Biên Soạn Tài Liệu Tham Khảo Mastercam.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM K THUT
THNH PH H CH MINH

CễNG TRèNH 1*+,ầ1&8.+2$+&&$6,1+9,ầ1

%,ầ16217ơ,/,87+$0.+20$67(5&$0

MS: 69

SKC 0 0 7 3 6 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM
SV2020 - 39

Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN NGỌC TÂN

TP Hồ Chí Minh, 10/2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM
SV2020 - 39

Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật
SV thực hiện:
NGUYỄN NGỌC TÂN Nam, Nữ: Nam
Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: 16144CL5, Khoa Đào tạo Chất lượng cao
Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4
Ngành học: Cơng nghệ Kỹ Thuật Cơ khí
Người hướng dẫn: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

TP Hồ Chí Minh, 10/2020


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................ i
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.....................................................................................1
1.1. Tổng quan về lãnh vực nghiên cứu ................................................................1
1.1.1. Ngoài nước ..............................................................................................1
1.1.2. Trong nước ..............................................................................................3
1.2. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................4
1.3. Mục đích của đề tài ........................................................................................5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .........................................................................6
2.1. Lý thuyết về máy và các công cụ phay - tiện CNC .......................................6

2.1.1. Máy phay CNC .......................................................................................6
2.1.2. Máy tiện CNC .........................................................................................7
2.2. Một số khái niệm và thuật ngữ trong gia công phay - tiện CNC ...................9
2.2.1. Gia công phay CNC ................................................................................9
2.2.2. Gia công tiện CNC ................................................................................10
2.4. Công nghệ CAD/CAM-CNC .......................................................................12
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN ..................................................14
3.1. Phác thảo ý tưởng ........................................................................................14
3.2. Mối quan hệ thực nghiệm và phương pháp luận .........................................14
3.3. Các phương án biên soạn tài liệu và bài giảng ............................................17
CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN CƠ BẢN PHẦN MỀM MASTERCAM 2020 ........18
4.1. Giới thiệu .....................................................................................................18
4.2. Tổng quan về giao diện phần mềm ..............................................................18
4.3. Làm việc mới Managers (Bộ quản lý) .........................................................20
4.4. Tổng quan và khám phá Backstage (Hậu trường) .......................................21
4.5. Làm việc với các tập tin cấu hình ................................................................23
4.6. Tùy chỉnh Mastercam ..................................................................................23


4.7. Làm việc với các tập tin ...............................................................................24
4.8. Làm việc với cửa sổ đồ họa .........................................................................25
4.9. Hiển thị và xem chi tiết ................................................................................26
4.10. Làm việc với Levels (Phân cấp) ................................................................26
4.11. Hiểu về hướng nhìn và mặt phẳng .............................................................26
CHƯƠNG 5. KHỞI TẠO ĐƯỜNG CHẠY DAO PHAY CNC TRÊN
MASTERCAM 2020 .....................................................................................................34
5.1. Các thiết lập tổng thể ...................................................................................34
5.2. Đường chạy dao 2D .....................................................................................35
5.2.1. 2D Contour ............................................................................................35
5.2.2. 2D Pocket ..............................................................................................35

5.2.3. Facing ....................................................................................................36
5.2.4. 2D High Speed Blend Mill ...................................................................36
5.2.5. 2D High Speed Peel Mill ......................................................................36
5.2.5. Circle Mill .............................................................................................36
5.3. Đường chạy dao 3D .....................................................................................37
5.3.1. Surface Rough Pocket ...........................................................................37
5.3.2. Area Roughing ......................................................................................37
5.3.3. Surface Contour ....................................................................................37
5.3.4. Surface Finish Scallop ..........................................................................37
5.3.5. Surface Parallel .....................................................................................38
5.4. Công nghệ chuyển động Dynamic ...............................................................38
5.4.1 Dường chạy dao 2D Dynamic ...............................................................38
5.4.2 Dynamic Opti-rough ..............................................................................39
5.5. Đường chạy dao đa trục - Blade Expert .......................................................40
Case Study #2. Khởi tạo đường chạy dao phay CNC .........................................44


Chương 6. KHỞI TẠO ĐƯỜNG CHẠY DAO TIỆN CNC TRÊN MASTERCAM
2020 ...............................................................................................................................61
6.2. Tiện mặt, tiện thô và tiện tinh mặt ngồi .....................................................61
6.2.1. Tiện mặt chi tiết ....................................................................................61
6.2.2. Tiện thơ đường kính ngồi ....................................................................63
6.2.3. Tiện tinh ................................................................................................68
6.2.4. Backplot đường chạy dao .....................................................................70
6.3. Tiện rãnh và tiện ren ....................................................................................72
6.3.1. Tiện rãnh đường kính ngồi ..................................................................72
6.3.2. Tạo một đường chạy dao tiện ren .........................................................76
6.4. Tiện cắt đứt và lập trình khi đảo phơi ..........................................................79
6.4.1. Tiện cắt đứt chi tiết ...............................................................................80
6.4.2. Lập trình đảo phơi .................................................................................82

6.5. Khoan lỗ và tiện móc lỗ mặt trong ..............................................................85
6.5.1. Khoan lỗ đường kính trong ...................................................................85
6.5.2. Tiện thơ và tinh đường kính trong ........................................................87
6.6. Xuất và hiệu chỉnh chương trình NC ...........................................................89
6.6.1. Đánh số lại các dao ...............................................................................89
6.6.2. Posting ...................................................................................................90
6.7. Công nghệ chuyển động Dynamic ...............................................................91
Case Study #3. Khởi tạo đường chạy dao tiện CNC ..........................................93
CHƯƠNG 7. GIỚI THIỆU VỀ MÁY PHAY CNC 5 TRỤC KIỂU TABLE/TABLE
.....................................................................................................................................110
7.1. Thông số máy .............................................................................................110
7.2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mach3Mill điều khiển máy .....................110
7.3. Thao tác vận hành máy và an toàn lao động ..............................................112
Case Study #4. Vận hành, điều khiển và gia công CNC phay trên máy ..........113


CHƯƠNG 8. GIỚI THIỆU VỀ MÁY TIỆN CNC ANTON 1987 - 2 TRỤC......116
8.1. Thông số máy .............................................................................................116
8.2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Mach3Turn điều khiển máy ....................116
8.3. Thao tác vận hành máy và an toàn lao động ..............................................117
Case Study #5. Vận hành, điều khiển và gia công CNC tiện trên máy ............117
CHƯƠNG 9. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ............................................................123
9.1. Kết luận ......................................................................................................123
9.2. Kiến nghị ....................................................................................................124
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................125


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: BIÊN SOẠN TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM
- Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Ngọc Tân
Mã số SV: 16144154
- Lớp: 16144CL5
Khoa: Đào tạo Chất lượng cao
- Thành viên đề tài:
Stt
1

Họ và tên
Lê Quốc Trí

MSSV

Khoa

15144250

Cơ khí Chế Tạo máy

- Người hướng dẫn: Ths. Đặng Minh Phụng
2. Mục tiêu đề tài:
Biên soạn tập tài liệu tham khảo lập trình và gia cơng CNC ứng dụng phần mềm
CAM Mastercam 2020 của hãng CNC Software.
Biên soạn tập bài giảng thực hành lập trình, vận hành và gia cơng CNC tương ứng
với 02 máy: Máy tiện CNC Anton 1987 - 2 trục đã được cải tiến và Máy phay CNC 5
trục kiểu Table/Table tự thiết kế - chế tạo trong Xưởng CAD/CAM-CNC, Bộ mơn Cơng
nghệ Chế tạo máy, Khoa Cơ khí Chế tạo máy.
3. Tính mới và sáng tạo:

Sử dụng phương pháp nghiên cứu qua Case Study.
4. Kết quả nghiên cứu:
Biên soạn được bộ tài liệu hồn chỉnh.
5. Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài:
Bộ tài liệu sẽ được hỗ trợ giảng dạy môn học CAD/CAM/CNC.
Ngày 5 tháng 10 năm 2020
SV chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài
(kí, họ và tên)


Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề
tài (phần này do người hướng dẫn ghi):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

Ngày 5 tháng 10 năm 2020
Người hướng dẫn
(kí, họ và tên)

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về lãnh vực nghiên cứu
1.1.1. Ngồi nước
Máy gia cơng CNC được ứng dụng rất nhiều trong các ngành sản xuất, chế tạo máy.
Hơn nữa, vì khả năng có thể điều khiển đồng thời nhiều trục chuyển động linh hoạt của
máy gia công CNC nên máy đã và đang được khám phá và phát triển cho rất nhiều ngành
sản xuất khác như thiết bị công nghiệp nặng, khn mẫu, y sinh, dầu khí, dệt may…
Dựa theo phân tích của Technavio, thị trường máy CNC tồn cầu được dự đoán sẽ
tăng trưởng với tốc độ ổn định và đạt tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) gần 6.8%
trong giai đoạn dự báo, đạt 100.9 tỷ USD đến năm 2025. Thị trường đang chứng kiến
sự thay đổi lớn từ các máy truyền thống sang các trung tâm gia công CNC đa trục, kết
hợp tất cả các chu trình như phay, khoan, khỏa mặt và tiện trong một máy duy nhất để
tăng năng suất và giảm thời gian gia công. Các phương pháp gia công tiện ren ngồi,
ren, ren trong, rãnh và móc lỗ là một số các chức năng khác mà có thể được thực hiện
trên tích hợp trên cả máy phay để giảm việc gá đặt chi tiết nhiều lần. Với tính năng tích
hợp các công cụ tiện, mà một lần nữa, sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi từ các máy
truyền thống trong vài năm tới.
Trong bối cảnh này, khả năng lập trình gia công CNC ứng dụng CAM trở nên hấp
dẫn hơn bao giờ hết đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Với mục đích mở rộng cho
nhiều doanh nghiệp hơn trong số đó tham gia vào thị trường đa trục, các hãng sản xuất
và chế tạo máy cơng cụ lớn có thể kể đến như DMG Mori, Mazak, Hass Automation,
Okuma… đều được phát triển và đưa ra thị trường các trung tâm gia cơng CNC đa trục,
đi kèm với nó là các giải pháp và phần mềm CAD/CAM-CNC cho gia công đa trục như
Mastercam, BobCAD-CAM, Hypermill, Powermill, Vericut…
Có thể nói, các đề tài về máy gia công CNC, giải pháp gia công CNC, các yếu tố
vật lý ảnh hướng đến gia công CNC được quan tâm và nghiên cứu rất nhiều trong ngành
Kỹ thuật Cơ khí, có kể ra một số đề tài như sau:
X. Li và Robert B. Jerard thực hiện, được đăng tải trong tạp chí Computer-Aided

Design. Sản phẩm của đề tài là việc cho thấy được gia công 5 trục tối ưu hơn so với 3
trục truyền thống cũng như những vấn đề liên quan đến khời tạo đường chạy dao cho
gia công 5 trục.
Trang 1


Đề tài “Process planning system of 5-axis machining center considering constraint
condition” (2016) do Isamu Nishida, Ryuta Sato và Keiichi Shirase thực hiện, được báo
cáo trong hội thảo 2016 International Symposium on Flexible Automation (ISFA). Sản
phẩm của đề tài là phương pháp lập kế hoạch quy trình cho các máy cơng cụ 5 trục thơng
qua tổng thể tích vật liệu bị cắt gọt chia cho tất cả các mặt phẳng gia công mà chi tiết
sản phẩm được đề xuất.
Đề tài “Structure design of 5-axis cutting system for machining of automobile’s
light-weight material” (2018) do Chul-Woo Park, Hyun-Jin Choi và Jung-Hee Lim thực
hiện, được báo cáo trong hội thảo Proceedings of the International Conference of
Manufacturing Technology Engineers (ICMTE) 2018. Sản phẩm của đề tài là thiết kế
kết cấu cho hệ thống cắt gọt 5 trục để gia công các vật liệu nhẹ trong ngành ô tô.
Đề tài “Five-axis flank milling tool path generation with curvature continuity and
smooth cutting force for pockets” (2019) do Changqing Liu, Yingquang Li, Xin Jiang,
và Wenyao Shao thực hiện, được đăng tải trong tạp chí Chinese Journal of Aeronautics.
Sản phẩm của đề tài là các phương án gia công 5 trục cho các góc quanh co và đường
cong clothoid đảm bảo độ ổn định khi gia công đạt lực cắt mịn và sự cong liên tục đáp
ứng ràng buộc của cả lực các và động học của máy công cụ.
Tài liệu có liên quan
[1] Susan X. Li, Robert B. Jerard (1994). “5-axis machining of sculptured surfaces
with a flat-end cutter”. Computer-Aided Design. Volume 26, Issue 3, March 1994, Pages
165-178.
[2] Isamu Nishida, Ryuta Sato, Keiichi Shirase (2016). “Process planning system of
5-axis machining center considering constraint condition”. 2016 International
Symposium on Flexible Automation (ISFA). INSPEC Accession Number 16544284.

[3] Chul-Woo Park, Hyun-Jin Choi và Jung-Hee Lim (2018). “Structure design of
5-axis cutting system for machining of automobile’s light-weight material”.
Proceedings of the International Conference of Manufacturing Technology Engineers
(ICMTE) 2018. 2018.10, 37-37 (1 page).
[4] Changqing Liu, Yingquang Li, Xin Jiang, Wenyao Shao (2019). “Five-axis flank
milling tool path generation with curvature continuity and smooth cutting force for
pockets”. Chinese Journal of Aeronautics.
Trang 2


1.1.2. Trong nước
Q trình cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa trong nước ta cũng khơng thể khơng kể
đến sự phát triển tất yếu của lãnh vực cơ khí chế tạo máy, mà nhiệm vụ đặt ra là nghiên
cứu, thiết kế và chế tạo những máy công cụ được điều khiển ngày càng linh hoạt và tối
ưu, giúp tăng năng suất và cải thiện độ chính xác phục vụ cho q trình sản xuất.
Tuy nhiên, ngành cơ khí chế tạo máy trong đó có mảng chế tạo máy cơng cụ vốn có
ở Việt Nam với các sản phẩm hầu hết lại là máy vạn năng phổ thơng và có cấu trúc
truyền thống. Sự đổi mới cơng nghệ khơng có nghĩa là đi mua cơng nghệ, điển hình như
việc nhập khẩu máy công cụ CNC cũng gây bất cập trong một số trường hợp như: giá
cao, bảo trì - bảo dưỡng phức tạp, khơng chủ động, khó phát huy kinh tế nội sinh, khơng
nhập được các máy phục vụ quốc phịng… Vì những lý do đó, việc phải làm chủ cơng
nghệ và nghiên cứu phát triển các đề tài về máy công cụ CNC là cấp thiết.
Rất nhiều đề tài về CNC trong nước được công bố từ nhiều cấp độ, có thể điểm qua
một số đề tài sau:
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC 5 trục” (2008) do Vũ Hoài Ân
thực hiện, được đăng tải trong Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật của Viện Máy và
Dụng cụ Công nghiệp (IMI) 11-2018. Sản phẩm của đề tài là nghiên cứu thiết kế, chế
tạo hoàn chỉnh một thiết bị gia công dầm thép kết cấu trên cơ sở tích hợp cơng nghệ gia
cơng dầm thép kết cấu với công nghệ điều khiển CNC 5 trục tọa độ.
Đề tài “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong tạo hình bề mặt xoắn vít Arsimet trên

máy CNC 5 trục” (2013) do Nguyễn Quốc Dũng và Bùi Lê Ngôn thực hiện, được đăng
tải trong Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Số 17 (9-2013). Sản phẩm của đề tài
là cho thấy sự ưu việt khi ứng dụng CAD/CAM và máy CNC 4-5 trục để gia cơng trục
vít Arsimet so với phương pháp gia công cắt gọt truyền thống trên máy vạn năng.
Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cao tốc
trên máy 5 trục UCP600” (2015) do Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Huy Ninh, và Hoàng
Tiến Dũng thực hiện, được đăng tải trong Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ 53. Sản phẩm
của đề tài là sự ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến độ nhám bề mặt Ra khi gia
công thép làm khuôn SKD11 bằng dao phay mặt đầu cao tốc của hãng Sandvik.
Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế độ cắt đến năng suất
và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5 trục” (2018) do Bùi Long
Vịnh thực hiện, là Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội. Sản
Trang 3


phẩm của đề tài là việc xác định các thông số cơng nghệ (góc nghiêng trục dao và chế
độ cắt) tối ưu đối với dao phay cầu khi gia công tinh bề mặt khuôn nhắm nâng cao năng
suất và chất lượng bề mặt khi gia công CNC 5 trục.
Đề tài “Nghiên cứu thiết kế mơ hình máy trung tâm phay CNC 5 trục” (2018) do
Phạm Thị Thiều Thoa, Tô Văn Hùng, Bùi Xn Chỉnh, Nguyễn Cơng Minh, Bùi Đình
Vinh, và Nguyễn Việt Anh thực hiện, được đăng tải trong Tạp chí Khoa học & Cơng
nghệ Số 47.2018. Sản phẩm của đề tài là mơ hình máy phay CNC 5 trục điều khiển đồng
thời (X, Y, Z, B, C) gia công được chi tiết có vật liệu bằng nhơm, gỗ với kích thước tối
đa có thể gia cơng được là 150x150x100mm.
Tài liệu có liên quan
[1] Vũ Hồi Ân (2008). “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC 5 trục”. Báo cáo
tổng kết khoa học và kỹ thuật của Viện Máy và Dụng cụ Công nghiệp (IMI). 11-2018,
KC 03.02/06-10.
[2] Nguyễn Quốc Dũng, Bùi Lê Ngôn (2013). “Ứng dụng công nghệ CAD/CAM
trong tạo hình bề mặt xoắn vít Arsimet trên máy CNC 5 trục”. Tạp chí Khoa học Cơng

nghệ Xây dựng. Số 17 (9-2013), trang 61-67.
[3] Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Huy Ninh, Hoàng Tiến Dũng (2015). “Khảo sát
ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi phay cao tốc trên máy 5 trục
UCP600”. Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ 53.
[4] Bùi Long Vịnh (2018). “Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng trục dao và chế
độ cắt đến năng suất và nhám bề mặt khi gia công mặt cầu lồi trên trung tâm CNC 5
trục”. Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội.
[5] Phạm Thị Thiều Thoa, Tô Văn Hùng, Bùi Xuân Chỉnh, Nguyễn Cơng Minh, Bùi
Đình Vinh, Nguyễn Việt Anh (2018). “Nghiên cứu thiết kế mơ hình máy trung tâm phay
CNC 5 trục”. Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ. Số 47.2018.

1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Các sản phẩm dùng trong sản xuất công nghiệp và đời sống hàng ngày ngày càng
phong phú và đa dạng, yêu cầu về vật liệu sử dụng, độ phức tạp cũng như độ chính xác
của chi tiết ngày càng được nâng cao. Để đáp ứng được nhu cầu trên, đòi hỏi việc nghiên
cứu, thiết kế và chế tạo ra các máy công cụ sử dụng linh hoạt nhiều chuyển động cơ học,
điều khiển tự động thơng qua máy tính và tích hợp nhiều phương pháp gia công.
Trang 4


Các đề tài về máy công cụ cũng như những giải pháp công nghệ, các chế độ thông
số trong quá trình cắt gọt vật liệu được cơng bố từ trước tới nay phần lớn chưa có sự liên
kết để vấn đề về máy móc - cơng nghệ được hồn thiện. Vì những lý do trên, nỗ lực để
biên soạn tài liệu tham khảo và phần hướng dẫn về công nghệ CAD/CAM-CNC đặc biệt
trong tiện, phay và phay đa trục để có thể đào tạo giảng dạy và thể hiện được khả năng
công nghệ tối ưu của máy CNC tác giả đề xuất tiến hành thực hiện đề tài “BIÊN SOẠN
TÀI LIỆU THAM KHẢO MASTERCAM 2020”.

1.3. Mục đích của đề tài
Biên soạn tập tài liệu tham khảo lập trình và gia công CNC ứng dụng phần mềm

CAM Mastercam 2020 của hãng CNC Software.
Biên soạn tập bài giảng thực hành lập trình, vận hành và gia công CNC tương ứng
với 02 máy: Máy tiện CNC Anton 1987 - 2 trục đã được cải tiến và Máy phay CNC 5
trục kiểu Table/Table tự thiết kế - chế tạo trong Xưởng CAD/CAM-CNC, Bộ môn Cơng
nghệ Chế tạo máy, Khoa Cơ khí Chế tạo máy.

Trang 5


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Lý thuyết về máy và các công cụ phay - tiện CNC
2.1.1. Máy phay CNC
a) Hệ tọa độ và các điểm chuẩn của máy phay CNC
Máy phay CNC có 03 trục chuyển động tịnh tiến:
• Trục Z: Trùng phương với trục chính
• Trục X: Chuyển động dọc của bàn máy
• Trục Y: Chuyển động ngang của bàn máy

Hình 2.1. Hệ tọa độ máy phay CNC Hình 2.2. Các điểm chuẩn của máy phay CNC
Ký hiệu

Ý nghĩa

M

Chuẩn tham chiếu do nhà chế tạo máy thiết lập, không thay đổi được.

Chuẩn zero

Đây là điểm gốc để đo tồn bộ vị trí của máy.

của máy

R

Vị trí trong vùng làm việc của máy được xác định chính xác bởi cử

Chuẩn tham

hành trình. Các vị trí tịnh tiến được khai báo để điều khiển và tiến đến

chiếu

điểm “R”. Được yêu cầu mỗi khi có lỗi về hệ thống.

N

Điểm gốc để đo dao. “N” nằm ở vị trí phù hợp trong hệ thống gắn dao

Chuẩn gá dao

và được thiết lập bởi nhà chế tạo máy.

W

Điểm gốc để xác định các kích thước của chương trình gia cơng ứng

Chuẩn zero

với chi tiết. Có thể thiết lập tự do bởi người vận hành sao cho phù hợp

của phơi

với chương trình.
Bảng 2.1. Các điểm chuẩn của máy phay CNC

b) Các loại kết cấu máy phay CNC
Trang 6


(1) C-Frame

(2) H-Frame

(3) Router

Hình 2.3. Các loại kết cấu máy phay CNC

(1) C-Frame

(2) H-Frame

(3) Router

Hình 2.4. Sơ đồ động của các kết cấu máy phay CNC
Đặc điểm

C-Frame

H-Frame

Router

Phạm vi gia công tối đa







Đơn giản, dễ chế tạo







Kích thước &













trọng lượng phơi
Độ cứng vững

Bảng 2.2. So sánh một số đặc điểm của các kết cấu máy phay CNC
2.1.2. Máy tiện CNC
a) Hệ tọa độ và các điểm chuẩn của máy tiện CNC
Máy phay CNC có 02 trục chuyển động tịnh tiến:
• Trục Z: Trùng phương với trục chính
• Trục X: Chuyển động ngang của bàn dao

Trang 7


Hình 2.1. Hệ tọa độ máy tiện CNC Hình 2.2. Các điểm chuẩn của máy tiện CNC
Các điểm chuẩn của máy tiện CNC tương tự máy phay CNC.
b) Các loại kết cấu máy tiện CNC
Dựa vào kết cấu của cụm dao, máy tiện CNC được phân làm 02 loại:
• Bàn dao / Gang
• Đầu dao / Turret (rơvonve)

(1) Turret

(2) Bàn dao
Hình 2.5. Các loại kết cấu máy tiện CNC

Đặc điểm
Tốc độ

thay dao
Tính đơn
giản

Tính chắc
chắn

Turret

Bàn dao

() Chậm hơn do phải về điểm an
tồn khi quay turret với từng vị trí
dao (index)
() Yêu cầu nhiều cụm phức tạp
để thực hiện việc di chuyển chính
xác

() Nhanh hơn do chỉ sử dụng
chuyển động trượt tịnh tiến
() Chỉ cần các khối để lắp
hàng dao trên cụm trượt

() Turret di chuyển dễ gây ra sai () Bàn dao chỉ di chuyển trên
hỏng nếu va chạm, chi phí sửa

cụm trượt ít va chạm hơn, chi phí

chữa cao

sửa chữa thấp

Trang 8


() Có thể dùng ụ động để tăng

Tính linh

độ cứng vững, độ bóng đối với

hoạt

() Khơng sử dụng được ụ động

các chi tiết có chiều dài lớn.

Lập trình

() Dễ lập trình hơn do các vị

() Khó lập trình do mối quan hệ

trí dao có index rõ ràng

giữa các dao trong hàng dao

Số lượng

() Nhiều hơn với cùng kích

dao

thước

Khả năng

() Nhiều chu trình hơn, có thể

() Ít chu trình hơn, khó sử dụng

cơng nghệ

sử dụng đa trục

đa trục

Tính kết

() Có thể kết hợp nhiều turret

() Hạn chế hơn do kích cỡ bàn

hợp

đồng loạt

dao

() Ít hơn với cùng kích thước

Bảng 2.3. So sánh một số đặc điểm của các kết cấu máy tiện CNC

2.2. Một số khái niệm và thuật ngữ trong gia công phay - tiện CNC
2.2.1. Gia công phay CNC
a) Tốc độ cắt
vC =

πDn
(m/ph)
1000

Trong đó: D – Đường kính dao cắt (mm); n – Tốc độ quay trục chính (v/ph)

Tốc độ cắt là tốc độ bề mặt, ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt của chi tiết.

(1) Tốc độ cắt

(2) Lượng chạy dao

(3) Chiều sâu cắt

Hình 2.6. Gia cơng phay CNC #1
b) Lượng chạy dao
vf = fz zn (mm/ph)

Trong đó: fz – Lượng chạy dao răng (mm/r); z: Số răng cắt của dao

c) Chiều sâu cắt

• Chiều sâu cắt hướng kính: ae (mm)
• Chiều sâu cắt hướng trục: ap (mm)

Trang 9


d) Vật liệu dao - Vật liệu phơi

Hình 2.7. Vật liệu dao - Vật liệu phôi
e) Công suất
Công suất hiệu dụng:
PC =

ae ap vf k c
(kW)
60. 106

Trong đó: k c – Lực cắt riêng (N/mm2)

Mômen cắt:

MC = 9,55. 103 .

PC
(Nm)
n

(1) Cơng suất

(2) Lực cắt riêng

Hình 2.8. Gia cơng phay CNC #2

2.2.2. Gia công tiện CNC
a) Tốc độ cắt
vC =

πDm n
(m/ph)
1000

Trong đó: Dm – Đường kính đã gia cơng (mm); n – Tốc độ quay trục chính (v/ph)

b) Lượng chạy dao - Chiều sâu cắt

• Lượng chạy dao vịng: fn (mm/v)

• Chiều sâu cắt: ap (mm)

Trang 10


(1) Tốc độ cắt

(2) Lượng chạy dao - Chiều sâu cắt
Hình 2.9. Gia cơng tiện CNC #1

c) Góc dao
• Góc vào dao: KAPR Góc nghiêng dao: PSIR

• Góc nâng: λ

d) Cơng suất

Góc trước chính (thốt phoi): γ

Cơng suất hiệu dụng:
PC =

vC ap fn k c
(kW)
60. 103

(1) Góc dao

(2) Cơng suất
Hình 2.10. Gia công tiện CNC #2

2.3. Hệ thống máy-dao-đồ gá-chi tiết phay - tiện CNC

Trang 11


Hình 2.11. Quá trình lập kế hoạch sản xuất tư các hệ thống phay - tiện CNC

Hình 2.12. Phiếu cơng nghệ lập kế hoạch cho gia công chi tiết CNC

2.4. Cơng nghệ CAD/CAM-CNC
• CAD: Thiết kế được trợ giúp bởi máy tính điện tử
• CAM: Gia cơng/Chế tạo/Sản xuất được trợ giúp bởi máy tính điện tử
• CNC: Điều khiển số bằng máy tính điện tử

Trang 12


Hình 2.13. Quy trình kỹ thuật phát triển sản phẩm và giai đoạn của gia cơng chế tạo

Hình 2.14. Quy trình về cơng nghệ CAD/CAM-CNC

Trang 13


CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN
3.1. Phác thảo ý tưởng
Về phương pháp luận xuất bản sách cho việc nghiên cứu, đặc biệt là cho khoa học kỹ
thuật, chúng ta có các phương pháp sau:
• Trình bày ngẫu nhiên (random assignment)
• Thiết kế thí nghiệm (experimental designs)
• Nghiên cứu khảo sát (survey research)
• Nghiên cứu tình huống (case study research)
Dựa vào Hình 3.1, chúng ta có thể thấy đối với phương pháp Case Study, mặc dù được
hình thành muộn hơn so với các phương pháp khác nhưng xu hướng phát triển lại rất
nhanh chóng và mạnh mẽ từ năm 1980 đến năm 2008 đối với với việc xuất bản sách.

Hình 3.1. Tần suất xuất hiện của bốn thuật ngữ phương pháp luận trong các sách đã
xuất bản, 1980–2008
[Nguồn: Google’s Ngram Viewer ( />Vì tính nổi bật của phương pháp Case Study đã nói trên, mong muốn tìm hiểu rõ hơn để
có thể ứng dụng đưa vào đề tài nghiên cứu khoa học này sẽ được giới thiệu trong phần
sau.

3.2. Mối quan hệ thực nghiệm và phương pháp luận

Về mặt tổng thể, đề tài mang bản chất “Hướng dẫn sử dụng phần mềm và ứng dụng vào
việc thực hành kỹ thuật”, do đó đối với việc biên soạn và xuất bản, cần có những nội
dung phù hợp nhằm dễ dàng hướng dẫn các độc giả. Các đề mục, hình ảnh, số liệu, câu
chữ rõ ràng nhằm cho người học biết rằng ở phần này họ sẽ làm gì và đạt được mục tiêu
Trang 14


gì. Hơn nữa, việc áp dụng kiến thức đã học để thực hành tạo ra sản phẩm trong mảng
CAD/CAM-CNC rất quan trọng, vì đây là mơn kỹ thuật thực nghiệm, do đó các bài tập
mang tính ứng dụng, sáng tạo đóng vai trị rất quan trọng trong việc biên soạn tài liệu.
Thông qua các vấn đề trên, phương pháp Case Study là một phương pháp hữu hiệu và
phù hợp và mơ hình của nó sẽ được mơ tả bởi Hình 3.2.

Hình 3.2. Mơ hình nghiên cứu theo Case Study
Phương pháp luận

Mối quan hệ thực nghiệm
Plan (Lên kế hoạch)

* Hiểu về định nghĩa đa phía của một

* Tài liệu được phát triển từ lý thuyết đến

nghiên cứu.

vận dụng.

* Giải quyết các mối quan tâm truyền

* Được tham khảo từ những nguồn tài liệu

thống đối với nghiên cứu.

uy tín từ trước.

* Quyết định xem có nên thực hiện một

* Case study là phương pháp phù hợp dựa

nghiên cứu case study hay không.

trên việc tham khảo và vận dụng của
nhóm tác giả.

Design (Thiết kế)
* Xác định vấn đề sẽ nghiên cứu.

* Vấn đề nghiên cứu là “Hướng dẫn sử
dụng phần mềm và ứng dụng vào thực
hành” cho mảng CAD/CAM-CNC.

* Phát triển lý thuyết, dự tính và những

* Lý thuyết về cơng nghệ cắt gọt, gia công

vấn đề liên quan.

CNC và công nghệ phần mềm CAM.

Trang 15

* Xác định thiết kế case study (đơn hay

* Case study đơn tính, cục bộ để đơn giản,

đa tính, tổng thể hay cục bộ).

dễ hiểu (các thao tác để gia cơng CAM).

* Kiểm tra các tiêu chí để đánh giá chất

* Đánh giá thông qua mức độ hiểu và vận

lượng thiết kế.

dụng được trong thực hành.
Prepare (Chuẩn bị)

* Rèn luyện kỹ năng cho việc nghiên

* Nhóm tác giả đã tự trải nghiệm và thực

cứu.

hành trên phần mềm.

* Luyện tập cho từng case study cụ thể.

* Case study được hiệu chỉnh để hiểu hơn.

* Phát triển giao thức case study.

* Case study mang tính đề cập trực tiếp
trong nội dung.

* Giải thích và diễn giải xun suốt.

* Ln được giải thích về bản chất.

Collect (Thu thập)
* Trình bày và đưa ra dữ liệu theo các

(Tài liệu không sử dụng phương pháp

cách khác nhau.

này)

* Theo dõi các bản mẫu, chuyên sâu và
khái niệm.
* Phát triển một phương án phân tích
chung.
Analysis (Phân tích)
* Kiểm tra, phân loại, thành lập bảng

(Tài liệu không sử dụng phương pháp

biểu… kết hợp các quy trình lại với

này)

nhau.
* Đưa ra các bằng chứng và xác định
vấn đề.
Share (Chia sẻ)
* Xác định độc giả đối với ấn phẩm.

* Là đối tượng học tập và đào tạo đối với
ngành kỹ thuật cơ khí.

* Bắt đầu viết ra những nội dung cả về

* Tài liệu bao gồm những hình ảnh trực

mặt văn bản lẫn hình ảnh trực quan.

quan và văn bản giải thích.

* Hiển thị vừa đủ thơng tin để độc giả

* Không đi sâu vào suy nghĩ cá nhân và

kết luận được theo ý họ.

chủ yếu trình bày kiến thức phần mềm.
Trang 16