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 Trường 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.

Tda Series Turning CNC system.
- 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 độ 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. Phương 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.
2
- 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.
3
Chương 1

1.11.1. Lập trình bằng tay
Khi lập trình bằng tay, người lập trình căn cứ vào bản vẽ của
chi tiết để nhập các dữ liệu theo các từ lệnh từ bàn phím của máy vào
bộ nhớ. Như vậy việc lập trình bằng tay tốn nhiều thời gian, dễ nhầm
lẫn đặc biệt là đối với các chi tiết phức tạp. Do những nhược điểm như
vậy mà phương pháp lập trình bằng tay chỉ dùng cho các chi tiết đơn
giản hoặc để hiệu chỉnh những chương trình sẵn có. Lập trình bằng tay
4
đòi hỏi người lập trình ngoài việc làm chủ về phương pháp lập trình
còn phải có kiến thức toán học và công nghệ chế tạo máy.
1.11.2. Lập trình bằng máy
Lập trình bằng máy người lập trình mô tả hình dáng hình học
của chi tiết gia công, các quỹ đạo của dụng cụ cắt và các chức năng
của máy theo một ngôn ngữ mà máy có thể hiểu được. Lập trình bằng
máy có ưu điểm là không cần thực hiện các phép tính bằng tay, chỉ
cần truy cập một ít dữ liệu nhưng có thể sản sinh ra một lượng lớn các
dữ liệu cho những tính toán cần thiết, đồng thời hạn chế được các lỗi
lập trình.
Khi lập trình bằng máy thì máy tính phải có hai chương trình
tính toán đặc biệt sau :
- Chương trình xử lý (Processor)
- Chương trình hậu xử lý (Postprocessor)
Processor là chương trình phần mềm thực hiện các tính toán
hình học và công nghệ. Người ta gọi các dữ liệu của bộ chương trình
xử lý (processor) là CLD (Cutter Location Data), các dữ liệu này đưa
ra một giải pháp về gia công mà không phụ thuộc vào máy công cụ
CNC nào. CLD có nghĩa là các dữ liệu xác định vị trí dụng cụ cắt.
CLD chứa các lệnh ngắn gọn nhất và các mã trong đó không phối hợp
với hệ CNC nào.
Muốn dùng CLD cho một hệ CNC cụ thể phải dùng một

theo nhu cầu của khách hàng và bộ PLC tích hợp 8 bit, memory 16
MB.
- Giao tiếp dễ dàng, máy sử dụng ngôn ngữ ISO với cổng truyền dữ
liệu RS-232
6
Hình 3.1. Máy tiện CNC model
CK6132
2.1.2. Các thông số kỹ thuật của máy tiện CNC CK6132
2.2. Lập trình với hệ điều khiển GSK 980TDa series Turning CNC
System
2.2.1. Bảng điều khiển của máy tiện CNC GSK980Tda
2.2.2. Hệ trục tọa độ và các điểm chuẩn
2.2.3. Cấu trúc chương trình NC
Chương trình NC là một file chứa các lệnh điều khiển máy,
mỗi lệnh điều khiển một thao tác nào đó của máy. Các lệnh này được
viết bằng các mã quy định và sắp xếp theo một thứ tự để máy có thể
hiểu được khi nó làm việc. Trong máy có bộ điều khiển, nó đọc được
các lệnh theo thứ tự để thực hiện quá trình gia công.
Một câu lệnh theo hệ GSK TDa được viết như sau :
N….G…X(U)…Y…Z(W)…I…K…R…Q…A…B…H…F…S…T…
M…
Trong đó :
O : Bắt đầu số thứ tự của chương trình ( ví dụ O0001)
N : Số thứ tự của câu lệnh
G : Mã điều khiển
X, Y, Z- toạ độ tuyệt đối theo các trục
U : Tọa độ tương đối theo trục X
W : Tọa độ tương đối theo trục Z
I : Giá trị tương đối từ điểm tâm cung đến điểm đầu của cung tròn theo
trục X

đồng hồ (CCW)
11 G10 Mở dữ liệu đầu vào
12 G11 Đóng dữ liệu đầu vào
13 G20 Kích thước đầu vào theo đơn vị inch
14 G21 Kích thước đầu vào theo đơn vị mét
15 G28 Giới hạn không gian làm việc của máy
16 G30 Giới hạn không gian làm việc của máy thứ 2
nd
,
3
rd
,
4
th
17 G31 Bỏ qua câu lệnh
18 G32 Tiện ren với bước không đổi G32
19 G33 Chu trình ta rô ren theo Z
20 G34 Tiện ren với bước ren thay đổi
21 G36 Tự động bù dao theo trục X
22 G37 Tự động bù dao theo trục Z
23 G40 Huỷ bỏ hiệu chỉnh kích thước dao
24 G41 Hiệu chỉnh dao ở bên trái contour của chi tiết
25 G42 Hiệu chỉnh dao ở bên phải contour của chi tiết
26 G50 Cài đặt hệ toạ độ
27 G65 Chương trình Marco (chương trình con)
8
28 G70 Chu trình tiện tinh
29 G71 Chu trình tiện thô hướng trục
30 G72 Chu trình tiện thô hướng kính
31 G73 Chu trình tiện thô theo biên dạng

* M11 : Dịch chuyển chống tâm về phía sau.
* M12 : Đóng mâm kẹp.
* M13: Mở mâm kẹp.
9
* M30: Kết thúc chương trình khi đó tất cả động cơ dừng lại và hệ
điều khiển quay về vị trí ban đầu.
* M32: Mở dung dịch bôi trơn máy.
* M33: Đóng dung dịch bôi trơn máy.
* M41, M42, M43, M44 : Tự động thay đổi tốc độ vòng quay.
* M98 : Gọi chương trình con
* M98 : Gọi chương trình con
* M99 : Kết thúc chương trình con
Chương 3
XÂY DỰNG CÁC THÍ NGHIỆM TRÊN
MÁY TIỆN CNC MODEL CK 6132
3.1. Tổng quan về quá trình dạy và học
3.1.1. Khái niệm, nhiệm vụ và các nguyên tắc dạy học
3.1.2. Phương pháp dạy học
3.1.3. Phương tiện dạy học
3.2. Cơ sở xây dựng các bài thí nghiệm
3.2.1. Giới thiệu chung về trường Cao dẳng Công nghệ và Kinh tế
Công nghiệp
3.2.2. Đề cương chương trình đào tạo học phần thực hành trên máy
tiện CNC
3.2.3. Đội ngũ giáo viên
3.2.4. Trình độ của sinh viên
3.2.5. Điều kiện và cơ sở vật chất
3.3. Nguyên tắc xây dựng các bài thí nghiệm
3.3.1. Phù hợp với mục tiêu, nội dung bài học và môn học
Một chương trình các bài thí nghiệm được xây dựng phải có

V9.1 nếu lập trình tự động. Do đó, việc xây dựng thí nghiệm phù hợp
với đối tượng của quá trình.
3.4. Xây dựng các bài thí nghiệm trên máy tiện CNC Model CK
6132
3.4.1. Lập trình các bài thí nghiệm
Trong thực tế chúng ta thường có hai hệ thống lập trình cơ bản
là lập trình bằng tay và lập trình tự động.
Lập trình bằng tay chúng ta chỉ áp dụng đối với những chi tiết
đơn giản, hệ thống các điểm lập trình có giới hạn, nhưng ở phương
pháp này vừa mất nhiều thời gian, vừa dễ xẩy ra thiếu sót, mức độ an
toàn không cao và đặc biệt không thể áp dụng trên các chi tiết có biên
dạng phức tạp.
Lập trình tự động nghĩa là nhờ hệ thống máy tính thông qua
phần mền CAD/CAM với các mức độ khác nhau. Lập trình tự động có
hiệu quả cao và giảm thời gian lập trình đối với các chi tiết có biên
dạng phức tạp.
Trong khuôn khổ đề tài là xây dựng các bài thí nghiệm phục
vụ giảng dạy thực hành môn học “thực hành tiện CNC’’ chọn
11
phương pháp lập trình tự động bằng phần mềm Mastercam V9.1 cho
phù hợp với nội dung đề cương chương trình môn học.
* Giới thiệu phần mềm Mastercam V9.1
MasterCAM V9.1 là tổ hợp toàn bộ phần mềm CAD/CAM
cho phép thiết kế và gia công một cách chính xác và nhanh chóng, còn
tạo ra các bản vẽ kỹ thuật chuẩn bị gia công các chi tiết có độ chính
xác cao, hoàn thành bản vẽ, sơ đồ các đường chạy dao và mã chương
trình NC.
* Lập trình các bài thí nghiệm
Căn cứ vào nội dung đề cương chương trình và phân bổ thời gian
của môn học mà ta xây dựng các bài thí nghiệm cho phù hợp sao cho

3.5. Kiểm tra chất lượng của sản phẩm
3.5.1. Chất lượng bề mặt
3.5.2. Độ chính xác gia công
3.5.3. Kiểm tra độ nhám và độ chính xác kích thước của sản phẩm
Trong giới hạn của đề tài tác giả chỉ kiểm tra độ nhám bề mặt
và độ chính xác về kích thước bởi vì hai yếu tố này ảnh hưởng nhiều
đến khả năng làm việc của chi tiết máy trong kết cấu cơ khí. Độ nhám
bề mặt có liên quan đến đến dung sai kích thước. Khi dung sai kích
thước nhỏ thì độ nhám bề mặt phải chặt chẽ. Độ nhám bề mặt có thể
gây ra sai số về kích thước và hình dạng trong quá trình lắp ghép và sử
dụng.
3.5.3.1. Đo độ nhám bề mặt
Sau khi gia công xong, độ nhám bề mặt gia công được đo bằng máy
độ nhám Mitutoyo SJ- 400 tại phòng đo lường chính xác thuộc Khoa
cơ khí – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội có thể đo được 22 thông
số hình học bề mặt gia công. Hình dáng bên ngoài máy đo độ nhám và
quá trình đo được thể hiện như (hình 3.17) và hình (3.18). Chiều dài
chuẩn để lấy mẫu kết quả đo là l = 1,2mm.
13
Chi tiết gia
công
Đầu đo độ
nhám
Hình 3.17. Máy đo độ nhám Mitutoyo SJ- 400
Bài thí nghiệm 1:
Tiến hành đo 15 chi tiết trên cùng một bề mặt trụ (đường kính
φ60) với chế độ cắt V= 55 m/ph, S=0.3 mm/ Vg, t= 0.1 mm
Hình dáng hình học (profin) bề mặt gia công thể hiện như
hình 3.19.
22 thông số hình học bề mặt kết quả đo lần 1 bài thí nghiệm 1

Bảng 3.2. Bảng kết quả đo được 22 thông số hình học bề mặt
* Kết quả đo độ nhám của 15 chi tiết trên bề mặt trụ (
φ
60) bài thí
nghiệm 1
Kết quả đo
Ra (µm) Rz (µm)
1 1.323 6.40
2 1.483 6.43
3 1.430 6.63
4 1.563 7.23
5 1.417 6.64
6 1.453 6.50
7 1.530 7.25
8 1.283 6.54
9 1.491 6.81
10 1.562 7.37
11 1.233 6.06
12 1.515 7.45
13 1.567 7.28
14 1.476 6.77
15 1.557 7.02
Bảng 3.3 . Bảng giá trị kết quả đo độ nhám
15 chi tiết bài thí nghiệm 1
15
Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần đo độ nhám theo Ra và Rz bài
thí nghiệm 1(hình 3.20 và 3.21)
Bài thí nghiệm 6:
Tiến hành đo 15 chi tiết trên cùng một bề mặt trụ (đường kính
φ40) với chế độ cắt V= 100 m/ph, S=0.1 mm/ Vg, t= 0.1 mm

µ
m)
0
4
6
7
8
5
3
1
Lần đo
Hình 3.21. Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần
đo độ nhám theo Rz bài thí nghiệm 1
5 1.317 6.85
6 1.243 6.14
7 1.330 6.35
8 1.281 6.34
9 1.219 6.11
10 1.212 6.26
11 1.233 6.24
12 1.114 5.78
13 1.123 5.37
14 1.326 6.62
15 1.135 5.72
Bảng 3.4 . Bảng giá trị kết quả đo độ nhám
15 chi tiết bài thí nghiệm 6
Đồ thị biểu diễn giá trị giữa các lần đo độ nhám theo Ra và Rz
bài thí nghiệm 6 (hình 3.22 và 3.23)
17
1

đo độ nhám theo Rz bài thí nghiệm 6
* Nhận xét đánh giá kết quả đo độ nhám sản phẩm
+ Với cùng một chế độ cắt, quan sát trên đồ thị biểu diễn giá
trị giữa các lần đo độ nhám bề mặt ta thấy sự biến động giữa các lần
đo khác nhau không lớn. Nguyên nhân của sự khác nhau không lớn
giữa các lần đo là do ảnh hưởng của các yếu tố như:
- Các thông số hình học dụng cụ cắt không thay đổi lớn như:
bán kính mũi dao r, góc nghiêng chính ϕ và góc nghiêng phụ ϕ
1
.
- Độ cứng vững của hệ thống công nghệ tương đối ổn định
- Vật liệu gia công thép các bon C45 có độ cứng tương đối
đồng đều nên ít xảy ra sự thay đổi độ nhám bề mặt.
+ So sánh kết quả đo độ nhám sản phẩm giữa 2 bài thí
nghiệm với chế độ cắt (V,S,t) khác nhau ta thấy sự thay đổi độ nhám
bề mặt tương đối lớn chứng tỏ nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng đến độ
nhám bề mặt là do chế độ cắt (S, V, t) đặc biệt là lượng chạy dao S và
vận tốc cắt V.
- Độ nhám bề mặt trụ đường kính φ60 của bài thí nghiệm 1
với chế độ cắt (V= 55 m/ph, S=0.3 mm/ Vg, t= 0.1 mm) đạt cấp 6.
- Độ nhám bề mặt trụ đường kính φ40 bài thí nghiệm 6 với
chế độ cắt (V= 100 m/ph, S=0.1 mm/ Vg, t= 0.2 mm) đạt cấp 7.
Với cùng một máy gia công, vật liệu gia công thép C45 và dao
gắn mảnh hợp kim cứng. Để nâng cao độ bóng bề mặt cần giảm lượng
chạy dao S và tăng vận tốc cắt V.
Kết quả đo độ nhám sản phẩm các bài thí nghiệm khác nhau đạt
từ cấp 6 -7 và so với yêu cầu kỹ thuật về độ nhám bề mặt trên bản vẽ
chi tiết có khả năng đạt được theo yêu cầu.
3.5.3.2. Đo độ chính xác kích thước
Sau khi gia công, độ chính xác kích thước được đo trực tiếp

3 39.98 11 40.15
4 39.95 12 39.94
5 40.05 13 40.08
19
6 39.97 14 39.94
7 40.02 15 40.02
8 39.98
Bảng 3.6.Bảng giá trị kết quả đo độ chính xác kích thước
15 chi tiết bài thí nghiệm 6
* Nhận xét đánh giá kết quả đo độ chính xác kích thước các bài
thí nghiệm:
Kết quả đo độ chính xác kích thước 15 chi tiết ta thấy đã có sự
thay đổi giữa các lần đo tương đối nhỏ. Với cùng một chế độ cắt, máy
gia công, dao gắn mảnh hợp kim cứng, vật liệu phôi thép C45, dung
dịch và chế độ bôi trơn và cùng một thước đo nhưng vẫn có sự thay
đổi dung sai kích thước nguyên nhân là do các yếu tố như: Phương
pháp gá đặt, mòm dụng cụ cắt, độ cứng vững của hệ thống công nghệ,
sai số chế tạo phôi, biến dạng nhiệt của phôi tiếp xúc với dao và của
phương pháp đo.
Kết quả độ nhám các bài thí nghiệm đạt cấp chính xác vào
khoảng IT7÷IT8 và so với yêu cầu kỹ thuật về dung sai kích thước
trên bản vẽ chi tiết có khả năng đạt được theo yêu cầu.
20
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
* Kết luận:
Sau một khoảng thời gian dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy
GS.TS. Trần Văn Địch luận văn đã đạt được kết quả như sau:
Nghiên cứu tổng quan về công nghệ gia công trên máy điều
khiển số CNC nói chung và máy tiện CNC nói riêng. Đây là một kênh
thông tin tham khảo hiệu quả với các sinh viên ngành công nghệ kỹ

nghệ trên máy điều khiển số CNC, Nhà Xuất bản Khoa học kỹ thuật
2001
[4]. GS. TS. Trần Văn Địch, Công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất bản
Khoa học kỹ thuật 2006.
[5]. GS. TS. Trần Văn Địch, Nghiên cứu độ chính xác bằng phương
pháp thực nghiệm, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2003
[6]. PGS. TS. Ninh Đức Tốn, GVC. Nguyễn Thị Xuân Bảy, Dung sai
lắp ghép và kỹ thuật đo lường, Nhà xuất bản Giáo dục.
[7]. TS.Trần Vinh Hưng; ThS Trần Ngọc Hiển “Mastercam phần
mềm thiết kế công nghệ CAD/CAM điều khiển các máy CNC” NXB
Khoa học và kỹ thuật, 70 Trần Hưng Đạo, Hà Nội 2005
[8]. Lưu Xuân Mới, Lý luận dạy học Đại học, Nhà xuất bản Giáo dục
2000.
[9] Nguyễn văn Bính-Trần sinh Thành-Nguyễn Văn Khôi, Phương
pháp dạy học kỹ thuật công nghiệp- tập I - NXB giáo dục 1990
[10] Đặng bá Lãm – Trần Khánh Đức – Phan văn Kha, Phương pháp
nghiên cứu giáo dục kỹ thuật và nghề nghiệp. Hà nội 1996
[11] . Nguyễn Trường Phi- Luận văn thạc sỹ, “Thiết kế mô đun đào
tạo trên máy tiện CNC của dự án EMCO’’
[12]. USER MANUAL GSK 980TDa series Turning CNC System
[13]. EMCO, SINUMERIK System 800, Cycles, USM 4 (PG) –
Siemens AG 1990
[14] . HEIDENHAIN, DATAPILOT 3190 series Turning CNC
system.
22