Home / Công nghệ CNC / Phay CNC / MÔ PHỎNG GIA CÔNG VỚI NX

MÔ PHỎNG GIA CÔNG VỚI NX


1.Bắt đầu với Module gia công (Manufacturing Module) :
Trước khi xuất một chi tiết từ môi trường CAD sang môi trường CAM thì cần một vài bước chuẩn bị. Thông qua chương này, chúng ta sẽ thực hành với một trong các chi tiết đã tạo trong các bài tập trước. Lưu ý, tất cả các đơn vị sẽ được tính theo milimet.
Trước khi bắt đầu, bạn nên vào phần CAM Express. Để thực hiện việc này, vào menu Roles trên thanh Resource Bar và click vào INDUSTRY SPECIFIC.


1.1.1.Tạo phôi :
Sau khi thiết khế xong chi tiết, bạn nên chọn sơ bộ kích thước và hình dạng cho phôi để sau này đưa vào máy gia công. Dữ liệu này sẽ được nhập vào trong phần mềm NX5. Có thể thực hiện việc tạo phôi bằng hai phương pháp : cách thứ nhất, ta có thể tạo và nhập phôi cùng với chi tiết trong cùng một file CAD (lưu ý phôi và chi tiết là hai khối độc lập, không dính nhau); cách thứ hai, ta có thể để cho phần mềm tự động tính toán và tạo phôi dựa trên các kích thước của chi tiết. Phương pháp sau cho phép tạo phôi một cách nhanh chóng nhưng chỉ thích hợp cho các hình dạng kiểu lăng trụ.
ØMở file ‘Die_cavity.prt’ của bài tập trong bài 6 (phần bài tập modeling và assembly)
ØClick START → MODELING
ØTạo phôi với các kích thước được cho dưới đây :
Length = 150 mm
Width = 100 mm
Height = 80 mm
Dùng chức năng Point Constructor (biểu tượng bên dưới) :


Đặt vị trí phôi ở tọa độ (-75, -50, -80).


Ta thấy phôi che mất toàn bộ chi tiết, để có thể nhìn thấy được chi tiết ta phải thay đổi tính chất hiển thị của phôi như sau :
ØClick biểu tượng EDIT OBJECT DIPLAY trên thanh công cụ sau :

 


ØDi chuyển chuột và chọn phôi
ØClick OK
ØKhi cửa sổ EDIT OBJECT DIPLAY hiện ra, ta thay đổi thông số Translucency sang 50
ØClick OK
Để ẩn khối ta vừa tạo đi, click phải chuột vào khối đó trong phần Part Navigator. Việc này sẽ làm ẩn đi phôi ta vừa tạo. có thể dùng tổ hợp phím tắt <Ctrl> + <Shift> + B.
1.1.2.Thiết lập môi trường gia công :
ØChọn START → MANUFACTURING
Cửa sổ Machining Enviroment hiện ra. Trong cửa sổ này có rất nhiều tùy chọn có sẵn cho từng phương pháp gia công cụ thể. Ở đây ta chỉ quan tâm đến nguyên công phay.


ØTrong phần CAM Session Configuration, chọn cam_general và trong phần CAM Setup ta chọn mill_contour.
ØClick INITIALIZE


1.1.3.Operation Navigator :
Khi vào môi trường gia công, ta cần lưu ý bởi vì sẽ có nhiều sự thay đổi ở màn hình chữ đặc biệt là các biểu tượng chức năng.
ØClick vào tab OPERATION NAVIGATOR ở góc bên phải thanh RESOURCE BAR.
Operation Navigator cung cấp tất cả các thông tin về chương trình gia công, dụng cụ cắt, các phương pháp và chiến lược chạy dao.


Danh sách các chương trình có thể hiển thị theo 4 cách trên thanh Operation Navigator. Bốn cách hiển thị đó là : Program Order (thứ tự chương trình), Machine Tool (dao cụ), Geometry (biên dạng) và Machining Method (phương pháp gia công). Nếu bạn muốn hiển thị danh sách chương trình dưới dạng dao cụ, bạn có thể click vào biểu tượng tương ứng trên thanh công cụ sau :


1.4.Hệ tọa độ của máy (MCS) :
ØClick vào biểu tượng Geometry View trên thanh toolbar để cài đặt các thông số ban đầu cho việc lập trình.


ØTrên cửa sổ Operation Navigator, nhấp đúp vào MCS_MILL.


Một cửa sổ hiện ra cho phép bạn thiết lập hệ tọa độ MCS. Theo mặc định thì NX5 lấy gốc tọa độ của chi tiết WCS làm góc tọa độ của máy.
ØClick vào nút như trong hình. Hệ tọa độ của chi tiết sẽ được tô màu và sẽ được thiết lập là hệ tọa độ của máy MCS.
ØClick OK để chọn MCS
ØClick OK khi bạn xác định hướng và vị trí của MCS.


1.5.Định nghĩa biên dạng :

ØNhấp đúp vào WORKPIECE trên thanh Operation Navigator. Nếu bạn không thấy nó, bạn có thể click vào dấu cộng gần MCS_MILL.
Cửa sổ MILL_GEOM xuất hiện. Trong cửa sổ này ta có thể định nghĩa biên dạng của chi tiết, biên dạng của phôi, biên dạng để kiểm tra.
ØClick vào biểu tượng Part
ØChọn chi tiết và click OK
Tiếp theo ta chọn biên dạng của phôi :
ØClick vào biểu tượng phôi Blank


Cửa sổ Blank Geometry Window xuất hiện. Như đã đề cập ở trên, việc tạo phôi có thể được thực hiện bằng cách tạo khối hoặc để để cho phần mềm tự động tính toán tạo phôi theo các kích thước chi tiết. Ở trên ta đã tạo một khối hình chữ nhật, do đó ta sẽ dùng nó để làm phôi. Nhớ rằng khối này đang được ẩn.

ØĐể hiển thị lại phôi thì ta dùng tổ hợp phím <Ctrl> + <Shift> + B.
ØTrong cửa sổ Blank Geometry, chú ý rằng nút Geometry phải được chọn.
ØMở lại biên dạng chi tiết bằng cách nhấn tổ hợp phím <Ctrl> + <Shift> + B.
ØClick OK trong hộp thoại MILL_GEOM.
Bây giờ chúng ta đã định nghĩa xong biên dạng của phôi và chi tiết. Đôi khi cần phải định nghĩa biên dạng kiểm tra (Check Geometry). Chức năng này thường dùng cho các chi tiết phức tạp hoặc dùng cho gia công trên máy phay CNC 5 trục khi mà sẽ có nhiều va chạm giữa dao và đồ gá xảy ra. Trong trường hợp này của chúng ta thì việc định nghĩa biên dạng kiểm tra không quan trọng lắm.


2.Tạo nguyên công và thiết lập các thông số công nghệ :
2.1.Tạo nguyên công mới :
Có rất nhiều kiểu chiến lược chạy dao khác nhau khi lập trình và nó đòi hỏi bạn phải có kinh nghiệm để lựa chọn chiến lược thích hợp nhất. Sau đây là hướng dẫn cho cách lập trình một số chiến lược chạy dao thông thường. Chương này cũng tập trung vào các thông số quan trọng khi lập trình để đạt hiệu quả cao.
ØClick vào biểu tượng Create Operation trên thanh toolbar sau :


ØChắc chắn rằng Type of Operation là mill_contour
Có rất nhiều kiểu khác ngoài Mill-Contour như Cavity Mill, Z-Level, Follow Cavity, Follow Core, Fixed Contour … mỗi loại được dùng cho từng trường hợp khác nhau và tùy thuộc vào loại chi tiết cần gia công. Như đã đề cập ở trên, việc chọn kiểu chạy dao này tùy thuộc vào kinh nghiệm của bạn.
ØClick biểu tượng CAVITY_MILL như hình bên cạnh :


ØThay đổi NC_PROGRAM thành PROGRAM
Ø Đổi Use Geometry sang WORKPIECE
Ø Mặc định tên chương trình là CAVITY_MILL
Ø Click OK
Trong cửa sổ này ta có thể thiết lập toàn bộ các thông số của chương trình. Mỗi thông số quan trọng đều có chú thích và các thuật ngữ sử dụng sẽ được giải thích một cách rõ ràng.
2.2.Lựa chọn và tạo dụng cụ cắt :
Một trong các công việc quan trọng là việc lựa chọn hình dạng và kích thước của dụng cụ cắt khi gia công. Trước khi bắt đầu thiết lập các thông số của dụng cụ cắt bạn cần phải biết rõ về các loại dụng cụ cắt cũng như đặc tính của từng loại. Các loại dao phay được phân thành 3 loại chính. Một điều quan trọng nữa khi lựa chọn dao là ta phải quan tâm tới hình dáng, kích thước và biên dạng của chi tiết gia công. Ví dụ, khi gia công hốc với bán kính 5 mm thì ta nên sử dụng dao có đường kính từ 10 mm trở xuống nếu không nó sẽ cắt lẹm vào chi tiết gây ra sai số khi gia công. Sau đây là một số dạng dao đặc biệt có sẵn trên thị trường đã được sản xuất phù hợp với nguyên công của chúng ta :
Flat End Mill Cutters:
Các loại dao này có lưỡi cắt ở phần cuối của lưỡi cắt (hình vẽ). Ứng dụng của nó là dùng để gia công tinh các chi tiết có góc sắc cạnh.


Ball End Mill:
Dao này có bán kính góc dao bằng một nữa so với đường kính thân dao, có dạng đầu tròn, được dùng cho các nguyên công thô hoặc tinh hoặc các bề mặt có biên dạng tự do.


Bull Nose Cutters:
Dao loại này có bán kính nhỏ, thường được dùng trong các nguyên công thô, bán tinh và tinh đối với các mặt nghiêng và côn.


Dao chúng ta sẽ sử dụng là dao BUEM12X1 (Bullnose End Mill đường kính 12 mm và bán kính góc dao là 1mm).
ØTrong hộp thoại CAVITY_MILL, chọn Create New trong TOOL.
ØClick NEW
ØTrong cửa sổ New Tool, chọn biểu tượng Mill
Ø Nhập BUEM12X1 vào Name và click OK


Một hộp thoại khác mở ra cho phép ta thiết lập các thông số của dao. Ta cũng có thể chọn các dao từ thư viện của NX.
ØNhập các thông số dao như trong hình :


ØClick OK
ØTrong menu CAVITY_MILL click vào tùy chọn Path Settings

1.2.3.Thiết lập đường chạy dao :
Có nhiều cách thiết lập đường chạy dao, một ví dụ cụ thể sau :


– Zig -Zag : thực hiện đường chạy dao kiểu zig zag. Ưu điểm của của kiểu chạy dao này là tiết kiệm được khoảng thời gian chạy dao không.
– Zig : thực hiện đường chạy dao thẳng theo một chiều nhất định.
– Zig with contour : thực hiện đường chạy dao thẳng theo biên dạng của chi tiết.
– Follow Periphery: thực hiện đường chạy dao theo hình dạng chu vi của chi tiết. Trong bài tập của chúng ta, biên dạng chu vi của chi tiết là hình chữ nhật nên đường chạy dao được thiết lập từ ngoài vào trong theo lượng chạy dao ngang (Stepover). Kiểu chạy dao này thường dùng cho gia công các phần lồi hơn là gia công hốc.
– Trochoidal: thực hiện đường chạy dao theo kiểu xicloit. Dao cắt lớn để gia công được nhiều kim loại. Chiều sâu cắt lớn.
– Follow Part: đây là chiến lược chạy dao tối ưu nhất. Đường chạy dao được điều khiển bằng tay theo biên dạng của chi tiết. Nếu trên một chi tiết có các hốc và phần lồi, phần mềm sẽ tự động tính toán để lựa chọn ra đường chạy dao tối ưu nhất. thường sử dụng nhiều cho gia công thô.
– Profile: chỉ thực hiện đường chạy dao theo profile của biên dạng chi tiết. Thường sử dụng gia công tinh và bán tinh.
ØTrong bài tập của chúng ta, chi tiết có cả phần lồi và phần hốc. Vì vậy ta chọn kiểu chạy dao Follow Part từ menu Cut Pattern.
1.2.4.Lượng dịch dao ngang (Stepover) và chiều cao (Scallop height) :
Lượng dịch dao ngang :
Đây là khoảng cách giữa hai đường chuyển giao kế tiếp nhau khi phay. Giá trị này có thể điểu chỉnh như hằng số hoặc theo đường kính của dao. Vì vậy, giá trị lượng dịch dao ngang không được lớn hơn đường kính của dao. Nếu lớn hơn thì sau khi gia công sẽ để lại lượng vật liệu thừa giữa mỗi lần chuyển giao. Giá trị này có thể thể điều chỉnh tùy thuộc vào các thông số lien quan khác như : Constant (hằng số), Scallop, Tool Diameter (đường kính dao). Ví dụ, Constant yêu cầu ta cần phải nhập khoảng cách tới đường chuyển giao kế tiếp.


Scallop Height:
Scallop Height điều khiển khoảng cách giữa các đường chuyển giao song song nhau sao cho phù hợp với chiều cao lớn nhất của của phần vật liệu thừa (scallop). Điều này phụ thuộc vào việc định nghĩa dao và độ cong của bề mặt chi tiết. Scallop cho phép hệ thống tính toán lượng dịch dao ngang tùy thuộc vào chiều cao scallop mà ta nhập vào.


ØTrong Step-over, chọn TOOL DIAMETER và thay đổi Percent thành 70.


1.2.5.Chiều sâu trên một lần cắt (Depth per cut) :
Đây là giá trị chiều sâu mỗi lớp cắt để chia chiều sâu cắt ra thành nhiều lớp và dao cắt theo biên dạng ở mỗi lớp cắt. Giá trị chiều sâu cắt có thể điều chỉnh cho mỗi lớp. Các lớp cắt là các mặt phẳng nằm ngang song song với mặt phẳng XY. Nếu ta không định nghĩa, phần mềm sẽ tự động tính toán dựa trên toàn bộ chi tiết và các vùng gia công.
ØThay đổi giá trị Global Depth per Cut thành 0.5
Bây giờ chúng ta sẽ them vào các lớp, có nghĩa là chia chi tiết thành các lớp dọc theo trục Z.
ØClick CUT LEVELS như hình bên dưới


Trong hộp thoại Cut levels có một mũi tên có thể di chuyển lên hoặc xuống, nó có tác dụng chỉ cho ta biết vị trí của các lớp các. Chúng ta sẽ không gia công tới mặt phẳng đáy của chi tiết mà chỉ gia công tới mặt cách mặt trên cùng 40 mm. vì thế chúng ta phải xóa lớp cuối cùng này.
ØDi chuyển mũi tên đến khi đạt được Range Depth là 80 mm.
ØClick vào biểu tưởng delete để xóa lớp này.
ØChọn OK


1.2.6.Các thông số cắt :
ØTrên cửa sổ các thông số ta chọn CUTTING PARAMETERS


ØDưới tab Strategy, ta đổi Cut Order (thứ tự cắt) từ Level First (cắt theo lớp trước) thành DEPTH FIRST (cắt theo chiều sâu trước).


Thay đổi thứ tự cắt ra lệnh cho phần mềm tính toán đường chạy dao để gia công tạo thành một phần lồi (giống hình hòn đảo) với đáy là chiều sâu lớn nhất, sau đó dao mới nâng lên và gia công lớp khác. Việc lựa chọn cắt theo chiều sâu trước cho phép giảm được thời gian chạy dao không (khoảng thời gian để nâng dao lên và tiến dao xuống để gia công lớp kế tiếp nếu ta gia công theo lớp trước).
ØChọn tab Stock
ØThay đổi giá trị Part Side Stock thành 0.5
Giá trị này là giá trị cho phép tính từ mỗi cạnh của chi tiết. nếu bạn muốn thêm các giá trị khác tới các mặt đáy (hoặc các mặt phẳng nằm ngang), có thể bỏ dấu kiểm ở dòng Use Floor Same As Side và nhập giá trị mới vào Part Floor Stock.
ØChọn OK
1.2.7.Thiết lập vùng tránh (Avoidance) :
ØChọn NON CUTTING MOVES
ØChọn tab AVOIDANCE
Cửa sổ này cho phép ta chọn nhiều điểm cần tránh như điểm bắt đầu (Start Point), điểm về home (Go Home Point)… Theo đó, chúng ta sẽ sử dụng 3 điểm sau :
From Point:
Đây là điểm bắt đầu thực hiện lệnh thay dao. Giá trị thường từ 50 đến 100 mm tính từ mặt Z = 0 để đảm bảo an toàn khi thay dao tự động – Automatic Tool Changer (ATC).
ØClick FROM POINT
ØChọn SPECIFY
ØTừ Point Constructor, nhập tọa độ XC, YC và ZC là (0, 0, 50)
ØChọn OK
ØChọn OK một lần nữa để trờ về cửa sổ Avoidance.

 


Start Point :
Đây là điểm bắt đầu và kết thúc chương trình gia công. Giá trị cũng thường từ 50 đến 100 mm tính từ mặt Z = 0 để đảm bảo an toàn. Đây cũng là điểm để người vận hành máy kiểm tra độ cao của dao trên trục chính so với mặt Z = 0, nó có ý nghĩa để ta kiểm tra thông số offset dao khi nhập vào máy.
ØClick START POINT
ØChọn SPECIFY
ØNhập tọa độ (0, 0, 50) trong Point Constructor
ØClick OK


Clearance Plane :
Đây là mặt phẳng lùi dao trước khi dao tiếp tục gia công vùng kế tiếp. Đôi khi mặt phẳng này trùng với mặt phẳng gia công trước đó. Mặt phẳng lùi dao nên cách mặt trên của phôi hoặc đồ gá ít nhất 2 mm để tránh sự va chạm xảy ra khi dao di chuyển.
ØClick TRANSFER/RAPID


ØChọn PLANE trong CLEARANCE OPTION
ØNhập giá trị Offset là 3 trong cửa sổ Plane
ØClick biểu tượng mặt phẳng XY dưới đáy cửa sổ
ØClick OK hai lần để quay về cửa sổ thông số.


1.2.8. Thiết lập tốc độ và lượng chạy dao :
Chọn FEEDS AND SPEEDS để nhập các thông số tốc độ và lượng chạy dao.


Speed :
Tốc độ thường được tính theo số vòng quay của trục chính trong một phút (rpm). Tuy nhiên, theo quan điểm công nghệ thì tốc độ đó thường là vận tốc cắt của dao, đó là vận tốc dài của mũi dao. Các thông số ảnh hưởng đến vận tốc này gồm tốc độ quay của trục chính và đường kính của dao.
ØNhập giá trị của Spindle Speed là 4500 rpm


Đối với Surface Speed (tốc độ di chuyển trên bề mặt) và Feed per Tooth (lượng ăn dao răng), bạn nên chọn các thông số theo nhà sản xuất dụng cụ cắt. Khi nhập các giá trị này thì phần mềm sẽ tự động tính toán tốc độ cắt và tốc độ quay của trục chính. Bạn cũng có thể nhập các giá trị của mình cho chúng.
Feeds :
Có rất nhiều lượng chạy dao trong một chương trình. Điều quan trọng nhất là lượng ăn dao. Đây là lượng chạy dao mà khi này dao thật sự cắt chi tiết, là vận tốc dài khi dao chuyển động tương đối so với bàn máy.
Các lượng chạy dao khác ta có thể lựa chọn. Một vài hệ điều khiển máy dùng các tốc độ mặc định của nó khi lùi hoặc di chuyển dao. Thậm chí khi ta không nhập các thông số cho các lượng chạy dao khác thì cũng không có vấn đề gì xảy ra. Một vài hệ điều khiển khác có thể tìm lượng chạy dao trong chương trình, có thể nhỏ hơn một chút so với lượng chạy dao tối đa của máy.


ØĐối với bài tập này ta nhập giá trị các thông số như hình và đảm bảo giá trị của Cut là 1200 mmpm
ØClick OK
1.3.Tạo và mô phỏng chương trình gia công :
1.3.1.Tạo chương trình gia công :
Sau khi đã nhập tất cả các thông số cho một chương trình thì ta xuất chương trình gia công :
ØClick biểu tượng Generate


Bạn có thể theo dõi phần mềm phân tích và chia chi tiết ra thành nhiều lớp và tạo đường chạy dao cho mỗi lớp. Mỗi đường màu khác nhau có một chức năng khác nhau.


Trong khi tạo chương trình bạn sẽ được hỏi với cửa sổ Display Parameters
ØBỏ chọn Pause After Each Path
ØClick OK để xem các lớp cắt và đường chạy dao
ØSau khi xuất chương trình, click OK.


1.3.2.Hiển thị đường chạy dao :
Khi bạn muốn xem toàn bộ đường chạy dao của chương trình, click phải vào chương trình trong Operation Navigator và click Replay.


Bây giờ bạn có thể quan sát kế bên chương trình trong thanh Operation Navigator có một dấu chấm than màu vàng. Điều đó có nghĩa là chương trình đã được tạo thành công nhưng vẫn chưa được xử lý. Nếu có bất kỳ sự thay đổi nào của chi tiết thì sẽ có thêm một dấu chấm đỏ kế nó. Điều này có nghĩa là ta phải tạo lại chương trình. Tuy nhiên, ở đây ta không cần phải thay đổi bất kì thông số nào của chương trình.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *