CHƯƠNG 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ GIA CÔNG KHUÔN
4.3. Quy trình gia công
4.3.1. Khả năng công nghệ
Máy phay CNC có khả năng cắt gọt kim loại khá đa dạng nhờ được điều kiển bởi hệ thống máy tính thông qua các ngôn ngữ lập trình được mã hóa để máy có thể hiểu được. Dao cắt có thể di chuyển theo đường thẳng, đường tròn, ngang dọc – lên xuống hay di chuyển trong không gian 3D. Máy càng nhiều trục thì các biên dạng gia công càng đa dạng hơn bao gồm cả biên dạng undercut…
Một máy phay CNC 3 trục thông thường có thể đảm nhận các công việc như: Phay, khoan, taro, doa, khoét, xọc… với độ chính xác cao. Ngoài ra, đôi khi máy phay cnc còn được dùng để đo khoảng cách với độ chính xác hơn hẳn những loại thước thông thường. Không như máy phay cơ, máy phay CNC có thể thay đổi dao tự động nên quá trình gia công các biên dạng khác nhau có thể thực hiện liên tục giúp rút ngắn thời gian gia công mà độ chính xác lại cao hơn nhiều.
1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.4.1. 4.4.2. Chọn máy
a. Lựa chọn máy phay: EMCO CONCEPTMILL- 450:
Hình 4.2. MáyEMCO CONCEPTMILL- 450
Không gian làm việc của máy
Giới hạn không gian làm việc theo phương X [mm] 600 Giới hạn không gian làm việc theo phương Y [mm] 500 Giới hạn không gian làm việc theo phương Z [mm] 500
Khoảng làm việc hiệu quả theo phương Z [mm] 250
Bàn máy và dao
Kích thước bàn máy [mm] 700520
Thời gian thay dao s 8.2
Đường kính dao lớn nhất [mm] 80
Chiều dài lớn nhất của dao [mm] 250
Thông số khác
Công suất máy kW 13
Tốc độ quay trục chính [v/ph] 50 10000
Nguồn cung cấp [V,Hz] 450V,50/60Hz
Tổng trọng lượng máy [Kg] 4000
Số trục 3
Các hệ điều khiển dùng trong máy Fanuc/Siemens/ Heidenhain
4.4.3. Phân tích khả năng công nghệ để gia công khuôn chi tiết :
phay CNC. Dựa vào nguyên tắc trên ta phân loại phương án gia công theo các đặc điểm sau:
- Nguyên công: khuôn dưới nắp ổ cắm điện
- Gia công nhiều vị trí ứng với nhiều bước công nghệ. - Gia công bằng nhiều loại dao khác nhau.
- Phương pháp gia công tuần tự.
- Vật liệu và yêu cầu: vật liệu sử dụng thép C45 có + Giới hạn bền δb = 610 MN/m
+ Giới hạn chảy δc = 360 MN/m + Độ cứng HB = 190HB
Đây là vật liệu thông dụng sử dụng trong chế tạo các tấm khuôn, lòng khuôn và lõi. Loại vật liệu này phù hợp với các dạng gia công cắt gọt. Độ cứng 190HB, cũng có thể tăng độ cứng bề mặt bằng cách tôi là nguội trong dung dịch dầu.
Phôi thường là các tấm khuôn đã qua các bước xử lý cắt gọt bề mặt, thường chúng ta mua tấm khuôn tiêu chuẩn từ các nhà sản xuất về gia công. Ở đây ta sử dụng phôi đã qua gia công cắt gọt, kích thước phôi là 120 x 68 x 40 (mm). Các bề mặt xung quanh đã đạt kích thước và ta sẽ gia công phần lòng khuôn.
Hình 4.4.3 gia công nửa khuôn dưới
Kích thước phôi (mm): Dài x Rộng x Cao = 120 x 68 x 40 . Giả sử kích thức phôi đã đạt, chuẩn tinh mặt đáy đã có, ta chỉ gia công lòng khuôn.Với nguyên công này chúng ta chỉ thực hiện một nguyên công duy nhất trên máy phay ba trục. Nguyên công này gồm nhiều bước công nghệ như sau
CÁC BƯỚC TÊN BƯỚC
Bước 1 Phay mặt đầu
Bước2 Phay biên dạng ngoài
Bước 3 Phay biên dạng trên
Bước 4 Phay bề mặt trên
Bước 5 Khoan 2 lỗ ϕ 5
Bước 6 Phay 2 lỗ bậc ϕ7
Bước 7 Khoan 2 lỗ định vị ϕ7
Gá đặt phôi cho quá trình gia công
Từ hình dạng của chi tiết, để đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật đặt ra, ta chọn chuẩn thô là mặt đáy để gia công hai mặt bên trước sau đó lấy mặt bên này làm chuẩn tinh để gia công mặt đáy thì sẽ đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đáy và mặt bên, các bề mặt còn lại được gia công bằng cách chọn chuẩn là các mặt bên và mặt đáy.
Chi tiết được gia công chỉ qua một lần gá đặt (hay một nguyên công), bao gồm nhiều bước công nghệ.
Các bề mặt gia công đạt yêu cầu Ra = 1.25 hay cấp độ bóng là 7. Sơ đồ gá đặt cho tất cả các bước như hình 3-2
Bư
ớ c 1 : Phay mặt đầu
Hình 4.4.3.2 Sơ đồ định vị và gá đặt Bướ c 2: Phay biên dạng ngoài
Hình 4.4.3.3 Sơ đồ định vị và gá đặt
Bước 3: Phay biên dạng trên:
Hình 4.4.3.5: Sơ đồ cố định và gá đặt
Hình 4.4.3.6: Sơ đồ định vị và gá đặt Bước 5: Khoan 2 lỗ phi 5
Hình 4.4.3.7: Sơ đồ định vị và gá đặt
Bước 6: Phay 2 lỗ bậc phi 7
CHƯƠNG 5: CHỌN DAO VÀ CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ
5.1. Chọn dao và thông số công nghệ
Phay thô và phay tinh mặt số 1
Phay mặt đầu chọn dao ASX445-063A04R của hãng MITSUBISHI có thông sô kỹ thuật được cho ở bảng sau:
Hình 5.2- Bảng Chế độ cắt dao phay mặt đầu
Dựa vào bảng trên ta chọn lưỡi dao F7030 vì vật liệu làm khuôn ta chọn là thép C45 có độ cứng 190HB
Các thông số công nghệ: +Lượng ăn dao ngang:
ae = 0.25D1 = 0,25.63=15,75 mm +Lượng dư gia công:
Phay thô Zn=0.5mm Phay tinh Zn=0 mm + Vận tốc cắt: Phay thô Vc = 200 m/phút Phay tinh Vc = 250 m/phút + Vận tốc trục chính: n = VcπD.1000 ( vong/phut) áp dụng công thức trên ta tính được : phay thô : n = 1011 v/p
với D = 63
Phay thô: fz = 0.20 mm/răng Phay tinh: fz = 0.08 mm/răng + Vận tốc chạy dao:
Vf = fz . n . Z(mm/phút)
Phay thô: Vf = 0,2.1011.4 = 808 mm/phút Phay tinh: Vf = 0,08.1264.4 = 405 mm/phút - Dao phay thô:
- Dao phay tinh:
a) Thông số phay thô b) Thông số phay tinh Hình 5.3: Dao và thông số công nghệ
5.2. Chọn dao và thông số công nghệ phay biên dạng ngoài
Hình 5.5- Bảng thông số kích thước dao phay ngón
Thô:
- Chọn dao chọn dao MSJHD D2000 gia công biên dạng ngoài - Tốc độ cắt Vf=150 mm/ph
- Vận tốc trục chính : n=600 vg/ph
- Lượng chạy dao răng :fz = 0.0625 mm/răng. - Lượng chạy dao phút :Vc =37,7 m/ph
Tinh :
- Với dao là MSJHD D800 gia công tinh - Tốc độ cắt Vf=230 mm/ph
- Vận tốc trục chính : n=1500 vg/ph
- Lượng chạy dao răng :fz = 0.038 mm/răng. - Lượng chạy dao phút :Vc =37,7 m/ph.
Dao phay thô : D=20mm.
a) Thông số dao phay thô b) Thông số dao phay tinh Hình 5.7: Dao và thông số công nghệ
5.3. Chọn dao và thông số công nghệ phay biên dạng trên Chọn dao phay ngón có đường kính D = 1mm
Hình 5.9a-Bảng thông số kích thước dao phay ngón
Hình 3.9b-Bảng chế độ cắt dao phay ngón Chọn dao chọn dao VC2JS D100 gia công biên dạng trên .
- Tốc độ cắt Vf=20 m - Vận tốc trục chính : n=5700 vg/ph
- Lượng chạy dao phút :Vc =17.9 m/ph
Hình 5.10: Dao và thông số công nghệ
5.4. Chọn dao và thông số công nghệ phay bề mặt trên.
Bán tinh : Chọn dao là MSJHD D800 gia công biên dạng trên. - Tốc độ cắt Vf=230 mm/p
- Vận tốc trục chính : n=1500 vg/p
- Lượng chạy dao răng :fz = 0.038 mm/răng - Lượng chạy dao phút :Vc =37,7 m/ph. Tinh : Chọn dao MSJHD D400 gia công biên dạng trên .
- Tốc độ cắt Vf=210 mm/ph
- Vận tốc trục chính : n=3000 vg/ph
- Lượng chạy dao răng :fz = 0.0175 mm/răng. - Lượng chạy dao phút :Vc =37,7 m/ph.
-Dao phay bán tinh : D=8mm
-Dao phay tinh : D=4mm
a) Thông số dao phay bán tinh b) Thông số dao phay tinh Hình 5.11: Dao và thông số công nghệ
Hình 5.12 : Phay bề mặt trên
Hình 5.13 Phay bề mặt trên 2
3.5. Chọn dao và thông số công nghệ khoan 2 lỗ phi 5.
Hình 5.14- Bảng thông số kích thước mũi khoan.
Hình 5.15- Bảng chế độ cắt mũi khoan. Thông số cắt:
+ Tốc độ cắt : Vc = 90 (m/phút).
+ Suy ra số vòng quay trục chính là: n = 5732 vòng/phút. + Lượng chạy dao vòng : Sv = 0.3 (mm/vòng).
+ Lượng chạy dao phút : Sph = 1719 (mm/phút).
5.7 Chọn dao và thông số công nghệ phay 2 lỗ phi 7
Chọn dao chọn dao MSJHD D400 phay 2 lỗ bậc 7 . - Tốc độ cắt Vf=210 mm/ph
- Vận tốc trục chính : n=3000 vg/ph
- Lượng chạy dao răng :fz = 0.0175 mm/răng. - Lượng chạy dao phút :Vc =37,7 m/ph
Hình 5.18 dao và thông số công nghệ
5.7. Chọn dao và thông số công nghệ khoan 2 lỗ định vị phi 7.
Khoan 2 lỗ định vị mũi khoan MWE0700MB có các thông số như bảng sau: SVTH: CHẾ THANH LUẬN 15CDT2
Hình 5.19: bảng thông số khoan Thông số cắt:
+ Tốc độ cắt : Vc = 90 (m/phút).
+ Suy ra số vòng quay trục chính là: n = 4095 vòng/phút. + Lượng chạy dao vòng : Sv = 0.3 (mm/vòng).
+ Lượng chạy dao phút : Sph = 1228 (mm/phút).
5.2 Xuất chương trình gia công cho từng nguyên công:
- Ở tab Manufacturing chọn Save a CL file for a set và chọn Creat
- Đặt tên cho CL file, OK
- Chọn các bước gia công theo từng nguyên công và chọn Done Sel. Chọn vào file vừa đặt tên ( Ouput – SELECT SET – Nguyencong1). Tích chọn các file cần thiết
- Bấm Done, chọn thư mục lưu CL file, OK
- Xuất hiện menu PP OPTIONS bấm Done xuất hiện menu PP List. Chọn UNCX01.P12
- Bấm Done Output để hoàn thành việc xuất CL file SVTH: CHẾ THANH LUẬN 15CDT2
- Có thể tìm đến thư mục lưu mở file .tap hoặc .ncl để xem chương trình gia công
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1.Công nghệ CAD/CAM – Th.s Bùi Trương Vỹ
2.Sổ tay CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
3. catalog_c008n_solid_end_mills
PHỤ LỤC
CUT_FEED Lượng ăn dao khi gia công ARC_FEED Tốc độ chạy dao tại cung tròn
ARC_FEED_CONTROL Điều khiển tốc độ chạy dao tại cung tròn FREE_FEED Tốc độ chạy G0
RETRACT_FEED Tốc độ dở dao lên
TRAVERSE_FEED Tốc độc dịch dao ngang
PLUNGE_FEED Tốc độ xuống Z trong mỗi passes GC
PLUNGE_UNITS Đơn vị tốc độ ăn dao xuống
WALL_PROFILE_CUT_FEED Tốc độ chạy dao trên mặt thẳng đứng RAMP_FEED Tốc độ xuống dao dốc
STEP_DEPTH Chiều dày cắt
MIN_STEP_DEPTH Chiều dày cắt nhỏ nhất TOLERANCE Dung sai
STEP_OVER Bước ăn dao ngang
CORNER_ROUND_RADIUS Bo gốc ( gia công tốc độ cao ) TOOL_OVERLAP Khoảng chồng nhau của dụng cụ
NUMBER_PASSES Số lớp cắt
NUM_PROF_PASSES Số lần cắt của dao
PROF_STOCK_ALLOW Lượng dư bề mặt bên để lại cho gia công tinh ROUGH_STOCK_ALLOW
BOTTOM_STOCK_ALLOW Lượng dư mặt đáy để lại gia công tinh WALL_SCALLOP_HGT Độ nhám Rz bề mặt đứng
BOTTOM_SCALLOP_HGT Độ nhám Rz mặt đáy AXIS_SHIFT Khoảng dời trục tọa độ
CUT_ANGLE Góc di chuyển dụng cụ cắt so với phương X MAX_SEGMENT_LENGTH
POINT_DISTRIBUTION SCAN_TYPE Kiểu quét dao CUT_TYPE Chiều chạy dao
ROUGH_OPTION Các kiểu phay trong ROUGH RETRACT_OPTION Chọn mặt lùi dao
Optimize Dao lùi lên đến mặt Retract với số lần ít nhất Not_Optimize Dao lùi lên đến mặt Retract giữa 2 lớp cắt Smart Giảm số lần độ cao Retract 1 cách thông minh
RETRACT_TRANSITION
Corner_Transition Dao lùi lên phương Z đến mp Retract mới di chuyển ngang
Arc_Transition Dao lùi lên rồi di chuyển ngang trong mp Retract theo 1 cung tròn chỉ định
TRIM_TO_WORKPIECE Thể tích phay là phần còn lại của khối vật liệu sau khi trừ đi chi tiết gc
CUT_DIRECTION Hướng chạy dao
Standart Phay từ trong ra ngoài ( Pocket) hay từ trên xuống dưới (Profile) Reverse Phay ngược lại
CORNER_FINISH_TYPE Chọn góc kết thúc
Straight Thẳng góc (G61) Fillet Bo tròn góc
CUSTOMIZE_AUTO_RETRACT Tự động lùi dao theo ý người dùng POCKET_EXTEND Mở rộng vùng phay túi (Pocket)
Tool_To Tâm dao cách biên 1 khoảng bằng bán kính dao Tool_On Tâm dao nằm trên biên
Tool_Past Tâm dao nằm bên ngoài biên và cách 1 khoảng bằng bán kính
PLUNGE_PREVIOUS Dao ăn vào vùng đã gia công(và vùng mới) RETRACT_RADIUS Bán kính cần thiết phải khai báo khi dao lùi lên mp Retract theo cung tròn
RAMP_ANGLE Góc đi xiêng của dao so với phương ngang CLEAR_DIST Khoảng cách an toàn giữa dao và phôi LEAD_IN Khoảng vào dao
LEAD_OUT Khoảng ra dao
LEAD_RADIUS Bán kính tiếp tuyến khi vào dao TANGENT_LEAD_STEP Khoảng cách từ dụng cụ đến mặt phôi khi ăn dao và tiếp tuyến
NORMAL_LEAD_STEP Khoảng cách từ dụng cụ đến mặt phôi khi vào dao vuông góc
APPR_EXIT_PATH Đường đi dao khi vào dao và ra dao
Trim_Both Cắt xén đường vào và đường ra bởi Profile gc Trim_Approach Cắt xén đường vào bởi Profile gia công Trim_Exit Cắt xén đường ra bởi Profile gia công
Trim_None Không cắt xén đường vào và ra bởi Profile gc
APPR_EXIT_HEIGHT Chiều cao của dao lúc vào dao va ra dao
RETRACT_PLANE Chiều cao vào, ra nằm trên độ cao của mp Retract
DEPTH_OF_CUT(the default) Chiều cao vào, ra tại mỗi lớp gc nằm ở độ sâu của lớp cắt
APPROACH_DISTANCE K/c từ dao tới phôi khi vào dao EXIT_DISTANCE K/c từ dao tới phôi khi ra dao
OVERTRAVEL_DISTANCE Khoảng đi qua biên của mặt gc trong cách phay Surface Milling
APPR_EXIT_EXT Khoảng cách max từ mặt dụng cụ cắt đến phôi lúc vào và ra (Volume Milling)
ENTRY_ANGLE Góc cung đi vào EXIT_ANGLE Góc cung thoát ra
HELICAL_DIAMETER Đường kính đường xoắn ốc lúc vào dao START_MOTION Bắt đầu chuyển động
Direct Di chuyển trực tiếp
Z_First Theo phương Z trước nhất Z_Last Theo phương Z sau nhất
END_MOTION Kết thúc chuyển động SPINDLE_SPEED Tốc độ quay trục chính
WALL_PROFILE_SPINDLE_SP… Tốc độ quay trục chính khi phay mặt đứng SPINDLE_SENSE
MAX_SPINDLE_RPM
SPEED_CONTROL Cách điều khiển tốc độ cắt SPINDLE_RANGE Cấp tốc độ
RANGE_NUMBER Số của cấp tốc độ quay trục chính LINTOL Dung sai xấp sỉ hóa đường cong thành đường thẳng CIRC_INTERPOLATION Cách nội suy cung tròn
NUMBER_OF_ARC_PTS Số điểm trên cung tròn khi nội suy OUTPUT_3DNURBS
COOLANT_OPTION Chọn bơm dung dịch tưới nguội
Flood Tưới nhiều từ ngoài Mist Tưới dung dịch co pha trộn Off không tưới (mặc định) On Tưới thông thường
Tap Tưới dung dịch dùng trong taro Thru Tưới xuyên qua dụng cụ cắt
CUTCOM Cách bù trừ bán kính dao
NUMBER_CUTCOM_PTS Số điểm thẳng hàng mà hệ thống gở bỏ hoặc thêm vào CUTCOM_LOC_APPR Chỉ ra vị trí điểm vào dao trong trường hợp dùng nhiều điểm vào dao
CUTCOM_LOC_EXIT Chọn nơi thoát dao khi chạy có bù trừ bán kính dao CUTCOM_REGISTER Số đăng ký offset dao
FIXT_OFFSET_REG Số đăng ký offset cho đồ gá
COORDINATE_OUTPUT Góc tọa độ xuất chương trình NC TIP_CONTROL_POINT TLCHG_TIP_NUMBER SMOOTH_SHARP_CORNERS SMOOTH_RADIUS CORNER_SLOWDOWN SLOWDOWN_LENGHTH SLOWDOWN_PERCENT NUMBER_SLOWDOWN_STEPS
END_STOP_CONDITION Điều kiện dừng ở điểm kết thúc
PULLOUT_DIST Khoảng rút dao an toàn sau khi khoan
StepOver_Adjust Điều chỉnh số bước ăn dao ngang và lượng ăn dao