GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 38
Hình 2. 8 Các biên dạng sửa đá điển hình
- Mài phẳng thì chúng ta sẽ tiến hành mài bình thường trên máy mài phẳng.
- Mài nghiêng thì chúng ta có 3 phương án gia cơng, đó là chúng ta sẽ sử dụng đồ gá chuyên dung để gá nghiêng chi tiết cần gia công sao cho mặt nghiêng trở thành mặt phẳng sau đó ta tiến hành mài, hoặc chúng ta sẽ tiến hành sửa đá theo độ nghiêng của biên dạng cần gia cơng và sau đó ta gia cơng, phương án cuối cùng là ta sẽ mài định hình vì đây là máy mài CNC nên ta tận dụng ưu điểm của máy CNC là sử dụng đồng thời 2, 3 trục trong khi gia cơng để mài nó sẽ giúp tiết kiệm thời gian hơn rất nhiều. - Mài các biên dạng có cung cong thì chúng ta sẽ tiến hành sửa đá để gia công nhưng với cung cong lồi thì chúng ta cũng có thể tận dụng ưu điểm của máy CNC để mài định hình sẽ giúp tiết kiệm thời gian gia cơng hơn.
- Còn đối với các biên dạng phức tạp thì chúng ta sẽ tiến hành sửa đá theo biên dạng rồi gia công.
Bước 2 : Xây dựng biên dạng chi tiết mài . Bước 3: Chọn dụng cụ cắt, thông số cắt gọt . Bước 4:Thiết lập đường chạy dao sửa đá.
- Tùy theo biên dạng của đá và biên dạng của chi tiết gia công, sẽ chọn đường chạy dao phù hợp nhất.
GVHD: TS. Lê Đức Bảo Trang 39
Bước 5: Thiết lập đường chạy dao gia công.
- Từ biên dạng đá đã sửa ở trên sẽ chọn được đường chạy dao phù hợp để gia công. Bước 6 : Xuất code và kiểm tra quá trình gia cơng trên phần mềm Cimco Edit .
- Do việc sử dụng phần mềm khơng chun dụng cho lập trình mài CNC nên ngồi việc lập trình dựa trên lập trình phay của Mastercam, nhóm em đã sử dụng thêm phần mềm Cimco Edit giúp hiệu chỉnh và theo dõi đường chạy dao theo mong muốn.
- Sau khi đã chọn được đường chạy dao ta tiến hành xuất ra chương trình code , sau đó
đưa chương trình vào phần mềm Cimco Edit để kiểm tra và chỉnh sửa sao cho phù hợp.
Bước 7 : Lưu chương trình vào hệ thống máy tính điều khiển.
2.3. Lập trình mơ phỏng đường chạy dao trên phần mềm Mastercam X5 và Cimco Edit 8 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 công 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 thơng 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 mô 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 khơng 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. - Ngồi ra, truyền động bánh răng cịn 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 cơn 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 côn 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 không. Ngoài ra căn cư vào mơi trường làm việc của bánh răng, có ăn mịn 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 tôi 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 mòn 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 tơi 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 cơng 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 công.
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.