xây dựng các bài thí nghiệm trên máy tiện cnc model ck6132 phục vụ công tác đào tạo tại trường cao đẳng công nghệ và kinh tế công nghiệp

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP




LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY




ĐỀ TÀI
XÂY DỰNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM TRÊN

MÁY TIỆN CNC MODEL CK6132 PHỤC VỤ CÔNG TÁC
ĐÀO TẠO TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
VÀ KINH TẾ CÔNG NGHIỆP


NGUYỄN VĂN TƯỞNG







THÁI NGHUYÊN -2011

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP



NGUYỄN VĂN TƯỞNG

ĐỀ TÀI
XÂY DỰNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM TRÊN
MÁY TIỆN CNC MODEL CK6132 PHỤC VỤ CÔNG TÁC
ĐÀO TẠO TẠI TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
VÀ KINH TẾ CÔNG NGHIỆP


LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN



GS.TS. Trần Văn Địch Nguyễn Văn Tưởng

KHOA ĐÀO TẠO SĐH BGH TRƯỜNG ĐHKTCN

THÁI NGHUYÊN -2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những kết quả có được trong Luận văn “ Xây dựng các bài
thí nghiệm trên máy tiện CNC Model CK 6132 phục vụ công tác đào tạo tại
Trƣờng Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp” là do bản thân tôi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của thầy giáo GS.TS Trần Văn Địch và sự cộng tác giúp đỡ của các
thầy giáo trong khoa cơ khí trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp nên
đề tài được hoàn thành kịp tiến độ được giao. Ngoài phần tài liệu tham khảo đã được
liệt kê, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực và chưa được ai công bố trong
bất cứ công trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2011
Ngƣời thực hiện



Nguyễn Văn Tƣởng









Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được bày tỏ sự cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn GS. TS. Trần
Văn Địch. Những gợi ý và sự giúp đỡ lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp, sự hướng
dẫn tận tình và sự ủng hộ thường xuyên cũng như sự động viên của thầy trong quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự cộng tác hỗ trợ từ Phòng thực hành CNC
thuộc Trung tâm thực hành - Trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp và
Phòng thí nghiệm đo lường chính xác thuộc Khoa cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội.
Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn đặc biệt tới những người than trong gia đình, bạn
bè đồng nghiệp đã quan tâm ủng hộ nhiệt tình để tôi hoàn thành tốt luận văn của mình.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2011
Người thực hiện



Nguyễn Văn Tƣởng







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

NC Numerical Control Điều khiển số
CAD Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính
CAM Computer Aided Manufacturing Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính
CNC Computer Numerical Control Điều khiển số bằng máy tính
2D 2 Dimension Không gian 2 chiều
3D 3 Dimension Không gian 3 chiều
PP Post Processor Hậu xử lý
CLD Cutter Location Data Chương trình xử lý
PC Personal Computer Máy tính cá nhân
PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển PLC

FMS Flexible manufacturing system Hệ thống sản xuất linh hoạt
CIM Computer Integrated manufacturing Hệ thống sản xuất tích hợp
with planning, design and manufacturing












Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
4
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1 : Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ nhám bề mặt
Bảng 3.2. Bảng kết quả đo được 22 thông số hình học bề mặt
Bảng 3.3 . Bảng giá trị kết quả đo độ nhám 15 chi tiết bài thí nghiệm 1
Bảng 3.4 . Bảng giá trị kết quả đo độ nhám 15 chi tiết bài thí nghiệm 6
Bảng 3.5.Bảng giá trị kết quả đo độ chính xác kích thước 15 chi tiết bài thí nghiệm 1
Bảng 3.5.Bảng giá trị kết quả đo độ chính xác kích thước 15 chi tiết bài thí nghiệm 6

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
5
DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Hệ trục toạ độ của máy CNC
Hình 1.2. Quy tá c bà n tay phả i
Hình 1.3. Hệ toạ độ của máy CNC khi chi tiết chuyển động thay cho dụng cụ cắt
Hình 1.4.Điể m M củ a má y khoan và phay
Hình 1.5. Điể m M củ a má y tiện
Hình 1.6. Điểm gốc của chi tiết W
Hình 1.7. Điểm chuẩn P của dao
Hình 1.8. Điểm của giá dao T và điểm gá dao N
Hình 1.9. Điểm điều chỉnh dao E
Hình 1.10. Điểm gá đặt A
Hình 1.11. Điểm O của chương trình
Hình 1.12. Điều khiển điểm- điểm
Hình 1.13. Điều khiển đường thẳng

Hình 1.14. Điều khiển theo contour 2D
Hình 1.15. Điều khiển contour 2
2
1
D
Hình 1.16. Điều khiển contour 3D
Hình 1.16. Điều khiển contour 3D
Hình 1.17. Điều khiển contour 4D và 5D
Hình 1.18. Sơ đồ quỹ đạo của tâm dao
Hình 1.19. Ghi kích thước tuyệt đối
Hình 1.20. Ghi kích thước tương đối
Hình 2.1. Cấu tạo máy tiện CNC model CK1632
Hình 2.2. Các điểm chuẩn của máy
Hình 2.3. Chạy dao nhanh G00
Hình 2.4. Ví dụ quá trình chạy dao nhanh G00
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
6
Hình 2.5. Nội suy theo đường thẳng G01
Hình 2.6. Ví dụ quá trình gia công theo G01
Hình 2.7.Nội suy theo G02
Hình 2.8.Nội suy theo G03
Hình 2.9. Cách xác định chiều G02 và G03
Hình 2.10. Chương trình gia công với G02, G03
Hình 2.11.Nội suy theo cung tròn đi qua 3 điểm G05
Hình 2.12. Nội suy theo đường elip G6.2 và G6.3
Hình 2.13. Cách xác định chiều G6.2 và G6.3
Hình 2.14. Cách xác định góc nghiêng Q theo G6.2 và G6.3
Hình 2.15. Quá trình gia công theo G6.2
Hình 2.15. Quá trình gia công theo G6.2
Hình 2.16. Nội suy theo đường Parabol theo chiều kim đồng hồ G7.3

Hình 2.17. Nội suy theo đường Parabol theo ngược chiều kim đồng hồ G7.3
Hình 2.18. Cách xác định chiều quay của parabol giữa G7.2 và G7.3
Hình 2.19. Ví dụ quá trình gia công theo parabol G7.3
Hình 2.20. Vát mép từ đường thẳng tới đường thẳng
Hình 2.21. Vát mép từ đường thẳng tới cung tròn
Hình 2.22. Vát mép từ cung tròn đến cung tròn
Hình 2.23. Vát mép từ cung tròn đến đường thẳng
Hình 2.24. Bo cung tròn từ đường thẳng tới đường thẳng
Hình 2.25. Bo cung tròn từ đường thẳng tới cung tròn
Hình 2.26. Bo cung từ cung tròn đến cung tròn
Hình 2.27. Bo cung từ cung tròn đến đường thẳng
Hình 2.28. Tự động bù dao theo G36, G37
Hình 2.29. Chu trình tiện trụ hướng trục
Hình 2.30. Chu trình tiện côn hướng trục
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
7
Hình 2.31. Ví dụ quá trình gia công theo G90
Hình 2.32. Chu trình tiện trụ hướng kính
Hình 2.33. Chu trình tiện trụ hướng kính
Hình 2.34. Ví dụ chu trình tiện hướng kính G94
Hình 2.35.Chu trình tiện thô hướng trục G71
Hình 2.36. Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình tiện thô hướng trục G71
Hình 2.37. Chu trình tiện thô hướng kính
Hình 2.38. Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình tiện thô hướng kính G72
Hình 2.39. Chu trình tiện thô theo biên dạng G73
Hình 2.40. Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình tiện thô theo biên dạng G73
Hình 2.41. Chu trình tiện cắt rãnh hướng trục G74
Hình 2.42. Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình cắt rãnh hướng trục G74
Hình 2.43. Chu trình tiện cắt rãnh hướng kính G75
Hình 2.44. Ví dụ quá trình gia công sử dụng chu trình cắt rãnh hướng kính G75

Hình 2.45. Tiện ren với bước không đổi G32
Hình 2.45. Ví dụ quá trình gia công tiện ren với bước không đổi G32
Hình 2.46. Tiện ren với bước thay đổi G34
Hình 2.47. Ví dụ quá trình ta rô ren G33
Hình 2.48. Chu trình tiện ren G92
Hình 2.49. Ví dụ chu trình tiện ren với G92
Hình 2.50. Chu trình tiệ n ren hỗ n hợ p G76
Hình 2.51. Ví dụ quá trình tiện ren hỗn hợp G76
Hình 3.1. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 1
Hình 3.2. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 2
Hình 3.3. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 3
Hình 3.4. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 4
Hình 3.5. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
8
Hình 3.6. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 6
Hình 3.7. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 7
Hình 3.8. Bản vẽ chi tiết gia công bài thí nghiệm 8
Hình 3.9. Mô phỏng quá trình gia công
Hình 3.10. Hộp thoại kết nối dữ liệu từ phần mềm TDcomm2 sang máy tiện CNC
Model CK 6132
Hình 3.11. Hộp thoại hiển thị chương trình các bài thí nghiệm
Hình 3.12. Hộp thoại hiển thị chương trình bài thí nghiệm 1
Hình 3.13. Xác định điểm W của chi tiết gia công
Hình 3.14. Hộp thoại Offset dao
Hình 3.15. Ảnh chụp quá trình gia công bài thí nghiệm 1
Hình 3.16. Độ nhám bề mặt
Hình 3.17. Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ- 400
Hình 3.18. Đầu đo thực hiện đo độ nhám
Hình 3.19. Đồ thị thể hiện hình dáng hình học bề mặt gia công

Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần đo độ nhám theo Ra bài thí nghiệm 1
Hình 3.21. Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần đo độ nhám theo Rz bài thí nghiệm 1
Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần đo độ nhám theo Ra bài thí nghiệm 6
Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần đo độ nhám theo Rz bài thí nghiệm 6
Hình 3.24. Thước kẹp điện tử







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
9
MỤC LỤC
Lời cam đoan
1
Lời cảm ơn
2
Danh mục các chữ viết tắt
3
Danh mục các bảng
4
Danh mục hình vẽ, đồ thị
5
Mục lục
9
Phần mở đầu
12
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRÊN MÁY CNC

15
1.1. Giới thiệu về máy công cụ thông thường, NC và CNC
15
1.1.1. Máy công cụ thông thường
15
1.1.2. Máy công cụ NC
15
1.1.3. Máy công cụ CNC
15
1.2. Hệ trục toạ độ của máy công cụ CNC
16
1.3. Các điểm chuẩn của máy công cụ CNC
18
1.3.1. Điểm chuẩn của máy M (điểm gốc O của máy)
18
1.3.2. Điểm gốc của chi tiết W
19
1.3.3. Điểm chuẩn của dao P
19
1.3.4. Điểm chuẩn của giá dao T và điểm gá dao N
20
1.3.5. Điểm điều chỉnh dao E
20
1.3.6. Điểm gá đặt A
20
1.3.7. Điểm O của chương trình
21
1.4. Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC
21
1.4.1. Điều khiển theo điểm- điểm

21
1.4.2. Điều khiển theo đường thẳng
22
1.4.3. Điều khiển theo biên dạng (điều khiển theo contour)
22
1.5. Quỹ đạo gia công
24
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
10
1.6. Cách ghi kích thước của chi tiết
26
1.6.1. Ghi kích thước tuyệt đối
26
1.6.2. Ghi kích thước tương đối
26
1.7. Các chức năng G
27
1.8. Các chức năng phụ M
29
1.9. Một số ký hiệu địa chỉ khác
30
1.10. Chương trình NC
30
1.11. Các phương pháp lập trình
31
1.11.1. Lập trình bằng tay
31
1.11.2. Lập trình bằng máy
31
1.12. Các hình thức tổ chức lập trình

32
1.12.1. Lập trình tại phân xưởng
32
1.12.2. Lập trình trong chuẩn bị sản xuất
32
Chƣơng 2 :GIỚI THIỆU VỀ MÁY TIỆN CNC MODEL CK6132
34
2.1. Giới thiệu đặc điểm chung và các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC
CK6132
34
2.1.1. Đặc điểm chung về máy tiện CNC CK6132
34
2.1.2. Các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC CK6132
35
2.2. Lập trình với hệ điều khiển GSK 980TDa series Turning CNC System
36
2.2.1. Bảng điều khiển của máy tiện CNC GSK980Tda
36
2.2.2. Hệ trục tọa độ và các điểm chuẩn
43
2.2.3. Cấu trúc chương trình NC
43
2.2.4. Các chức năng mã lệnh G
44
2.2.5. Các chức năng M
74
Chƣơng 3 : XÂY DỰNG CÁC THÍ NGHIỆM TRÊN MÁY TIỆN CNC
MODEL CK 6132
76
3.1. Tổng quan về quá trình dạy và học

76
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
11
3.1.1. Khái niệm, nhiệm vụ và các nguyên tắc dạy học
76
3.1.2. Phương pháp dạy học
79
3.1.3. Phương tiện dạy học
84
3.2. Cơ sở xây dựng các bài thí nghiệm
86
3.2.1. Giớ i thiệ u chung về trườ ng Cao dẳ ng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệ p
86
3.2.2. Đề cương chương trình đào tạo học phần thực hành trên máy tiệ n CNC
87
3.2.3. Đội ngũ giáo viên
89
3.2.4. Trình độ của sinh viên
89
3.2.5. Điề u kiệ n và cơ sở vậ t chấ t
89
3.3. Nguyên tắc xây dựng các bài thí nghiệm
90
3.3.1. Phù hợp với mục tiêu, nội dung bài học và môn học
90
3.3.2. Đơn giản và hiệu quả trong quá trình thí nghiệm
90
3.4. Xây dựng các bài thí nghiệm trên máy tiện CNC Model CK 6132
91
3.4.1. Lập trình các bài thí nghiệm

91
3.4.2. Trình tự các bước tiến hành các bài thí nghiệm
141
3.5. Kiểm tra chất lượng sản phẩm
147
3.5.1. Chất lượng bề mặt
147
3.5.2. Độ chính xác gia công
153
3.5.3.Kiểm tra độ nhám và độ chính xác kích thước của sản phẩm
155
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN
163
TÀI LIỆU THAM KHẢO
164






Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
12
PHẦN MỞ DẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Trong thời đại ngày nay sự phát triển rất mạnh mẽ và không ngừng của khoa
học công nghệ trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống. Trong những năm của thế kỷ
XX nền công nghiệp của thế giới đã có những bước tiến vĩ đại trong nhiều lĩnh vực
như: Công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đặc biệt là công nghệ cơ điện tử mới
đang được nghiên cứu và phát triển, trong đó có sự tích hợp của nhiều ngành: Cơ khí-

Điện tử như các thiết bị cảm biến; điện tử- tin học như các loại băng đĩa; cơ khí – tin
học như các loại phần mềm CAD/ CAM ( Mastercam, Pro/E , Catia, Solis Work, Top
Solis…) Sự kết hợp của các thiết bị trên tạo nên sản phẩm cơ điện tử. Trong ngành cơ
khí sản phẩm cơ điện tử không còn xa lạ nữa mà đang phát triển mạnh mẽ, những máy
công cụ điều khiển theo chương trình số ngày càng được hoàn thiện dần từ máy NC
đến máy CNC, các thiết bị tự động, modul tự động… Cao hơn nữa là sự tổ hợp của
nhiều thiết bị máy tự động tạo thành dây truyền sản xuất linh hoạt FMS và tích hợp
CIM. Chính hệ thống FMS và CIM cũng là sản phẩm của ngành cơ điện tử với tầm cao
và quy mô lớn. Trong điều kiện đó tình hình phát triển ngành cơ khí tại Việt Nam và
đặc biệt là các trường Đại học, cao đẳng việc hội nhập là tất yếu. Việc chuyển giao
công nghệ đang diễn ra mạnh mẽ và là vấn đề cấp bách của các trường Đại học và Cao
đẳng phải đào tào được sinh viên đáp ứng được nhu cầu đòi hỏi của xã hội.
Một trong những vấn đề đào tạo thực tế sinh viên các trường Đại học và cao
đẳng tại Việt Nam và đặc biệt là Trƣờng Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công
nghiệp còn chưa thích nghi được với điều kiện sản xuất thực tế, tiết cận các công nghệ
mới còn chậm không theo kịp sự phát triển thực tế của xã hội. Các trường chủ yếu là
đào tạo chuyên về lý thuyết nhiều còn chưa chú trọng trong việc đào tạo thực hành vì
vậy sinh viên sau khi ra trường các Công ty, doanh nghiệp phải đạo lại. Chính điều này
đã làm giảm đi sự hấp dẫn của thị trường lao động tại Việt Nam.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
13
Trước tình hình thực trạng như vậy Trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế
Công nghiệp đã đầu tư một số máy CNC để phục vụ cho việc đào tạo chất lượng cao.
Vì vậy việc nghiên cứu khai thác ứng dụng và xây dựng các bài thí nghiệm phục vụ
giảng dạy thực hành cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí là một yêu cầu
bức thiết. Xuất phát từ thực tế đó mà tác giả đã chọn đề tài nghiên cứu “ Xây dựng
các bài thí nghiệm trên máy tiện CNC Model CK 6132 phục vụ công tác đào tạo
tại Trƣờng Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp” Với mục đích nhằm
phục vụ công tác giảng dạy trực tiếp thực hành trên máy tiện CNC và các môn học liên
quan như công nghệ CAD/ CAM/ CNC của ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí tại

Trường cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp. Qua đó trang bị cho sinh viên
các kiến thức cơ bản về các trình tự, thao tác, kỹ năng tiến hành và kiểm tra chất lượng
sản phẩm các bài thực hành trên máy tiện CNC.
2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- ý nghÜa khoa häc cña ®Ò tµi:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung cho cơ sở lý thuyết về
phương pháp lập trình trên máy tiện CNC.
- ý nghÜa thùc tiÔn cña ®Ò tµi:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ ứng dụng vào giảng dạy thực hành trên
máy tiện CNC của ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí tại Trường Cao đẳng Công nghệ
và Kinh tế Công nghiệp.
3. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Mục đích của đề tài nghiên cứu xây dựng các bài thí nghiệm trên máy tiện CNC
phục vụ công tác đào tạo của ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí tại Trường Cao đẳng
Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài:
- Máy tiện CNC Model CK 6132 và hệ điều khiển GSK 980 Tda Series Turning
CNC system.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
14
- Nghiên cứu phần mềm Mastercam V9.1 vào việc lập trình các bài thí nghiệm.
- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt và độ chính xác
kích thước nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm các bài thí nghiệm.
- Nghiên cứu đề cương chương trình môn thực hành tiện CNC của ngành Công
nghệ kỹ thuật cơ khí tại Trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
Mục đích của đề tài nghiên cứu xây dựng các bài thí nghiệm trên máy tiện CNC
phục vụ công tác đào tạo của ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí tại Trường Cao đẳng
Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp, tác giả chọn phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết
hợp với thực nghiệm.

- Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ gia công trên máy tiện CNC, tổng quan về
quá trình dạy và học và đề cương nội dung chương trình đào tạo môn học thực hành
tiện CNC.
- Nghiên cứu thực nghiệm tiến hành trình tự các bước thực hiện các bài thí
nghiệm trên máy tiện CNC và cách kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm.
5. Nội dung nghiên cứu của đề tài
Néi dung nghiªn cøu bao gåm:
- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ trên máy CNC
- Giới thiệu về máy tiện CNC Model CK 6132
- Xây dựng các bài thí nghiệm trên máy tiện CNC Model CK 6132.







Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
15
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRÊN MÁY CNC
1.1. Giới thiệu về máy công cụ thông thƣờng, NC và CNC
1.1.1. Máy công cụ thông thường
Khi thực hiện gia công trên các máy công cụ thông thường người công nhân
dùng tay để điều khiển máy thực hiện các chuyển cắt và chuyển động chạy dao. Người
công nhân căn cứ vào phiếu công nghệ để cắt gọt chi tiết nhằm đảm bảo sản lượng sản
phẩm. Trong trường hợp như vậy năng suất và chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất
nhiều vào người công nhân. Mặc dù còn nhiều hạn chế so với máy NC, máy CNC
nhưng các máy công cụ thông thường hiện nay vẫn còn được sử dụng rộng rãi với lý do
giá thành thấp và thuận tiện cho công việc sửa chữa và cho nền sản xuất hiện đang còn

ở trình độ thấp. Đặc biệt các máy công cụ thông thường hiện nay còn có ý nghĩa rất lớn
đối với các trường dạy nghề, cao đẳng và đại học kỹ thuật.
1.1.2. Máy công cụ NC
Các máy công cụ NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được quyết
định bằng các chương trình đã lập sẵn. Các máy NC thích hợp với dạng sản xuất hàng
loạt nhỏ và trung bình.
Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử. Thông tin vào chứa trên băng
từ hoặc băng đục lỗ, thực hiện các chức năng theo từng khối, khi khối trước kết thúc,
máy đọc các khối lệnh tiếp theo để thực hiện các dịch chuyển cần thiết. Các máy NC
chỉ thực hiện các chức năng như : nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, chức năng
đọc theo băng. Các máy NC không có chức năng lưu trữ chương trình.
1.1.3. Máy công cụ CNC
Máy công cụ CNC là bước phát triển cao từ máy NC. Các máy CNC có một
máy tính để thiết lập phần mềm dùng để điều khiển các chức năng dịch chuyển của
máy. Các chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ nhớ.
Khi gia công, máy tính đưa ra các lệnh điều khiển máy. Máy công cụ CNC có khả năng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
16
thực hiện các chức năng nội suy như : nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, mặt
xoắn, mặt parabol và bất kỳ các mặt bậc 3 nào. Máy CNC cũng có khả năng bù chiều
dài và đường kính dụng cụ cắt. Tất cả các chức năng trên đều được thực hiện nhờ một
phần mềm của máy tính. Các chương trình lập ra có thể được lưu trữ trên đĩa cứng và
đĩa mềm.
1.2. Hệ trục toạ độ của máy công cụ CNC
Để tính toán quỹ đạo chuyển động của dụng cụ, cần phải gắn vào chi tiết một hệ
trục toạ độ. Thông thường trên các máy CNC người ta sử dụng hệ toạ độ Deccard
OXYZ(hình 1.1). Các trục toạ độ đó là X, Y
và Z. Chiều dương của các trục X, Y, Z được
xác định theo quy tắc bàn tay phải (hình 1.2).
Theo quy tắc này thì ngón cái chỉ chiều dương

của trục X, ngón tay giữa chỉ chiều dương của
trục Z, còn ngón tay trỏ chỉ chiều dương của
trục Y. Các trục quay tương ứng với trục X,
Y, Z được ký hiệu bằng các chữ A, B, C.
Chiều quay dương là chiều quay theo chiều
của kim đồng hồ nếu ta nhìn theo chiều
dương của các trục X, Y,Z.
 Trục Z :
Nhìn chung ở các máy trục Z luôn
song song với trục chính của máy.
- Máy tiện : trục Z song song với trục
chính của máy và có chiều dương chạy từ
mâm cặp tới dụng cụ (chạy xa khỏi chi tiết gia công được cặp trên mâm cặp). Hay nói
cách khác chiều dương của trục Z chạy từ trái sang phải.
Hình 1.1. Hệ trục toạ độ của máy CNC
+X'
+X
+Z
O
+Z'
-Y
+Y
+C
+B
+A
Hình 1.2. Quy tá c bà n tay phả i
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
17
- Máy khoan đứng, máy phay đứng và máy khoan cần: trục Z song song với các
trục chính và có chiều dương hướng từ bàn máy lên phía trên trục chính.

- Máy bào, máy xung điện : trục Z vuông góc với bàn máy và có chiều dương
hướng từ bàn máy lên phía trên.
- Các máy phay có nhiều trục chính : trục Z song song với đường tâm của trục
chính vuông góc với bàn máy (chọn trục chính có đường tâm vuông góc với bàn máy
làm trục Z). Chiều dương của trục Z hướng từ bàn máy tới trục chính.
 Trục X :
Trục X là trục nằm trên mặt bàn máy và thông thường nó được xác định
theo phương nằm ngang. Chiều của trục X được xác định theo quy tắc bàn tay
phải (ngón cái chỉ chiều dương của trục X).
- Máy phay đứng, máy khoan đứng : nếu đứng ngoài nhìn vào trục chính thì
chiều dương của trục X hướng về phía phải.
- Máy khoan cần : nếu đứng ở vị trí điều khiển máy ta có chiều dương của trục
X hướng vào trụ máy.
- Máy phay ngang : nếu đứng ngoài nhìn thẳng vào trục chính thì ta có chiều
dương của trục X hướng sang bên trái, còn đứng ở phía trục chính để nhìn vào chi tiết
thì ta có chiều dương của trục X hướng sang phải.
- Máy tiện : trục X vuông góc với trục chính của máy và có chiều dương hướng
về phía bàn kẹp dao. Như vậy nếu bàn kẹp dao ở phía trước trục chính thì chiều dương
của trục X hướng vào người thợ, còn nếu bàn kẹp dao ở phía sau trục chính thì chiều
dương đi ra ngoài người thợ.
- Máy bào : trục X nằm song song với mặt phẳng định vị chi tiết trên bàn máy
và chiều dương từ bàn máy đến thân máy.
 Trục Y :
- Trục Y được xác định sau khi các trục X, Z đã được xác định theo quy tắc bàn tay
phải. Ngón tay trỏ chỉ chiều dương của trục X.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
18
 Các trục phụ:
- Trên các máy CNC ngoài các
trục X,Y,Z còn có các trục

khác song song với chúng (các
bộ phận máy chuyển động
song song với các trục X,Y,Z).
Các trục này được ký hiệu
U,V, W trong đó U//X, V //Y,
W//Z. Nếu có các trục khác
song song với trục toạ độ
chính X, Y, Z thì các trục này
ký hiệu P, Q, R trong đó P//X,
Q//Y, R//Z. Các trục U, V, W
được gọi là trục thứ 2, còn trục P, Q, R được gọi là trục thứ 3 (hình 1.3).
Khi chi tiết gia công cùng bàn máy tham gia chuyển động thay cho dụng cụ cắt
thì chuyển động ấy (chuyển động tịnh tiến theo ba trục và chuyển động quay theo
ba trục) được ký hiệu bằng các chữ cái X’, Y’, Z’ và A’, B’, C’(hình 1.3). Các
chiều chuyển động này ngược với chiều của dụng cụ.
1.3. Các điểm chuẩn của máy công cụ CNC
1.3.1. Điểm chuẩn của máy M (điểm gốc O của máy)
Điểm chuẩn M của máy là điểm gốc của hệ toạ độ máy. Điểm M được các nhà
chế tạo quy định theo kết cấu của từng loại máy. Điểm M là điểm giới hạn của vùng
làm việc của máy. Điều đó có nghĩa là trong phạm vi vùng làm việc của máy các dịch
chuyển của các cơ cấu máy có thể thực hiện theo chiều dương của hệ trục toạ độ.
- Ở các máy phay điểm M thường nằm ở điểm giới hạn dịch chuyển của bàn
máy. Điểm chuẩn M của máy khoan cần và của máy phay đứng được thể hiện như
(hình 1.4.a,b)
Hình 1.3. Hệ toạ độ của máy CNC khi chi tiết
chuyển động thay cho dụng cụ cắt
+X'
+X
+Z
O

+Z'
+Y'
+Y
+C
+B
+A
+C'
+B'
+A'
w
R
U
P
V
Q
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
19







- Ở máy tiện điểm chuẩn của máy M được thể hiện như (hình 1.5)
1.3.2. Điểm gốc của chi tiết W
Khi bắt đầu gia công, cần phải tiến hành xác định toạ độ của điểm gốc chi tiết
hoặc điểm gốc của chương trình so với điểm gốc của máy M để xác định và hiệu chỉnh
hệ thống đo lường dịch chuyển.
Điểm gốc của chi tiết W xác định hệ toạ độ của chi tiết trong quan hệ với điểm

gốc của máy M. Điểm W được chọn bởi người lập trình và được đưa vào hệ điều khiển
CNC khi cài đặt số liệu máy trước khi gia công.
Điểm gốc của chi tiết W có thể được chọn tùy ý bởi người lập trình trong phạm
vi không gian làm việc của máy và chi tiết. Tuy vậy, nên chọn điểm W nằm trên chi
tiết để thuận tiện khi xác định các thông số
giữa M và W.
Đối các chi tiện thì điểm W của chi tiết
nằm trên đường tâm của chi tiết và ở mặt đầu
bên trái hay bên phải của chi tiết (hình 1.6)
Đối với máy phay ta chọn điểm W tại
điểm góc ngoài đường viền của chi tiết.
1.3.3. Điểm chuẩn của dao P
Điểm chuẩn của dao P là điểm mà từ đó chúng ta lập chương trình chuyển động
trong quá trình gia công. Đối với dao tiện, người ta chọn điểm nhọn của mũi dao và đối
Hình 1.6. Điểm gốc của chi tiết W
Z
W
X
M
Hình 1.5. Điể m M củ a má y tiện

b)
Hình 1.4.Điể m M củ a má y khoan và phay
a)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
20
với dao phay ngón, mũi khoan thì người ta chọn
điểm P ở tâm trên đỉnh dao, với dao phay cầu
điểm P là tâm mặt cầu (hình 1.7. a,b,c).

1.3.4. Điểm chuẩn của giá dao T và điểm gá dao N
Điểm T được dùng để xác định hệ trục toạ độ của dao. Điểm T phụ thuộc vào gá
dao trên máy. Thông thường khi gá dao trên máy thì điểm T trùng với điểm gá dao N
(hình 1.8).





1.3.5. Điểm điều chỉnh dao E
Khi gia công phải sử dụng nhiều dao, như vậy các
kích thước của chúng phải được xác định bằng cơ cấu điều
chỉnh dao.
Mục đích của việc điều chỉnh dao để có thông tin
chính xác cho hệ thống điều khiển về kích thước dao (hình
1.9 ).
Khi dao được lắp vào gá dao thì điểm E và điểm N
trùng nhau.
1.3.6. Điểm gá đặt A
Điểm A là điểm gá đặt của bề mặt chi tiết lên đồ định vị của đồ gá. Điểm A có
thể trùng với điểm W của chi tiết (hình 1.10) hoặc có thể lựa chọn tuỳ ý trên mặt định
vị của chi tiết gia công.
P
P
P
Z
P
N
Hình 1.8. Điểm của giá dao T và điểm gá dao N

E
L
Hình 1.9. Điểm điều chỉnh dao E
b)
a)
c)
Hình 1.7. Điểm chuẩn P của dao
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
21







1.3.7. Điểm O của chương trình
Điểm O của chương trình ( là điểm P của dụng cụ cắt) là điểm trước khi gia
công dụng cụ cắt nằm ở đó. Điểm O của chương trình phải xác định sao cho khi thay
dao không bị ảnh hưởng của chi tiết hoặc của đồ gá (Hình 1.11).
1.4. Các dạng điều khiển của máy công cụ CNC
Các loại máy CNC khác nhau có khả năng gia công được các bề mặt khác nhau
như: gia công lỗ, mặt phẳng, các bề mặt định hình…Do đó các dạng điều khiển của
máy cũng được chia thành nhiều dạng: điều khiển điểm- điểm, điều khiển theo đường
thẳng và điều khiển theo biên dạng.
1.4.1. Điều khiển theo điểm- điểm
Điều khiển điểm- điểm (hay điều khiển theo vị trí) được dùng để gia công các lỗ
bằng các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ. Ở đây chi tiết gia công được gá
cố định trên bàn máy, dụng cụ cắt thực hiện chạy dao nhanh đến vị trí đã lập trình.
Ví dụ: Khi gia công hai lỗ A và B có các toạ độ tương ứng A (X

A
,Y
A
) và B(X
B
,
Y
B
) trong hệ toạ độ XOY ta có thể thực hiện như sau:
Trước hết, cho dụng cụ chạy nhanh đến điểm A sau đó thực hiện gia công lỗ A,
sau khi gia công xong lỗ A dụng cụ rút ra khỏi lỗ và chạy nhanh đến vị trí B dụng cụ
thực hiện gia công lỗ B và gia công xong dụng cụ ra khỏi lỗ B và kết thúc quá trình
gia công (hình 1.12).

Hình 1.10. Điểm gá đặt A
Z
X
A W
Z
W
X
P
Z
X
O
Hình 1.11. Điểm O của chương trình