc điều khiển điều khiển thông qua động servo Dựa nguyên lý ăn khớp trục vít bánh vít để phơi quay vịng (3600) động phải quay K vòng, số vòng quay động ln ln giám sát nên góc quay đầu phân độ xác xấp xỉ 0.001 Để cố định phơi vị trí trục đầu phân độ có gắn cấu đĩa phanh giúp chi tiết khơng bị thay đổi vị trí khác tác dụng lực cắt Phương pháp lập trình phay CNC có sử dụng chương trình Bước xoắn chiều dài theo trục X máy dịch chuyển trục phân độ quay vịng (3600)(hình 1.4) Góc quay Khoảng dịch chuyển Bước xoắn Bước xoắn Hình 1.4: Khai triển bước xoắn mặt phẳng Với bước xoắn cho dao dịch chuyển theo trục X khoảng phơi phải quay góc Bước xoắn góc quay ln ln liên quan đến Giả sử tính góc quay phay rãnh xoắn chiều dài L1, bán kính quay R (tọa độ Z), bước xoắn P ta tính theo cơng thức sau A=360xLl/P A góc quay cần tính, L1 chiều dài rãnh theo trục X, P bước xoắn trục quay góc 360 độ Ví dụ (hình 1.5): Hình 1.5: Sơ đồ tạo bước xoắn Tọa độ điểm A Z=40.0; X=100.0; A=120 độ Tọa độ điểm B Z=40.0; X=50.0; A=210 độ Tính khoảng cách từ A đến B(hình 1.6) Khoảng cách L1 khoảng cách theo Hình 1.6: Sơ đồ tính khoảng cánh AB trục quay L1=80xx90/360=63 mm Khoảng cách L2 khoảng cách từ A đến B L2 = =80mm Chú ý: q trình gia cơng để phù hợp với đơn vị sử dụng bước tiến dao số hệ điều khiển phải đổi từ mm/phút sang độ/phút  Hình 1.7: Sơ đồ bước xoắn 31 BÀI KỸ THUẬT LẬP TRÌNH, GIA CƠNG TIỆN CNC CĨ SỬ DỤNG BÙ DAO TRÁI, PHẢI Mã bài: MĐ50.04 Giới thiệu: Nội dung học giới thiệu lập trình phương pháp gia cơng số chi tiết điển hình Mục tiêu: + Giải thích dạng sai hỏng, nguyên nhân cách khắc phục + Hiểu công dụng phân biệt dạng bù dao trái, phải gia công tiện CNC + Vận hành thành thạo máy tiện CNC để phay qui trình qui phạm, đạt cấp xác 7-6, độ nhám cấp 7-9, đạt yêu cầu kỹ thuật, thời gian qui định, đảm bảo an tồn cho người máy + Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Cấu trúc câu lệnh bù dao Do tính chất chuyển động tạo hình nên phay đa giác để đảm bảo yêu cầu đa giác ta chọn dao phay có trục song song với trục Z Khi phay đa giác trục X trục C điều khiển đồng thời Các cạnh đa giác đường thẳng nên lệnh lập trình lệnh nội suy đường thẳng Ví dụ: Phay lục giác(hình 4.1) Hình 4.1: Sơ đồ tiến dao phay lục giác 32 Chọn phương pháp gia cơng Xác định tọa độ để lập trình(hình 4.2) Cũng sử dụng phương pháp tọa độ cực để lập trình để đơn giản q trình tính tốn - Lập trình phay đa giác O1234; Chương trình T0101 ; G00X120.Z5 M33S2000; G01X120.C0.F50; Z-5.; X120 C0; X70.C90.; Hình 4.2: Sơ đồ hình khai triển xác định tọa độ X60.C150.; X60.C210.; X70 C270.; X60 C330.; X92.95 C10.; G0X120.; G28U0W0; M30; - Gá dao, nhập gí trị offset dao Gá dao điều chỉnh cho trục dao song song với trục chính, nhập giá trị bù dao (offset dao) - Gá phơi, cài gốc phơi Gá phơi, rà trịn phơi, cài gốc tọa độ phơi - Nhập chương trình, kiểm tra chương trình đồ họa - Kiểm tra chương trình Dry Run - Chạy chương trình gia cơng 33 Kiểm tra chế độ gia cơng, hình hiển thị, lựa chọn q trình gia cơng, % tốc độ trục chính, % bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy câu lệnh để kiểm tra Kiểm tra chi tiết Nên cắt thử sau kiểm tra tránh cắt hụt kích thước chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình cần thiết tránh thời gian chạy lại chương trình nhiều lần Lập trình tiện CNC có sử dụng bù dao trái, phải Trên máy tiện thơng thường trục vít gia cơng phương pháp tiện nhiên hạn chế dao tiện nên phay máy tiện lựa chọn để gia cơng Để gia cơng trục vít ta cần có dao phay mơ đun, hiểu ngun lý phay, tính tốn tọa độ để lập trình gia cơng Phay trục vít phương pháp gia cơng mà chuyển động tạo hình phối hợp đồng thời trục Z trục quay C Giả sử phay trục vít có hình vẽ Chọn dao phay dao phay ngón mơ đun, có kích thước tương ứng với hình dạng profin trục vít Dd - Tính tốn để lập trình( hình 4.3) Hình 4.3: Bản vẽ trục vít L chiều dài đoạn vít Dc đường kính chân trục vít Dd đường kính đỉnh trục vít 34 Tính góc quay đầu phân độ C = Lx360/P (độ) giá trị góc quay tính phải nhỏ số, trường hợp tính lớn số ta phải phân đoạn trục vít để gia cơng P bước trục vít Chú ý nên lấy chiều dài đoạn vít bội bước trục vít để đảm bảo xác q trình tính Hình 4.4: Sơ đồ tiến dao gia cơng Tính bước tiến dao đổi từ mm/phút sang độ/phút Thời gian để trục quay vịng( hình 4.5)  Hình 4.5: Sơ đồ bước xoắn T= phút T thời gian để trục quay quay vòng P bước xoắn (khoảng dịch chuyển theo trục X trục quay quay vịng) Bước tiến góc FA = độ/phút 35 - Lập trình Tùy thuộc vào bước trục vít mà ta gia cơng lần gia công nhiều lần (cần mở rộng rãnh phân chia chiều sâu cắt) Căn vào số đầu mối trục vít để chia rãnh ren Trong ví dụ ta thực lần đạt chiều cao ren O0001; G28U0V0 ; T0101 ; M33 S1500 ; G0G54X_Z_C_M08 ; G01Z_F ; G01X_F_; G28U0V0; M30; - Gá dao, nhập gí trị offset dao Gá dao điều chỉnh cho trục dao song song với trục chính, nhập giá trị bù dao (offset dao) - Gá phôi, cài gốc phôi Gá phơi, rà trịn phơi, cài gốc tọa độ phơi - Nhập chương trình, kiểm tra chương trình đồ họa - Kiểm tra chương trình Dry Run - Chạy chương trình gia cơng Kiểm tra chế độ gia cơng, hình hiển thị, lựa chọn trình gia cơng, % tốc độ trục chính, % bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy câu lệnh để kiểm tra Kiểm tra chi tiết Nên cắt thử sau kiểm tra tránh cắt hụt kích thước chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình cần thiết tránh thời gian chạy lại chương trình nhiều lần 36 Gia cơng tiện CNC có sử dụng bù dao trái, phải Phay rãnh xoắn phương pháp gia cơng mà chuyển động tạo hình phối hợp đồng thời trục Z trục quay C Phay rãnh xoắn tương tự phay trục vít, nhiên dao phay dao phay ngón có hình dạng giống hình dạng rãnh cần gia cơng Đối với rãnh xoắn thơng thường có bước xoắn lớn nhiều so với trục vít Việc tính tốn thơng số để lập trình hồn tồn giống với phay trục vít( hình 4.6) Hình 4.6: Sơ đồ hình khai triển rãnh xoắn O0001; G21 ; G91G28Z0; T1; M06; G0G90G54X0.Y0.A0.; G43Z100.H1.S1200 ; M03 ; M08 ; Z85.; G01Z80.F50; X120.A90.F100; G0Z85 ; G91G28Z0.; M30; 37 - Lập trình - Gá dao, nhập gí trị offset dao Gá dao điều chỉnh cho trục dao song song với trục chính, nhập giá trị bù dao (offset dao) - Gá phôi, cài gốc phôi Gá phơi, rà trịn phơi, cài gốc tọa độ phơi - Nhập chương trình, kiểm tra chương trình đồ họa - Kiểm tra chương trình Dry Run - Chạy chương trình gia cơng Kiểm tra chế độ gia cơng, hình hiển thị, lựa chọn q trình gia cơng, % tốc độ trục chính, % bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy câu lệnh để kiểm tra Kiểm tra chi tiết Nên cắt thử sau kiểm tra tránh cắt hụt kích thước chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình cần thiết tránh thời gian chạy lại chương trình nhiều lần Tính tọa độ để lập trình Hình trụ thay lên mặt phẳng( hình 4.7) Hình 4.7: Hình khai triển rãnh thùng 38 Hình 4.8: Hình khai triển rãnh thùng - Khai triển cam thùng mặt phẳng để tính tọa độ lập trình( hình 4.8) - Lập trình - Gá dao, nhập gí trị offset dao Gá dao điều chỉnh cho trục dao song song với trục chính, nhập giá trị bù dao (offset dao) - Gá phơi, cài gốc phơi Gá phơi, rà trịn phơi, cài gốc tọa độ phơi - Nhập chương trình, kiểm tra chương trình đồ họa - Kiểm tra chương trình Dry Run - Chạy chương trình gia cơng Kiểm tra chế độ gia cơng, hình hiển thị, lựa chọn q trình gia cơng, % tốc độ trục chính, % bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy câu lệnh để kiểm tra Kiểm tra chi tiết Nên cắt thử sau kiểm tra tránh cắt hụt kích thước chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình cần thiết tránh thời gian chạy lại chương trình nhiều lần ** Tính phay rãnh mặt côn Khi phay rãnh xoăn mặt trục X, Z, trục C đồng thồi điều khiển 39 Ví dụ gia cơng rãnh xoắn (hình 4.9) Hình 4.9: Sơ đồ gá phay rãnh xoắn Tọa độ điểm A X80 Z50 C120 Tọa độ điểm B X40 Z100 C120 - Gá dao, nhập gí trị offset dao Gá dao điều chỉnh cho trục dao song song với trục chính, nhập giá trị bù dao (offset dao) - Gá phôi, cài gốc phôi Gá phôi, rà trịn phơi, cài gốc tọa độ phơi - Nhập chương trình, kiểm tra chương trình đồ họa - Kiểm tra chương trình Dry Run - Chạy chương trình gia cơng Kiểm tra chế độ gia cơng, hình hiển thị, lựa chọn trình gia cơng, % tốc độ trục chính, % bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy câu lệnh để kiểm tra Kiểm tra chi tiết 40 Nên cắt thử sau kiểm tra tránh cắt hụt kích thước chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình cần thiết tránh thời gian chạy lại chương trình nhiều lần Phay rãnh mặt đầu phương pháp gia cơng mà chuyển động trục X trục quay C, trục Z sử dụng để thực chiều sâu, tương tự phay đa giác chọn dao phay có trục song song với trục Rãnh mặt đầu thơng thường đường thẳng, cung trịn, ta lập trình lập trình phay thơng thường phải tính trục lập trình trục X trục quay C O001 ; T0101 ; G00X120.C0 ; G12.1 ; G01X40.F50 ; G03X0 C40 I-20.; G01X-25.; G03 X-40.C25.K-15.; G01 C0; G03X20.I20.; G01X120.; G13.1; M30; - Gá dao, nhập gí trị offset dao Gá dao điều chỉnh cho trục dao song song với trục chính, nhập giá trị bù dao (offset dao) - Gá phơi, cài gốc phơi Gá phơi, rà trịn phơi, cài gốc tọa độ phơi - Nhập chương trình, kiểm tra chương trình đồ họa - Kiểm tra chương trình Dry Run - Chạy chương trình gia công 41 Kiểm tra chế độ gia công, hình hiển thị, lựa chọn trình gia cơng, % tốc độ trục chính, % bước tiến, % chạy dao nhanh, chọn chạy câu lệnh để kiểm tra Kiểm tra chi tiết Nên cắt thử sau kiểm tra tránh cắt hụt kích thước chưa cắt hết lượng dư, điều chỉnh chương trình cần thiết tránh thời gian chạy lại chương trình nhiều lần 42 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP TT Tiêu chí đánh giá Cách thức phương pháp đánh giá Điểm tối đa I Kiến thức Trình bày đầy đủ yêu Làm tự luận, đối cầu rãnh xoắn mặt chiếu với nội dung trụ học 2 Trình bày phương pháp sử dụng phần mềm CAD/CAM phay 3D Làm tự luận, đối chiếu với nội dung học 3 Trình bày cách gá lắp điều chỉnh dao phay rãnh xoắn mặt trụ Vấn đáp, đối chiếu với nội dung học Trình bày dạng sai hỏng phay rãnh xoắn mặt trụ cách khắc phục Làm tự luận, đối chiếu với nội dung học Cộng: 10 đ II Kỹ Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, thiết bị theo yêu cầu thực tập Vận hành thành thạo máy Quan sát thao tác, phay, máy tiện CNC thành đối chiếu với quy thạo trình vận hành Chọn chế độ cắt phay, tiện CNC Kiểm tra công tác chuẩn bị, đối chiếu với kế hoạch lập Kiểm tra yêu cầu, đối chiếu với tiêu Kết thực người học 43 chuẩn Sự thành thạo chuẩn xác thao tác phay, tiện CNC Kiểm tra Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy trình kiểm tra 5.1 Bước xoắn 5.2 Độ côn 5.3 Quan sát thao tác đối chiếu với quy trình thao tác Kích thước 2 Cộng: 10 đ III Thái độ Tác phong công nghiệp 1.1 Đi học đầy đủ, 1.2 Không vi phạm nội quy lớp học Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với nội quy trường Theo dõi q trình Bố trí hợp lý vị trí làm việc làm việc, đối chiếu 1.3 với tính chất, yêu cầu cơng việc 1 1.4 Tính cẩn thận, xác Quan sát việc thực tập Ý thức hợp tác làm việc 1.5 theo tổ, nhóm Quan sát q trình thực tập theo tổ, nhóm Theo dõi thời gian thực tập, đối chiếu với thời gian quy định 2 Đảm bảo thời gian thực tập 44 Đảm bảo an tồn lao động vệ sinh cơng nghiệp 3.1 Tuân thủ quy định an toàn sử dụng khí cháy Đầy đủ bảo hộ lao động( 3.2 quần áo bảo hộ, giày, kính,…) 3.3 Theo dõi việc thực hiện, đối chiếu với quy định an tồn vệ sinh cơng nghiệp Vệ sinh xưởng thực tập quy định 1 Cộng: 10 đ KẾT QUẢ HỌC TẬP Kết thực Tiêu chí đánh giá Hệ số Kiến thức 0,3 Kỹ 0,5 Thái độ 0,2 Cộng: Kết học tập 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Quang Lê Kỹ thuật phay NXB Công nhân kỹ thuật, 1980 [2] A.Barơbasốp Kỹ thuật phay NXB Mir – 1995 [3] PGS.TS Trần Văn Địch Công nghệ máy CNC Nhà xuất KHKT 2000 [4] Tạ Duy Liêm Máy công cụ CNC NXB Khoa học kỹ thuật, 1999 [5] Đoàn Thị Minh Trinh Cơng nghệ lập trình gia cơng điều khiển số NXB Khoa học kỹ thuật, 2004 [6] Các cataloge hướng dẫn sử dụng phần mềm điều khiển ... 35 23 Kỹ thuật lập trình, gia cơng tiện CNC có sử dụng chương trình 10 Kiểm tra* 4 Kỹ thuật lập trình, gia cơng tiện CNC có sử dụng bù dao trái, phải Cộng 20 12 60 54 BÀI 1: KỸ THUẬT LẬP TRÌNH,... tạo học tập Nội dung mô đun: Số TT Thời gian Tên mô đun Tổng Lý số thuyết Thực hành Kỹ thuật lập trình, gia cơng phay CNC có sử dụng chương trình 10 Kỹ thuật lập trình, gia cơng phay CNC có sử... (thốt) chương trình gia cơng phay CNC + Lập trình gia cơng sản phẩm có sử dụng chương trình + Thao tác vận hành máy phay CNC thành thạo q trình thực tập với chương trình có sử dụng chương trình + Rèn