2.1 Khả năng công nghệ để gia công chi tiết Tiện:
- Là phương gia công cắt gọt thông dụng, máy tiện thường được sử dụng nhiều trong các phân xưởng. Ngày này, với sự có mặt của kỹ thuật số, máy CNC đã ra đời phục vụ cho phương pháp gia công tiện trở nên nhẹ nhàng hơn.
- Có 3 chuyển động: Chuyển động chính của phương pháp tiện là chuyển động quay của phôi, chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến giữa dao và chi tiết, chuyển động phụ là chuyển động lùi dao, thoát dao,…
- Dụng cụ cắt gọt khi tiện là dao tiện. Có nhiều loại dao tiện: dao tiện mặt trụ ngoài, dao tiện mặt trụ trong, dao khỏa mặt đầu, dao tiện lỗ.
- Phương pháp gia công: tiện thô, tiện tinh. Phay:
- Là phương pháp gia công phổ biến với dao cắt có nhiều lưỡi cắt
- Có các chuyển động: chuyển động chính là chuyển động quay của dao, chuyển động chạy dao là chuyển động của bàn phay (chuyển động tịnh tiến giữa dao và chi tiết)
88
- Dao phay được làm từ thép gió hoặc thép hợp kim. Dao có dao phay phá thơ, dao phay tinh hoặc dao phay ngón, dao phay dĩa, dao phay gắn mảnh…
2.2 Lựa chọn máy và thông số của máy
2.2.1 Lựa chọn máy tiện Lựa chọn máy để gia cơng chi tiết trục cần có một số tiêu chí:
- Giải quyết được bài tốn về kĩ thuật cũng như kinh tế - Có thể tự động hóa, giám sát được quy trình
- Tính linh hoạt khi vận hành, có thể thay đổi cách vận hành để phù hợp với từng chi tiết, sản phẩm cần gia công
- Gia công chính xác sản phẩm
Trong khn khổ của đồ án, nhóm lựa chọn máy Tiện MAXXTURN 65 G2.
Bảng 3.1 Thông số của máy MAXXTURN 65 G2 Working area
Slideway longitudinal (X axis) [mm] 260
Slideway cross (Y axis) [mm] +/- 50
Slideway vertical (Z axis) [mm] 610
Swing over bed [mm] Ø725
Swing over slide [mm] Ø400
Distance between centers tailstock
version [mm] 682
Main spindle / counter spindle distance
[mm] 840
Maximum turning diameter [mm] ø500
Maximum part length [mm] 520
Maximum bar diameter [mm] ø65 (75/95)
Main Spindle
Maximum Speed [rpm] 5000
Spindle connection A2-6
Maximum Drive power [kW] 29
Maximum Torque [Nm] 250
Counter spindle
Maximum Speed [rpm] 7000
Spindle connection A2-6
Maximum Drive power [kW] 22
Maximum Torque [Nm] 130
Tailstock
Tailstock travel [mm] 500
Maximum contact pressure [N] 8000
Maximum travel speed [m/min] 20
Tool system
Revolver-type tool turret with direction logic, optional with driven tools Tool holding fixtures according to DIN
69880 - standard / option [mm]
89
Number of tool stations 12
Tool change time [s] 0,2(0,3)
Tool cross-section for square tools [mm] 20 x 20 (25 x 25)
Shaft diameter for boring bars [mm] 32
Driven tool station DIN 5480
Number of dirven tool stations 12
Maximum Torque [Nm] 25
Maximum Power [kW] 6,7
Speed range [rpm] 0-5000
Dimensions/weight
Height of turning axis above floor [mm] 1180
Total height [mm] 2150
Installation surface W×D (without chip conveyor)
[mm] 3500 × 2350
Total weight [kg] 7000
2.2.2 Lựa chọn máy phay
Đối với máy phay, chọn máy CONCEPT MILL 105 của hãng EMCO.
Bảng 3.2 Thông số máy CONCEPT MILL 105 Working area
Slideway longitudinal (X axis) [mm] 200
Slideway cross (Y axis) [mm] 150
Slideway vertical (Z axis) [mm] 250
Distance spindle nose [mm] 95 - 245
Rapid motion speeds in X/Y/Z [m/min] 5
Work feed X/Y/Z [m/min] 0-5
Feed force in X/Y/Z [N] 800/800/1000
Clamping area [mm] 420×125
Maximum table load [kg] 10
Milling spindle
Number of dirven tool stations 8
Maximum speed [rpm] 5000
Maximum drive power [kW] 1.1
Maximum torque [Nm] 4,2
General data
Dimensions (L×W×H) [mm] 1135×1100×1100
Machine weight [kg] 400
90
Hình 3.3 Các ngun cơng
2.4 Lựa chọn dao tiện 2.4.1 Dao khỏa mặt đầu 2.4.1 Dao khỏa mặt đầu
Chọn cán dao PCLNR/L2020K12 (trang C008 [3]) và mảnh dao CNMG120408-RP (trang
A104 [4]) hãng Mitsubishi. Thơng số cắt tham khảo trang A011 [4].
Hình 3.4 Cán dao dao khỏa mặt đầu PCLNR/2020K12, trang C008 [3]
Nguyên công 1: Tiện nửa mặt phải
Nguyên công 2: Tiện nửa mặt trái
Nguyên công 3: Phay rãnh then
Bước 2: Tiện thô Bước 3: Tiện tinh
91
Hình 3.5 Mảnh dao khỏa mặt đầu CNMG120408-RP, trang A104 [4]
Hình 3.6 Thơng số cắt khi tiện mặt đầu, trang A011 [4]
- Vận tốc cắt: 𝑣𝑐 = 250 𝑚/𝑚𝑖𝑛
Suy ra: 𝑣𝑐 = 𝜋.𝐷.𝑛
1000 → 𝑛 = 1768,38 𝑟𝑝𝑚 (𝑣ớ𝑖 𝐷 = 45 𝑚𝑚) Chọn 𝑛 = 1770 𝑟𝑝𝑚
- Lượng tiến dao: 0.5 𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣 - Chiều sâu cắt: 𝑎𝑝 = 2 𝑚𝑚 - Công suất cắt: 𝑃𝑐 =𝑎𝑝.𝑓.𝑣𝑐.𝐾𝑐 60.103.ƞ = 13 𝑘𝑊 Trong đó 𝑃𝑐 : cơng suất cắt 𝑎𝑝: chiều sâu cắt
𝑓: lượng tiến dao (𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣) 𝑣𝑐 : vận tốc cắt (𝑚/min )
𝐾𝑐 : hệ số lực tác động, phụ thuộc vào vật liệu làm việc
92
2.4.2 Dao gia công thô
Chọn cán dao PCLNR/L2020K12 (trang C008 [3]) và mảnh dao CNMG120408-RP (trang
A104 [4]) hãng Mitsubishi. Thông số cắt tham khảo trang A011 [4].
Hình 3.7 Cán dao tiện thơ PCLNR/2020K12, trang C008 [3]
93
Hình 3.9 Thơng số cắt khi tiện thơ, trang A011 [4]
- Vận tốc cắt: 𝑣𝑐 = 250 𝑚/𝑚𝑖𝑛
Suy ra: 𝑣𝑐 = 𝜋.𝐷.𝑛
1000 → 𝑛 = 1768,38 𝑟𝑝𝑚 (𝑣ớ𝑖 𝐷 = 45 𝑚𝑚) Chọn 𝑛 = 1770 𝑟𝑝𝑚
- Lượng tiến dao: 0.5 𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣 - Chiều sâu cắt: 𝑎𝑝 = 2 𝑚𝑚 - Công suất cắt: 𝑃𝑐 =𝑎𝑝.𝑓.𝑣𝑐.𝐾𝑐 60.103.ƞ = 13 𝑘𝑊 Trong đó 𝑃𝑐 : cơng suất cắt 𝑎𝑝: chiều sâu cắt
𝑓: lượng tiến dao (𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣) 𝑣𝑐 : vận tốc cắt (𝑚/min )
𝐾𝑐 : hệ số lực tác động, phụ thuộc vào vật liệu làm việc
𝜂: hiệu suất làm việc của máy
2.4.3 Dao gia công tinh
Chọn cán dao PDJNR/L2020K15 (trang C010 [3]) và mảnh dao DNMG150404-FP (trang A107 [4]) hãng Mitsubishi. Thông số cắt tham khảo trang A017 [4].
94
Hình 3.10 Cán dao gia cơng tinh PDJNR/L2020K15, trang C010 [3]
Hình 3.11 Mảnh dao tiện tinh DNMG150404-FP, trang A107 [4]
95
- Tốc độ cắt: 𝑣𝑐 = 280 𝑚/𝑚𝑖𝑛
Suy ra: 𝑣𝑐 =𝜋.𝐷.𝑛
1000 → 𝑛 = 1980,59 𝑟𝑝𝑚 (𝑣ớ𝑖 𝐷 = 45 𝑚𝑚) Chọn 𝑛 = 1980 𝑟𝑝𝑚
- Lượng tiến dao: 0,1 mm/rev - Chiều sâu cắt: 0,5 mm - Công suất cắt: 𝑃𝑐 =𝑎𝑝.𝑓.𝑣𝑐.𝐾𝑐 60.103.ƞ = 0,73 𝑘𝑊 Trong đó 𝑃𝑐 : cơng suất cắt 𝑎𝑝: chiều sâu cắt
𝑓: lượng tiến dao (𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣) 𝑣𝑐 : vận tốc cắt (𝑚/min )
𝐾𝑐 : hệ số lực tác động, phụ thuộc vào vật liệu làm việc
𝜂: hiệu suất làm việc của máy
2.5 Lựa chọn dao phay 2.5.1 Dao phay thô 2.5.1 Dao phay thô
Ta chọn dao VFSFPRD600 của hãng Mitsubishi, trang J365 [5]
96
Hình 3.14 Chế độ cắt trang J366 [5]
Chọn thông số dao như sau - Số vòng quay: 2500 rpm - Feed rate: 550 mm/min - Vận tốc cắt: 𝑣𝑐 =𝜋.𝐷𝐶.𝑛
1000 = 47,12 𝑚/𝑚𝑖𝑛
- Chiều sâu cắt: 𝑎𝑝 = 1.2 𝑚𝑚
- Công suất cắt: 𝑃𝑐 = 1 𝑘𝑊
2.5.2 Dao phay tinh
97
Hình 3.15 Thơng số phay tinh, trang J066 [5]
Hình 3.16 Chế độ cắt trang J067 [5]
Chọn thông số dao như sau: - Tốc độ vòng quay: 2000 rpm - Feed rate: 500 mm/min - Vận tốc cắt: 𝑣𝑐 =𝜋.𝐷𝐶.𝑛
1000 = 37.67 𝑚/𝑚𝑖𝑛
- Chiều sâu cắt: 𝑎𝑝 = 1 𝑚𝑚
98 CHƯƠNG 3. Mô phỏng gia công trục II
3.1 Setup Dao:
Khi gia công, tùy vào vật liệu, gia công thơ hay tinh, hình dáng chi tiết cần gia cơng mà có từng loại dao khác nhau. Do đó, cần phải tạo hình dáng dao phù hợp với dao đã chọn.
3.1.1 Dao tiện
Căn cứ mảnh dao đã chọn ở phần lựa chọn dao tiện, cần chọn thơng số phù hợp với từng mảnh.
Hình 3.17 Thơng số mảnh dao tiện thơ
Hình 3.18 Thơng số cán dao tiện thơ
Hình 3.19 Thơng số cắt thơ
Hình 3.20 Thơng số mảnh dao tiện tinh
Hình 3.21 Thơng số cán dao tiện tinh
99
3.1.2 Dao phay
Nhập thơng số dao đã chọn ở Chương 2.
Hình 3.23 Thiết lập hình dáng hình học dao phay thơ
Hình 3.24 Thơng số cắt dao phay thơ
Hình 3.25 Thiết lập hình dáng hình học dao phay tinh
100
3.2 Setup Tiện
- Khởi động Fusion 360
- Chọn bản vẽ Trục II (trục cần gia công) và chọn vào phần Manufacture.
- Đổi Unit sang mm.
Hình 3.27 Thiết lập đơn vị mm
- Trong mục Setup. Operation type: chọn Turning or mill/turn. Spindle: Chọn Primary Spindle
Hình 3.28 Chọn Setup
-Trong mục Setup. Operation type: chọn Turning or mill/turn. Spindle: Chọn Primary Spindle
Hình 3.29 Thiết lập phần setup
- Ở trong phần Work
Coordinate System (WCS). + Chọn gốc tọa độ tại mặt đầu của chi tiết
+ Orientation: chọn Select Z axis/plane & X point
+ Z Aix (Rotary Axis): Chọn mặt lắp ghép ổ bi
+ Origin: Chọn Model front
Hình 3.30 Thiết lập Work Coordinate System
- Phần Model: Chọn Trục II
Hình 3.31 Thiết lập Model
- Phần Chuck
+ Chuck reference: Chọn Model back
101
+ Tỉ lệ giữa chiều dài và đường kính phơi nhỏ nên chỉ cần định vị 4 bậc tự do
Hình 3.32 Thiết lập Chuck
- Chuyển sang tab Stock, thiết lập các thông số sau:
+ Stock Diameter: 45 mm + Length: 176,8 mm
Hình 3.33 Thiết lập Stock
- Chuyển sang Tab Post Process, thiết lập các thông số sau:
+ Program Name/Number: 1001 + Wcs Offset: 0
Hình 3.34 Thiết lập Tab Post Process
3.3 Tiện nửa bên phải của trục 3.3.1 Tiện mặt đầu 3.3.1 Tiện mặt đầu
- Trong tab Turning, chọn Face turning để tiện mặt trụ của trục.
Hình 3.35 Face Tuning
- Trong tab Tool, chọn dao tiện mặt đầu và thiết lập các thông số:
+ Surface Speed: 250 m/min + Maximun Sinpdle Speed: 5000 rpm
+ Cutting Feed per Revolution: 0.5 mm
102
Hình 3.36 Thơng số tiện khỏa mặt đầu
- Sang tab Geometry:
+ Chọn mặt ngoài của trục bên phải + Front Mode: Model Front
+ Offset: 0mm
Hình 3.37 Thiết lập Tab Geometry
- Trong Tab Passes, thiết lập các thông số sau:
+ Stepover: 1 mm
Hình 3.38 Thiết lập Tab Passes
3.3.2 Tiện thô
- Chọn Profile Roughing trong Tab Turning
Hình 3.39 Chọn Profile Roughing
- Trong Tab Tool, chọn dao tiện thô và thiết lập các thông số:
+ Mode. Turning Mode: Outside profiling
+ Feed & Speed: thiết lập các thông số giống với phần tiện mặt đầu
103 Hình 3.40 Thiết lập Tab Tool
- Trong Tab Geometry: + Chọn phần gia công thô
+ Back Reference: Chọn mặt tại vai trục
Hình 3.41 Thiết lập Tab Geometry
- Chuyển qua Tab Cycle and Direction + Lượng dư chừa lại sau khi gia công thô là 0.5 mm
+ Passes:
▪ Maximum Depth of Cut: 2 mm ▪ Stock to Leave
▪ X Stock to Leave: 0.5 mm ▪ Z Stock to Leave: 0.5 mm
104 Hình 3.42 Thiết lập Tab Passes
3.3.3 Tiện Tinh
- Trong phần Turning, chọn Turning Profile Finishing
Hình 3.43 Chọn Turning Profile Finishing
- Trong Tab Tool, chọn dao tiện tinh
và thiết lập các thông số sau: + Surface Speed: 280 m/min + Maximun Sinpdle Speed: 5000 rpm
+ Cutting Feed per Revolution: 0.1 mm
Hình 3.44 Thiết lập Tab Tool
105
+ Back
▪ Back Reference: Chọn mặt phẳng ở vai trục
Hình 3.45 Thiết lập Tab Geometry
- Thiết lập Tab Passes Number of stepover: 3 Stepover: 0.2 mm
Hình 3.46 Thiết lập Tab Passes
- Thiết lập Tab Linking
Hình 3.47 Thiết lập Tab Linking
3.4 Tiện nửa bên trái của trục
Quá trình tiện gồm 3 bước: Khỏa mặt đầu, Tiện thô và Tiện tinh. Các bước thực hiện tương tự tiện nửa phải của trục.
Chú ý khi Setup phần này thì chọn tiếp tục gia cơng với phần đã làm trước đó để kế thừa những kích thước đã có sẵn. Gốc tọa độ đặt tại mặt đầu của chi tiết.
106
107
3.5 Setup phay
- Sau khi đã tiện được trục trên máy tiện, ta tiếp tục tiến hành phay rãnh then trên máy phay.
- Chi tiết được định vị trên bàn máy phay bằng 2 khối V ngắn.
- Chọn gốc chi tiết tại mặt đầu của trục trùng với tâm chi tiết.
Hình 3.49 Thiết lập chế độ phay
Hình 3.50 Thiết lập phơi cho phay
3.6 Phay thô
- Cài đặt thông số cắt cho chi tiết. Chú ý: Lượng dư chừa lại là 0,5 mm
108
Hình 3.51 Thiết lập thơng số gia cơng
109
Hình 3.53 Thiết lập lượng dư sau gia cơng thơ
3.7 Phay tinh
- Cài đặt các thông số cho chế độ phay tinh.
110
Hình 3.55 Thiết lập vị trí cần gia cơng tinh
Hình 3.56 Thiết lập Stock to Leave
3.8 Mô phỏng gia công
- Chọn Simulate
Hình 3.57 Chọn Simulate
111
Hình 3.58 Đường chạy dao ngun cơng 1
Hình 3.59 Đường chạy dao ngun cơng 2
Hình 3.60 Đường chạy dao nguyên công 3
CHƯƠNG 4. Sử Dụng WIN NC Mơ Phỏng Chương Trình Mơ Phỏng Chương Trình
4.1 Trích xuất code
Hình 3.61 Chọn Post Process để xuất code
Chọn thư viện để xuất file gia cơng, đặt số chương trình cho ngun cơng 1, số block bắt đầu, bước nhảy giữa các block,
vị trí an tồn, tốc độ tối đa, chọn type C Gcode.
Hình 3.62 Thiết lập Setting trong NC Program
Chọn nguyên công 1(set up tien phai) để trích xuất code
Hình 3.63 Chọn ngun cơng 1
Tìm đến đường dẫn flie Gcode xuất từ fusion 360. Ở đây file xuất ra ở floder gia công trên desktop
112
Hình 3.64 Địa chỉ các flie gia cơng
Mở thư mục G-code xuất ra từ fusion
Hình 3.66 G-code xuất ra từ fusion 360
4.2 FANUC WIN NC 4.2.1 Thiết lập dao tiện 4.2.1 Thiết lập dao tiện
Hình 3.67 Thiết lập mảnh dao tiện thơ
Hình 3.68 Thiết lập cán dao tiện thơ
113
Hình 3.70 Thiết lập mảnh dao tiện tinh
Hình 3.71 Thiết lập cán dao tiện tinh
Hình 3.72 Thiết lập thơng số tiện tinh
Hình 3.73 Thiết lập dao phay thơ
Hình 3.74 Thiết lập thơng số phay thơ
114
Hình 3.76 Thiết lập thơng số phay tinh
4.3 Chạy chương trình 4.3.1 Nguyên công 1 4.3.1 Nguyên công 1
Copy file đã sửa vào đường dẫn cài đặt phần mềm WIN NC
Hình 3.77 Copy file G-code đã chỉnh sửa vào đường dẫn WIN NC
Mở chương trình O1001 (ngun cơng 1)
115
Hình 3.79 G-code của ngun cơng 1 trên WIN NC
Hình 3.80 Chọn dao tiện thơ trên WIN NC
Hình 3.81 Chọn dao tiện tinh trên WIN NC
Hình 3.82 Thiết lập WORK SHIFT
Hình 3.83 Thiết lập phơi
Sau khi hồn thành các thiết lập thì cho chạy mơ phỏng và được kết quả:
116
Hình 3.85 Kết quả mơ phỏng tiện tinh NC1
4.3.2 Nguyên công 2
Làm tương tự các bước thiết lập ở ngun cơng 1 và ta có kết quả mơ phỏng ngun cơng 2:
117
Hình 3.87 Kết quả mơ phỏng khỏa mặt đầu và tiện thơ NC2
Hình 3.88 Kết quả mơ phỏng tiện tinh NC2
4.3.3 Nguyên công 3
Mở chương trình O1003 (ngun cơng 3)
Hình 3.89 G-code của ngun cơng 3
118
Hình 3.91 Chọn dao phay thơ trên WIN NC
Hình 3.92 Chọn dao phay tinh trên WIN NC
Hình 3.93 Thiết lập WORK SHIFT
Hình 3.94 Thiết lập phơi
Hình 3.95 Thiết lập GRAPHIC PATH
Sau khi hồn thành các thiết lập thì cho chạy mơ phỏng và được kết quả:
119
Hình 3.97 Kết quả mơ phỏng phay tinh NC3
Tài Liệu Tham Khảo
[1] N. T. Hiệp and N. V. Lẫm, Thiết kế Chi tiết máy, Hà Nội: Nhà xuất bản Giáo dục, 1999, p. 93.
[2] T. Chất, Thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí, Tập 1,2.
[3] C-External Turning, MITSUBISHI MATERIALS Corporation.
[4] A-Turning Inserts, MITSUBISHI MATERIALS Corporation.
[5] J-Solid End Mill, MITSUBISHI MATERIALS Corporation.