Đồ Án Tốt Nghiệp
MỤC LỤCGVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 1
Đồ Án Tốt Nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
CAD: Computer Aided Design
CAM: Computer Aided Manufacturing
CNC: Computer Numerical Control
EDM: Electrical Discharge Machine
CMM: Coordinate Measuring Machine
QTCN: Quy trình công nghệ
WEDM: Wire EDMGVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 2
Đồ Án Tốt Nghiệp
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM-CNC
1.1 Lịch sử phát triển CAD/CAM
Lịch sử phát triển của CAD/CAM gắn liền với sự phát triển của công nghệ
máy tính và kỹ thuật đồ họa tương tác. Cuối năm 1950 CAD/CAM đã có những
bước phát triển đáng kể, khởi đầu có thể nói là tại viện công nghệ Massachusetts
(MIT) với ngôn ngữ lập trình cho máy tính APT (Automatically Programmed
Tools). Mục đích của APT là để lập trình cho máy điều khiển số, nó được coi như là
một bước đột phá để tự động hóa quá trình sản xuất.
Những năm 1960 đến 1970 CAD tiếp tục phát triển mạnh, hệ thống CAD
có tên là TURNKEY được thương mại hóa, đây là một hệ thống hoàn chỉnh bao
gồm phần cứng, phần mềm, bảo trì và đào tạo, hệ thống này được thiết kế chạy trên
máy tính có bộ nhớ khổng lồ và máy tính loại nhỏ.Tuy nhiên khả năng xử lý thông
- Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình,
- Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ liệu,
- Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và qui
trình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm - lập bản vẽ chi tiết
- tạo mẫu chép hình - phay chép hình.
b, Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM.
Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thành tựu của
công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh
hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế và gia công tạo hình:
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 4
Đồ Án Tốt Nghiệp
Hình 1.2: Quy trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM
- Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp của máy vi
tính.
- Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy
mẫu 3D.
- Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ
trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới.
- Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM). Về công
nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công
nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học. Kết quả
là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình
học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia công điều khiển số. Mặt
khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công
thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh). Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các
khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống
được khắc phục vì rằng:
• Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn.
• Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể.
• Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia công tạo hình.
thiết. Chính vì lý do đó, tôi mạnh dạn nghiên cứu khai thác phần mềm ESPRIT để hỗ
trợ cho việc lập trình gia công trên các máy phay CNC đa trục và chọn đề tài nghiên
cứu: “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ESPRIT ĐỂ GIA CÔNG CÁC
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 6
Đồ Án Tốt Nghiệp
BỀ MẶT CONG PHỨC TẠP”
1.6: Mục đích chọn đề tài
Mục tiêu chính của đề tài này bao gồm:
- Nghiên cứu xây dựng các bề mặt 3D trên phần mềm ESPRIT.
- Nghiên cứu khai thác các ứng dụng của phần mềm ESPRIT vào việc lập trình gia
công tự động các chi tiết có độ phức tạp cao trên các máy CNC.
- Nghiên cứu việc kết xuất chương trình gia công nhằm điều khiển các máy phay
CNC.
- Xây dựng các bài thực hành mẫu trên phần mềm ESPRIT nhằm gia công các công
đoạn khác nhau của một số chi tiết có hình dạng phức tạp phục vụ công tác đào tạo tại
Trường Cao Đẳng Nghề Bách Khoa Hà Nội, cũng như trường cao đẳng, đại học trong
cả nước.
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 7
Đồ Án Tốt Nghiệp
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆUPHẦN MỀM ESPRIT
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM ESPRIT
- Esprit là một phần mềm CAM , có khả năng mạnh về mô phỏng toàn bộ quá
trình gia công như Phay, tiện, Gia công cắt dây Có khả năng mô phỏng phay từ 2
đến 5 trục, tiện từ 2-22 trục. Esprit có thể gia công được các bề mặt dưới dạng surface,
khối và dưới dạng khung dây.
1.1. Giao diện chính và cách khởi tạo phần mềm ESPRIT
Khởi động chương trình nhấp đúp vào biểu tượng trên màn hình. Hoặc vào:
C:\ProgramFiles\D.P.Technology\ESPRIT\Prog\esprit.exe. Màn hình khởi tạo chương
trình có giao diện như trên Hình 2.1
Chọn Edit Work Plane xuất hiện thanh công cụ với các
chức năng hiệu chỉnh.
+ Công cụ Edit
-Work Plane : sẽ làm xuất hiện các thanh công cụ có tác dụng dịch chuyển các
trục tọa độ UVW.
Với các công cụ này sẽ giúp chúng ta di chuyển hệ trục tọa độ để thiết lập các tọa độ
gia công.
Công Cụ Rotate : Giúp quay quanh trục U,V,W
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 10
Đồ Án Tốt Nghiệp
Trước Sau
Hình 2.4: Hiệu chỉnh mặt phẳng làm việc
2.1.3. Vẽ 2D
Bao gồm: +Vẽ điểm(Point)
+ Vẽ đoạn thẳng(Line)
+ Vẽ đường tròn(circle)
+ Vẽ Ellipse
+ Vẽ hình chữ nhật (Rectang)
+ Vẽ đa giác đều(Polygon)
2.1.4 Xây dựng các bề mặt 3D
Bao gồm:
+ Mặt cầu (Sphere)
+ Mặt nón (Cone)
+ Mặt trụ(Cylinder)
+ Mặt xuyến (Torus)
+ Dựng mặt tròn xoay (Rotated Surface)
+ Dựng mặt bằng phương pháp sweep (Normal Surface)
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 11
Đồ Án Tốt Nghiệp
2D), ta chỉ cần lập trình gia công chi tiết theo các phương pháp truyền thống (Solidmill
Traditional) các bước làm như sau:
3.1.1 Phay Mặt Phẳng ( Facing)
Để vào môi trường phay mặt phẳng ta vào Machining => SolidMill =>Facing
General : Phần chung
-Tool ID : Tên dụng cụ cắt.
- Full Clearane : đặt độ an toàn cao nhất.
-Clearance : Đặc độ cao chuẩn bị gia công.
- Cut speed : Vận tốc cắt
-Total Depth :Tổng chiều sâu cần gia công tính từ mặt chọn biên dạng
-Incremental Depth : Chiều sâu của từng lớp cắt
-Start Depth : Chiều sâu lớp cắt đầu tiên
Face : Các thông số của phay mặt phẳng
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 13
Đồ Án Tốt Nghiệp
-Strategy :Lựa chọn phương pháp cắt
+Zigzag: Chạy dao theo đường zigzag
+Climb : Phay thuận
+Conventional : Phay nghịch
- Optimal Cutting Angle :Tối ưu góc cắt.
+ Yes: Phần mềm esprit tự động tối ưu góc cắt.
+ No : Góc cắt được xác định theo ý của bạn
- Step Over % of Diameter : Bước dịch chuyển của hai đường chạy dao gần nhất.
- Overhang % of Tool : Khoảng cách của dụng cụ cắt và mép biên chi tiết.
- Machining Priority : Phần ưu tiên gia công
+Region : Ưu tiên chạy theo vùng
+ Z level : Ưu tiên gia công theo lớp
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 14
- Morph Move :Thiết lập kiểu ăn dao ngang
- Spiral Move: Chuyển động hình xoắn ốc
- Machining Priority : kiểu gia công theo vùng hoặc lớp
- Stock allowace Walls : Dung sai mặt bên của phôi khi gia công rãnh.
- Stock Allowace Floor :Dung sai bề mặt nền gia công.
- Altermate cut direction :Đảo chiều cắt
c) Rough
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 16
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Strategy :Lựa chọn phương pháp cắt
+ Climb : Phay thuận
+ Conventional : Phay nghịch
- Step Over % of Diameter : Bước dịch chuyển của hai đường chạy dao gần nhất.
3.1.3 Phay Trochoidal Pocket:
Là phương pháp thay hốc thô, để vào phần phay này ta vào Machining =>SolidMill
=> Trochoidal Pocket.
a) General : Thiết lập chung
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 17
Đồ Án Tốt Nghiệp
- Tool ID : Lựa chọn dao gia công.
- Full Clearane : đặt độ an toàn cao nhất.
- Clearance : Đặc độ cao chuẩn bị gia công.
- Return Plane : Mặt phẳng quay lại
- Total Depth :Tổng chiều sâu cần gia công tính từ mặt chọn biên dạng
- Incremental Depth : Chiều sâu của từng lớp cắt
- Cut speed : Vận tốc cắt
- XY Feedrate : Bước tiến trên mặt phẳng XOY
- Z Feedrate : Bước tiến trên Trục Z.
b) Common : Thiết lập chế độ cắt.
- Lead out type : Lựa chọn kiểu chuyển dao ra mặt XOY
- Start Overcut , End Overcut : phần trăm an toàn của khoảng vào và ra.
- Tool Blend :Lựa chọn kiểu vê phần góc chuyển tiếp.
- Blend Radius : bán kính góc chuyển tiếp.
- Island Collision Check : lựa chọn bỏ hoặc gia công phần đảo .
c) Rgh & Fin : lựa chọn kiểu chạy dao
- Cuting Strategy : Lựa chọn kiểu phay thuận hoặc nghịch
- Process Order : Lựa chọn chạy dao theo chiều sâu or chiều rộng
- Stock Allowance Walls :lượng dư mặt bên của phôi trong lần gia công
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 22
Đồ Án Tốt Nghiệp
3.1.5 Phay Phần Dư ( Rest Machining)
Click Machining/ SolidMill traditional/ Rest Machining
Khi đã có một chi tiết gia công hệ thống sẽ hiện ra bảng sau:
a) General (phần thiết lập chung)
Tool ID : lựa chọn dao gia công.
Trong mục Clearance (khai báo)
Full Clearance: Cao độ an toàn của dao.
Clearance: Cao độ (an toàn) chuẩn bị gia công.
Return Plane: trở lại mặt phẳng.
Retract Plane: rút lại mặt phẳng.
Phần Feeds and Speeds
Use Feed and Speed KB: dử dụng nguồn cung cấp dữ liệu và tốc độ KB.
Cut speed RPM, SPM: chọn tốc độ cắt vòng/phút, met / phút.
Type of cut: loại gia công cắt
X, Y feed rate PM, PT: thiết lập bước tiến dao trên mặt phẳng XY
Z feed rate PM, PT : thiết lập bước tiến dao theo hướng trục chính( hướng Z)
Max feed rate PM, PT : lượng dịch chuyển lớn nhất (so với các thông số vừa lựa trọn
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 23
Luôn để ở chế độ min cutting time: thời gian cắt nhỏ nhất.
GVHD: Th.s Bùi Long Vịnh Trang 25
Copyright: Tài liệu đại học ©