Tài liệu KỸ THUẬT TIỆN CNC với MTS TopTURN Phần 1:CƠ SỞ HÌNH HỌC pdf

Modul III Tr. 1
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TRUNG TÂM VIỆT ĐỨC
BỘ MÔN CƠ KHÍ
Modul III Tr. 2
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Mục lục
Modul III Tr. 3
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
CƠ SỞ HÌNH HỌC
I - Cơ sờ hình học

1- Hệ trục tọa độ vuông góc
Hệ tọa độ vuông góc gồm 2 trục - trục thẳng đứng Y và trục nằm ngang X.
Giao điểm của 2 trục là gốc Hệ trục tọa độ vuông góc. Trên mỗi trục người ta gán
cho nó một thang đo tùy theo đơn vò và đại lượng tương ứng cho từng trục tọa độ.
Vò trí của điểm được xác đònh bằng 2 gía trò- một trên trục thẳng đứng và một
trên trục nằm ngang. Điều này có nghóa vò của điểm là giao của 2 đường gía trò như
trình bày ở hình 1.
Y
X
10 20 30
40-10-20
10
20
30
-10
-20
-30
P3
P2
P1
Ví dụ:
- P1: X = 20, Y = 30
- P2: X = -20, Y = 15
- P3: X = 40, Y = -25
Hình 1: Hệ tọa độ vuông góc
Hình 2: Biểu diễn góc của các lỗ
phân bố đều trên đường tròn
Hình 3: Sự xác đònh điểm qua
chiều dài L và góc tham chiếu A
Chiều dài L

Góc A
2- Tọa độ cực
Modul III Tr. 4
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
3- Hệ thống tọa độ của máy.
Hệ thống tọa độ của máy Tiện CNC được nhà thiết kế ấn đònh gồm 2 trục là:
- Trục X: Là trục chuyển động tònh tiến theo phương hướng kính của ổ tích dao
Revolve, trục X có gốc là đường tâm của máy. Chiều dương của trục X là
chiều mà dao Tiện có thể tiện vạt mặt đầu của chi tiết từ tâm ra.
- Trục Z: Là trục chuyển động tònh tiến theo phương dọc trục và trùng với
đường nối từ tâm trục chính đến tâm ụ động. Chiều dương của trục Z là chiều
hướng về Ụ động.
+X
M
+Z
Hình 4: Gốc tọa độ M
của máy Tiện - Các trục và
chiều chuyển động
Hình 5: Hệ tọa độ 2 trục trong
lập trình NC dành cho TIỆN
CƠ SỞ HÌNH HỌC
Modul III Tr. 5
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001

N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
II - Hệ thống các điểm chuẩn
Gốc tọa độ của máy M - Machine zero point
Điểm đònh chuẩn máy R - Reference point
Điểm chuẩn của ổ dao REVOLVE
Điểm chuẩn của dụng cụ cắt T - Tool zero point
Gốc tọa độ của chi tiết gia công W - Work part zero point
Điểm thay dao
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 6
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
1- Gốc tọa độ của chi tiết gia công W ( Work part zero point )
Để kiểm soát và điều khiển được chuyển động của mũi dao Tiện người ta cần
đònh nghóa một điểm chuẩn nằm trên chi tiết gia công. Vai trò làm chuẩn của điểm
này có nghóa là mốc để xác đònh vò trí của T ( Tool zero point )thông qua mũi dao
Tiện. Điểm này có một số đặc điểm sau:
- Nằm trên đường tâm của máy Tiện.
- Các điểm chuẩn khác nhau thì chỉ có tọa độ Z khác nhau so với M.
- Điểm này có thể nằm ở mặt đầu phải hoặc mặt đầu trái của chi tiết.

- Trùng với gốc thảo chương.
- Do người dùng đònh nghóa.
W
Hình 6: Gốc tọa độ của chi tiết gia công W
Work part zero point
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 7
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
a) Sự đònh nghóa gốc tọa độ W của chi tiết gia công.
Có 3 cách thức để đònh nghóa gốc tọa độ của chi tiết gia công.
- Cách 1: Thay đổi các gía trò của gốc tọa độ đã được đònh nghóa.
- Cách 2: Di chuyển gốc tọa độ đã được đònh nghóa trong chương trình NC với
nhóm lệnh G54 đến G59.
- Cách 3: Đònh nghóa gốc tọa độ của chi tiết gia công qua một vò trí trung gian
có tương quan vò trí được xác đònh với máy.
W
W
z
e
r
o
o
ff

s
e
t
v
a
l
u
e
Lượng dòch chuyển
Hình 7: Gốc tọa độ của chi tiết
gia công W đã được đònh nghóa
Hình 8: Gốc tọa độ mới
của chi tiết gia công W
đã được dòch chuyển
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 8
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
b) Gốc tọa độ của chi tiết gia công W khi dao ở trước và sau tâm máy
W
+X
+Z
W
+X

+Z
Hình 9: Gốc tọa độ của chi tiết gia
công W nằm ở mặt đầu Trái
và dao tiện nằm ở trước tâm
Hình 10: Gốc tọa độ của chi tiết gia
công W nằm ở mặt đầu Phải
và dao tiện nằm ở sau tâm
W
+Z
c) Quan hệ giữa cách ghi kích thước và gốc tọa độ của chi tiết W
X
X
Z
Z
Hình 11: Vò trí gốc tọa độ W của chi tiết phụ thuộc vào cách ghi kích thước
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 9
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
2- Gốc tọa độ của máy M - Machine zero point
Là giao điểm giữa tâm trục chính và mặt đầu của bích lắp mâm cặp 3 chấu.
Điểm này được gọi là gốc tọa độ của máy ( Machine zero point ) Viết tắt là M -
Người dùng không thể thay đổi được M.
Trong hệ thống máy, mọi chuyển động sau khi máy đã được đònh chuẩn đều

lấy M làm mốc để điều khiển và kiểm soát hành trình dao.
Khi nói đến sự di chyển điểm 0 tuyệt đối có nghóa là đề cập đến sự tương quan
giữa một gốc tọa độ mới do người dùng đònh nghóa với gốc tọa độ của máy M.
Các gía trò hiển thò trên màn hình điều khiển - dù trực tiếp hay gián tiếp, khi xét
về bản chất thì đều được tham chiếu đến M.
M
Hình 12: Điểm M - Machine zero point
trong hệ thống các điểm chuẩn của máy TIỆN
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 10
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
3- Điểm tham chiếu R - Reference point
Khi máy mới được khởi động thì hệ điều khiển chưa thể kiểm soát và điều khiển
được hành trình dao vì chưa có mốc để tham chiếu - có nghóa là hệ điều khiển chưa
biết gốc tọa độ của máy M nằm ở đâu. Vai trò của điểm tham chiếu R là giúp cho hệ
điều khiển xác đònh được vò trí của M trong không gian gia công của máy. Qúa trình
này người ta gọi là qúa trình đònh chuẩn máy.
Do vai trò của điểm tham chiếu R mà thao tác để thực hiện qúa trình đònh
chuẩn máy bắt buộc phải được thực hiện sau mỗi một lần cấp nguồn cho hệ điều
khiển.
Tùy vào đặc điểm của từng thế hệ máy và từng loại máy mà thứ tự, chiều và
khoảng chạy để đònh chuẩn của các trục cũng khác nhau - Ở máy Tiện, thông
thường qúa trình đònh chuẩn máy được thực hiện theo thứ tự là +X rồi sau đó là +Z.

R
Hình 13: Điểm R - Reference point
trong hệ thống các điểm chuẩn của máy TIỆN
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 11
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
4- Điểm chuẩn của dụng cụ cắt T - Tool zero point.
Sau khi máy đã được đònh chuẩn và đầu dao Revolve chuyển động thì gía trò
hiển thò trên màn hình điều khiển là tọa độ của T so với M. Nhưng bề mặt liên quan
đến biên dạng gia công lại là mũi dao Tiện do vậy khi mũi dao Tiện mà vò trí của nó
được người dùng đònh nghóa là X = 0 và Z = 0 thì cũng đồng thời với việc xác đònh
được giá trò tương ứng của T so với M. Con dao Tiện trong trường hợp này được đònh
nghóa là dao chuẩn.
T
Hình 14: Điểm T - Tool zero point
trong hệ thống các điểm chuẩn của máy TIỆN
5- Điểm thay dao
Để gia công một chi tiết trên máy Tiện có thể người ta cần dùng đến hơn một
con dao có nghóa là cần phải thay đổi dao.
Điểm thay dao là điểm mà tại đó đầu dao Revolve có thể đảo vò trí để đưa dao
mới vào tham gia gia công mà không va quệt vào chi tiết gia công hoặc các chi tiết
máy khác.
Các con dao Tiện tham gia gia công có thể dài ngắn khác nhau vì vậy cần phải

chọn một vò trí thay dao sao cho thỏa mãn cho tất cả các dao được gắn trên đầu dao
Revolve - thường người ta chọn cho con dao dài nhất và to nhất trong loạt dao tham
gia gia công.
Hệ thống
các điểm chuẩn
Modul III Tr. 12
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
III- kích thước tuyệt đối và kích thước tương đối
X
Z
Hình 15: Biểu diễn kích thước tuyệt đối
Hình 16: Biểu diễn kích thước tương đối
Sự biểu diễn
kích thước
Modul III Tr. 13
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Hình 19: Quan hệ giữa góc tiến phụ α1và biên dạng gia công
A

B
Þ lỗ khoan
Þ nhỏ nhất
Þ cán dao
Chiều dài
Dao tiện ngoài với
góc tiến phụ α1= 32
0
Dao tiện trong
Hình 18: Dao tiện ngoài và dao tiện trong
Dao tiện vạt mặt và Dao tiện lưng thô
với góc tiến chính α = 95
0
F
F
Dao tiện tinh
Hình 17: Dao tiện thô và tinh với các góc tiến dao
F
F
Dao tiện
Modul III Tr. 14
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
IV- Hình dáng hình học của dao Tiện.
( Xem hình 17, hình 18 , hình 19 )

Dao Tiện dùng trong CNC - tùy theo hình dáng hình học của biên dạng gia
công và tùy theo tính chất của bước gia công mà đòi hỏi dao Tiện cũng phải có
những hình dáng hình học tương thích.
Khi gia công ngoài dao Tiện cần được đáp ứng một số yếu tố sau:
- Góc tiến phụ α1
- Góc mũi dao
- Chiều dài và chiều rộng của lưỡi cắt chính.
- Bán kính mũi dao.
Khi gia công trong dao Tiện cần được đáp ứng một số yếu tố sau:
- Góc tiến chính α.
* Góc tiến chính nhỏ hơn 90
0
dùng tiện lỗ suốt.
* Góc tiến chính lớn hơn 90
0
dùng tiện lỗ bít đáy.
- Chiều dài và đường kính của cán dao.
- Đường kính lỗ nhỏ nhất mà dao có thể tiện được.
Dao tiện và sự
hiệu chỉnh R dao
Modul III Tr. 15
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
1 - Các gía trò hiệu chỉnh dao
Bản chất của tọa độ các điểm mô tả biên dạng gia công mà hệ điều khiển của

máy có thể nhận biết được lập trong chương trình NC là tọa độ của T so với M
nhưng thực cắt lại là mũi dao Tiện. Do vậy để giúp daoTiện tạo được biên dạng gia
công người ta cần các gía trò hiệu chỉnh dao như sau :
- Khoảng cách từ mũi dao đền T theo phương X.
- Khoảng cách từ mũi dao đền T theo phương Z.
- Bán kính lưỡi cắt.
- Phương của Vector hiệu chỉnh được xác đònh bằng vò trí của mũi dao trên ô
vuông gia công.
2- Dao chuẩn và các gía trò hiệu chỉnh.
Nếu một chi tiết được gia công bởi nhiều dao thì người ta dùng một trong số
các dao tham gia gia công làm dao chuẩn - Dao chuẩn là dao được xác lập là 0
ngay tại W với các gía trò được lưu trữ để tham chiếu là L(z) và L(x). Do vậy các gía
trò hiệu chỉnh của dao chuẩn lưu trữ trong thư viện dao của máy là:
- X = 0
- Z = 0
- Bán kính của lưỡi cắt.
- Vò trí của mũi dao trên ô vuông xác đònh vò trí mũi dao.
W
Hình 19: Dao chuẩn và các gía trò hiệu chỉnh
Dao tiện và sự
hiệu chỉnh R dao
Modul III Tr. 16
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
3- Xác lập các gía trò hiệu chỉnh kích thước dài cho dao thành phần

Các gía trò hiệu chỉnh của dao thành phần theo X và Z là vò trí tương đối giữa
nó và dao chuẩn so với W. Bản chất của các gía trò hiệu chỉnh dao thành phần là
việc tham chiếu đến M gián tiếp qua L(z) và L(x) của dao chuẩn. Các giá trò hiệu
chỉnh này được gọi là các gía trò hiệu chỉnh kích thước dài được người dùng đo
kiểm xác đònh và lưu trữ trong thư viện dao của máy tương ứng với từng con dao.
Hình 20: Vò trí tương đối giữa dao chuẩn và dao thành phần
W
Dao chuẩn
Dao thành phần
Cách xác đònh các gía trò hiệu chỉnh KT dài:
- Rà dao là đưa mũi dao cho trùng với W.
- Rà, ghi L(x) và L(z) của dao chuẩn. ( ? )
- Xác lập 0 cho dao chuẩn.
- Rà dao thành phần và ghi lại các gía trò
hiệu chỉnh theo X và Z.
- Trong ví dụ như hình vẽ thì các gía trò hiệu
chỉnh của dao thành phần là:
* X
tp
= -24
* Z
tp
= -9
Hình 21: Tổng quát về các gía trò hiệu chỉnh kích thước dài
B
L
T
T
Lx
Lz

Dao tiện và sự
hiệu chỉnh R dao
Modul III Tr. 17
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
4- Vector hiệu chỉnh lưỡi cắt và Vò trí của góc cắt
I
K
Bán kính mũi dao
Vector hiệu chỉnh
bán kính mũi dao
Góc cắt
Cạnh cắt chính
I
K
Bán kính mũi dao
Vector hiệu chỉnh
bán kính mũi dao
Góc cắt
Cạnh cắt chính
Ví dụ: Bán kính 0.4
K = - 0.231
I = - 0.4
Ví dụ: Bán kính 0.4
K = - 0.4

I = - 0.4
Hình 22: Xác đònh các gía trò hiệu chỉnh bán kính mũi dao
qua Vector hiệu chỉnh
1
2
3
4
5
6
7
8
K = R
I = - R
K = 0
I = - R
K = - R
I = - R
K = - R
I = 0
K = - R
I = R
K = 0
I = R
K = R
I = R
K = R
I = 0
Hình 23: Vò trí của mũi dao và dấu
của các gía trò hiệu chỉnh bán kính mũi dao
Dao tiện và sự

hiệu chỉnh R dao
Modul III Tr. 18
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
5- Sự hiệu chỉnh bán kính lưỡi cắt của dao Tiện
Bản chất của việc lập trình NC là việc hệ thống các tọa độ của biên dạng gia
công cho mũi nhọn lý thuyết của dao Tiện thực hiện. Nhưng trên thực tế thì lưỡi cắt
thực để tạo nên bề mặt gia công lại không phải là mũi nhọn lý thuyết của dao mà
do mũi dao với bán kính lưỡi cắt của nó phụ thuộc vào phương chuyển động của
dao Tiện.
Điểm cắt thực
Mũi dao lý thuyết
Mũi dao
lý thuyết
HÌnh 24: Điểm cắt thực phụ thuộc vào hướng gia công
Đường bao
lập trình
Biên dạng do chạy dao
không hiệu chỉnh
Hình 25: Biên dạng lập trình với đường gia công không hiệu chỉnh
Dao tiện và sự
hiệu chỉnh R dao
Modul III Tr. 19
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001

N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Dao tiện và sự
hiệu chỉnh R dao
Hình 26: Biên dạng gia công với sự hiệu chỉnh bán kính mũi dao
và quỹ đạo tâm mũi dao
: Qũy đạo tâm mũi dao
M: Tâm mũi dao
Modul III Tr. 20
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001N.Q.Đ / 02 - 2001
N.Q.Đ / 02 - 2001
KỸ THUẬT TIỆN CNC
với MTS TopTURN
Phần 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM