Bộ LAO ĐộNG - THƯƠNG BINH và Xã HộI
TổNG CụC DạY NGHề
tác giả biên soạn: Thạc sĩ nguyễn văn anh
ts. lê thanh mai, ts. lê thị lan chi, ths. bùi văn trọng,
ths. nguyễn văn lục, ths. nguyễn thị thanh huyền,
ks. nguyễn thị minh

Giáo trình

LậP chơng TRìNH gia công
Sử DụNG CáC CHU TRìNH
Tự động, bù dao tự động
trên máy tiện cnc
nghề: cắt gọt kim loại
trình độ: cao

dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (vtep)
Hà Nội 2008
1


Tuyên bố bản quyền:
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình,
cho nên các nguồn thông tin có thể đợc
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho
các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi
mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử
dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành
mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách
để bảo vệ bản quyền của mình.

ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống nhất, Công ty Sản xuất vật liệu xây dựng
Long Thọ, Ban Quản lý Dự án GDKT&DN và các chuyên gia của Dự án đ cộng
tác, tạo điều kiện giúp đỡ trong việc biên soạn giáo trình. Trong quá trình thực hiện,
ban biên soạn đ nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách
nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Cắt gọt kim
loại. Song do điều kiện về thời gian, mặt khác đây là lần đầu tiên biên soạn giáo
trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định.
Rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp để giáo trình Lập chơng trình gia công
sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy tiện CNC đợc hoàn thiện
hơn, đáp ứng đợc yêu cầu của thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và
trong tơng lai.
Giáo trình Lập chơng trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự
động trên máy tiện CNC đợc biên soạn theo các nguyên tắc: Tính định hớng thị
trờng lao động; Tính hệ thống và khoa học; Tính ổn định và linh hoạt; Hớng tới liên
thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực và thế giới; Tính hiện đại và sát thực với sản xuất.
Giáo trình Lập chơng trình gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự
động trên máy tiện CNC nghề Cắt gọt kim loại cấp trình độ Cao đ đợc Hội đồng
thẩm định Quốc gia nghiệm thu và nhất trí đa vào sử dụng và đợc dùng làm giáo
trình cho học viên trong các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho công nhân kỹ thuật,
các nhà quản lý và ngời sử dụng nhân lực tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đợc hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức
trong hệ thống dạy nghề.
Ngày 15 tháng 4 năm 2008
Hiệu trởng
Bùi Quang Chuyện

3


4

- Chơng trình con
- Các chu trình gia công
- Các khai báo khi lập trình tự động
- Lập trình gia công trên máy CNC
- Kiểm tra, sửa lỗi, chạy mô phỏng chơng trình
- Vận hành máy tiện CNC
5


6

S¬ ®å mèi liªn hÖ gi÷a c¸c m« ®un vµ m«n häc trong ch−¬ng tr×nh


Ghi chú:
- Lập trinh gia công sử dụng các chu trình tự động, bù dao tự động trên máy
CNC là môđun trình độ cao của công nghệ CNC. Mọi học viên phải học và đạt kết
quả chấp nhận đợc đối với các bài kiểm tra đánh giá và thi kết thúc nh đã dặt ra
trong chơng trình đào tạo.
- Những học viên qua kiểm tra và thi mà không đạt phải thu xếp cho học lại
những phần cha đạt ngay và phải đạt điểm chuẩn mới đợc phép học tiếp các
môđun/môn học tiếp theo.
- Học viên, sau khi chuyển trờng, chuyển ngành nếu đã học ở một cơ sở đào tạo
khác rồi thì phải xuất trình giấy chứng nhận. Trong một số trờng hợp có thể vẫn
phải qua sát hạch lại.

7


Các hình thức học tập chính trong mô đun

- Hiểu ý nghĩa và sử dụng đúng các từ lệnh, các chức năng, các chu trình,
chơng trình con để lập đợc chơng trình gia công chi tiết.
Đợc đánh giá qua bài viết, kiểm tra vấn đáp trực tiếp hoặc trắc nghiệm tự luận
đạt yêu cầu.
2. Kỹ năng:

- Chọn và gá lắp đợc dao, đo kiểm tra và nhập đợc các thông số kích thớc
dao
- Chọn đồ gá và gá lắp đợc chi tiết gia công trên máy
- Lập trình trực tiếp từ bảng điều khiển trên máy
- Thực hiện kiểm tra, sửa lỗi và chạy mô phỏng chơng trình đúng
- Xác định đợc điểm gốc W của chi tiết gia công trên máy
- Xác định và sử lý đợc sai số gia công khi lập trình
- Thiết lập đợc chế độ gia công và vận hành máy thành thạo để gia công chi tiết
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
Đợc đánh giá bằng kiểm tra trực tiếp thao tác trên máy, qua quá trình thực
hiện, qua chất lợng sản phẩm
3. Thái độ:

Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. Có
tinh thần hợp tác giúp đỡ lẫn nhau.
Đợc đánh giá qua quá trình học tập.

9


Bài 1
hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy cnc
Mã bài: MĐ CG2 09 01




Các chi phí quy đổi S1 và S2 được tính theo công thức sau đây:
S1 = C1 + EHK1
S2 = C2 + EHK2

(1.2)
(1.3)

Trong đó:
C1 - giá thành chế tạo số lượng chi tiết trong một năm trên máy mới loại thông
thường (USD)
C2 - giá thành chế tạo số lượng chi tiết trong một năm trên máy mới là CNC (USD);
K1, K2 - vốn đầu tư cho phương án sử dụng máy mới loại thông thường và máy
mới CNC (USD);
EH - hệ số định mức của hiệu quả đầu tư (EH = 0,15).
Như vậy, phương án dùng máy CNC sẽ có hiệu quả khi S1 > S2, nếu thời gian
hoàn vốn không quá 6 - 7 năm .
1.2. Thêi gian hoµn vèn:
Thời gian hoàn vốn (năm) của vốn đầu tư bổ sung được xác định theo công thức
sau đây:
THV =

K 2 − K1
C 2 − C1

(1.4)

Vốn đầu tư được tính theo công thức sau đây:
K = K1 + K2 + K3 + K3 + K4 + K5 + K6 + K7 (1.5)


Trong đó:
β1 - tỷ lệ (phần) tải trọng của máy mới loại thông thường (phương án chuẩn) để
gia công số lượng chi tiết trong năm;
T1 - thời gian gia công số lượng chi tiết trong năm trên máy mới loại thông
thường (giờ);
TH1 - thời gian điều chỉnh máy mới loại thông thường để gia công số lượng chi
tiết trong năm (giờ);
Φ - quỹ thời gian cho máy (giải thích ở dưới);
+ Đối với máy mới CNC:
β2 =

T2 − TH 2
Φ.η

(1.8)

Trong đó:
β2 - tỷ lệ (phần) tải trọng của máy mới CNC (phương án mới) để gia công số
lượng chi tiết trong năm ;
T2 - thời gian gia công số lượng chi tiết trong năm trên máy CNC (giờ);
TH2 - thời gian điều chỉnh máy mới CNC để gia công số lượng chi tiết trong
năm (giờ);
Φ - quỹ thời gian cho máy trong một năm. Φ được tính như sau: máy mới loại
thông thường có khối lượng 10 tấn: Φ = 4055 giờ; lớn hơn 10 tấn Φ = 3975 giờ. Các
máy CNC có khối lượng 10 tấn: Φ = 3935 giờ; lớn hơn 10 tấn Φ = 3850 giờ.
Thời gian gia công số lượng chi tiết trong năm T được tính như sau:
T1 =

Ttc1 .N

(1.12)

60

Trong đó:
TH1,TH2 - thời gian điều chỉnh máy loại thông thường và máy mới CNC để gia
công một loạt chi tiết trong (phút).
Jp - số loạt chi tiết theo được đưa vào gia công trong một năm (thông thường Jp = 12).
Giá thành diện tích cần thiết cho một máy được tính theo công thức:
K2 = m1(A + γ). γ. β
(1.13)
Trong đó:
m1 - giá thành 1 m2 xưởng cơ khí (≤ 200USD/m2);
A - diện tích đặt máy theo kích thước khuôn khổ (m2);
A γ - diện tích đặt các thiết bị khác như tủ điện, trạm thuỷ lực, cơ cấu điều khiển
CNC, cơ cấu dọn sạch phoi v.v….(m2);
γ - hệ số tính theo diện tích bổ sung (theo bảng 09.1.1).
Bảng 09.1.1. Hệ số γ
A(m2)

γ

A(m2)

γ

≤ 2,5
2,6 – 5
5,1 – 9
9,1 – 14



Các thành phần P1, P2, P3 và P4 được tính như sau:
P1 =

Ttc
1860.d

(1.15)

P2 =

TH
1860

(1.16)

P3 =

0,5(Ttc + TH )
Φ.η

P4 =

TK
1860

(1.17)
(1.18)


C - giá thành gia công cơ số lượng chi tiêts trong cả năm (USD) được xác định
theo công thức (1.22);
0,5 - hệ số tăng giá thành;
Tính vốn lưu động K5 trong sản xuất được tiến hành sau khi tính giá thành gia
công C.
14


Nếu trong quá trình gia công có sử dụng các đồ gá chuyên dùng thì phải tính giá
thành của chúng theo công thức:
n

K6 = ∑ Ki

(1.21)

1

Trong đó:
n

∑K

i

- giá thành tất cả các đồ gá chuyên dùng để gia công các chi tiết cùng loại

1

ở tất cả các nguyên công trên máy CNC (USD);

6-16
10-20
15-30
25-40
30-50
40-60

24
42
68
127
186
260
391
574
839

10
11
12
13
14
15
16

Số chi tiết
trong đồ gá

Giá thành
đồ gá

- ≥3,5d (≥3,5 toạ độ)

Số câu lệnh
trong chương
trình

Giá thành
một câu lệnh
(USD)

Giá thành
một chương
trình (USD)

120
120

0,29
0,34

34,8
40,8

230
240

0,31
0,47

71,3

534

Ghi chú:
Khi gia công trên các máy vạn năng điều khiển bằng tay thì cần xác định lập
quy trình công nghệ và có thể lấy bằng 25% chi phí lập trình điều khiển bằng
máy vi tính.
1.3. TÝnh gi¸ thµnh gia c«ng chi tiÕt :
Giá thành gia công cơ (USD) của tất cả các chi tiết trong một năm được xác
định theo công thức sau:
C = U1 + U2 +…+ U12
(1.22)
Trong đó:
U1 - tiền lương cho công nhân;
U2 - lương thợ diều chỉnh máy;
U3 - lương thợ điều chỉnh dụng cụ;
U4 - chi phí cho lập trình;
U5 - chi phí cho khấu hao và sữa chửa đồ gá chuyên dùng;
U6 - chi phí cho lắp đặt và sử dụng các đồ gá vạn năng;
U7 - chi phí khấu hao máy;
U8 - chi phí khấu hao cho diện tích lắp đặt máy;
U9 - chi phí khấu hao cho diện tích phục vụ máy về kỹ thuật;
U10 - chi phí cho sữa chữa và phục vụ kỹ thuật của máy (không kể cơ cấu điều
khiển số);
U11 - chi phí cho sữa chữa và phục vụ kỹ thuật và sửa chữa cơ cấu điều khiển số;
U12 - tiền lương của thợ kiểm tra.
Tiền lương của công nhân (chính phụ) kể cả tiền đóng bảo hiểm xã hội
(USD/năm) được tính theo công thức sau đây:
U1 =

H 1Ttc


Lương theo năm

1,34
1,46
1,61
1,78
2
2,29

2492
2716
2955
3311
3720
4259

1,19
1,29
1,43
1,58
1,78
2,04

2213
2399
2660
2939
3311
3794

Ng - số lượng các mũi cắt của mảnh hợp kim cứng không được mài lại;
Tiền lương của thợ kiểm tra được tính theo công thức:
17


U12 = 1,5.TK

(1.27)

Trong đó:
1,5 USD - tiền lương của thợ kiểm tra bậc 5 trong 1 giờ làm việc;
TK - tổng thời gian kiểm tra chi tiết trong một năm (giờ);
+ Đối với máy thông thường ta có:
TK1 = 0,083.Ttc1

(1.28)

Trong đó:
0,083 - phần thời gian cần thiết để kiểm tra, nó được tính theo phần trăm của
Ttc1 (8,3%Ttc1).
+ Đối với các chi tiết được gia côngtrên máy CNC thì:
TK2 = 0,2.Ttc1

(1.29)

Chi phí hằng năm cho lập trình được tính theo công thức:
U4 =

1,1.K 7
Z

3,6
5,9
8,6
17,2

18

2

3

5

6

8

9

10

2,5
5,6
8,6
12,6
22

2,6
5,8
87

8,1
12,1
21,4


Chi phí hàng năm cho khấu hao và sửa chữa đồ gá chuyên dùng được tính theo
công thức:
1

U 5 =  + 0,04 
Z


(1.32)

Trong đó:
0,04 - hệ số tính đến sửa chữa đồ gá chuyên dùng.
Chi phí hằng năm cho khấu hao (đến khi đủ hết giá thành máy) được tính theo
công thức:
U7 = K1 Az
(1.33)
Trong đó:
AZ - định mức khấu hao máy (đến khi đủ hết giá thành máy) đối với các máy có
khối lượng ≤ 10 tấn với sử dụng dao cắt bằng kim loại thì AZ = 0,053, còn với sử
dụng dao cắt bằng hạt mài thì AZ = 0,056; máy với khối lượng ≥ 10 tấn, các giá trị
trên tương ứng 0,04 và 0,042.
Chi phí khấu hao diện tích lắp đặt máy được tính theo công thức:
(1.34)
U8 = H8.( A+AY).γ.β
Trong đó:

7

8

9

10

11

12

13

14

Chi phí hàng năm cho một đơn vị độ phức tạp (USD)
Máy điều khiển bằng tay có khối lượng ≤ 10 tấn

Cơ khí

36

33

32

30

29

34

32

30

29

28

27

26

điện

9

9

8

8

8

7

7



8

8

7

7

Ghi chú: chu kỳ sửa chữa của máy vạn năng được lấy làm chuẩn là 7 năm ,của
các máy CNC 1,2 đến 1,5 lần lớn hơn .
Chi phí hàng năm cho phục vụ kỹ thuật và sữa chữa các cơ cấu điều khiển được
xác định theo loại cơ cáu điều khiển và có thể lấy giá trị tương đối trong khoảng 400 ÷
1000 USD.
1.4. Ví dụ tính hiệu quả kinh tế khi gia công trên máy CNC:
Yêu cầu: chuyển gia công cơ khí chi tiết dạng trục từ máy tiện vạn năng
1K62 sang máy tiện cnc 16K20Φ3 - C5. Sản lượng hàng năm N = 600 chi tiết.
Số chi tiết trong loạt n = 50 chi tiết, số loạt chi tiết được đưa vào sản xuất
trong năm JP = 12. Thời gian từng chiếc để gia công trên máy 1K62: Ttcl = 70
phút và trên máy CNC 16K20Φ - C5: Ttc2 = 30,5 phút. Điều chỉnh máy 1K62
được công nhân đứng máy thực hiện, còn điều chỉnh máy CNC 16K20Φ3 - C5
được thợ điều chỉnh thực hiện.
Bảng 09.1.7 là các số liệu ban đầu cần thiết để tính toán. Bảng 09.1.8 là kết quả
tính toán các chi tiêu phụ. Bảng 09.1.9 là kết quả tính toán vốn đầu tư. Bảng 09.1.10
là kết quả tính toán giá thành gia công.
20


Bảng 09.1.7. Các số liệu ban đầu để tính hiệu quả kinh tế
Các số liệu

30,5

Thời gian điều chỉnh máy tH (phút)

125

60,5

Bậc thợ kiểm tra

5

5

Bậc thợ đứng máy

3

2

Bậc thợ điều chỉnh máy

3

5

Bậc thợ điều chỉnh dao

-


Hệ số tỉ lệ của thời gian cơ bản trong thời gian
từng chiếc K1

-

0,8

Chi phí cho lập trình hoặc quy trình công nghệ
(USD)

29

116

Tiền lương một giờ cho công nhân H1 (USD)

1,61

1,46

Tiền lương một giờ cho thợ điều chỉnh máy H2
(USD)

1,61

1,78

Tiền lương một giờ cho thợ điều chỉnh dao H3
(USD)



Giá thành phôi (USD)

Tiền lương một giờ cho thợ kiểm tra theo công
thức (USD)

Kích thước máy: dài x rộng (m)

21


1

2

2

-

1,2x1,2

Thời gian phục vụ của máy cho đến khi phải sửa
chữa lớn Tck (năm)

9,5

10

Công suất của tất cả các động cơ chuyển động
chính P(kw)


0,85

Diện tích đặt máy theo kích thước khuôn khổ A
(m2 )

3,33

3,33

-

1,42

Định mức khấu hao máy Az

0,053

0,053

Chi phí cho một đơn vị độ phức tạp sửa chữa của
máy (USD)
- Phần cơ khí Hc
- Phần điện Hd

30,8
7,6

30,8
7,6

200

Diện tích phục vụ cần thiết cho một người Ap
(m2)

7

7

Chi phí khấu hao 1m2 nhà xưởng để lắp đặt máy
(USD)

14

14

Chi phí cho một công nhân trong một năm (USD)

6600

6600

Kích thước bộ điều khiển chương trình (m)

Số máy mà một số công nhân có thể phục vụ
được d

Diện tích đặt bộ điều khiển Aγ (m2)

Chi phí hằng năm cho phục vụ kỹ thuật và sửa


Thời gian điều chỉnh dao trong một năm
Td (giờ); (công thức 96)

-

(1,3x4x305x0,8)/60x3 =
7,04

Thời gian kiểm tra các chi tiết trong một 0,083.700 = 58,1
năm (giờ); theo công thức (98)và công
thức cho máy CNC

0,2x58,1 = 11,6

Số công nhân đứng máy P1 theo công 700/1860 = 0,376
thức (85)

305/1860x2 = 0,081

Số thợ điều chỉnh máy theo công thức (86) 25/1860 = 0,013

12,1/1860 = 0,006

Số thợ điều chỉnh dao Pd
Số thợ kiểm tra P4( theo công thức 86)
Số công nhân bổ sung để phục vụ máy
CNC P3 theo công thức (87)

-

1

2

3

Giá thành máy theo tải trọng K1
(USD) theo công thức 76

4045x1,1x
0,2103 = 936,9

26.800.1,1.0,095 =
2800,5

Giá thành diện tích cần thiết cho một 140(3,33+0).4,5 140(5,75+1,42).4.0,095 =
máy K2 theo công thức (83) (USD)
.0,2103 = 441,2
381,44
Giá thành diện tích phục vụ máy về mặt
kỹ thuật K3 theo công thức 84 (USD)

200.7.0,42 =
558

200.7.0,145 = 203

23




116

Tổng vốn đầu tư K (USD), theo công
thức (73)

5035,98

4569,55

Bảng 09.1.10. Tính giá thành gia công.
Chỉ tiêu

Máy 1K62

CNC16K20Φ3 - C5

1

2

3

Tiền lương công nhân U1 tính theo 1,61.700 = 1127
công thức 90 (USD)

1,41.305/2 = 222,6

Tiền lương thợ điều chỉnh máy U2,
theo công thức 94 (USD)


2800,6.0,053 = 148,43

Chi phí khấu hao cho diện tích lắp đặt
máy U8 theo công thức 103 (USD)

14(3,33+0)4,5.
0,2103 = 44,1

14,7.0,145 =14,21

Chi phí khấu hao cho diện tích phục 14,7.0,42 = 41,1
vụ máy về mặt kỹ thuật U9 theo công
thức 109 (USD)

14,7.0,145 = 14,21

24


1

2

3

Chi phớ cho sa cha v phc v k (30,8.12+7,6.9,5). (30,3.11+7,7.22).1,2.0,09
thut ca mỏy U10 theo cụng thc 109 1.0,2103 = 92,9
5 = 57,3
(USD)

- Tập trung nguyên công.
- Điều khiển thích nghi theo các thông số gia công đã chọn
- Đảm bảo thời gian cắt hợp lý khi có lệnh chờ của chơng trình điều khiển.
- Tổ chức đứng nhiều máy.
- Nâng cao độ chính xác của phôi, giảm lợng d gia công.
- Tối u hoá tiến trình công nghệ và phiếu gia công.
- Giảm chi phí cho chơng trình điều khiển.
- Giảm chi phí dụng cụ cắt (nhờ giảm độ mòn kích thớc).
- Giảm chu kì chuẩn bị và thời gian điều chỉnh đồ gá vạn năng điều chỉnh.
- Tăng hệ số phụ tải của máy.
25