1.1. Cỏc thụng số của ren
Mỏy tiện CNC cú thể gia cụng ren chất lượng rất cao kết hợp cỏc nguyờn cụng tiện và doa, trong một xỏc lập gỏ lắp chi tiết gia cụng. Đõy là tớnh năng hấp dẫn đối với cỏc nhà chế tạo và xưởng cơ khớ
Cỏc thụng số về ren và gia cụng ren
Gúc ren: là gúc giữa hai cạnh của ren do trờn mẳ phẳng trục Đỉnh ren: là bề mặt trờn cựng của ren, giao giữa 2 cạnh ren
Chiều sõu ren: là khoảng cỏch giữa đỉnh ren và chõn ren đo theo chiều vuụng gúc trục
Ren ngồi: là ren được gia cụng trờn mặt ngoài chi tiết, vớ dụ: Bulụng Ren trong: là ren được gia cụng trờn mặt trong chi tiết, vớ dụ: Đai ốc
Gúc xoắn: là gúc tạo thành giữa cỏc đường xoắn của ren tại đường kớnh bước và mặt phẳng vuụng gúc với trục.
Hướng ren: là khoảng cỏch dao gua cụng ren tiến dọc trục trong một vũng quay trục chớnh. Hướng ren luụn luụn xỏc định tốc độ cắt ren, cú thể là hằng hoặc biến,
Đường kớnh chớnh: là đường kớnh lớn nhất của ren.
1.2. Cấu trỳc đường cắt ren
Trong lập trỡnh, cấu trỳc từng đường cắt ren được ỏp dụng như sau:
Chuyển động 1: Từ vị trớ khởi đầu, chuyển dao đến đường kớnh ngoài theo chế độ chuyển động nhanh.
Chuyển động 2: Tiện ren - Cắt ren một trục ( tốc độ cắt ren bằng giỏ trị dẫn hướng
Chuyển động 3: Lựi dao nhanh ra khỏi ren
Chuyển động 4: Lựi dao nhanh về vị trớ khởi đầu
Quỏ trỡnh chuyển động dao 4 bước sẽ gộp trong xem xột cơ bản về chương trỡnh CNC
Chuyển động 1: Trước bước thứ nhất, dao phải chuyển động từ vị trớ phõn độ đến gần cho tiết gia cụng. Đõy là chuyển động nhanh, cần tớnh toỏn chớnh xỏc cỏc toạ độ XY của vị trớ này. Cỏc toạ độ đú được gọi là vị trớ khởi đầu gia cụng ren, do chỳng xỏc định nơi sự cắt ren sẽ bắt đầu vừ sẽ trở về sau khi cắt. Vị trớ khởi đầu phải được chọn hơi xa chi tiết nhưng gần ren, giao điểm của khoảng hở trục X và khoảng hở trục Z
Chuyển động dao thứ nhất liờn quan trực tiếp với ren, là chuyển động từ vị trớ đến đường kớnh cắt ren. Do một đường cắt khụng thể cắt ren đến chiều sõu toàn phần, chiều sõu này chia thành cỏc đoạnh nhỏ. Từng đoạn chiều sõu đú phụ thuộc vào kiểu dao, vật liệu gia cụng, và độ cứng vững gỏ lắp. Chuyển động tiếp cận này được lập trỡnh trong chế độ chuyển động nhanh
Chuyển động 2: Khi dao đến đường kớnh cắt ran với chiều sõu đĩ biết, chuyển động thứ 2 sẽ bắt đầu. Đõy là sự cắt ren thực tế, theo tốc độ đĩ xỏc định và chỉ khi tốc độ trục chớnh đồng bộ với tốc độ cắt ren. Khụng cần cỏc biện phỏp đặc biệt để duy trỡ tớnh đồng bộ trong chế độ cắt ren, sự đồng bộ là tự động. Ren sẽ được cắt đến vị trớ kết thỳc ren đĩ lập trỡnh
Chuyển động 3: Trong chuyển động thứ ba, khi hoàn tất đường kớnh cắt ren, dao phải lựi ra khỏi ren theo tốc độ nhanh, đến vị trớ khoảng hở trục X. Vị trớ dao này thường là đường kớnh được lập trỡnh phớa ngồi khu vực ren.
Chuyển động 4: Đường kớnh ren hoàn tất với chuyển động thứ tư khi dao trở về với vị trớ ban đầu theo chế nhanh. Mọi đường cắt cũn lại đều được lập trỡnh theo phương thức nờu trờn, chỉ thay đổi đường kớnh cắt ren (điều khiển chiều sõu ren)
Hỡnh 11.1. Cỏc chuyển động cắt ren
1.3. Chuyển động cắt ren
Khi dao cắt đạt đến chiều sõu đường cắt ren, ren đú sẽ được cắt. Cắt gọt ban đầu ở vị trớ khoang hở Z và kết thỳc ở cuối ren với tốc độ cắt vẫn cũn hiệu lực. Dự ren được cắt nhưng chuyển động tuyến tớnh, khụng sử dụng lệnh G01 khi cắt ren. Nếu dựng G01, sự khởi động từng đường nột sẽ khụng đồng bộ với sự khởi đầu của đường cắt trước đú. Thay cho lệnh G01 cần dựng mĩ lệnh G chuyờn biệt cho gia cụng ren. G32 là mĩ thụng dụng nhất trờn cỏc bộ điều khiển Fanuc đối với gia cụng ren. Trong quỏ trỡnh gia cụng ren G32, hệ thống điều khiển xúa tỏc dụng chế độ vượt qua tốc độ cắt. Người vận hành CNC cần rất cẩn thận khi cỏc lập dao cắt ren, đặc biệt khi ren ở gần cỏc bậc, vai trờn chi tiết.
1.4. Lựi dao ra khỏi ren
Thời điểm ren đạt đến vị trớ cuối dọc theo trục chớnh, dao phải lựi ra khỏi vật liệu, để trỏnh hư hại ren. Đõy là chuyển động thứ ba trong quy trỡnh tiện ren cơ bản. Chuyển động lựi dao cú thể cú hai dạng – lựi thẳng theo trục ( thường là trục X), hoặc lựi từ từ theo hai trục (đồng thời dọc theo cỏc trục XZ)
Hỡnh 11.2. Chuyển động lựi dao
Núi chung, nờn lập trỡnh lựi dao theo một trục mỗi khi dao kết thỳc cắt gọt trong khoảng trống. Đối với cỏc ren khụng kết thỳc trong khoàng trống cần lựi dao từ từ theo 2 trục. Chuyển động lựi dao từ từ tạo ra ren cú chất lượng tốt hơn và tuổi bền của dao dài hơn. Để lập trỡnh lựi dao thẳng (theo một trục) chế độ cắt G32 phải được xoỏ và thay bằng chế độ chuyển động nhanh, sử dụng lệnhG00
Đối với lựi dao từ từ (theo hai trục) mĩ G tiện ren phải dữ nguyờn hiệu lực. Khi hồn tất chiều dài ren bỡnh thường nhưng trước khi lựi dao – dao tiện ren chuyển động đồng thời theo hai trục, kết thỳc phớa ngoài ren. Chiều dài bỡnh thường khi lựi dao là 1-1.5 lần bước tiến dao (khụng phải bước ren) theo gúc 45 độ. Điểu quan trọng chỳ ý là đường kớnh khoảng hở.
Đối với ren ngồi, đường kớnh khoảng hở cỏc đường tõm trục chớnh phải luụn luụn xa hơn đường kớnh lựi ra từ từ. Đối với ren trong, đường kớnh khoảng hở cỏch đường tõm trục phải gần hơn so với đường kớnh lựi ra từ từ
Hỡnh 11.3. Đường chuyển động khi gia cụng ren
1.5. Trở về vị trớ khởi đầu
Bất kể cỏch thức lập trỡnh lựi dao ra khỏi ren, thẳng hay từ từ, bước cuối cựng trong quy trỡnh tiện ren là đưa dao về vị trớ khởi đầu. Chuyển động dao này hồn tồn ở những khoảng trống, do đú được lập trỡnh theo chế độ chuyển động nhanh G00. Núi chung chuyển động trở về vị trớ ban đầu chỉ theo một trục, thường là trục Z. Điều này là do trong hầu hết cỏc chương trỡnh, sự lựi dao ra khỏi ren thường dựng đường kớnh trục X
1.6. Tốc độ cắt ren và tốc độ trục chớnh
Khi gia cụng ren, sự lựa chọn dao, tốc độ trục chớnh và tốc độ cắt thường bị hạn chế. Cả dao và tốc độ cắt đều được xỏc định theo ren hoàn chỉnh, chuyờn biệt trờn bản vẽ kỹ thuật. Dao tiện ren là một trong cỏc dụng cụ tất yếu nhất được dựng trong mỏy CNC – nhưng cỏc ứng dụng lại yờu cầu tốc độ cắt nặng trong lập trỡnh mỏy tiện CNC đối với dao bất kỳ. Cỏc yếu tố khỏc cú thể ảnh hưởng đến ren hoàn tất gồm tốc độ trục chớnh, chiều sõu từng đường cắt, sự chuẩn bị lưỡi cắt, gỏ lắp dao…Núi chung, chỉ cần thay đổi một yếu tố cũng cú thể giải quyết vấn đề.
Hỡnh 11.4. cắt ren
Vớ dụ:
O3705
N46 T500 M42 N47 G97 S450 M03 N48 G00 X3.2 Z0.25 T0505 M08 (Bắt đầu 1) N49 X2.972 (đường thứ 1) N50 G32 Z-1 P0.0833 N51 G00 X3.2 N52 Z0.265 (bắt đầu 2) N53 X2.952 (đường thứ 2) N54 G32 Z-1.6 N55 G00 X3.2 N56 Z0.2606 (bắt đầu 3) N57 X2.936 (đường thứ 3) N58 G32 Z-1.6 N59 G00 X3.2 N60 Z0.257 (bắt đầu 4) N61 X2.9230 (đường thứ 4) N62 G32 Z-1.6 N63 G00 X3.2 N64 Z0.2542 (bắt đầu 5) N65 X2.9130 (đường thứ 5) N66 G32 Z-1.6 N67 G00 X3.2 N68 Z0.2517 (bắt đầu 6) N69 X2.9040 (đường thứ 6) N70 G32 Z-1.6 N71 G00 X3.2 N72 Z0.25 (bắt đầu 7) N73 X2.8978 (đường thứ 7) N74 G32 Z-1.6 N75 G00 X3.2 N76 Z0.25 M09 N77 X12.0 Z4.5 T0500 N78 M30 %
Trong chương trỡnh trờn phương phỏp ăn dao là tương đương với tham số P1 trong chu kỳ G76. Kiểu cắt ren này chỉ sử dụng một lưỡi cắt của dao và lượng ăn dao khụng đổi trong từng đường cắt ren, biểu thị phương phỏp lập trỡnh tiện ren phổ biến và cú thể dựng làm mẫu cho nhiều ứng dụng cắt ren khỏc. Tuy nhiờn nhược điểm là block khỏ dài, cần kiểm tra độ chớnh xỏc một cỏch cẩn thận.
2. Chu trỡnh cắt ren cạn dần 2.1. Phõn loại kiểu cắt
Trong giai đoạn đầu của sự phỏt triển CNC, chu kỳ tiện ren đơn giản G92 là kết quả trực tiếp của cụng hệ mỏy tớnh thời kỳ đú. Cụng nghệ mỏy tớnh đĩ phỏt triển rất nhanh cung cấp tớnh năng mới cho nhà lập trỡnh. Một trong cỏc bổ sung chớnh
là chu kỳ gia cụng ren lặp nhiều lần G76. Đõy được coi là chu kỳ phức tạp, khụng phải do khú sử dụng (mà ngược lại, rất dễ sử dụng). Chủ yếu do một số tớnh năng rất mạnh
Để nhận thức rừ tỏc dụng của chu kỳ gia cụng ren G76, hĩy so sỏnh phương phỏp dựng G32. Trong chương trỡnh sử dụng G32 đũi hỏi bốn hoặc năm Block chương trỡnh cho từng đường ren, chu kỳ G76 thực hiện sự cắt ren đơn bất kỳ chỉ trong một Block mà chương trỡnh một số bộ điều khiển yờu cầu hai block. Với chu kỳ G76, số lượng bất kỳ cỏc đường cắt ren vẫn chiếm một phần rất nhỏ trong chương trỡnh, cho phộp chỉnh sửa trờn mỏy ( nếu cần thiết) rất nhanh và dễ dàng.
Chu kỳ tiện ren yờu cầu cỏc dữ liệu nhập ban đầu – cung cấp thụng tin cho bộ điều khiển xỏc định ren theo cỏc đại lượng gia cụng
Hỡnh 11.5. Cắt ren cạn
Cỏc tham số này tạo thành cấu trỳc của chu kỳ một block ( ren ngoài hoặc ren trong)
2.2. Định dạng chu kỳ G76 cho nhúm mỏy 10T/11T/15T
G76 X…....Z……I…….K…….D…….F…….A……..O…… Trong đú
X: Đường kớnh lần cắt ren cuối cựng Z: Vị trớ biểu thị sự kết thỳc ren I: Giỏ trị cụn trờn tồn bộ chiều dài K: chiều sõu đơn của ren (giỏ trị dương) D: Chiều sõu đường cắt thứ nhất
A: Gúc mảnh chắp P: Phương phỏp ăn vào
Quan sỏt bờn trong cấu trỳc định dạng chu kỳ lặp nhiều lần G76 với chu kỳ cơ bản G92, Chu kỳ G76 xuất hiện cú vẻ đơn giản nhưng bờn trong rất phức tạp, hệ điều khiển phải thực hiện nhiều tớnh toỏn và kiểm tra. Đõy là lý do để sử dụng mỏy tớnh, cho phộp chỳng thực hiện cụng việc khú khăn. Cỏc tớnh toỏn này cần dữ liệu thụng tin lặp lại, ở dạng tham số nhập, thiết lập cỏc đặc tớnh kỹ thuật của ren. Tuy cần nhiều dữ liệu nhõp nhưng G76 là chu kỳ rất dễ sử dụng trong lập trỡnh CNC
Trờn cỏc bộ điều khiển Fanuc thụng dụng 0T,16T,18T, chu kỳ G76 hơi khỏc hơn so với vỏc bộ điều khiển 10/11/15T. Mục đớch và chức năng của G76 là như nhau, sự khỏc biệt chỉ là cỏch thức thiết lập cấu trỳc cho dữ liệu nhập. Cỏc bộ điều khiển Fanuc 10/11/15T sử dụng nhập chu kỳ một dũng cũn 0/16/18T yờu cầu nhập hai dũng
G76 P……..Q……R…….
G76 X…….Z…….R…….P………Q…...F……… Trong đú
Block thứ nhất
P: Mục nhập dữ liệu sỏu cữ số theo ba cặp: Cỏc chữ số 1 và 2- số đường cắt tinh (01-99). Cỏc chữ số 3 và 4 - số bước tiến đối với rỳt dao từ từ (0.0-9.9 nhõn với bước tiến). Khụng dựng dấu thập phõn (00-99). Cỏc chữ số 5 và 6 – gúc ren (chỉ gồm 00,29,30,55,60,80 độ)
Q: chiều sõu cắt tối thiểu ( giỏ trị bỏn kớnh dương, khụng cú dấu thập phõn) R: Giỏ trị xỏc định của lượng dư để gia cụng tinh (cho phộp dấu thập phõn) Block thứ hai
X: là đường kớnh ren cuối cựng (đường kớnh tuyệt đối) hoặc khoảng cỏch từ điểm khởi đầu đến đường kớnh ren cuối cựng (chế độ số gia)
Z: kết thỳc ren theo trục Z (cú thể là khoảng cỏch số gia W)
R: Hiệu số bỏn kớnh giữa cỏc vị trớ đầu và cuối của ren trong đường cắt cuối cựng (R0 dựng cho ren thẳng, cú thể bỏ qua)
P: Chiều cao ren (giỏ trị bỏn kớnh dương, khụng cú thập phõn)
Q: Chiều sõu đường cắt ren thứ nhất (giỏ trị dương, khụng cú dấu thập phõn) F: tốc độ cắt ren (bằng bước tiến ren)
Vớ dụ lập trỡnh:
Gia cụng ren với 12TP trờn đường kớnh ngoài 3 inch, cú thể dễ dàng sử dụng phương phỏp lập trỡnhG76. Chỉ sử dụng tối thiểu cỏc Block
O3703 N45 G50 X12.0 Z4.5 N46 T0500 M42 N47 G97 S450 M03 N48 G00 X3.2 Z0.25 T0505 M08 N49 G76 X2.8978 Z-1.6 I0 K0.0511 D0140 A60 P4 F-.833 N50 G00 X12.0 Z4.5 T0500 M09 N50 M30 %
Thực tế chương trỡnh chỉ cẩn sỏu hoặc bảy Block cơ bản. Cú thể thực hiện sự thay đổi bất kỳ trong chương trỡnh bằng cỏch chỉnh sửa tham số trong Block N49, nơi gọi chu kỳ gia cụng ren
Bài 12. KIỂM TRA SỮA LỖI VÀ CHẠY THỬ CHƯƠNG TRèNH