1LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi cam đoan những nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là do chúng
tôi tự nghiên cứu và xây dựng dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Văn
Tường, không sao chép tài liệu của bất kì cá nhân hay tổ chức nào. Nếu vi phạm
bản quyền của tác giả nào chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.

Nha Trang, ngày 2 tháng 1 năm 2011
Sinh viên thực hiện
1. Nguyễn Đăng Bình
2. Đỗ Văn Học

1.3.2 Lựa chọn phần mềm mô phỏng gia công 23
CHƯƠNG 2: TẠO MÔ HÌNH LẮP RÁP CAD 3D CỦA MÁY 26
2.1. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC TẠO MÔ HÌNH 26
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO MÔ HÌNH 26
2.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 27
2.3.1 Xác định các chi tiết thành phần 27
2.3.2 Xác định hệ tọa độ chung 28
2.3.3 Đo đạc kích thước các chi tiết thành phần 28
2.3.3.1 Kích thước bàn X 28
2.3.3.2 Kích thước bàn Y 29
2.3.3.3 Kích thước bàn Z 30
2.3.3.4 Kích thước bệ máy 30
2.3.3.5 Kích thước trục chính 31
2.3.3.6 Kích thước vỏ máy 31
2.3.3.7 Kích thước đế máy 32 32.4. XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH 3D BẰNG PRO/ENGINEER 4.0 VÀ
XUẤT SANG FILE STL 32
2.4.1 Xây dựng mô hình bàn X 32
2.4.2 Xây dựng mô hình bàn Y 33
2.4.3 Xây dựng mô hình bàn Z 34
2.4.4 Xây dựng mô hình trục chính 35
2.4.5 Xây dựng mô hình bệ máy 36
2.4.6 Xây dựng mô hình đế máy 37
2.4.7 Xây dựng mô hình vỏ máy 38
2.5.8 Xây dựng mô hình mâm chứa dao 39

3.2.2.3 Tạo gốc tọa độ gia công 53
3.2.3 Thiết lập nguyên công 54
3.2.3.1 Chọn máy CNC 54 43.2.3.2 Xác định gốc tọa độ gia công 54
3.2.3.3 Xác định mặt phẳng Retract 54
3.2.4 Thiết lập các bước công nghệ 55
3.2.4.1 Thiết lập các thông số cho quá trình phay phá mặt trên của phôi 55
3.2.4.2 Thiết lập các thông số cho quá trình gia công đường biên 56
3.2.4.3 Thiết lập các thông số cho quá trình gia công túi rỗng 58
3.2.4.4 Thiết lập các thông số cho quá trình gia công các lỗ 59
3.2.5 Mô phỏng toàn bộ chương trình 62
CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH HẬU XỬ LÝ 63
4.1 TẠO OPTION FILE MỚI 64
4.1.1 Mở File gia công. 64
4.1.2 Mở cửa sổ Options 64
4.1.3 Gọi Modul Gpost 64
4.1.4 Mở cửa sổ Option File Generator 65
4.1.5 Tạo một File mới 65
4.1.6 Tạo máy phay 65
4.1.7 Xác định tên cho Option file là uncx01.p01 66
4.1.8 Xác định dạng khởi tạo 66
4.1.9 Đặt tên cho Option File 67
4.1.10 Thiết lập máy phay 3 trục 67
4.1.11 Lưu option File 67
4.2. HIỆU CHỈNH CÁC THIẾT LẬP CHO FILE OPTION. 68

4.6.3 Thiết lập tốc độ trục chính lớn nhất và nhỏ nhất 82
4.6.4 Thiết lập bán kính lớn nhất sẽ được xuất ra trong tập file 82
4.7 Lưu các thiết lập 82
4.8 XUẤT CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG 83
CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG GIA CÔNG TRÊN MÁY 86
5.1 KHỞI ĐỘNG VERICUT 6.2 86
5.2 THÊM MÔ HÌNH FIXTURE 86
5.3 THÊM MÔ HÌNH “ STOCK ” 87
5.4 THÊM MÔ HÌNH “ TOOL ” 88
5.5 TẢI CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG NC PROGRAM 88
5.6 XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ GIA CÔNG 89
5.7 CHẠY THỬ 92
5.8 LƯU FILE 93
5.9 KIỂM TRA LỖI 93
5.9.1 Kiểm tra lỗi gia công 93
5.9.2 Kiểm tra tình trạng gia công 96
5.9.3 Cách tìm các lỗi xuất hiện 98
5.9.4 Kiếm tra va chạm với các bộ phận của máy 99
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 104
6.1 KẾT LUẬN 104
6.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
7DANH MỤC CÁC BẢNG TÊN BẢNG TRANG
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy Bridgeport VMC
2216 XV.
14
Bảng 3.1. Thông số gia công phay mặt trên của phôi. 55
Bảng 3.2. Thông số gia công đường biên. 57
Bảng 3.3. Thông số gia công túi rỗng. 59
Bảng 3.4. Thông số gia công lỗ Ø 10. 60
Bảng 4.1. Các lệnh di chuyển dao. 74
Bảng 4.2. Cấu trúc lệnh tốc độ trục chính. 76
Bảng 4.3. Cấu trúc lệnh chu trình phay. 78


Hình 1.6. Mặt cắt ngang sống trượt phẳng.

18
Hình 1.7. Mâm chứa dao máy Bridgeport VMC 2216 XV. 18
Hình 1.8. Tay kẹp và giữ dao trong mâm chứa dao kiểu Carousel
máy phay CNC Bridgeport.
19
Hình 1.9. Các kiểu chuôi dao tiêu chuẩn thường dùng cho các máy
phay CNC.
19
Hình 1.10. Hình dáng bên ngoài của điều khiển GE Fanuc 21i. 20
Hình 2.1. Tọa độ tham chiếu của máy CNC. 28
Hình 2.2. Kích thước bàn X. 29
Hình 2.3. Kích thước bàn Y. 29
Hình 2.4. Kích thước bàn Z. 30
Hình 2.5. Kích thước bệ máy. 30
Hình 2.6. Kích thước trục chính. 31
Hình 2.7. Kích thước vỏ máy. 31
Hình 2.8. Kích thước đế máy. 32
Hình 2.9 – 2.12. Các hình minh họa xây dựng mô hình bàn X. 33 9Hình 2.13 – 2.15. Các hình minh họa xây dựng mô hình bàn y. 34
Hình 2.16 – 2.19. Các hình minh họa xây dựng mô hình bàn Z 35
Hình 2.20 – 2.21. Các hình minh họa xây dựng mô hình trục chính. 36
Hình 2.22 – 2.25. Các hình minh họa xây dựng mô hình bệ máy. 36 - 37
Hình 2.26 – 2.27. Các hình minh họa xây dựng mô hình đế máy. 37
10Hình 5.23 – 5.26. Các hình minh họa kiểm va chạm với các bộ phận
của máy.
100 - 103


Sinh viên thực hiện
1. Nguyễn Đăng Bình
2. Đỗ Văn Học
12CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1 MÁY BRIDGEPORT VMC 2216 XV
1.1.1 Mô tả chung
Máy Bridgeport VMC 2216 XV là dòng máy phay CNC 3 trục được sản xuất
tại Mỹ. Máy này được trang bị cho bộ môn Chế tạo máy trường Đại học Nha Trang
nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo gia công CNC của Nhà trường. Về mặt kết cấu cơ
bản máy này cũng gồm đầy đủ các các bộ phận chính mà máy công cụ truyền thống.
Tuy nhiên nó có độ chính xác gia công cao hơn nhiều so với máy truyền thống nên
có một số đặc điểm cấu tạo riêng. Nó có bộ điều khiển bằng máy tính, có bàn phím
nhập dữ liệu và điều khiển máy, có màn hình hiển thị các thông tin và dữ liệu vào ra
cũng như các hình vẽ đồ họa và phần vận hành gia công trên máy. Hình dáng bên
ngoài và cấu tạo bên trong của máy được thể hiện trên hình 1.1 và và 1.2. Hình 1.1. Hình dáng bên ngoài máy phay CNC 3 trục Bridgeport VMC 2216 XV. 13
kg 341
Kích thước bao của máy WxDx
H (m)
2,5x2,6x2,46
Số rãnh chữ T của bàn máy 3
Dẫn động các trục Động cơ servo AC
Hệ điều khiển Fanuc 21i
Độ chính xác tính toán mm 0.001
Màn hình Tinh thể lỏng LCD đơn sắc
Thay dao tự động, số lượng dao mang tối đa cái 22
151.1.3 Một số bộ phận thuộc hệ thống cơ khí của máy
1.1.3.1 Khung máy
Khung máy làm chi tiết cơ sở để lắp tất cả các thiết bị và bộ phận khác lên nó
tạo thành máy hoàn chỉnh. Khung máy phải chịu tất cả các tải trọng tĩnh cũng như
động do tác động của lực cắt, do rung động trong quá trình cắt và do khối lượng của
các chi tiết và bộ phận lắp lên nó cũng như trọng lượng bản thân của nó. Do vậy
khung máy cần phải thỏa mãn hai yêu cầu chính sau nhằm đảm bảo độ chính xác
gia công của máy:
+ Phải đảm bảo đủ độ cứng vững.
+ Phải có khả năng chống và hấp thu rung động.
Với các lý do trên, khung máy được chế tạo bằng gang đúc, có hình khối
rỗng, nhiều gân chịu lực và có kết cấu vững chắc.
1.1.3.4 Sống trượt
Sống trượt có chức năng dẫn hướng chuyển động của bàn máy, xe dao, ụ trục
chính, ụ động…

Hình 1.6. Mặt cắt ngang sống trượt phẳng.
1.1.4 Hệ thống động lực
Hệ thống động lực trên máy là các động cơ điện dẫn động các hệ thống như
chạy dao, dịch chuyển bàn máy và trục chính. Động cơ được dùng cho máy
Bridgeport VMC 2216 XV là động cơ Servo AC.
1.1.5 Hệ thống thay dao và chuôi kẹp dao
Máy công cụ CNC có thể tự động thực hiện nhiều nguyên công khác nhau
một cách liên tục, mỗi nguyên công thường sử dụng một hay nhiều dao, vì vậy
chúng phải có khả năng tự động thay dao cắt thông qua sự điều khiển CNC. Đối với
máy phay CNC Bridgeport VMC 2216 XV sử dụng mâm chứa dao kiểu Carousel
có thể chứa tối đa 22 dao.

Hình 1.7. Mâm chứa dao máy Bridgeport VMC 2216 XV. 19
Hình 1.8. Tay kẹp và giữ dao trong mâm chứa dao kiểu
Carousel máy phay CNC Bridgeport.
Chuôi kẹp dao trên máy phay CNC có nhiều loại khác nhau và được tiêu
chuẩn hóa. Chuôi dao có phần côn để rút vào lỗ trục chính. Hai loại chuôi dao phổ
biến là loại có gờ kiểu CV và loại có gờ kiểu BT. Đầu dưới của chuôi dao có lỗ côn
để lắp san-ga là một bạc côn xẻ rãnh để kẹp chặt chuôi dao bằng lực ma sát khi ta
vặn đai ốc hãm bóp chặt san-ga. Đầu trên chuôi kẹp dao có một lỗ ren để lắp núm

21Tuy nhiên, hầu hết các loại máy móc thiết bị này đều hiện đại và đắt tiền.
Do tính phức tạp của việc lập trình gia công, gá lắp dao và chi tiết và hiệu chỉnh
dao, quá trình gia công có thể xảy ra các lỗi như dụng cụ di chuyển không theo ý
muốn, tạo ra phế phẩm hoặc xảy sự va chạm giữa dao với các bộ phận của máy và
đồ gá. Điều này rất nguy hiểm. Nếu xảy ra va chạm thì nhẹ cũng ảnh hưởng lớn đến
độ chính xác của máy, nặng hơn có thể sẽ làm hư máy và chúng ta cần nhiều thời
gian và tiền bạc để sửa chúng. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến các lỗi
trên là do sai sót trong quá trình lập trình gia công.
Từ thực tế trên cho thấy để giảm thiểu tối đa rủi ro trong sản xuất, cũng như
nâng cao năng suất gia công thì việc mô phỏng gia công (gia công ảo) trên máy có
vai trò vô cùng quan trọng. Tương tự, để việc học tập và giảng dạy gia công trên
máy CNC được thuận tiện và hiệu quả hơn thì việc áp dụng gia công ảo càng có ý
nghĩa thiết thực khi mà số lượng máy CNC ở hầu hết các cơ sở giáo dục là rất ít và
số lượng sinh viên lại lớn.
Việc thực hiện gia công ảo sẽ được tiến hành trên máy tính. Cấu hình các
máy tính cá nhân thông thường hiện nay đều đáp ứng được yêu cầu đồ họa của gia
công ảo. Như vậy với số lượng máy tính đủ lớn, mỗi học viên có thể tự trải nghiệm
gia công ảo trước khi được hướng dẫn gia công thật trên máy. Nhờ đó mà giảm tiêu
tốn thời gian cho việc kiểm tra chương trình và chạy thử trên máy, giảm áp lực cho
cơ sở đào tạo.
Gia công ảo cũng mô tả trực quan và sinh động các chuyển động y như thật
của hệ thống công nghệ. Do đó gia công ảo giúp quá trình truyền đạt từ người dạy
và người học được dễ dàng hơn. Thậm chí có thể sử dụng gia công ảo để giảng dạy
một số phần mà không thể thực hiện trong thực tế được ví dụ như có thể mô phỏng
xung đột xảy ra giữa dao và đồ gá trên máy tính nhưng nếu cho xung đột thật trên
máy CNC thật thì có thể gãy dao và hỏng máy.
1.2.2 Nhiện vụ của đề tài

phần mềm tiên phong trong thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong
lĩnh vực CAD/CAM.
- Pro/ENGINEER có một lợi thế là giá rẻ nên đã chiếm lĩnh các thị trường
hạng trung và cao.
- Hiện nay, số người sử dụng Pro/ENGINEER trên thế giới rất nhiều, kể cả ở
Việt Nam (chiếm trên 75%, theo khảo sát trên các diễn đàn về CAD/CAM) nên 23chúng ta sẽ có cơ hội học hỏi, trao đổi lẫn nhau những vấn đề liên quan đến
CAD/CAM với thế giới bên ngoài.
Phần mềm Pro/ENGINEER có các đặc điểm sau:
- Mô hình khối: Phần lớn các mô hình do Pro/ENGINEER tạo ra là ở dạng
khối, vì thế máy tính hiểu được đâu là đặc và đâu là rỗng. Dựa trên tính chất vật
liệu, mô hình có thể tích, khối lượng, diện tích và các đặc tính cơ học khác.
- Tính năng cơ sở: Việc xây dựng model giống như trong khi chế tạo, lúc
thêm vào lúc lấy đi vật liệu, phối hợp giữa chúng để tạo nên những chi tiết phức tạp.
- Thiết kế tham số: Pro/ENGINEER là phần mềm thiết kế mang tính tham số
hoàn toàn, nghĩa là khi xây dựng mô hình các kích thước được gán cho chi tiết, về
sau khi sữa chữa người thiết kế có thể thay đổi và cập nhật dễ dàng. Điều này đặc
biệt hữu ích khi lắp ráp, khi một chi tiết thay đổi thì tất cả sẽ thay đổi theo. Người
thiết kế cũng có thể thiết lập mối quan hệ giữa các chi tiết.
- Quan hệ cha con: Mối quan hệ cha con giữa các phần tử được hình thành
tự nhiên trong quá trình thiết kế. Khi dựng một phần tử mới ta phải dựa trên những
phần tử có trước, và nếu phần tử cha bị thay đổi thì các phần tử con cũng thay đổi
theo. Việc chọn phần tử nào làm cha có ý nghĩa quan trọng nói lên ý đồ thiết kế của
chúng ta.
- Tính liên kết: Tính liên kết giữa các modul của hệ thống được thể hiện ở

công một trục, nhiều trục, chuyển động chạy dao, thay dao, kiểm tra va chạm với đồ
gá, đầu dao, hình dạng dao cụ phức tạp, động học máy CNC…
- Nếu như các phần mềm CAM khác chỉ có thể mô phỏng chương trình gia
công trong lúc lập trình thì Vericut có khả năng làm được điều này ngay trên các
file G-Codes điều này có hai ưu điểm:
+ Thứ nhất, Vericut kiểm tra được chương trình gia công viết tay hoặc biên
dịch từ các phần mềm CAM bất kì.
+ Thứ hai, giúp việc kiểm tra các chương trình gia công chính xác hơn vì
ngoài việc mô phỏng như các phần mềm CAM khác, nó còn phát hiện được những
lỗi có thể phát sinh trong quá trình biên dịch.
- Ngoài mô phỏng, Vericut còn có những tính năng cao cấp khác để hỗ trợ
tốt nhất công việc gia công CNC nói riêng và toàn bộ quá trình sản xuất nói chung
như tối ưu hóa tốc độ chạy dao, so sánh chi tiết đã gia công với mẫu thiết kế, quản lí
quá trình gia công … 25 - Hãng PTC mua một số mô đun của Vericut và tích hợp chúng trong phần
mềm Pro/ENGINEER. Do đó, những người đã tiếp cận với Pro/ENGINEER đã
quen với giao diện và cách sử dụng một số lệnh cơ bản của Vericut.
- Cuối cùng, công ty TT DATA Việt Nam là đại diện của hãng CGTech về
phân phối, hỗ trợ sản phẩm VERICUT tại khu vực Đông Á. Do đó, sử dụng Vericut
sẽ có nhiều thuận lợi hơn nhờ có hỗ trợ kỹ thuật từ công ty này.