Tài liệu Bài tập lớn gia công cnc

Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Mục Lục Phần I : Tìm Hiểu Một Máy CNC .................................................................................................. 2 Máy tiện DS-30Y ............................................................................................................................ 2 1.1.Thông số kỹ thuật cơ bản của DS-30Y ..................................................................................... 3 1.2. Vận hành trung tâm tiện CNC HAAS...................................................................................... 7 Phần II: Lập Trình Gia Công ........................................................................................................ 13 I.Lập trình gia công ....................................................................................................................... 13 1.1 Tiến trình gia công: ............................................................................................................. 13 1.1.1.Phay. ................................................................................................................................. 13 1.1.2.Tiện: ................................................................................................................................. 15 1.2.Tính toán chế độ cắt: ........................................................................................................... 16 1.2.1.Phay: ................................................................................................................................. 16 1.2.2.Tiện: ................................................................................................................................. 33 II.Lập chương trình gia công. ....................................................................................................... 44 2.1.Lập chương trình phay ........................................................................................................ 44 2.2.Lập chương trình tiện .......................................................................................................... 53 III.Tài liệu tham khảo: .................................................................................................................. 59 Nhóm 3 Page 1 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Phần I : Tìm Hiểu Một Máy CNC Máy tiện DS-30Y Máy tiện CNC hai trục chính Dual-Spindle có trục Y .Kích thước gia công max 18" x 23" (457 x 584 mm). Đường kính quay max 31.75" (806 mm),hành trình trục Y ± 2.00" (± 50.8 mm) .Trục chính: công suất 30 hp (22.4 kW) dẫn động vector,tốc độ 4000 v/ph,loại A2-6 spindle,mâm cặp 8.3" (210 mm) .Trục thứ cấp: 20 hp (14.9 kW) dẫn động vector,tốc độ 4000 rpm,loại A2-5 spindle, mâm cặp 8.3" (210 mm).Ổ dao 12 vị trí dao,kiểu hybrid (6 dao VDI và 6 dao BOTHướng tâm và hướng trục), Dao chủ động moment xoắn cao với trục C.Màn hình hiển thị màu LCD 15".Bộ nhớ chương trình 1MB có khóa bộ nhớ. Chức năng định hướng trục chính.Cổng kết nối USB.Chức năng gia công ren đồng bộ. Bao gồm bộ lắp dao tiêu chuẩn Nhóm 3 Page 2 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga 1.1.Thông số kỹ thuật cơ bản của DS-30Y Nhóm 3 Page 3 Bài tập lớn gia công CNC Nhóm 3 GVHD:Trần Thị Vân Nga Page 4 Bài tập lớn gia công CNC Nhóm 3 GVHD:Trần Thị Vân Nga Page 5 Bài tập lớn gia công CNC Nhóm 3 GVHD:Trần Thị Vân Nga Page 6 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga 1.2. VẬN HÀNH TRUNG TÂM TIỆN CNC HAAS 1. Các phím chức năng Nhóm 3 Page 7 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Pendant keyboard Power on: mở máy Power off: tắt máy Spindle load meter: hiển thị tải của trục chính, tính bằng % Emergency stop: nút dừng khẩn cấp, khi ấn nút này tất cả hoạt động của máy đều bị dừng lại. Jog handle: dùng để di chuyển các trục bằng tay. Cycle start: bắt đầu chạy chương trình gia công, nút này cũng được dùng để chạy chương trình trong chế độ đồ họa. Feed hold: dừng tất cả các trục, trục chính vẫn quay. Reset: dừng máy (tất cả trục, trục chính, bơm làm nguội, bộ thay dao đều dừng). Không nên dừng máy bằng phương pháp này, ngoại trừ khi có lỗi xảy ra. Nhóm 3 Page 8 Bài tập lớn gia công CNC • • • • • GVHD:Trần Thị Vân Nga Power up/Restart: khi ấn phím này, tất cả các trục sẽ chạy về điểm Zero máy, và thực hiện việc thay dao (không có tác dụng cho Toolroom lathe). Auto off: tự động di chuyển các trục về điểm Zero máy và chuẩn bị cho máy dừng. Memory lock key switch: công tắc này ngăn không cho người vận hành chỉnh sửa chương trình, thay đổi cài đặt khi nó ở vị trí khóa. Setting 7: khóa tất cả thông số. Setting 8: khóa tất cả chương trình. Setting 23: khóa 9xxx chương trình. Setting 119: khóa bù trừ. Setting 120: khóa các biến số trong Macro. Second home button: nút này làm cho tất cả các trục di chuyển nhanh về gốc tọa độ đã chỉ ra trong bù trừ phôi G154 P20. Chức năng này có hiệu lực trong tất cả chế độ ngoại trừ chế độ DNC. Work light switch: công tắc này sẽ bật đèn làm việc bên trong máy. Keyboard beeper: âm lượng điều chỉnh được bằng cách vặn cover. Function keys Phím F1- F4: những nút này có những chức năng khác biệt tùy thuộc vào chế độ vận hành. X Dia Mesur: dùng để ghi lại giá trị thay đổi của dao theo trục X trong quá trình cài đặt phôi. Next tool: dùng để chọn dao kế tiếp, được dùng khi cài đặt phôi. X/Z: dùng để chuyển trục khi cài đặt phôi. Z Face Measur: dùng để ghi lại giá trị thay đổi của dao theo trục Z trong quá trình cài đặt phôi. Jog Keys Chip FWD(Chip Auger Forward): khởi động Vít đẩy phoi quay theo chiều thuận để đẩy phoi ra ngoài. Chip Stop(Chip Auger Stop): dừng vít đẩy phoi. Chip REV(Chip Auger Reverse): khởi động vít đẩy phoi theo chiều nghịch để làm sạch phoi kẹt bên trong cơ cấu. X/-X and Z/-Z: cho phép người vận hành di chuyển trục bằng tay. Rapid: khi ấn phím này đồng thời với phím di chuyển trục, trục này sẽ di chuyển với tốc độ nhanh. <- TS: ấn phím này để di chuyển ụ động (tailstock) về phía trục chính. TS Rapid: Tăng tốc độ di chuyển của tailstock khi ấn đồng thời với phím di chuyển nó. -> TS: di chuyển tailstock ra xa trục chính. Override keys Các phím này giúp bạn điều chỉnh tốc độ chạy nhanh, tốc độ ăn dao, và tốc độ quay trục chính theo % tốc độ lập trình. Hand Cntrl Feed(Handle Control Feedrate): ấn phím này cho phép bộ điều khiển Jog được sử dụng để điều khiển tốc độ cắt tăng ±1%. Hand Cntrl Spin (Handle Control Spindle): ): ấn phím này cho phép bộ điều khiển Jog được sử dụng để điều khiển tốc độ trục chính tăng ±1%. FWD: khởi động trục chính quay theo chiều Forward (cùng chiều KĐH). REV: khởi động trục chính quya theo chiều Reverse (ngược chiều KĐH). Stop: dừng trục chính. Display keys Nhóm 3 Page 9 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Cho phép bạn vào những hiển thị máy, thông tin vận hành, và menu trợ giúp. Chúng thường dùng để chuyển đổi các cửa sổ trong một chế độ chức năng. Prgrm/Convrs: chọn active program pane trong tất cả chế độ. Trong chế độ EDIT:MDI, ấn để vào VQC and IPS. Posit(Position): chọn cửa sổ hiển thị vị trí, hiển thị vị trí của tất cả các trục. Di chuyển giữa những vị trí tương đối dùng phím Posit. Offset: ấn phím này để vào hai bảng Offset, tool offset và work offset. Curnt Comds (Current Commands): ấn PAGE UP / PAGE DOWN để vào Maintenance, Tool Life, Tool Load, Advanced Tool Management. Alarm/Mesgs(Alarms / Messages): hiển thị các thông báo và cảnh báo. Param/Diagnos(Parameters / Diagnostics): ấn lần đầu sẽ hiển thị các thông số định nghĩa hoạt động của máy. Ấn lần 2 vào phím này sẽ hiển thị trang chuẩn đoán (diagnostics), các thông tin trong trang này chỉ dùng cho người sửa máy. Setng/Graph(Settings / Graphics): ấn phím này lần 1 cho phép bạn cài đặt thông số. Ấn lần 2 sẽ cho phép bạn vào chế độ đồ họa, bạn có thể xem đường chạy dao trong chế độ này. Help/Calc(Help / Calculator): Ấn lần 1 cho phép bạn vào trang trợ giúp, ấn lần 2 cho phép bạn vào máy tính. Cursor keys Home: di chuyển con trỏ về vị trí Home (vị trí trên cùng của màn hình). Các mũi tên: di chuyển con trỏ lên, xuống, trái, phải. Page Up/Down: di chuyển trang lên xuống. End: di chuyển con trỏ xuống dưới cùng màn hình. Alpha keys Các phím này dùng để nhập các ký tự vào trong chương trình. EOB: kết thúc 1 dòng lệnh (;) ( ) dùng để ghi chú vào chương trình. [ ]sử dụng trong các chức năng Macro / dấu này đặt trước dòng lệnh nào, dòng lệnh đó sẽ bị bỏ qua trong quá trình gia công. Mode Keys: Edit: chế độ soạn thảo chương trình. Insert: dùng để insert dữ liệu vào chương trình. Alter: dùng để thay đổi dữ liệu trong chương trình. Delete: xóa 1 dữ liệu hay 1 dòng lệnh. Undo: hủy lệnh hiện hành và phục hồi lệnh trước đó. MEM: chế độ memory, hiển thị chương trình hiện thời được chọn từ bộ nhớ. Single block on/off: khi nút này ở chế độ ON, máy sẽ gia công từng dòng lệnh, khi gia công dòng lệnh kế tiếp cần phải ấn nút Cycle Start. Dry run: dùng để kiểm tra chuyển động của máy theo chương trình mà không cắt phôi. Opt stop: khi nút này ở chế độ ON, máy sẽ dừng khi gặp mã lệnh M01. Muốn gia công tiếp cần phải ấn Cycle Start. Block delete ( / ) MDI/DNC: ở chế độ MDI, chương trình soạn thảo sẽ không được lưu vào bộ nhớ. DNC, chế độ kết nối trực tiếp với máy tính. Coolnt: bật, tắt bơm làm mát. Nhóm 3 Page 10 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Spindle Jog: quay trục chính với tốc độ đã lựa chọn trong Setting 98. Turret FWD: quay ổ dao chiều thuận. Turret REV: quay ổ dao chiều nghịch. Zero Ret: hiển thị vị trí trục All: di chuyển tất cả các trục về Zero máy. Origin: cài timer về 0. Singl: di chuyển 1 trục về Zero máy. HOME 28: di chuyển tất cả các trục về Zero máy với tốc độ nhanh. List Program: hiển thị tất cả chương trình lưu trong bộ nhớ. Select Prog: chọn program trong list. 2. Cài đặt phôi Cần kẹp phôi chặt trên mâm cặp, không được kẹp phôi có đường kính lớn hơn đường kính kẹp của mâm cặp. Các chấu kẹp trên mâm cặp không được vượt ra ngoài và lớn hơn đường kính của mâm cặp. Cài đặt điểm Zero của phôi: điểm Zero của phôi là 1 điểm tham chiếu do người sử dụng thiết lập, bộ điều khiển CNC sẽ sử dụng điểm này để lập trình cho tất cả các chuyển động. 1. Chọn dao # 1 bằng cách ấn nút MDI/DNC, nhập “T1” và ấn TURRET FWD. 2. Di chuyển dao theo trục X, Z cho đến khi mũi dao chạm vào mặt đầu của phôi. 3. Ấn Z FACE MEAS để set điểm Zero của phôi. 3. Cài đặt dao Gọi dao Lệnh Tnn (T01) dùng để gọi dao, khi dùng lệnh này dao cần dùng sẽ quay vào vị trí gia công. Chế độ Jog chế độ Jog cho phép bạn di chuyển dao bằng tay đến vị trí mà bạn mong muốn. Trước khi thực hiện việc di chuyển này cần phải cho máy về home. Để vào chế độ Jog, bấm HANDLE JOG, sau đó ấn vào nút trục cần di chuyển (X, Z) hoặc bạn cũng có thể di chuyển bằng thiết bị điều khiển Jog từ xa (Remote Jog Handle). Có 4 cấp độ khi di chuyển trục trong chế độ Jog, đó là di chuyển mỗi bước 0.0001, 0.001, 0.01, và 0.1mm. Cài đặt bù trừ dao: 1. Lắp dao vào ổ dao 2. Ấn nút HANDLE JOG (A) 3. Ấn nút 1/100 (B) 4. Di chuyển dao đến chạm vào mặt trụ của phôi, cách mặt đầu khoảng 1/8 inch. 5. Đặt 1 tấm giấy giữa dao và phôi, di chuyển dao vào càng gần bề mặt trụ phôi càng tốt một cách cẩn thận trong khi vẫn có thể di chuyển mẫu giấy. 6. Ấn nút OFFSET (C) cho đến khi bảng Tool Geometry được hiển thị. 7. Ấn nút X DIA MEASUR (D) để nhập đường kính phôi vào. 8. Lùi dao ra và di chuyển nó đến mặt đầu phôi, sao cho mũi dao chạm vào mặt đầu phôi. 9. Ấn Z FACE MEASUR (E), máy sẽ ghi nhận vị trí Z hiện tại của dao vào bảng Tool Offset. 10. Ấn nút NEXT TOOL (F) 11. Lặp lại các bước ở trên cho tất cả các dao dùng trong chương trình gia công. Nhóm 3 Page 11 Bài tập lớn gia công CNC Nhóm 3 GVHD:Trần Thị Vân Nga Page 12 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Phần II: Lập Trình Gia Công I.Lập trình gia công 1.1 Tiến trình gia công: 1.1.1.Phay. Nhóm 3 Page 13 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Vật liệu :12X2H4A (0.12% Cacbon; 2% Crom; 4% Niken; 0.8

1.5% Nitơ) -Nguyên công 1: gia công 12 lỗ Φ 6 từ 1
12 bằng mũi khoan Φ 6 . - Nguyên công 2 : gia công 6 lỗ Φ9 từ 13
18 bằng mũi khoan Φ9 . - Nguyên công 3 : tarô ren 6 lỗ M 10 từ 13
18. - Nguyên công 4 : phay hốc trên, phay hốc dưới. - Nguyên công 5 : khoan 8 lỗ Φ8 bằng mũi khoan Φ8 . - Nguyên công 6: Khoan lỗ suốt Φ 20 bằng mũi khoan Φ 20 ,sau đó doa lỗ suốt. Nhóm 3 Page 14 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga 1.1.2.Tiện: Vật liệu :12X2H4A (0.12% Cacbon; 2% Crom; 4% Niken; 0.8

1.5% Nitơ) -Nguyên Công 1: Tiện mặt đầu( dùng dao T01),chạy từ S-S1-A. -Nguyên Công 2:Tiện thô theo biên dạng của chi tiết A-B-C-D-E-F-G-H-L-M-N-P bằng dao T02. -Nguyên Công 3:Tiện tinh theo biên dạng của chi tiết A-B-C-D-E-F-G-H-L-M-N-P bằng dao T02. -Nguyên Công 4:Tiện rãnh H-I-J-K-L bằng dao T03. +Tiện lượng dư gia công còn lại trên rãnh H-I-J-K-L ( dao T02). -Nguyên Công 5: Tiện ren M72x1 ( dao T04). Tiến hành tiện ren theo tọa độ các điểm 12-3-4-1-5-6-4-1-7-8-4-1-9-10-4-1-11-12-4-1-13-14-4-1. Nhóm 3 Page 15 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga 1.2.Tính toán chế độ cắt: 1.2.1.Phay: a.Nguyên Công 1: Khoan lỗ Φ 6 . -Làm việc: + Lắp mũi khoan Φ 6 ( dao T01) khoan lỗ Φ 6 ở vị trí 1,mũi khoan đi xuống 30mm.Sau đó nhấc lên trên bề mặt chi tiết 20 mm. +Các lỗ 2
12 tiến hành khoan tương tự lỗ 1.( khoan lỗ 1,2,3 rồi lấy đối xứng qua trục Y được lỗ 4,5,6.Sau đó lấy đối xứng lỗ 1,2,3,4,5,6 qua trục X được lỗ 7,8,9,10,11,12) -Chế độ cắt: Lỗ có đường kính d=6mm,sâu Lc=30mm,tra bảng 5.25 ta được bước tiến dao : S=0.1mm/vòng. +Vận tốc cắt : V = Nhóm 3 Cv .D q .K v T m .S y Page 16 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Với Cv = 7, 0 ; q=0,4 ; y=0,7 ; m= 0,2 ( bảng 5.28) ; T=15 ( bảng 5.30) ; Hệ số điều chỉnh chung K v : K v = K MV .K uv .K lv = 1.0, 92.0, 75 = 0, 69 ; Với : K MV Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công ( bảng 5.3) K uv Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 5.6) K lv Hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan ( bảng 5.31) 7.60,4 ⇒ V = 0,2 0,7 0, 69 = 28,8 ( m / ph ) 15 .0,1 +Số vòng quay trục chính : n = 1000.V 1000.42 = = 1528 ( vòng/phút) π .D 3,14.6 +Mômen xoắn Mx,Lực chiều trục: M x = 10.CM .D q .S y .K p Po = 10.C p .D q .S y .K p Với K p = K Mp Hệ số tính đến các gia công thực tế ( bảng 5.9) Các hệ số Cm , C p , q, y tra trong bảng 5.32 Ta được : M x = 10.0, 012.62,2.0,10,8.1 = 0,98 ( N .m ) Po = 10.42.61,2.0,10,75.1 = 641( N ) +Công suất cắt Ne: Ne = M x .n 0,98.1528 = = 0,16 ( KW ) 9750 9750 +Từ các thông số tính toán chế độ cắt,ta chọn dao T01 là dao SD205A-5.0-32-6R5 của hãng Seco: Nhóm 3 Page 17 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Thông số: Dung dịch làm nguội xuyên bên trong. Tốc độ cắt Tốc độ quay Lực Mômen xoắn Công suất 100 m/ph 6897 vòng/ph 1126N 3N.m 2KW b.Nguyên Công 2: Khoan lỗ Φ9 . Nhóm 3 Page 18 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga -Làm việc: +Mũi khoan đi lên 20 mm so với bề mặt chi tiết,thay mũi khoan Φ9 ( dao T02)vào để khoan lỗ Φ9 tại lỗ 13.Mũi khoan đi xuống 50 mm ( khoan sâu) +Tiến hành tương tự với lỗ 14
18 ( Khoan lỗ 13,14,15 rồi lấy đối xứng qua trục X được lỗ 16,17,18) -Chế độ cắt: Lỗ có đường kính d=9 mm,sâu Lc=50 mm,tra bảng 5.25 ta được bước tiến dao : S=0.18 mm/vòng. +Vận tốc cắt : V = Cv .D q .K v T m .S y Với Cv = 7, 0 ; q=0,4 ; y=0,7 ; m= 0,2 ( bảng 5.28) ; T=15 ( bảng 5.30) ; Nhóm 3 Page 19 Bài tập lớn gia công CNC GVHD:Trần Thị Vân Nga Hệ số điều chỉnh chung K v : K v = K MV .K uv .K lv = 1.0, 92.0, 75 = 0, 69 ; Với : K MV Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công ( bảng 5.3) K uv Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 5.6) K lv Hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan ( bảng 5.31) ⇒V = 7.90,4 0, 69 = 22, 5 ( m / ph ) 150,2.0,180,7 +Số vòng quay trục chính : n = 1000.V 1000.22,5 = = 796 ( vòng/phút) π .D 3,14.9 +Mômen xoắn Mx,Lực chiều trục: M x = 10.CM .D q .S y .K p Po = 10.C p .D q .S y .K p Với K p = K Mp Hệ số tính đến các gia công thực tế ( bảng 5.9) Các hệ số Cm , C p , q, y tra trong bảng 5.32 Ta được : M x = 10.0, 012.92,2.0,180,8.1 = 3,8 ( N .m ) Po = 10.42.91,2.0,180,75.1 = 1621( N ) +Công suất cắt Ne: Ne = M x .n 3,8.796 = = 0,31( KW ) 9750 9750 +Từ các thông số tính toán chế độ cắt,ta chọn dao T02 là dao SD207A-10.0-62-10R1 của hãng Seco: Nhóm 3 Page 20