.Giới thiệu phần mềm Mastercam X5 và Cimco

và Cimco Edit 8

2.4.1.Giới thiệu phần mềm Mastercam X5 và Cimco Phần mềm Mastercam Phần mềm Mastercam

Mastercam là phần mềm thiết kế chuyên dùng được sử dụng để thiết kế các mơ hình

2D, 3D trên máy tính và sử dụng hỗ trợ vận hành gia công máy CNC các chi tiết trong lĩnh vực cơ khí. Tính năng thiết kế của Mastercam phục vụ nhu cầu thiết kế đơn giản, không quá mạnh mẽ nên thông thường người dùng thường sử dụng những phần mềm thiết kế khác có bộ cơng cụ tính năng hoàn thiện hơn.

Hình 2. 9 Giao diện phần mềm Mastercam X5

Phần mềm Mastercam cho phép người dùng tương tác với thiết kế để hình thành mã code thực hiện gia cơng trong máy CNC với hàng loạt các thao tác vận hành như phay, tiện, điêu khắc được thiết lập về dao cắt, phay, tọa độ, chu trình gia cơng.

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 40

Phần mềm Mastercam có tên gọi có nguồn gốc từ Master là chuyên gia và Cam là lập trình gia cơng. Mastercam đã có những bước tiến vượt bậc và trở thành phần mềm CAD/CAM được ứng dụng nhiều nhất trên thế giới hiện nay.

 Lịch sử ra đời của phần mềm Mastercam

+ Phần mềm Mastercam được phát triển bởi công ty CNC Software, Inc, đây là công ty được thành lập vào năm 1983 tại Massachusetts. CNC Software được xem là cha đẻ của ngành công nghiệp CAM lâu đời nhất và đã giới thiệu phần mềm CAD/CAM dành cho người thiết kế và thi công.

+ MasterCAM là phần mềm CAM được ưa chuộng hàng đầu và được sử dụng phổ

biến rộng rãi nhất thế giới trong suốt 35 năm vừa qua. Mastercam có hỗ trợ thêm cơng cụ CAD giúp người dùng trong việc thiết kế và gia công nên rất thuận tiện sử dụng. Việc ứng dụng phần mềm Mastercam ngày càng nhiều và phần mềm này được phát triển, cải tiến liên tục tạo nên vai trị quan trọng khơng thể thiếu trong lĩnh vực công nghiệp toàn cầu.

 Chức năng chính của phần mềm Mastercam

+ Phần mềm Mastercam được ứng dụng để thiết kế mơ hình sản phẩm cơ bản và lập trình gia cơng trên máy CNC. Bên cạnh đó, cho phép người dùng thực hiện trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống CAD/CAM khác như Solidworks, CATIA, Autodesk Inventor, Autocad hay các dữ liệu trung gian khác.

Hình 2. 10 Chức năng của phần mềm Mastercam

+ Mastercam là công cụ mạnh mẽ và hiệu suất cao với khả năng sử dụng dễ dàng

trực quan và đảm bảo tính chuyên sâu của các chức năng. Bao gồm việc thiết lập các đường chạy dao hoàn thiện: Contour, Pocketing, Drill, Face, Engraving, Peel Mill,

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 41

Advanced Multiaxis, Surface High Speed và những tính năng hỗ trợ có liên quan để giúp người dùng vận hành và thực hiện các thao tác một cách thuận tiện, nhanh chóng và chính xác nhất.

+ Người sử dụng Mastercam có thể thiết kế và cắt các chi tiết với nhiều hệ điều hành và các dịng máy gia cơng CNC khác nhau. Bên cạnh đó, người sử dụng được cho phép dùng các công cụ cao cấp của phần mềm Mastercam để thực hiện các ứng dụng tùy chỉnh theo nhu cầu sử dụng. Phần mềm Master có đặc tính linh hoạt, người dùng có thể tiến hành sử dụng các ứng dụng bên ngoài gọi là C-hooks, những máy hoạt động chuyên biệt và các ứng dụng độc lập.

 Các phiên bản Mastercam

Hình 2. 11 Các phiên bản Mastercam.

- Trải qua hơn 20 năm hoạt động và phát triển, hãng đã cho ra thị trường 14 phiên bản khác nhau. Những phiên bản này liên tục được thay đổi, cập nhật và cải tiến để đem lại những khả năng tốt nhất cho người dùng

- Những phiên bản Mastercam hiện đang được sử dụng trên toàn thế giới: V9, V9.1, X, X2, X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9, 2017, 2018, 2019

- Phiên bản Mastercam x5 và x7 hiện đang được sử dụng rất nhiều tại Việt Nam trong lĩnh vực gia cơng cơ khí, Những phiên bản cũ hơn như: V9, V9,1 hay mastercam x vẫn cịn một số các cơng ty sử dụng.

- Nhóm em lựa chọn sử dụng phần mềm Mastercam X5 để xuất chương trình G-Code nhóm em sẽ đưa chương trình đó vào phần mềm Cimco edit 8 để mô phỏng đường chạy dao

Phần mềm Cimco Edit V8

CIMCO Edit V8 là một sản phầm được dùng cho việc chỉnh sửa chương trình CNC

hiện hành. phần mềm theo tiêu chuẩn của giao diện người dùng trên hệ điều hành windows và mọi chức năng của cimcoedit v8 có để được kích hoạt sử dụng thơng qua dãy Ribbon. Điều này sẽ giúp cho bạn tìm những lệnh cần thiết một cách dễ dàng và nhanh nhất.

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 42  Editor  NC-Functions  Backplot  File Compare  Transmission  CNC - Calc

Hình 2. 12 Giao diện phần mềm Cimco Edit 8.

Những tabs này sẽ cho phép bạn truy cập đến những chức năng cần thiết và cấu hình cài đặt để mà có thể điều chỉnh các thông số. Bên dưới sẽ chỉ mô tả một cách vắn tắt nhất về 3 tabs quan trọng của phần mềm Cimco Edit V8:

 Backplot

– Cimco Edit V8 bao gồm phay 3D/tiện 2D trong giao diện của backplot để mơ phỏng chương trình phay 3 trục và tiện 2 trục. Bạn có thể chỉnh sửa chương trình CNC và cập nhật một cách tự động trong hình ảnh mơ phỏng. sử dụng các cộng cụ zoom, pan, rotate và measuring để phân tích hình ảnh mơ phỏng. CIMCO Edit V8 hổ trợ hiển chị các khối solid 3D khi mơ phỏng code Nx có thêm bộ cơng cụ giúp kiểm tra sự va chạm và phát hiện khe. Hỗ trợ lưu NC backplots với file DXF.

 File compare:

– Nếu bạn không biết chắc chắn về 2 chương trình NC khác nhau như thế nào thi chức năng File compare của Cimco Edit có thể giúp bạn xác định được điểm khác nhau. File Compare cho phép bạn chọn 2 file và hiển thị chúng trên 2 khung màng hình. Những chổ khác nhau sẽ được đánh dấu bằng màu sắc.

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 43

 Transmission (DNC)

– bộ phận DNC của Cimco Edit V8 cho phép bạn gữi và nhận chương trình NC để trong khu chưa máy CNC có thể sử dụng một cách an toàn nhất. Phương thức giao tiếp là DNC RS-232. File có thể được gửi từ cửa sổ Cimco Edit V8 hoặc từ ổ đĩa.

Các bước mô phỏng bằng phần mềm Cimco Edit 8:

+ Bước 1: Nhập chương trình vào phần mềm Cimco Edit 8

Vào File -> Chọn New để mở file mới nhập dữ liệu

Hình 2. 13 Nhập chương trình G-code vào phần mềm

+ Bước 2: Mơ phỏng đường chạy dao của chương trình

Vào Blacplot -> Chọn Blackplot window

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 44

2.4.2. Lập trình mơ phỏng sửa đá và gia công một vài chi tiết dạng răng. 2.4.2.1. Phân tích chi tiết biên dạng răng.

A, Khái quát chung

- Cơ chế truyền động bánh răng thực hiện truyền chuyển động và tải trọng nhờ sự ăn khớp của các răng trên bánh răng hoặc thanh răng. Cơ chế truyền động bánh răng được ứng dụng trong nhiều loại máy với các cơ cấu khác nhau để truyền chuyển động quay từ trục này sang trục khác giữa các trục song song/ cắt nhau/ chéo nhau. - Ngoài ra, truyền động bánh răng còn được sử dụng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hay biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay nhờ vào sự ăn khớp của các răng trên bánh răng.

Hình 2. 15 Truyền động bánh răng

- Phân loại :

+ Theo vị trí tương đối giữa các trục phân ra :

 Truyền động giữa các trục song song : Truyền động bánh răng trụ răng

thẳng, răng nghiêng và chữ V ( hình 2.11 a,b, c).

 Truyền động giữa các trục cắt nhau : Truyền động bánh răng côn răng

thẳng, răng nghiêng và cung trịn (hình 2.11 f, g).

 Truyền động giữa các trục chéo nhau ( truyền động hypeboloit ): Truyền

động bánh răng trục chéo, truyền động bánh răng cơn chéo ( truyền động hypoit ). ( hình 2.11 d,e ).

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 45

Hình 2. 16 Các loại truyền động bánh răng

+ Theo tính chất di động của các các đường tâm bánh răng phân ra :

 Truyền động bánh răng thường :đường tâm các bánh răng cố định.

 Truyền động bánh răng hành tinh : có ít nhất một đường tâm của bánh

răng di động.

+ Theo dạng profin răng phân ra :  Truyền động bánh răng thân khai.

 Truyền động bánh răng xycloit ( Hình 2.12 a )

 Truyền động bánh răng novikov ( Hình 2.12 b ).

a) b)

B, Vật liệu

- Khi chọn vật liệu phải dựa vào các yêu cầu cụ thể : tải trọng lớn hay nhỏ , khả năng công nghệ và thiết bị chế tạo cũng như vật tư được cung cấp, có u cầu kích thước phải gọn hay khơng. Ngoài ra căn cư vào mơi trường làm việc của bánh răng, có ăn mòn hay chị tác dụng của lực hay ứng suất gì khơng,...

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 46

- Vật liệu chế tạo răng thường được chia thành 2 nhóm:

 Nhóm 1 : độ rắn HB < 350, bánh răng thường được thường hóa hoặc tơi cải thiện.Nhờ độ rắn thấp nên có thể cắt răng chính xác sau khi nhiệt luyện, đồng thời bộ truyền có khả năng chạy mịn.

 Nhóm 2 : có độ rắn HB >350 , bánh răng thường được tơi thể tích , tơi bề mặt, thấm cacbon ,thấm nito dùng các nguyên công tu sửa đắt tiền như mài,mài nghiền v.v.. Răng chạy mịn rất kém do đó phải nâng cao độ chính xác chế tạo , nâng cao độ cứng của ổ trục.Tuy nhiên khi dùng vật liệu nhóm 2 thì ứng suất tiếp xúc có thể tăng tới 2 lần và nâng cao khả năng tải của bộ truyền cũng như tăng tới 4 lần so với thép thường hóa hoặc tôi cải thiện.

 Đối với hộp giảm tốc chịu cơng suất trung bình hoặc nhỏ ,chỉ cần chọn vật liệu nhóm 1, đồng thời chú ý răng để tăng khả năng chạy mòn của răng ,nên nhiệt luyện bánh răng lớn đạt độ rắn thấp hơn độ rắn bánh răng nhỏ từ 10 đến 15 đơn

vị :

H1 > H2 + (10 … 15 ) HB

 Với cơng suất lớn có thể chọn vật liệu bánh nhỏ là thép nhóm 2, bánh lớn nhóm 1 hoặc cả 2 đều thuộc nhóm 2, khi đó nhiệt luyện 2 bánh như nhau và đạt độ rắn bằng nhau.

 Cách lựa chọn vật liệu chế tạo bánh răng :

 Chọn vật liệu bánh răng nhỏ tốt hơn bánh răng lớn vì số chu kỳ làm việc của bánh răng nhỏ nhiều hơn bánh răng lớn.

 Chọn vật liệu bánh răng cấp chậm tốt hơn cấp nhanh vì momen trên các trục của cấp chậm lớn hơn cấp nhanh, do vậy tải trọng lên các răng lớn hơn cấp nhanh.

4.4.2.2. Tìm hiểu phương pháp mài chi tiết dạng răng

A, Các Phương pháp mài bánh răng

- Mài bánh răng là phương pháp gia công tinh bánh răng đạt độ chính xác và độ nhám bề mặt tuyệt đối thường dùng cho các bánh răng sau khi nhiệt luyện.

- Mài răng chỉ dùng khi cần thiết gia công những dụng cụ cắt bánh răng, các bánh răng mẫu, bánh răng trong máy có yêu cầu kỹ thuật cao…

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 47

Hình 2. 18 Các phương pháp mài bánh răng

- Mài răng được thực hiện theo 2 nguyên lý cơ bản: định hình và bao hình bằng 1 hoặc 2 đá.

+ Phương pháp định hình:

 Được thực hiện nhờ đá mài có profin giống như profin rãnh răng. Trong quá

trình gia cơng, đá mài thực hiện chuyển động cắt quay tròn, chuyển động dọc theo trục của bánh răng để cắt hết chiều dày răng nhờ sự phân độ chi tiết gia cơng. Có thể mài mỗi lần 1 bên hoặc cả 2 bên răng cùng một lúc bằng 1 hoặc 2 đá.

 Khi mài, các sai số hình dạng của đá ban đầu cũng như bị mài mịn trong quá

trình mài sẽ trực tiếp gây ra sai số cho vật mài. Vì vậy, đá mài cần được sửa chính xác theo dưỡng hoặc bằng bộ phận sửa đá tự động sau khi gia công xong 1 rãnh.

+ Phương pháp bao hình:

Dựa theo nguyên lý ăn khớp của thanh răng với bánh răng mà thanh răng có cùng

mơđun và góc ăn khớp với bánh răng gia cơng. Khi mài răng bao hình thường dùng các loại đá như:

 Mài răng bằng đá có profin hình thang của 1 răng thanh răng:

Mặt làm việc của đá có hình cơn, đá tiếp xúc với bánh ẳng gia cơng chỉ ở 1 điểm, có thể mài bằng 1 đá có profin hình thang của 1 răng thanh răng hoặc dùng 2 đá đĩa đặt nghiêng 1 góc sao cho 2 mặt cơn của 2 đá tạo ra profin hình thang của 1 răng thanh răng

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 48

Hai đá mài đĩa được đặt 1 góc bằng góc ăn khớp sao cho đá tạo ra với mặt bên của răng 1 thanh răng tưởng tượng mà bánh răng gia công được lăn theo thanh răng này.

Đá có mặt cơn và chỉ mài được bằng mép của mặt đầu. Mặt làm việc của đá là mặt phẳng nên tiếp xúc giữa đá và mặt răng bánh răng là tiếp xúc đường.

 Mài răng bằng 2 đá đĩa có trục quay vng góc với trục bánh răng:

Hai đá mài đĩa được đặt song song và có trục quay vng góc với trục bánh răng gia cơng.

 Mài răng bằng đá mài dạng trục vít:

Có năng suất cao do quá trình gia cơng liên tục và đồng thời trên 1 số răng. Ta có thể gia cơng bánh răng trụ hay răng nghiêng.

B,Kết luận về phương pháp mài

- Với việc sử dụng máy mài CNC 4 trục BK 2022 , chúng em lựa chọn phương pháp

mài bao hình với 1 đá , biên dạng đá được sửa theo profin gần giống chi tiết nhờ đồ gá sửa đá . Việc lựa chọn phương pháp này phù hợp với quá trình mài các chi tiết dạng răng , khả năng làm việc của máy mài CNC đăng sử dụng.

2.4.3. Các bước lập trình .

A, Gia cơng chi tiết thanh răng nghiêng.

Hình 2. 19 Thanh răng nghiêng

 Bước 1:Sửa đá theo biên dạng răng.

 Xây dựng biên dạng răng trong phần mềm Mastercam X5.

- Do khi sửa đá, đá mài khơng cịn đóng vai trị là dao cắt nên khi vẽ biên dạng đá mài chúng ta cần xoay 180 độ so với biên dạng thực tế của đá.

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 49

Hình 2. 20 Xây dựng biên dạng răng trong Mastercam

 Thiết lập đường chạy dao.

- Sau khi xây dựng xong biên dạng của đá, ta tiến hành thiết lập đường chạy dao theo profin của đá.

- Để dao sửa đá có thể đi đúng theo biên dạng, trong mục Toolpaths ta lựa chọn kiểu chạy dao Contour…

Hình 2. 21 Lựa chọn kiểu chạy dao

- Do đầu sửa đá có bán kính cong mũi dao R0,4 nên để có thể sửa đá theo đúng biên dạng đã dựng ta cần lựa chọn dao có bán kính 0,4mm tương ứng.

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 50

Hình 2. 22 Lựa chọn bán kính dao

- Do đường chạy dao và chế độ cắt cần được hiệu chỉnh sau trên phần mềm CimcoEdit nên chúng em chưa cần cài đặt ở phần này.

- Sau khi cài đặt một vài thơng số hướng tiến dao, thốt dao ta sẽ thu được đường chạy dao sau:

Hình 2. 23 Đường chạy dao ban đầu

- Do chiều sâu mỗi lớp cắt nhỏ (<0.1mm) nên để đạt được biên dạng đá mong muốn cũng như đảm bảo làm sạch bề mặt của đá sau khi sửa chúng em cần thiết lập các đường chạy dao tiếp theo để xây dựng chương trình con.

GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 51

Hình 2. 24 Các đường chạy dao tiếp theo

- Xuất code và tiến hành chỉnh sửa đường chạy dao trên phần mềm CimcoEdit.

Hình 2. 25 Đường chạy dao trên phầm mềm Cimco Edit

- Do việc sử dụng đồ gá có 2 đầu sửa đá nên chúng em cần dựa vào khoảng cách 2