Bước 6: Lắp đá mài, đầu kim cương sửa đá và chi tiết lên máy.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 62
Lắp đồ gá sửa đá lên bàn máy:
Hình 3. 10 Lắp đồ gá sửa đá lên bàn máy
- Đồ gá sửa đá được lắp ở vị trí nằm trong hành trình của máy có thể gia cơng được đồng thời ở cuối hành trình của bàn máy để hành trình khi gia cơng chi tiết đạt kích thước lớn nhất.
- Để đảm bảo an tồn cho q trình sửa đá cần kiểm tra, xiết chặt bu lông giữa đầu kim cương với thân đồ gá và đế đồ gá với bàn máy.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 63
Gá chi tiết lên đầu chống tâm.
- Khi gá chi tiết cần đảm bảo chi tiết đã được gá chính xác đồng thời xiết chặt các bu lơng hãm để cố định vị trí chi tiết và đảm bảo an tồn trong q trình gia cơng.
Bước 7: Kiểm tra chương trình bằng cách chạy khơng mài.
- Mặc dù đã kiểm tra chương trình trên phần mềm Cimco Edit, tuy nhiên để chắc chắn cũng như đảm bảo an tồn trong q trình vận hành máy chũng ta cần kiểm tra chương trình chạy thực tế đã đi theo đúng ý đồ của người lập trình hay chưa.
- Trên màn hình máy tính điều khiển trong cửa sổ Program Run ta tiến hành chọn Load G-Code và chọn chương trình cần kiểm tra đã lưu trong thư viện của máy.
Hình 3. 12 Chọn chế độ Load G-Code Hình 3. 11 Gá đặt chi tiết bánh răng cycloid
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 64
Chương trình gia cơng được mở đồng thời xuất hiện đường chạy dao được hiển thị trên vùng mô phỏng.
Hình 3. 13 Chạy thử bằng lệnh Cycle Start
Đưa đá mài đến vị trí an toàn sau đó chọn Cycle Start để bắt đầu chạy thử chương trình.
Trong suốt quá trình chạy thử, quan sát máy hoạt động đã chạy đúng theo những gì đã lập trình từ trước chưa, nếu có sự cố gì thì chọn chế độ Feed Hold (tạm dừng chương trình) hoặc Stop (dừng chương trình).
Hình 3. 14 Chế độ tạm dừng và dừng chương trình Chương trình Chương trình gia cơng Đường chạy dao hiển thị Lệnh chạy chương trình
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 65
Ngoài ra, Mach3 cho phép chúng ta chỉnh sửa trực tiếp G-code đang hiển thị bằng cách chọn mục Edit G-code hoặc đóng chương trình đang hiển thị bằng cách chọn Close G-code.
Hình 3. 15 Chế độ chỉnh sửa và đóng chương trình
Bên cạnh đó, chúng ta cũng có thể lựa chọn chế độ chạy từng câu lệnh để dễ dàng kiểm soát đường chạy dao bằng cách chọn chế độ Single BLK.
Hình 3. 16 Chế độ chạy từng câu lệnh
Bước 8: Rà gá đầu sửa đá và chi tiết để xác định điểm 0 sửa đá và điểm 0 gia công.
Để có thể điều chỉnh vị trí của bàn máy, chúng ta cần mở chế độ điều chỉnh bằng tay trên phần mềm. Trên bàn phím máy tính điều khiển bấm phím Tab, cửa sổ điều khiển bằng tay sẽ xuất hiện như hình dưới.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 66
Trong quá trình điều chỉnh máy bằng tay chúng ta cần nắm chắc hướng di chuyển của bàn máy tương ứng với các nút bấm X+, X-, Y+, Y-, Z+, Z-, A+, A- đồng thời điều chỉnh tốc độ di chuyển của bàn máy theo các mốc từ 0 đến 100%.
Xác định điểm 0 sửa đá:
- Đá mài khi mua về đều có dạng phẳng, việc xác định điểm 0 có thể thực hiện bằng cách:
- Di chuyển bàn máy sao cho đầu sửa đá thẳng với đường tâm của đá mài, khi đó ta sẽ xác định điểm đó là điểm X0.
Hình 3. 17 Chế độ điều khiển bằng tay trên Mach 3
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ BÀN MÁY
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 67
Hình 3. 18 Xét gốc sửa đá X0
Điều chỉnh bàn máy sao cho đầu sửa đá chạm vào mặt bên của đá, khi đó sẽ xác định điểm đó là điểm Y0.
- Đối với trục Z, do khi lắp đá lên trục chính có khe hở giữa 2 chi tiết nên bề mặt đá có thể khơng trịn đều. Để có thể xác định điểm thấp nhất của đá, lúc này ta cần cho trục chính quay đồng thời điều chỉnh trục Z với dịch chỉnh nhỏ (<0.1mm) bằng cách
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 68
thay đổi % tốc độ dịch chuyển bàn máy, khi đầu kim cương chạm vào bề mặt đá thì dừng lại. Ta xác định được điểm Z0.
Hình 3. 20 Xét gốc sửa đá Z0
- Do gốc sửa đá và gốc gia công là 2 gốc riêng biệt nên để đảm bảo độ chính xác đồng thời tiết kiệm thời gian rà gá cho những lần gá sau ta sẽ đặt cho chúng 2 gốc tọa độ khác nhau trên phần mềm.
Hình 3. 21 Chọn gốc sửa đá G55
GỐC SỬA ĐÁ
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 69
- Tại mục Offsets ta lựa chọn gốc sửa đá là G55 đồng thời đưa các vị trí vừa rà gá được về 0.
- Đối với những lần sửa đá sau, ta chỉ cần offset trục Z xuống 1 khoảng mà lần sửa đá trước đó đã sửa thì sẽ được điểm 0 mới.
Xác định điểm 0 gia công.
- Khác với việc xác định điểm 0 sửa đá, việc xác định điểm 0 gia công được thực hiện theo các bước sau:
- Sau khi lựa chọn gốc sửa đá G55, ta cần điều chỉnh gốc gia công về G54 để thuận tiện cho việc lập trình cũng như gia cơng.
Hình 3. 22 Chọn gốc sửa đá G54
- Lắp đồng hồ so lên trục Z sau đó di chuyển bàn máy đưa đầu dị tới vị trí 2 bên đỉnh của 2 răng kế tiếp.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 70
Hình 3. 23 Xét gốc A0
+ Căn chỉnh chế độ bằng tay đối với trục A, đọc chỉ số đồng hồ so ở 2 vị trí sau đó điều chỉnh bàn máy cho giá trị 2 điểm bằng nhau ta sẽ được gốc A0 tạm thời (có thể thay đổi ở bước rà gá sau).
- Sử dụng thước cặp đo khoảng cách từ đầu chống tâm tới mặt bên của đá mài, di chuyển bàn máy 1 khoảng đo được cộng thêm ½ chiều dày đá mài ta được vị trí Y0.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 71
Hình 3. 24 Xét gốc Y0
- Do chi tiết khi được gia công thô cũng như trong quá trình gá kẹp sẽ có những sai số kích thước nên để an tồn trong q trình gia cơng ta cần tiến hành rà gá cho các răng còn lại. Di chuyển trục Z lên cao khỏi chi tiết, trên phần mềm điều khiển ta lựa chọn chế độ nhập dữ liệu bằng tay MDI để dễ dàng kiểm tra các răng còn lại.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 72
- Tại mục Input ta sẽ nhập câu lệnh điều khiển trục A xoay chi tiết đến răng tiếp theo. Như chi tiết bánh răng cycloid này, góc giữa 2 răng là 51.4286˚. Đưa đầu dị tới vị trí thấp nhất của từng rãnh răng, lưu lại giá trị vừa đo trên từng răng để tìm răng cao nhất.
Hình 3. 26 Dị vị trí cao nhất của bánh răng
- Sau khi tìm được vị trí răng cao nhất, để đảm bảo an tồn trong q trình mài ta sẽ chọn vị trí này để xét gốc phơi. Cho trục chính quay đồng thời dịch chỉnh trục Z ăn vào chi tiết với bước tiến nhỏ (<0,02 mm) khi nào xuất hiện tia lửa nhỏ bắn ra khỏi bề mặt chi tiết thì dừng lại và chọn điểm đó là điểm Z0.
Hình 3. 27 Xác định gốc gia công Z0
- Trục X khơng cần q chính xác trong trường hợp này, tuy nhiên cần lựa chọn điểm X0 sao cho an toàn trong quá trình gia cơng cũng như thuận tiện cho việc lập trình.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 73
Bước 9: Tiến hành mài chi tiết.
Sửa đá:
- Nhập chương trình sửa đá đã lưu trong thư viện của máy, tiến hành sửa đá. Tùy theo biên dạng cho trước của đá cũng như loại đá để có thể chọn chương trình sửa đá phù hợp.
Đối với loại đá sử dụng trong đồ án này, nhóm em đã chọn chế độ cắt như sau: Tốc độ trục chính: n = 1600 vg/ph.
Chiều sâu cắt: t = 0.05 mm. Lượng tiến dao: f = 100 mm/ph.
a) b)
Gia công mài chi tiết:
Sau khi sửa đá, đóng chương trình sửa đá và gọi chương trình gia công mài chi tiết. Chế độ cắt sử dụng khi mài:
Tốc độ trục chính: n = 1800 vg/ph. Chiều sâu cắt:
t = 0.02 mm đối với mài phá thô. t = 0.01 mm đối với mài bán tinh. t = 0.005 mm đối với mài tinh. Lượng chạy dao: f = 200 mm/ph.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 74
Hình 3. 29 Thực nghiệm mài chi tiết
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 75
3.2.2 Chi tiết thanh răng nghiêng.
Tương tự như bánh răng Cycloid, việc gia công chi tiết thanh răng nghiêng cũng trải qua 9 bước cơ bản. Tuy nhiên thay vì sử dụng chống tâm để gá đặt chi tiết, chúng em đã sử dụng bàn từ để thay thế, máy vận hành như một máy CNC 3 trục.
Bước 1: Kiểm tra dữ liệu thiết kế.
Hình 3. 31 Bản vẽ kích thước thanh răng nghiêng
Với kích thước cơ bản: Chiều cao răng h = 3 mm. Bước răng P = 6 mm. Góc đỉnh răng 60˚. Góc nghiêng răng 45˚.
Vật liệu thép C45, yêu cầu độ nhám 0,63 chi tiết trên có thể gá đặt và gia cơng trên máy mài CNC 4 trục BK 2022-01.
Bước 2: Phân tích.
Định vị và kẹp chặt.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 76
- Chi tiết có mặt đáy phẳng đã được gia cơng trước đó có thể sử dụng làm chuẩn tinh cho nguyên công mài. Định vị mặt đáy của chi tiết lên bàn từ hạn chế 3 BTD, lực kẹp của bàn từ đảm bảo chi tiết khơng bị xê dịch trong q trình gia cơng mài.
Chọn loại đá gia cơng.
Với kích thước răng nhỏ, loại đá được sử dụng có chiều dày B = 10 mm.
Hình 3. 33 Đá mài gia công thanh răng nghiêng
Bước 3: Thiết lập chương trình sửa đá và gia cơng (đã trình bày ở chương 2). Bước 4: Kiểm tra chương trình sửa đá và gia cơng (đã trình bày ở chương 2). Bước 5: Bật máy, nhập các chương trình vào bộ nhớ máy.
(Tương tự như với bánh răng cycloid)
Bước 6: Lắp đá mài, đầu kim cương sửa đá và chi tiết lên máy.
- Việc lắp đá mài cùng đồ gá sửa đá tương tự như đối với bánh răng cycloid, tuy
nhiên có sự khác biệt ở việc gá chi tiết lên bàn máy. Do đầu chống tâm đã được thay thế bằng bàn từ nên quá trình gá đặt chi tiết diễn ra như sau:
Vệ sinh sạch mặt bàn từ cũng như mặt đáy của thanh răng.
Sử dụng dụng cụ đo góc xác định góc nghiêng của bánh răng góc 45˚.
Bật bàn từ, kiểm tra bàn từ có hoạt động tốt khơng để đảm bảo an toàn khi mài chi tiết.
Gá đặt chi tiết lên bàn từ nghiêng 1 góc 45˚ so với phương ngang của bàn máy bằng cách sử dụng dụng cụ đo góc.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 77
Hình 3. 34 Gá đặt chi tiết lên bàn từ
Điều chỉnh thước mở 1 góc 45˚, 1 cạnh của thước tỳ vào cạnh của bàn từ, 1 cạnh còn lại tỳ vào mặt bên của chi tiết. Bật bàn từ và ta sẽ cố định được chi tiết 1 góc 45˚. Bật bàn từ, kiểm tra bàn từ có hoạt động tốt khơng để đảm bảo an toàn khi mài chi
tiết.
Bước 7: Kiểm tra chương trình bằng cách chạy khơng mài.
(Thực hiện tương tự như đối với bánh răng cycloid)
Bước 8: Rà gá đầu sửa đá và chi tiết để xác định điểm 0 sửa đá và điểm 0 gia công.
Gốc sửa đá: thực hiện việc xác định gốc sửa đá tương tự như đối với chi tiết bánh răng cycloid.
Gốc gia công:
- Do mài là ngun cơng gia cơng tinh có chiều sâu cắt nhỏ nên trước khi gia công cần kiểm tra độ phẳng của bề mặt gia công tránh trường hợp đá mài bị ăn quá sâu gây ra hiện tượng trượt đá.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 78
Gắn đồng hồ so lên trục Z, di chuyển bàn máy rà qua các vị trí trên bề mặt chi tiết. Theo dõi chỉ số trên đồng hồ so ta xác định được điểm cao nhất trên bề mặt chi tiết gia công.
Bật trục chính quay sau đó đưa đá mài tới vị trí vừa đánh dấu, hạ đá mài tiếp xúc bề mặt chi tiết khi nào xuất hiện tia lửa nhỏ thì dừng lại ta xác định được tọa độ Z0.
Hình 3. 36 Xét gốc Z0
- Di chuyển bàn máy đưa mặt bên đá mài tiếp xúc với mặt bên chi tiết ta xác định tọa độ Y0.
Hình 3. 37 Xét gốc Y0
- Do kích thước gia cơng của chi tiết khơng phụ thuộc vào tọa độ trục X nên khi xét tọa độ X0 ta chỉ cần chọn vị trí có thể lập trình an toàn và đi hết chiều dài phôi.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 79
Bước 9: Tiến hành mài chi tiết.
Sửa đá:
a) b)
Gia cơng:
Hình 3. 39 Mài chi tiết thanh răng nghiêng Hình 3. 38 Sửa đá mài theo biên dạng thanh răng Hình 3. 38 Sửa đá mài theo biên dạng thanh răng
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 80
Hình 3. 40 Chi tiết thanh răng nghiên sau khi mài
3.2.3 Chi tiết bánh răng trụ răng thẳng
Tương tự như bánh răng Cycloid ở trên , ta tiến hành các bước thực hiện tương tự . Việc gá đặt , lựa chọn dao cũng như chạy thử , chọn gốc 0 đều tương tự bánh răng Cycloid.
Hình 3. 41 Sửa đá bánh răng trụ răng thẳng
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 81
Hình 3. 42 Gia cơng bánh răng trụ răng thẳng
3.3 Kết luận chương 3
- Tìm hiểu và lập ra được quy trình thực nghiệm gia cơng tổng qt .
- Hiểu và vận hành được máy mài CNC 4 trục BK 2022-01 gia cơng một vài chi tiết có biên dạng phức tạp.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 82
KẾT LUẬN CHUNG
Với đồ án được giao “Nghiên cứu lập trình cho máy mài CNC 4 trục BK 2022” chúng em đã hoàn thành được các nhiệm vụ :
- Nghiên cứu về công nghệ mài và các máy mài CNC hiện có.
- Dựa vào máy mài 4 trục có sẵn BK 2022 để lựa chọn đồ gá sửa đá phù hợp với việc gia cơng các chi tiết có biên dạng phức tạp.
- Hiểu được các bước lập trình để gia cơng trên máy CNC
- Lập trình mơ phỏng sửa đá, gia cơng một vài chi tiết có biên dạng răng . - Từ chương trình mô phỏng tiến hành thực nghiệm gia công trực tiếp trên máy
CNC 4 trục có sẵn .
Từ những nhiệm vụ đã hoàn thành ở trên chúng em có những định hướng phát triển như sau :
- Xậy dựng được thư viện gia cơng các chi tiết có biên dạng phức tạp hơn . - Cải thiện , tối ưu hóa đường chạy dao nhằm nâng cao chất lượng, năng suất khi
gia công các chi tiết.
Đề tài “Nghiên cứu lập trình cho máy mài CNC 4 trục BK 2022” là một đề tài khá mới , do đó chúng em đã gặp khơng ít khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài này. Do vậy chúng em rất mong nhận được sự đóng góp của của q thầy cơ và các bạn để đề tài này được hoàn thiện hơn .
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn đến tất cả các thầy cô giáo tring bộ môn Máy và Ma sát học. Đặc biệt chúng em xin có lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Lê Đức Bảo