Bài toán đặt ra là khi bạn thực hiện phay một chi tiết như cánh quạt của nơm thuỷ lực chẳng hạn thì với những đường chạy dao 2.5D không thể thực hiện được. Vậy khi đó phải sử dụng những đường chạy dao như thế nào khi trong trường hợp này và trong một tình huống khác khi gia công một chi tiết mà biên dạng là một bề mặt cong . Điều này hoàn toàn có thể giải quyết khi bạn thực hiện với đường chạy giao gia công bề mặt. Múc đích của bài học là cho bạn những kỹ năng phân tích vấn đề và sử dụng công cụ trên phần mềm Mastercam X để làm những công việc như thế
Những kỹ năng bạn học được:
Quy trình gia công và phương án lựa chọn dụng cụ cắt
Một số phương pháp gia công thô bề mặt 3D .
Ứng dụng : Gia công khuôn mẫu
Giới thiệu về Gia công tốc độ cao
Ví dụ và thực hành
Tổng kết bài và giải đáp thắc mắc
5.1 Quy trình gia công và phương án lựa chọn dụng cụ cắt. 5.2 Một số phương pháp gia công thô bề mặt 3D.
Phay thô là quá trình sẽ bóc đi một lượng lớn vật liệu trên bề mặt chi tiết trong thời gian ngắn mà không cần đạt độ chính xác cao. Trong phần này phần setup chúng ta sẽ không đề cập đến và có thông số giống một vài phần trước đây chúng ta cũng không nói đến. Người đọc se phải nhớ những tham số đó để thiết lập.
5.2.1 Thông số chung của chu trình surface
Giá trị tuyệt đối (Absolute) và tương đối (Incremental).
Hầu hết các thông số Clearance (mặt phẳng an toàn), Retract (mặt phẳng lùi dao), Feed plan (mặt phẳng cắt gọt), Top of stock (mặt trên của phôi),
Depth (chiều sâu cắt) đều có thể được nhập bằng giá trị tương đối hoặc tuyệt đối.
*Absolute: giá trị tuyệt đối luôn được tính từ gốc toạ độ (0,0,0). Nếu ta chọn các đối tượng hình học để tạo các đường chạy dao thì các đường chạy dao này sẽ ở độ sâu tuyệt đối, bật kể đối tượng hình học ta chọn ở độ cao nào.
* Increamental: khi ta nhập giá trị tương đối thì Depth và Top of Stock sẽ liên quan đến vị trí của đối tượng hình học còn Clearancen, Retract và Feed plan sẽ phụ thuộc vào Top of Stock. Nếu ta chọn các đối tượng hình học để tạo các đường chạy dao thì các đường chạy dao này sẽ ở độ sau của đối tượng hình học ta chọn.
- Trước tiên ta rút Regen ở trang Surface parameters của bất kỳ chu trình Surface nào.
- Nhập tên và chỉ đường dẫn để lưu tập tin Regen cho chu trình Surface. - Chọn Ok.
Thiết lập các đường vào dao (Plunge), ra (retract) dao:
Hộp thoại Direction cho ta các tuỳ chọn để tạo các đường vào, ra dao cho các chu trình Surface. Thông số Plunge cho phép ta thiết lập chuyển động vào dao thông số Retract cho phép ta thiết lập chuyển động ra dao.
- Ở trang Surface parameters của bất kỳ chu trình Surface nào đánh dấu
chọn và click vào node Direction. - Thiết lập các giá trị
Chú ý:
-Ta có thể chọn node Vector để nhập giá trị theo 3 phương X, Y, Z.
- Ta cũng có thể chọn node Line để trở về màn hình đồ hoạ chọn đường thẳng cho chuyển động vào hoặc ra dao.
Đường biên giới hạn vùng chạy dao là một chuỗi (Line, arc) kín, dùng để giới hạn vùng gia công trong một chu trình. Sử dụng đường giới hạn vùng chạy dao để đảm bảo rằng dao cắt ở trong một vùng nhất định. Đường giới hạn vùng chạy dao này có thể lằm ở bất kỳ độ cao Z nào so với chi tiết.
Ví dụ:
Drive và check surfaces
Drive Surface là những vùng được gia công trên chi tiết. Check Surfaces bảo vệ những vùng trên chi tiết từ sự chuyển động của dụng cụ cắt. Để tạo một chu trình Surface thì ta phải chọn ít nhất một Drive Surface. Trong khi đó thì Check Surfaces không nhất thiết phải được chọn, chúng chỉ giới giạn chuyển động của dụng cụ cắt, đảm bảo một chương trình chính xác hơn.
Trong hình ví dụ trên, 3 mặt phẳng tạo nên một mặt đáy và 2 vách. Mặt đáy được chọn làm Drive Surface (Vùng gia công) còn 2 mặt kia được chọn làm Check Surface. Khi đó, dụng cụ cắt sẽ cắt dọc theo mặt đáy và tránh chạm vào 2 mặt vách.
Lọc chu trình (Filtering toolpaths): (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi ta lọc một chu trình, Mastercam sẽ thay đổi đường chạy dao trong một dụng sai nhất định thành những chuyển động thẳng
Ta cũng có thể thay thế những chuyển động thẳng thành những chuyển động theo cung tròn với bán kính trong giới hạn từ nhỏ đến lớn nhất (do ta thiết lập). * Phương pháp chọn Filter toolpaths:
- click phải trên hộp thoại Operation Manager chọn Option/Filter để lọc chu trình những tập tin hiện hành.
- Chọn Main menu/NC utils để lọc bất cứ tập tin NCI nào. Phương pháp này sẽ tạo ra tập tin ASCII NCI.
- Thay thế những chuyển động thành chuyển động theo cung tròn: khi ta lọc chu trình theo phương pháp này, ta phải chỉ ra bán kính của cung tròn lớn nhất hoặc nhỏ nhất có thể. Tuỳ thuộc vào hình dáng hình học và dung sai các cung tròn được tạo ra có bán kính lớn sẽ làm cho chu trình ngắn gọn hơn, trong khi đó cung tròn được tạo ra có bán kính lớn sẽ làm cho chu trình phức tạp hơn.
Như vậy, đã giới thiệu tham số cơ bản của việc tạo những chu trình phay Surface. Bây giờ chúng ta sẽ đi vào các chu trình phay thô cụ thể.
5.2.2 Gia với đường chạy dao song song (Rough Parallel)
Đây là chu trình thường sử dụng để phá tho các bề mặt lồi (boss) hoặc lõm (cavity) đơn giản. Các đường chạy dao được tạo ra sẽ song song nhau với Z là trục thứu 3 được điều khiển độc lập.
Trình tự để tạo ra một chu trình rough parallel:
- Chọn Main menu/ Toolpaths/ Surface/ rough parallel.
- Chọn dạng chi tiết lỗi, lõm hoặc không xác định (unspecified) từ Part shape menu.
- Chọn các bề mặt cần được gia công.
- Nhập các thông số cho chu trình rồi chọn Ok.
Ghi chú: ta có thể tạo chu trình rough parallel từ hộp thoại Operation manager: - Click phải/ Toolpaths / Surface rough / parallel.
- Total tolerance: là dung sai tổng chỉ có ở chu trình surface, nó kết hợp giữa Arc filter tolerance và Cut tolerance theo một filter ratio nào đó.
- Maximun stepdown: thiết lập khoảng cách lớn nhất giữa hai lớp cắt kế nhau theo phương Z trong chu trình Surface.
Approx. scallop height on flat floor: tính toán khoảng dịch dao ngang sao cho tạo được chiều cao nhấp nhô (Scallop) đúng theo chiều cao theo yêu cầu trên phẳng. Đơn vị mm.
Approx. scallop height at 45 Degrees: Tính toán khoảng dịch dao ngang sao cho tạo được chiều cao nhấp nhô (Scallop) đúng chiều cao theo yêu cầu trên mặt phẳng nghiêng 45 độ.
- Machining angle: thiết lập hướng cắt theo chu trình từ 0 đến 360 độ so với trục X của Cplane.
- Cuttinh method: trong chu trình phay Parallel có thể chọn một trong hai kiểu chạy dao sau:
Cắt một phía (one way): theo phương pháp này, sau một lát cắt, dụng cụ cắt sẽ rút dao lên mặt phẳng an toàn và lùi dao nhanh về điểm đầu để bắt đầu lát cắt tiếp theo. Tất cả các lát cắt đều cùng một phía.
Cắt theo hai phía (Zigzag): theo phương pháp này, dụng cụ cắt sẽ di chuyển tới lui dọc theo chi tiết.
- Plunge control: đây là thống số để xác định cách dao chuyển động theo phương Z trong chu trình cắt bé. Nó được sử dụng để ngăn chặn dụng cụ cắt chạy không từ những lát cắt trước đó. Thông số này có tác dụng đối với dạng chi tiết lõm . Ta có thể chọn dụng cụ cắt lên xuống dọc theo chi tiết, dụng cụ cắt chỉ xuống từ một phía hoặc từ hai phía.
Allow Multiple Plunges Along Cut: đặc tính này sẽ báo cho hệ thống cắt dọc chi tiết.
Cut From One Side: đặc tính này sẽ hướng dẫn hệ thống cắt dọc theo một bên của chi tiết. Nếu thiết lập phương pháp cắt là Zig-zag thì hệ thống sẽ cắt dọc theo từng đường bắt đầu từ mỗi bên, điều này sẽ làm cho cả hai bên đều bị cắt. Nếu thiết lập phương pháo cắt oneway thì hệ thống chỉ cắt một bên.
Cut From Both Side: đặc tính này sẽ cắt dọc theo cả hai bên của chi tiết. Nếu thiết lập phương pháp cắt zig zag thì hệ thống sẽ cắt dọc theo từng đường cắt bắt đầu từ một bên và chuyển sang cắt bên đối diện, nếu thiết lập phương pháp cắt theo oneway thì hệ thống sẽ cắt dọc theo toàn bộ một bên sau đó mới chuyển sang cắt toàn bộ bên còn lại.
Ghi chú:
- Absolute: Thiết lập chiều sâu nhỏ nhất. Tất cả các lát cắt trong chu trình sẽ nằm giữa hai giá trị này.
Minimum depth: chiều sâu nhỏ nhất mà dụng cụ cắt có thể vươn tới
Maximum depth: Chiều sâu lớn nhất mà dụng cụ cắt có thể xuống. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Selectet depths: trở về màn hình đồ hoạ để chọn chiều sâu nhỏ nhất và chiều sâu lớn nhất.
- Incremental: đặt các lát cắt ở các độ cao tương đối so với bề mặt chi tiết. MasterCAM sẽ tự tính toán chiều sâu tối thiểu và chiều sâu tối đa cho chu trình.
Adjustment to top cut: thiết lập khoảng cách giữa các chiều sâu nhỏ nhất mà Mastercam tính toán được và lát cắt đầu tiên. Một số dương sẽ cho điều chỉnh xuống và âm sẽ cho điều chỉnh lên.
Adjustment to other cuts: thiết lập khoảng cách giữa chiều sâu lớn nhất mà Mastercam tính toán được và các lát cắt trong chu trình. Một số dương sẽ cho điều chỉnh theo chiều dương và số âm sẽ cho điều chỉnh theo chiều âm.
- Gap settings: Thông số này điều khiển việc lùi dao hay giữ nguyên chuyển động khi có khe hở trong chuyển động chạy dao. Khe hở có thể sinh ra giữa hai lát cắt, giữa drive và check surfaces, giữa 2 drive surfaces.
Hình vẽ trên , khe hở sinh ra giữa Drive surfaces. Khe hở nhỏ hơn khoảng thiết lập thì dao sẽ lùi về mặt phẳng an toàn rồi, qua khỏi xe hở rồi xuống dao lại.
Chọn nút Gap settings để thiết lập các thông số:
Distance: Thiết lập khe hở nhỏ nhất giữa các chuyển động chạy dao (giá trị tuyệt đối).
% of stepover: khe hở nhỏ nhất được xác định bằng giá trị % của khoảng dịch dao ngang lớn nhất.
- Advanced settings: thông số này thiết lập chuyển động của dao trên các cạnh của bề mặt (Surface), khối rắn (solid) và sự chính xác (dung sai) của chuyển động chạy dao trên những góc nhọn.
Mastercam cung cấp 3 phương pháp thiết lập chuyển động chạy dao bo tròn trên các cạnh trong chu trình phay bề mặt (Surface toolpath):
Automatically (base on geometry): thiết lập việc chuyển động chạy dao bo tròn trên các cạnh phụ thuộc vào sự có mặt hay không có mặt của đường giới hạn chạy dao (tool containment boundary). Nếu ta có định nghĩa đường giới hạn chạy dao thì dao sẽ bo tròn những cạnh giữa các bề mặt và các cạnh ngoài cùng của chi tiết. Nếu ta không định nghĩa đường giới hạn chạy dao thì dao chỉ bo tròn các cạnh giữa các bề mặt của chi tiết.
Only between surfaces (solid faces): dao chỉ bo tròn các cạnh giữa các bề mặt của chi tiết
Over all edges: dao sẽ bo tròn những cạnh giữa các bề mặt và các cạnh ngoài cùng của chi tiết.
Sharp corner tolerance: thông số này thiết lập độ chính xác của những góc giữa các bề mặt và của những cạnh ngoài cùng của chi tiết:
Distance: chia chuyển động bo tròn của dao thành những giá trị được xác định bằng giá trị do ta nhập. Một dung sai chặt (giá trị nhập vào nhỏ hơn) sẽ
hơn. Một dung sai nhỏ (giá trị nhập vào lớn hơn) sẽ tạo những góc tròn với độ tăng ít hơn.
Skip hidden face test for solid body: những mặt bị che khuất sẽ không được gia công trong những chu trình 3 trục. Chọn tính năng này đối với chi tiết có nhiều bề mặt, như vậy thì thời gian tính toán sẽ giảm lại.
Check for internal sharp corner: những bề mặt với các đỉnh bên trong có thể dẫn đến đụng dao. Đôi khi làm việc chuyển dữ liệu, các bề mặt được đưa vào MasterCAM có thể chứa các đỉnh nhọn. Mastercam sẽ thông báo khi nó bắt gặp một đỉnh nhọn và nhắc ta nên hiệu chỉnh lại chi tiết.
o Chọn Main menu / Toolpaths / surface / Rough / Radial.
o Chọn dạng chi tiết lồi, lõm, hoặc không xác định từ parth shape menu. o Chọn các bề mặt cần được gia công.
o Nhập các thông số cho chu trình rồi chọn OK.
Ghi chú: ta có thể tạo chu trình rough parallel từ hộp thoại Operation Manager : click phải / Toolpaths / Surface rough / Radial:
Giải thích các thông số cơ bản của chu trình khi thiết lập đường chạy dao:
- max. angle increment: thiết lập góc tăng lớn nhất giữa các lát cắt. Kết quả của góc tăng có thể nhỏ hơn giá trị thiết lập vì hệ thống sẽ chia chu trình ra theo những số nguyên.
- start offset distance: thiết lập khoảng giữa các đường chạy dao so với tâm của chu trình Radial (điểm tâm này do ta chỉ ra).
- sweep angle: thiết lập góc (0-360) mà chu trình sẽ quét qua, bắt đầu từ start angle. Nếu ta nhập vào số âm hệ thống sẽ tạo ra đường chạy dao ngược chiều kim đồng hồ.
- start point:
+ start inside: bắt đầu chu trình từ tâm và cắt về phía đường biên ngoài.
+ start outside: bắt đầu chu trình từ biên dạng ngoài và cắt về phía tâm của chu trình. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chú ý: các thông số còn lại đã được trình bày từ các chu trình trước nên người viết không trình bày lại.
5.2.4 Project rough toolpaths
Chu trình này cho phép ta chiếu những đường thẳng hoặc cong (curves), điểm hoặc các file NCI khắc lên những bề mặt do ta chỉ ra. Chu trình này có thể dùng để điêu khắc, chạm, trổ…
Trình tự tạo một chu trình rough project:
o Chọn Main menu / Toolpaths / Surface / Rough / Project.
o Chọn biên dạng chi tiết lồi (boss), lõm (cavity) hoặc không xác định (unspecified) từ part shape menu.
o Chọn các bề mặt cần được gia công. o Nhập thông số cho chu trình rồi chọn ok.
Ghi chú: ta có thể tạo chu trình rough parallel từ hộp thoại Operation manager: click phải / toolpaths / surface rough / project:
các thông số cơ bản của chu trình:
o NCI: chiếu một chu trình lên những bề mặt do ta chọn. Chu trình này phải được tạo trong cùng một file với chu trình Project.
o Curves: chiếu một hoặc một tập hợp đường (curves) lên những bề mặt do ta chọn. Hệ thống sẽ nhắc ta chọn Curves sau khi đã nhập các thông số.
o Points: Chiếu một hoặc một tập hợp điểm (points) lên những bề mặt do ta chọn. Hệ thống sẽ nhắc ta chọn điểm sau khi đã nhập thông số.
o Retract between cuts: thông số này khi được chọn sẽ cho phép nhấc dao lên giữa các lát cắt. Khi không được chọn thì dao sẽ giữ nguyên vị trí giữa các lát cắt.
o Chọn biên dạng chi tiết lồi (boss), lõm (cavity) hoặc không xác định (unspecified) từ part shape menu.
o Chọn các bề mặt cần được gia công. o Nhập thông số cho chu trình rồi chọn ok.
Ghi chú: ta có thể tạo chu trình rough parallel từ hộp thoại Operation manager: click phải / toolpaths / surface rough / project.
Các thông số cơ bản của chu trình.
o Check flowline motion for gouge: điều chỉnh đường chạy dao khi sắp gặp phải một khe hở. Thông số này sẽ gán cho những chuyển động chạy dao lớn hơn hoặc nhỏ hơn dung sai cắt (cut tolerance). Nếu chuyển động chạy dao lớn hơn thì dao sẽ nhấc lên để tránh khe hở.
o Stepover control: ta có thể thiết lập giá trị dịch sao ngang bằng giá