5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
3.5. Các chức năng lập trình cơ bản của phần mềm ShopMill
3.5.1. Chức năng Khoan và Tarô (Drilling, Tapping):
Gồm các chức năng sau:
Hình 3.21. Màn hình giao diện chức năng khoan – Tarô
Khoan tâm Khoan lỗ nông Khoan lỗ sâu Doa lỗ Tarô ren Vị trí lỗ Lặp lại vị trí
72
3.5.1.1. Khoan tâm (Centering)
Hình 3.22. Màn hình giao diện chức năng khoan tâm
T: Là dao, F: Lượng chạy dao, V: Là vận tốc cắt. Ø: Đường kính lỗ khoan.
DT: Là thời gian dừng (tại cuối chiều sâu khoan)
3.5.1.2. Khoan doa (Drilling reaming)
Hình 3.23. Màn hình giao diện chức năng khoan doa
Z1: Chiều sâu cắt, DT: Là thời gian dừng (tại cuối chiều sâu khoan) Tip: Chiều sâu tâm lỗ tính từ đầu mũi khoan
73
3.5.1.3. Khoan lỗ sâu (Deep hole driling)
Hình 3.24. Màn hình giao diện chức năng khoan lỗ sâu
Shaft: Chiều sâu lỗ tính từ hết chiều dài me cắt của mũi khoan D: Khoảng cách rút mũi khoan sau mỗi lần khoan
DF: Phần trăm dịch chuyển của dụng cụ khi tiến dao thêm.
3.5.1.4. Doa lỗ ( Boring)
74
3.5.1.5. Tarô ren (Tapping thread)
Hình 3.26. Màn hình giao diện chức năng tarô ren
P: Là bước ren, V: Là vận tốc cắt ren VR: Tốc độ cắt không đổi khi rút dao
3.5.1.6. Vị trí lỗ (Positions)
+ Khoan lỗ theo tọa độ
Hình 3.27. Màn hình giao diện chức năng khoan theo tọa độ
75
Hình 3.28. Màn hình giao diện chức năng khoan theo đường thẳng
+ Khoan lỗ theo đường tròn:
Hình 3.29. Màn hình giao diện chức năng khoan theo đường tròn
3.5.2. Chức năng Phay: Gồm có các chức năng sau:
76
Face milling Phay mặt phẳng
Pocket Phay hốc
Spigot Phay đảo
Groove Phay rãnh
Engraving Phay chữ
3.5.2.1. Phay mặt phẳng (Face milling ):
Có phay thô và phay tinh khi chọn vào Mill – ing.
Hình 3.31.Màn hình giao diện chức năng phay mặt phẳng
Thay đổi đặc tính của các thông số Dao
Phay mặt phẳng có giới hạn phía trước Phay mặt phẳng có giới hạn phía trái Phay mặt phẳng có giới hạn phía phải Phay mặt phẳng có giới hạn phía dưới
77 Hủy bỏ
Chấp nhận các giá trị nhập vào
Xo, Yo, Zo Tọa độ ban đầu
X1, Y1, Z1 Tọa cần gia công
T: Là dao
S: Số vòng quay (vòng)
F: Lượng chạy dao (mm/phút)
Dxy: Lượng dịch ngang theo phương XY Uz: Dung sai gia công tinh theo phương Z Dz: Chiều sâu mỗi lần cắt
3.5.2.2. Phay hốc (Pocket )
a. Phay hốc hình chữ nhật (Rectang pocket )
78
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím Alternat
để thay đổi kiểu phay.
Phay thô
Phay tinh
Phay vát mép
+ Điểm bắt đầu vào dao gồm có các kiểu sau đây:
Vào dao ở giữa tâm chi tiết Phía dưới bên trái
Phía dưới bên phải Phía trên bên phải
W: Là bề rộng hình chữ nhật ; Xo, Yo, Zo : Tọa độ ban đầu L: Chiều dài hình chữ nhật ; R: Bán kính góc lượn
Dxy: Lượng dịch chuyển theo phương xy; α0 : Góc nghiêng Uxy: Dung sai mặt phẳng gia công tinh theo phương xy .
b. Phay hốc tròn (Circular pocket)
79
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím
Alternat để thay đổi kiểu phay
Phay thô
Phay tinh
Phay vát mép
Phay tinh thành
Xo, Yo, Zo Tọa độ ban đầu
Φ: Đường kính hốc tròn
Uxy: Dung sai mặt phẳng gia công tinh theo phương xy Dxy: Lượng dịch chuyển theo phương xy.
3.5.2.3. Phay đảo (Spigot ).
a. Phay đảo hình chữ nhật (rectang spigot)
Hình 3.34. Màn hình giao diện chức năng phay hốc đảo hình chữ nhật
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím Alternat
80
Phay thô
Phay tinh
Phay vát mép
+ Điểm bắt đầu vào dao gồm có các kiểu sau đây:
Vào dao ở giữa tâm chi tiết Phía dưới bên trái
Phía dưới bên phải Phía trên bên phải
L: Chiều dài hình chữ nhật ban đầu; Xo, Yo, Zo: Tọa độ ban đầu L1: Kích thước chi tiết cần đạt được
W: Chiều rộng hình chữ nhật ban đầu; R: Bán kính góc lượn W1: Chiều rộng hình chữ nhật cần đạt được
L: Chiều dài hình chữ nhật, α0: Góc nghiêng
b. Phay đảo hình tròn (circular spigot)
81
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím Alternat
để thay đổi kiểu phay
Phay thô
Phay tinh
Phay vát mép
Xo, Yo, Zo Tọa độ ban đầu
Ф: Đường kính hốc tròn
Ф1: Đường kính hốc tròn cần đạt được
3.5.2.4. Phay rãnh (groove):
Gồm có phay rãnh dài (Long it groove) và phay rãnh tròn (circular groove)
a. Phay rãnh dài (Long it groove)
Hình 3.36. Màn hình giao diện chức năng phay rãnh dài
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím Alternat
để thay đổi kiểu phay.
82
Phay tinh
Phay vát mép
Phay tinh thành
W: Là bề rộng hình chữ nhật; L: Chiều dài hình chữ nhật FZ : Tốc độ tiến dao theo chiều sâu
+ Điểm bắt đầu vào dao gồm có các kiểu sau đây khi di chuyển con trỏ và ấn phím Alternat để thay đổi
Vào dao ở giữa tâm chi tiết Phía bên trái
Phía bên phải
Phía lề bên phải
b. Phay nhiều rãnh theo đường tròn (circular groove)
Hình 3.37. Màn hình phay nhiều rãnh theo đường tròn
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím
83 Phay thô Phay tinh Phay vát mép Phay tinh thành W : Là bề rộng rãnh R : Là bán kính cong của rãnh α0 : Góc nghiêng ban đầu
α1 : Góc nghiêng của rãnh kế tiếp N : Là số rãnh cần phay
3.5.2.5. Phay chữ (Engraving)
Hình 3.38. Màn hình phay chữ
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Orientation và chọn phím
Alternat để thay đổi kiểu phay
Phay chữ theo dạng đường thẳng
84
Phay chữ theo dạng đường cong phía dưới Xo, Yo, Zo Tọa độ ban đầu của chữ
W Chiều cao của chữ
Xc, Yc Tọa độ tâm cung của chữ
DX1 Khoảng cách giữa hai chữ liền kề nhau
3.5.3. Phay contour (Phay theo biên dạng):
- Gồm các chức năng sau :
Hình 3.39. Màn hình giao diện chức năng phay contour
Thiết lập một biên dạng mới Phay theo biên dạng
85 Phay hốc
Phay phần vật liệu thừa của hốc do nguyên công trước để lại
Phay đảo
Phay đảo đã có sẵn
3.5.3.1. Phay theo biên dạng (Path milling)
Hình 3.40. Màn hình giao diện chức năng phay theo biên dạng
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím Alternat
để thay đổi kiểu phay
Phay thô
Phay tinh
86
+ Các kiểu bắt đầu vào gia công ta chọn phần Approach và chọn phím
Alternat để thay đổi kiểu vào gia công
Bắt đầu gia công theo đường bán nguyệt Bắt đầu gia công theo các góc phần tư
Bắt đầu gia công ngay và cách phôi một khoảng L1 Bắt đầu gia công theo dọc biên dạng của chi tiết
3.5.3.2. Phay hốc (Milling pocket)
Hình 3.41. Màn hình giao diện chức năng phay hốc
Phay thô
Phay tinh
87
3.5.3.3. Phay phần vật liệu thừa của hốc do nguyên công trước để lại (Pocket.res.mat) (Pocket.res.mat)
Hình 3.42. Màn hình giao diện chức năng phay phần vật liệu thừa của hốc do nguyên công trước để lại
3.5.3.4. Phay đảo (Mill spigot)
Hình 3.43.Màn hình giao diện chức năng phay đảo
T: Là dao, F: Là bước tiến, V: Là vận tốc cắt. Dxy: Lượng dịch chuyển theo phương xy Dz: Chiều sâu mỗi lần cắt
88
Gồm có các kiểu phay khi ta chọn ở phần Machining và chọn phím Alternat
để thay đổi kiểu phay
Phay thô
Phay tinh
Phay vát mép
Phay tinh thành
Phay tinh ở cuối cùng
3.5.3.5. Phay đảo đã có sẵn (Spigot resid material)
Hình 3.44. Màn hình giao diện chức năng phay đảo đã có sẵn
T: Là dao, F: Là bước tiến, V: Là vận tốc cắt. Uxy: Lượng dư gia công tinh theo phương xy. Dz: Chiều sâu mỗi lần phay
3.5.4. Các chức năng khác (Vari-ous)
89
Hình 3.45. Màn hình giao diện các chức năng khác
Chức năng đánh dấu Chức năng thực hiện lặp lại
Chương trình con Điểm gốc của phôi Chức năng thiết lập Chức năng biến đổi
3.5.4.1. Chức năng đánh dấu (Set mark)
90
3.5.4.2. Chức năng thực hiện lặp lại (Repetition)
Hình 3.47. Màn hình giao diện chức năng thực hiện lặp lại.
3.5.4.3. Chương trình con (Subprogram)
Hình 3.48. Màn hình giao diện chương trình con.
3.5.4.4. Điểm gốc của phôi (Workp. zero)
Hình 3.49. Màn hình thông số điểm gốc của phôi
91
Hình 3.50. Màn hình giao diện chức năng thiết lập
3.5.4.6. Chức năng biến đổi (Transfor mations)
Hình 3.51. Màn hình giao diện chức năng biến đổi
Gồm có các chức năng sau:
Công việc bù chi tiết gia công Bù chi tiết
Quay quanh trục Định tỉ lệ Đối xứng qua trục
92
3.6. Gia công các chi tiết 3D trên ShopMill và máy phay CNCDMU50
Với ShopMill không hỗ trợ Modul CAM trên phần mềm nhưng hoàn toàn có thể gia công được các chi tiết 3D có bề mặt phức tạp trên ShopMill nhờ chức năng Subprogram.
Để tạo ra chương trình NC gia công 3D bạn cần sử dụng các phần mềm CAM như Mastercam, Proengineer, Catia.... ví dụ như chương trình NC bên dưới.Chương trình NC cần được đặt tên dưới dạng đuôi .SPF và được đặt trong cây thư mục của chương trình.
N140 G43 H2 Z50. N150 Z3.817 N160 G1 Z-.183 F40. N170 X33.11 Y1.512 F250. ………. N2720 X-64.584 Y9.757 N2730 X-64.557 Y9.848 ……….. N1390 G0 Z-15.55 N1400 Z6.45 N1410 M5 N1440 M30 Hình 3.52. Chương trình NC 3D
Để thiết lập cần tạo một chương trình chính Part program trong ShopMill và khởi tạo chương trình NC là một chương trình con, khi gia công chương trình chính sẽ gọi chương trình con 3D ra để gia công trên các thiết lập về phôi, dao của chương trình chính.
93
3.7. Kết luận chương 3
ShopMill là một phần mềm hỗ trợ cho gia công phay dùng cho các trung tâm gia công. Việc nghiên cứu và tìm hiểu về phần mềm ShopMill sẽ giúp cho người học biết cách lập trình gia công tự động những chi tiết phức tạp 2D, 3D và trên cơ sở đó tiếp tục tìm hiểu để lập trình gia công những chi tiết khó hơn như 4D, 5D. Qua đó giúp cho công việc gia công chi tiết đạt độ chính xác cao hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn, góp phần làm hạ giá thành sản phẩm.
94
Chương 4. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÁC BÀI THỰC HÀNH VÀ THÍ NGHIỆM GIA CÔNG CẮT GỌT TRÊN MÁY PHAY CNC DMU 50 4.1. Cơ sở khoa học của việc xây dựng hệ thống các bài thực hành, thí nghiệm
Chiến lược giáo dục 2001 ÷ 2010 và tầm nhìn 2020 đã khẳng định cần “Tạo bước chuyển biến cơ bản về chất lượng giáo dục theo hướng tiếp cận trình độ tiên tiến của thế giới, phù hợp với thực tiễn Việt Nam, phục vụ thiết thực cho sự phát triển kinh tế – Xã hội của đất nước; Nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực góp phần nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế; Đổi mới mục tiêu, nội dung, phương pháp chương trình giáo dục các bậc học các trình độ đào tạo...”
Để đáp ứng các yêu cầu trên, một trong những định hướng của các trường Đại học, cao đẳng, đặc biệt là các trường Đại học công nghệ là theo hướng Công nghệ ứng dụng, có nghĩa là sinh viên sau khi học xong, ra trường, không chỉ có kiến thức mà còn phải có năng lực và kỹ năng thực hành đủ đáp ứng yêu cầu xã hội và tiếp cận được sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Nhiều trường Đại học công nghệ đã xây dựng chuẩn đầu ra cho sinh viên, trong đó đặc biệt quan tâm tới chuẩn kỹ năng.
Đối với sinh viên ngành Công nghệ chế tạo máy trong các trường Đại học, Cao đẳng công nghệ, ngoài các kỹ năng cơ bản thì những kiến thức và kỹ năng thực hành trên các máy CNC là những chuẩn kiến thức, kỹ năng không thể thiếu. Hiện nay, trong chương trình đào tạo của các trường Đại học, Cao đẳng cho ngành Công nghệ chế tạo máy, nội dung thực hành, thí nghiệm trên máy CNC với các phần mềm chuyên dụng là một nội dung bắt buộc và có một thời lượng đáng kể.
Nhằm giúp sinh viên nhanh chóng thích ứng với thực tế, các trường đã cố gắng trang bị và đưa vào chương trình giảng dạy các phần mềm, các máy CNC có cấu trúc và tính năng giống và tương tự như trong thực tế đang sử dụng, đó là các phần mềm Siemens, Fanuc,… các máy tiện, phay CNC (CTX 200, CNCDMU 50, CTX 310…)
Việc xây dựng các bài thực hành, thí nghiệm để đáp ứng chuẩn kỹ năng là một công việc rất khó khăn. Các bài thực hành thí nghiệm vừa phải đáp ứng được qui luật nhận thức, qui luật hình thành kỹ năng vừa phải đảm bảo tính khả thi, tính
95
thích ứng với điều kiện dạy và học. Đặc biệt phải đạt được các mục tiêu trong chương trình đào tạo với một khuôn khổ thời gian có hạn.
Để xây dựng, thiết kế các bài thực hành thí nghiệm cần phân tích mục tiêu, nội dung học tập, xác định vị trí, vai trò của bài tập, xác định các điều kiện thực hiện, nghiên cứu, xác định mục tiêu của từng bài dựa trên qui luật nhận thức và các kiến thức, kỹ năng cần đạt được. Kết hợp kết quả của các thao tác phân tích mục tiêu, nội dung để xây dựng một bài thực hành thí nghiệm cụ thể và một hệ thống các bài thực hành thí nghiệm phù hợp.
4.2. Xác định chuẩn kỹ năng thực hành CNC đối với sinh viên chuyên ngành Chế tạo máy trong các trường Đại học và Cao đẳng công nghệ Chế tạo máy trong các trường Đại học và Cao đẳng công nghệ
Kiến thức:
- Hiểu được cấu trúc của máy điều khiển số CNC, chức năng và cách vận hành các bộ phận của máy.
- Hiểu rõ cấu trúc của một chương trình NC trong máy công cụ CNC
- Biết sử dụng một số phần mềm chuyên dụng phay để lập trình, mô phỏng trên máy tính PC theo ngôn ngữ lập trình ISO (G code) và Siemens.
- Hiểu được trình tự lập trình theo phần mềm điều khiển ShopMill trên máy phay CNC DMU50.
- Hiểu được phương pháp lập chương trình NC bằng cách sử dụng các mã lệnh.
Kỹ năng:
- Sử dụng thành thạo các mã lệnh lập trình cho máy phay CNC theo cấu trúc của một hệ thống điều khiển máy phay cụ thể.
- Thiết lập được qui trình công nghệ gia công hợp lí và lựa chọn chế độ cắt phù hợp với hình thức gia công, vật liệu gia công và dụng cụ cắt đã lựa chọn.
- Lập trình hoàn thiện được chương trình NC cho máy công cụ điều khiển số trong hệ thống toạ độ vuông góc với các dạng điều khiển điểm - đoạn - đường bằng các lệnh nội suy đường thẳng, đường cong.
96
- Chuyển đổi được chương trình NC khi lập trình Contour tự do sang cấu trúc chương trình bằng cách lập trình thông thường.
- Mô phỏng được quĩ đạo chuyển động của dụng cụ cắt theo chương trình đã lập bằng chức năng cho phép của hệ điều khiển với chương trình NC đã lập. Kiểm tra và hiệu chỉnh chương trình đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu của bản vẽ.
- Thực hiện được các công việc gá lắp, điều chỉnh phôi, dụng cụ cắt và vận hành máy đúng thao tác.
- Gia công được một số dạng chi tiết cơ bản trên máy CNC theo chương trình đã lập.
Thái độ:
- Cẩn thận, tỷ mỉ trong các bước lập trình, chỉ được phép gia công khi đã tiến hành mô phỏng đạt yêu cầu.
- Tuân thủ nghiêm các chỉ dẫn, thực hiện đúng trình tự các thao tác vận hành, tránh sai sót gây hư hỏng máy và thiết bị.
- Có tinh thần trách nhiệm cao trong công việc để hạn chế thấp nhất các hư hỏng có thể xảy ra. Đảm bảo vệ sinh và an toàn lao động.
4.3. Xây dựng hệ thống các bài thực hành và thí nghiệm gia công cắt gọt trên máy CNC DMU 50 với hệ điều khiển Siemens.