2.5.1 Một số vấn đề cần chú ý khi lập trình để đảm bảo độ chính xác khi gia công tiện
Độ chính xác của chi tiết gia công trên máy tiện phụ thuộc vào: - Độ chính xác của máy tiện CNC
- Khảnăng xử lý của hệđiều khiển
- Dụng cụgia công và độchính xác khi cài đặt thông số vị trí dụng cụ. - Độ chính xác của chương trình gia công
- Chếđộ công nghệ...
Trong đó việc lập trình gia công đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc
đảm bảo độ chính xác khi gia công. Thông thường khi lập trình, ta sử dụng ngôn ngữ lập trình tương thích với hệđiều khiển của máy để lập ra một chƣơng trình bao gồm các câu lệnh điều khiển về máy, dịch chuyển dao theo một quĩ đạo nào
đó phù hợp với biên dạng của chi tiết gia công. Tuy nhiên, khi lập trình gia công trên máy tiện CNC, trong một sốtrường hợp nếu không chú ý sẽ dẫn đến gây ra sai số cho chi tiết gia công sau:
+) Bù bán kính dao
Một số máy tiện CNC thông thường không có bù bán kính dao, vì vậy khi lập trình, hầu hết người lập trình coi bán kính mũi dao rd = 0, nhưng thực tếmũi dao
54 nhà sản xuất chế tạo dựa vào yêu cầu thực tế. Thường mũi dao có cung R = 0.1mm đến R = 1mm tùy thuộc vào dao cắt thô hay cắt tinh hay tùy thuộc vào vật liệu gia
công . Vì ta coi mũi dao là một điểm nên khi lập trình gia công, trong một sốtrường hợp sẽ gây ra sai số gia công nếu không tính toán bù bán kính mũi dao. Để thấy rõ
điều đó, ta hãy xét một sốtrƣờng hợp gia công sau: + Khi gia công mặt côn hay cạnh vát
Khi lập trình gia công, vì coi mũi dao là một điểm nên muốn gia công cạnh vát với góc nghiêng α ,ta thường lập trình dịch chuyển dao từđiểm A đến điểm B. Kết quả thực tếdo có bán kính mũi dao rd nên dao cắt từ điểm A2 đến điểm B2, gây ra sai số về kích thước chiều dài cạnh vát (cũng đồng nghĩa với kích thước đường kính nhỏ và chiều dài côn thay đổi).
Sai số theo phương trục Z là: ∆𝑧𝑧= 𝑟𝑟𝑑𝑑. (1 − tan∝2 ) Sai số theo phương trục X là: ∆𝑥𝑥= ∆𝑧𝑧. 𝑡𝑡𝑡𝑡 tan ∝
Hình 2.23 Bù bán kính dao khi cắt mặt côn và mặt vát.
Để hạn chế sai sốđó, khi lập trình gia công các mặt côn hay cạnh vát cần phải căn
cứ vào giá trịbán kính mũi dao đểxác định điểm xuất phát( A1) và điểm đích đến( B1). Vị trí toạđộđiểm A1 và B1 được xác định nhƣ sau:
- Đối với điểm A1 : 𝑍𝑍𝐴𝐴1= 𝑍𝑍𝐴𝐴
𝑋𝑋𝐴𝐴1= 𝑋𝑋𝐴𝐴− 2∆𝑋𝑋
- Đối với điểm B1 : 𝑋𝑋𝐵𝐵1 = 𝑋𝑋𝐵𝐵 𝑍𝑍𝐵𝐵1 = 𝑍𝑍𝐵𝐵− ∆𝑍𝑍
+Khi gia công cắt cung tròn
Khi muốn cắt cung tròn với bán kính R, ta thường lập trình dịch chuyển dao từ điểm C đến D (điểm đầu và cuối cung tròn). Kết quả sau khi gia công, do có bán
55
kính mũi dao nên bán kính cung gia công thực tế là Rt . Gây ra sai số gia công về
bán kính là ∆R.
Hình 2.24 Bù bán kính dao khi cắt cung tròn
Khi gia công cung tròn lồi thì ∆𝑅𝑅= 𝑅𝑅 − 𝑅𝑅𝑡𝑡 = 𝑅𝑅𝑑𝑑. Vì vậy để đảm bảo độ chính xác gia công thì bán kính cung khi lập trình 𝑅𝑅𝑙𝑙𝑡𝑡 phải là:
𝑅𝑅𝑙𝑙𝑡𝑡 = 𝑅𝑅 + ∆𝑅𝑅= 𝑅𝑅 + 𝑅𝑅𝑑𝑑
Khi gia công cung tròn lõm thì ∆𝑅𝑅= 𝑅𝑅𝑡𝑡− 𝑅𝑅 = 𝑅𝑅𝑑𝑑. Vì vậy để đảm bảo độ chính xác gia công thì bán kính cung khi lập trình 𝑅𝑅𝑙𝑙𝑡𝑡 phải là:
𝑅𝑅𝑙𝑙𝑡𝑡 = 𝑅𝑅 − ∆𝑅𝑅= 𝑅𝑅 − 𝑅𝑅𝑑𝑑
Cần chú ý rằng, toạđộ điểm xuất phát của dao phải là điểm C2 và điểm đích là điểm D2 với khoảng cách CC2 = DD2 = rd . Điều này khi gia công cung lõm thì không có vấn đềgì nhưng khi gia công cung lồi thì việc dịch dao xuống C2 và đến D2 sẽ cắt vào vị trí khác của chi tiết nếu là cung nối giữa các bậc. Vì vậy khi lập trình phải lựa chọn phương án thích hợp. Thông thường ta phải chấp nhận sai số
bán kính hoặc chọn dao có rd nhỏđể hạn chế sai số.
2.5.2 Khái niệm và đặc trưng cơ bản của các máy tiện CNC
Việc thực hiện gia công trên máy CNC khác hẳn với cách thức mà người công nhân phải hành động trên máy vạn năng. Ởđây, tất cả các bước gia công cần phải
được thiết lập từ trước bằng các lệnh rõ ràng cùng với mọi điều kiện khác như lượng chạy dao, tốc độ trục chính... và các chi tiết này phải được ghi lại trong
chương trình
2.5.2.1. Tính năng tự động cao
Máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gian phụ, do mức độ
tựđộng được nâng cao vượt bậc. Tuỳ từng mức độ tựđộng, máy CNC có thể thực hiện cùng một lúc nhiều chuyển động khác nhau, có thể tự động thay dao, hiệu chỉnh sai số dao cụ, tựđộng kiểm tra kích thước chi tiết và qua đó tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết, tựđộng tưới nguội, tựđộng hút phoi ra khỏi khu vực cắt …
56
2.5.2.2. Tính năng linh hoạt cao
Chương trình có thểthay đổi dễ dàng và nhanh chóng, thích ứng với các loại chi tiết khác nhau. Do đó rút ngắn được thời gian phụ và thời gian chuẩn bị sản xuất, tạo điều kiện thuận lơi cho việc tựđộng hóa sản xuất hàng loạt nhỏ.
Bất cứ lúc nào cũng có thể sản xuất nhanh chóng những chi tiết đã có chương
trình. Vì thế, không cần phải sản xuất chi tiết dự trữ, mà chỉ giữ lấy chương trình
của chi tiết đó. Máy CNC gia công được những chi tiết nhỏ, vừa, phản ứng một cách linh hoạt khi nhiệm vụ công nghệthay đổi và điều quan trọng nhất là việc lập trình gia công có thể thực hiện ngoài máy, trong các văn phòng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin học thông qua các thiết bị vi tính, vi sử lý …
2.5.2.3. Tính năng tập trung nguyên công
Đa số các máy CNC có thể thực hiện sốlượng lớn các nguyên công khác nhau mà không cần thay đổi vịtrí gá đặt của chi tiết. Từ khảnăng tập trung các nguyên công, các máy CNC đã được phát triển thành các trung tâm gia công CNC.
2.5.2.4. Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao
Giảm được hư hỏng do sai sót của con người. Đồng thời cũng giảm được cường
độ chú ý của con người khi làm việc.
Có khảnăng gia công chính xác hàng loạt.
Độ chính xác lặp lại, đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình gia
công là điểm ưu việt tuyệt đối của máy CNC.
Máy CNC với hệ thống điều khiển khép kín có khảnăng gia công được những chi tiết chính xác cả vềhình dáng đến kích thước. Những đặc điểm này thuận tiện cho việc lắp lẫn, giảm khảnăng tổn thất phôi liệu ở mức thấp nhất.
2.5.2.5. Gia công biên dạng phức tạp
Máy CNC là máy duy nhất có thể gia công chính xác và nhanh các chi tiết có hình dáng phức tạp như các bề mặt 3 chiều.
2.5.2.6. Tính năng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao
– Cải thiện tuổi bền dao nhờ điều kiện cắt tối ưu. Tiết kiệm dụng cụ cắt gọt, đồ
gá và các phụ tùng khác. – Giảm phế phẩm.
– Tiết kiệm tiền thuê mướn lao động do không cần yêu cầu kỹnăng nghề nghiệp
nhưng năng suất gia công cao hơn.
– Sử dụng lại chương trình gia công.
– Giảm thời gian sản xuất.
– Thời gian sử dụng máy nhiều hơn nhờ vào giảm thời gian dừng máy.
– Giảm thời gian kiểm tra vì máy CNC sản xuất chi tiết chất lượng đồng nhất. – CNC có thểthay đổi nhanh chóng từ việc gia công loại chi tiết này sang loại khác với thời gian chuẩn bị thấp nhất.
+) Tuy nhiên máy CNC không phải không có những hạn chế. Dưới đây là một số
57 – Sựđầu tư ban đầu cao: Nhược điểm lớn nhất trong việc sử dụng máy CNC là tiền vốn đầu tư ban đầu cao cùng với chi phí lắp đặt.
– Yêu cầu bảo dưỡng cao: Máy CNC là thiết bị kỹ thuật cao và hệ thống cơ khí, điện của nó rất phức tạp. Đểmáy gia công được chính xác cần thường xuyên bảo
dưỡng. Người bảo dưỡng phải tinh thông cả về cơ và điện. – Hiệu quả thấp với những chi tiết đơn giản.