This document is a thesis on exploiting the technology for machining complex surface on 2-axis CNC lathes. It consists of an introduction outlining the importance of the topic in improving productivity and quality when machining complex parts. The objectives are then stated as researching and utilizing the capabilities of 2-axis CNC lathes to machine cylindrical parts with complex surfaces. This will help address the current issues of accessing advanced machining technologies and reducing work for machining such parts.

4. MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ..........................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..............................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................2
5. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................2
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CẮT GỌT CÁC BỀ MẶT
PHỨC TẠP ......................................................................................................3
1.1. TỔNG QUAN CÁC DẠNG BỀ MẶT TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT
...........................................................................................................................3
1.1.1. Các dạng bề mặt gia công ............................................................... 3
a, Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường tròn.................................... 3
b) Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng................................. 4
c, Dạng bề mặt phức tạp....................................................................... 5
1.1.2. Cơ sở tạo hình bề mặt gia công....................................................... 6
a) Động học gia công cắt gọt................................................................ 6
b) Sơ đồ động học tạo hình................................................................... 8
1.2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM TRONG GIA CÔNG CÁC
DẠNG BỀ MẶT PHỨC TẠP.......................................................................10
1.2.1. Các khái niệm về phương pháp xây dựng bề mặt cho CAD/ CAM
.........................................................................................................................10
a, Các cách biểu diễn đường cong......................................................10
b, Biểu diễn các mặt............................................................................16
1.2.2. Các ma trận cơ bản........................................................................20
a, Ma trận cơ bản thứ nhất .................................................................20
b, Ma trận cơ bản thứ hai ...................................................................21
c, Độ cong chuẩn ................................................................................21
d, Độ cong chính.................................................................................22
CHƯƠNG 2 - MÁY TIỆN CNC 2 TRỤC CHÍNH MAXXTURN 65......24
2.1. SƠ LƯỢC VỀ MÁY TIỆN 2 TRỤC CHÍNH MAXXTURN 65........24

5. 2.1.1. Các đặc điểm cơ bản .....................................................................24
2.1.2. Các điểm tham chiếu và hệ tọa độ ................................................26
a) Các điểm tham chiếu ......................................................................26
b) Hệ tọa độ trên máy .........................................................................27
2.1.3. Các mặt phẳng làm việc................................................................29
a. Mặt phẳng dọc trục (Turning) ........................................................30
b. Mặt phẳng mặt đầu trục (Face)......................................................30
c. Mặt phẳng mặt ngoại vi (Peripheral surface) ................................31
2.1.4. Vùng làm việc..............................................................................31
2.1.5. Đầu trục chính 2 (counter spindle)................................................33
a) Kết cấu............................................................................................33
b) Các chu trình khi làm việc với trục chính 2 ...................................34
2.2. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN SHOPTURN ..........................................39
2.2.1. Một số bước thao tác cơ bản.........................................................39
a)Tạo một chương trình mới...............................................................39
b) Tạo một dòng lệnh mới...................................................................41
c) Mô phỏng chương trình và gia công chi tiết ..................................44
2.2.2 Một số chu trình gia công trong phần mềm điều khiển shopturn..47
a) Di chuyển theo đường thẳng và đường tròn...................................47
b) Khoan lỗ (Drilling).........................................................................49
c) Tiện (Turning).................................................................................51
d) Chu trình tạo rãnh (Groove) ..........................................................55
e) Chu trình phay (Milling).................................................................57
CHƯƠNG 3 - THỰC NGHIỆM GIA CÔNG MỘT SỐ BỀ MẶT PHỨC
TẠP TRÊN MÁY MAXXTURN 65 ............................................................64
3.1. CHI TIẾT TRỤC ĐĨA XÍCH ...............................................................64
3.2. CHI TIẾT CAM LỆCH.........................................................................69
3.3. CHI TIẾT TRỤC LỤC GIÁC ..............................................................73
3.4. CHI TIẾT TRỤC RÃNH ......................................................................78
CHƯƠNG 4 - KẾT LUẬN ...........................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................83
PHỤ LỤC.......................................................................................................84

6. DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
Tên bảng Trang
2.1. Hệ tọa độ tuyệt đối và hệ tọa độ tương đối 27
2.2. Hệ tọa độ Decac và hệ tọa độ cực 28
2.3. Bảng thông số trục chính 2 34
2.4. Bảng tham số khi di chuyển theo đường thẳng 48
2.5. Bảng tham số khi di chuyển theo đường tròn 49
2.6. Bảng tham số khi khoan lỗ 50
2.7. Bảng tham số khi tiện phá 52
2.8. Bảng tham số khi tiện ren 54
2.9. Bảng tham số chu trình tạo rãnh 56
3.1. Các bước gia công trục đĩa xích 64
3.2. Các bước gia công chi tiết cam lệch 69
3.3. Các bước gia công trục lục giác 73
3.4. Chương trình gia công trục rãnh 78

7. DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ Trang
1.1. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh thẳng. 3
1.2. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh gãy khúc. 3
1.3. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh cong. 4
1.4. Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh thẳng. 4
1.5. Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh gãy khúc. 4
1.6. Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh cong. 5
1.7. Dạng bề mặt phức tạp 5
1.8. Dạng bề mặt trụ trục khuỷu 6
1.9. Mạch tạo hình 9
1.10. Gốc tọa độ trùng tâm đường tròn 11
1.11. Điểm M nằm bên trái tâm đường tròn đơn vị 12
1.12. Vectơ pháp tuyến chuẩn và đường tròn mật tiếp 15
1.13. Mặt cầu với gốc tọa độ tại tâm cầu 17
1.14. Đường cong trên bề mặt và mặt phẳng tiếp tuyến 18
2.1. Máy tiện CNC 2 trục chính Maxxturn 65 24
2.2. Các bộ phận máy tiện CNC 2 trục chính Maxxturn 65 25
2.3. Các điểm tham chiếu trên máy 26
2.4. Hệ tọa độ trên máy 27
2.5. Các mặt phẳng gia công trên máy tiện Maxxturn 65 29
2.6. Các bước gia công thực hiện trên mặt phẳng dọc trục 30
2.7. Các bước gia công thực hiện trên mặt phẳng mặt đầu trục 31
2.8. Các bước gia công thực hiện trên mặt phẳng mặt ngoại
vi
31

8. Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ Trang
2.9. Vùng làm việc 32
2.10. Kết cấu đầu trục chính 33
2.11. Dải hành trình của trục chính 2 33
2.12. Bước thực hiện Gripping 35
2.13. Bước thực hiện Draw 36
2.14. Bước thực hiện Rear 37
2.15. Bước thực hiện Complete 38
2.16. Bảng tham số Progam header 40
2.17. Các thông số thiết lập hình dạng phôi 40
2.18. Thiết lập mặt phẳng lùi dao 41
2.19. Tạo dòng lệnh mới 43
2.20. Side View 45
2.21. Front View 45
2.22. Window view 46
2.23. Volume model 46
2.24. Di chuyển theo đường thẳng có và không bù bán kính dao 48
2.25. Chu trình khoan lỗ 51
2.26. Khoan nhiều lỗ trên mặt đầu chi tiết 51
2.27. Chu trình tiện biên dạng 53
2.28. Mô phỏng chu trình tiện biên dạng 53
2.29. Chu trình tiện ren 55
2.30. Mô phỏng chu trình tiện ren 55
2.31. Chu trình tạo rãnh 56
2.32. Mô phỏng chu trình tạo rãnh 57

9. Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ Trang
2.33. Chu trình phay hốc hình chữ nhật 58
2.34. Mô phỏng chu trình phay hốc hình chữ nhật 58
2.35. Chu trình phay hốc tròn 59
2.36. Mô phỏng chu trình phay hốc tròn 59
2.37. Các dạng đảo hình chữ nhật 60
2.38. Chu trình phay đảo hình chữ nhật 60
2.39. Mô phỏng chu trình phay đảo hình chữ nhật 61
2.40. Các dạng đa giác 61
2.41. Chu trình phay đa giác 62
2.42. Mô phỏng chu trình phay đa giác 62
2.43. Chu trình khắc chữ trên mặt trụ 63
2.44. Mô phỏng chu trình khắc chữ trên mặt trụ 63
3.1. Trục đĩa xích 64
3.2. Chương trình gia công trục đĩa xích 68
3.3. Trục đĩa xích gia công thực tế 69
3.4. Chi tiết cam lệch 69
3.5. Chương trình gia công chi tiết cam lệch 72
3.6. Chi tiết cam lệch gia công thực tế 73
3.7. Chi tiết trục lục giác 73
3.8. Chương trình gia công trục lục giác 76
3.9. Chương trình gia công trục lục giác(tiếp theo) 77
3.10. Chi tiết trục lục giác gia công thực tế 77
3.11. Trục rãnh 78
3.12. Chương trình gia công trục rãnh 80

10. Số hiệu
hình vẽ
Tên hình vẽ Trang
3.13. Chi tiết trục rãnh gia công thực tế 81

11. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Công nghệ gia công trên máy CNC ngày càng được sử dụng phổ biến ở
Việt Nam. Với việc sử dụng các máy CNC, ngoài việc chất lượng sản phẩm
được nâng cao, năng suất gia công cũng được cải thiện đáng kể thì việc gia
công những bề mặt phức tạp trên những máy tiện cũng phát triển. Từ đó, những
sản phẩm tạo ra sẽ có giá cạnh tranh hơn nhưng vẫn thỏa mãn những yêu cầu
khắc khe từ khách hàng. Tuy nhiên, để duy trì được các yếu tố trên thì việc sử
dụng công nghệ gia công phù hợp để đảm bảo chất lượng, đúng tiến độ là một
trong những tiêu chí quan trọng bậc nhất.
Nghiên cứu, khai thác khả năng công nghệ của các máy tiện CNC 2 trục
để gia công một số chi tiết dạng trụ có bề mặt phức tạp là một trong những
hướng phát triển nhằm đáp ứng những yêu cầu trên. Việc làm này góp phần
giải quyết vấn đề trước mắt là tiếp cận công nghệ gia công tiên tiến và giảm bớt
nguyên công trong gia công chi tiết dạng trụ.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã chọn để tài: "Khai thác công nghệ
gia công bề mặt phức tạp trên máy tiện CNC 2 trục chính" làm luận văn tốt
nghiệp.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Khai thác khả năng công nghệ của máy tiện CNC 2 trục chính Maxxturn
65.
- Khai thác phần mềm điều khiển ShopTurn của máy.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng:
Chế tạo các chi tiết có biên dạng phức tạp trên máy tiện Maxxturn 65 tại
Viện CN cơ khí và tự động hóa, trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN.

12. 2
Phạm vi:
- Máy tiện CNC 2 trục chính Maxxturn 65.
- Phần mềm điều khiển Shopturn.
- Gia công thực nghiệm một số chi tiết có biên dạng phức tạp.
4. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phương
pháp thực nghiệm
Lý thuyết
- Nghiên cứu công nghệ gia công trên máy tiện CNC 2 trục chính máy
Maxxturn 65.
Thực nghiệm
- Thực hiện thiết kế, lập trình gia công một số chi tiết bề mặt phức tạp
trên máy CNC 2 trục chính.
5. Nội dung nghiên cứu
Ngoài phần mở đầu, đề tài bao gồm các chương:
Chương 1. Tổng quan về gia công cắt gọt các bề mặt phức tạp
Chương 2. Máy tiện cnc 2 trục chính Maxxturn 65
Chương 3. Gia công thực nghiệm một số chi tiết bằng phần mềm điều khiển
shopturn
Chương 4. Kết luận

13. 3
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG CẮT GỌT CÁC BỀ
MẶT PHỨC TẠP
1.1. TỔNG QUAN CÁC DẠNG BỀ MẶT TRONG GIA CÔNG CẮT
GỌT
1.1.1. Các dạng bề mặt gia công
Bề mặt hình học của chi tiết máy rất đa dạng . Để có các bề mặt cần
thiết, người ta thường nghiên cứu các dạng bề mặt gia công trên máy cắt kim
loại, tức là chuyển động của các cơ cấu chấp hành của máy tạo ra bề mặt đó,
Các dạng bề mặt thường gặp là:
a, Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường tròn
Thể hiện bề mặt được hình thành do đường sinh quay xung quanh đường
chuẩn là đường tròn với đặc trưng cơ bản là có trục chuẩn đối xứng hoặc tâm
đối xứng.
- Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh thẳng:
Hình 1.1. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh thẳng.
- Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh gãy khúc:
Hình 1.2. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh gãy khúc.

14. 4
- Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh cong:
Hình 1.3. Đường chuẩn là đường tròn, đường sinh cong.
b) Dạng bề mặt có đường chuẩn là đường thẳng
Thể hiện bề mặt được hình thành do đường sinh quét dọc theo đường
chuẩn là đường thẳng.
- Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh thẳng:
Hình 1.4. Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh thẳng.
- Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh gãy khúc:
Hình 1.5. Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh gãy khúc.

15. 5
- Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh cong:
Hình 1.6. Đường chuẩn là đường thẳng, đường sinh cong.
c, Dạng bề mặt phức tạp
Dạng bề mặt phức tạp là các dạng bề mặt cần gia công khác với các
dạng bề mặt ở trên. Các dạng bề mặt này có cách tạo hình phức tạp hơn nhiều
so với các dạng bề mặt có đường chuẩn là đường thằng hay đường tròn. Các
dạng bề mặt này có thể thường gặp như các dạng bề mặt trụ hay côn không
tròn xoay, các dạng cam, dạng thân khai, dạng cánh turbin, dạng tấm cong,
dạng lòng khuôn…
Hình 1.7. Dạng bề mặt phức tạp
c, Dạng cánh
a, Bề mặt trụ chuyển tiếp b, Dạng tấm cong

16. 6
Ngoài ra, các chi tiết có các bề mặt tuy đơn giản nhưng lại có các yêu
cầu về vị trí tương quan giữa các bề mặt rất cao như độ đồng tâm giữa các bề
mặt trụ của trục khuỷu, các bề mặt rãnh dạng cong trên bề mặt trụ… cũng có
thể được xem là bề mặt phức tạp.
Hình 1.8. Dạng bề mặt trụ trục khuỷu
1.1.2. Cơ sở tạo hình bề mặt gia công
a) Động học gia công cắt gọt
- Tạo hình và tạo hình bề mặt cho chi tiết máy.
Tạo hình là quá trình hình thành bề mặt thực của những cặp đối tượng có
mối quan hệ động học ràng buộc hay tự do và dựa trên dữ liệu đầu vào của
đối tượng này sẽ tìm ra dữ liệu của đối tượng kia. Thông thường trong quá
trình gia công mối quan hệ động học của cặp đối tượng là tự do. Ví dụ: tiện
mặt trụ tròn xoay đường sinh thẳng, phay mặt phẳng. Tạo hình bằng bao hình
mối quan hệ động học của cặp đối tượng là ràng buộc. Ví dụ: phay lăn răng,
xọc bao hình bánh răng.
Đặc trưng của quá trình tạo hình là hình thành bề mặt khởi thủy bằng mối
quan hệ đôi động học dụng cụ và chi tiết gia công.
Các phương pháp gia công tạo hình bề mặt cho chi tiết gồm có: cắt gọt, rèn,
dập, cán, ép. . .
- Động học gia công
Động học gia công nghiên cứu chuyển động của dụng cụ và chi tiết
trong quá trình cắt gọt, chèn ép gây biến dạng để tạo nên hình dạng, kích

17. 7
thước của chi tiết máy. Trong quá trình nghiên cứu, tìm kiếm, xây dựng các
sơ đồ động học gia công thích hợp nhất cho mỗi chi tiết máy ứng với các dạng
gia công khác nhau để đạt năng suất gia công và độ chính xác gia công mong
muốn.
Sơ đồ động học gia công là biễu diễn các chuyển động tuyệt đối mà các cơ
cấu máy truyền cho dụng cụ và chi tiết gia công trong quá trình gia công.
- Sơ đồ động học gia công cơ bản
Trong quá trình gia công kim loại, lưỡi cắt và dụng cụ chuyển động
theo những quỹ đạo khác nhau so với bề mặt của chi tiết. Quỹ đạo này xác
định mối quan hệ động học tương hỗ giữa dụng cụ và chi tiết.
Sơ đồ động học gia công cơ bản được thiết lập trên cơ sở tổ hợp các chuyển
động cơ bản là chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
Độ phức tạp của sơ đồ động học gia công phụ thuộc vào tổng số các chuyển
động thành phần và đặc trưng tổ hợp. Ta có thể chia sơ đồ động học gia công
thành các nhóm:
 Một chuyển động thẳng.
 Một chuyển động quay.
 Hai chuyển động thẳng.
 Hai chuyển động quay.
 Một chuyển động thẳng, một chuyển động quay.
 Hai chuyển động thẳng một chuyển động quay.
 Hai chuyển động quay, một chuyển động thẳng.
 Ba chuyển động quay.
Động học gia công cơ bản là nhưng sơ đồ khởi thủy thiết lập mối quan
hệ xác định quỹ đạo chuyển động các điểm lưỡi cắt của dụng cụ. Nó được sử
dụng để tính toán chính xác thiết diện lớp cắt, lực cắt.
- Động học tạo hình bề mặt

18. 8
Động học tạo hình bề mặt nghiên cứu chuyển động tương đối giữa
dụng cụ và chi tiết máy để tạo nên hình dạng bề mặt chi tiết máy. Trong quá
tình nghiên cứu, tìm cách phối hợp 2 chuyển động cơ bản là chuyển động
thẳng đều và chuyển động quay đều để tạo nên hình dạng bề mặt cần thiết cho
chi tiết máy, bằng các sơ đồ động học tạo hình bề mặt.
b) Sơ đồ động học tạo hình
Sơ đồ động học tạo hình là tập hợp tất cả các chuyển động của bề mặt
định trước đối với vật thể đối tượng cần tạo hình mà các chuyển động đó cần
để xác định bề mặt khởi thủy của vật thể đối tượng tạo hình gọi là sơ đồ động
học tạo hình. Ví dụ: tập hợp tất cả các chuyển động tương đối của bề mặt
dụng cụ đối với chi tiết gọi là sơ đồ động học tạo hình khi cắt.
Sơ đồ động học tạo hình dùng để xác định hình dạng bề mặt khởi thủy của chi
tiết hay dụng cụ khi đã biết hình dạng của dụng cụ hay chi tiết.
Các sơ đồ động học tạo hình bề mặt chủ yếu là tổng hợp của 2 chuyển động
đều là tịnh tiến thẳng và quay, tổ hợp 3 chuyển động trở lên chưa được dùng.
Xét một số trường hợp cụ thể:
 Tổng hợp hai chuyển động tịnh tiến, chuyển động tức thời là chuyển
động tịnh tiến.
 Tổng hợp hai chuyển động quay, chuyển động tức thời là chuyển động
quay hay xoắn vít. Hai chuyển động quay có trục song song, cắt nhau
hoặc chéo nhau.
 Tổng hợp chuyển động quay và tịnh tiến, chuyển động tổng hợp tức
thời là chuyển động quay hoặc xoắn vít. Chuyển động quay và tịnh tiến
có thể vuông góc trục quay, làm với trục quay một góc khác 90o
.
Các sơ động học tạo hình có thể chia làm 04 bậc:
 Nhóm bậc 0: là các sơ đồ động học tạo hình, khi bề mặt tạo hình của
vật thể trùng với bề mặt nguyên gốc đầu vào. Ví dụ khi chuốt rãnh, đột

19. 9
lỗ. Trong trường hợp này chuyển động tương đối là chuyển động tự
trượt, để xác định bề mặt khởi thủy không cần quan tâm đến chuyển
động này.
 Nhóm bậc 1: là sơ đồ động học có đặc trưng, cặp bề mặt của phần tự
quay và phần đứng yên trùng nhau và tạo thành đường thẳng. Ví dụ:
tiện rãnh bằng dao tiện định hình, phay răng bằng dao phay định hình,
phay thanh răng bằng dao phay môđun.
 Nhóm bậc 2: là sơ đồ động học tạo hình có đặc trưng, chuyển tương hỗ
của cặp bao hình là chuyển động quay tức thời. Ví dụ: gia công bao
hình bánh răng bằng dao xọc mô đun.
 Nhóm bậc 3: là nhóm chứa các sơ đồ động học tạo hình, chuyển động
tương hổ là chuyển động xoắn vít tức thời. Tổng hợp của hai chuyển
động quay, hai trục chéo nhau. Ví dụ: phay bao hình bánh răng bằng
dao phay lăn răng.
Biểu diễn mạch tạo hình như sau:
Hình 1.9. Mạch tạo hình
Đầu vào Liên kết động học Đầu ra
Bề mặt 1
(Mặt định
trước)
Điều kiện tạo
hình
Bề mặt 2
(Mặt tạo hình)
Điều chỉnh liên kết
Điều chỉnh hình học bề mặt 1

20. 10
1.2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM TRONG GIA CÔNG CÁC
DẠNG BỀ MẶT PHỨC TẠP
Với công nghệ gia công truyền thống, việc gia công các bề mặt phức
tạp sẽ cần phải dùng thêm các trang bị công nghệ phức tạp như các chi tiết
mẫu, đồ gá hoặc các máy chuyên dùng. Điều này dẫn đến việc gia công không
đạt năng suất, hiệu quả kinh tế và tính linh hoạt thấp.
Sự ra đời của máy CNC và công nghệ CAD/CAM đã giúp cho việc gia
công các bề mặt phức tạp trở nên thuận lợi hơn, hiệu quả hơn. Do vậy, có thể
nhận định rằng, hiện nay công nghệ CAD/CAM/CNC đã gần như thay thế
hoàn toàn công nghệ gia công truyền thống trong việc gia công các dạng bề
mặt phức tạp.
1.2.1. Các khái niệm về phương pháp xây dựng bề mặt cho CAD/ CAM
Các bề mặt sản phẩm, sản xuất trong công nghiệp khá đa dạng và phức
tạp, vì vậy để thiết kế và chế tạo thuận lợi người ta đẫ sử dụng máy tính trợ
giúp trong quá trình này. Lĩnh vực thiết kế và mô tả bề mặt gia công trên máy
tính được gọi là CAMM - Computer Aided Modeling Machining, nó đóng
vai trò quan trọng trong hệ CAD/CAM/CNC. Để mô tả, xây dựng các đường
cong và bề mặt trên máy tính sử dụng mô hình toán học ta cần có những điều
cơ bản.
a, Các cách biểu diễn đường cong
Đường cong là quỹ tích của điểm chuyển động theo quy luật nào đó.
Vết để lại của điểm chuyển động hình thành đương cong hình học. Trong
toán học biễu diễn đường cong bằng các phương trình toán học, có 3 cách
biễu diễn một đường cong:
Đường cong ẩn.
Đường cong tường minh.

21. 11
Đường cong tham số.
Hình 1.10. Gốc tọa độ trùng tâm đường tròn
Để biễu diễn đường tròn bằng toán học dưới dạng phương trình bằng
cách gắn hệ tọa độ Đềcac phẳng có gốc tọa độ trùng với tâm đường tròn đơn
vị. Từ khoảng cách giữa tâm đường tròn O(0,0) và điểm P(x,y) trên đường
tròn bán kính 1 đơn vị, chúng có mối quan hệ giữa hai biến tọa độ biễu diễn
như sau:
Phương trình ẩn, có dạng g(x,y) = 0
x2
+ y2
= 1 hoặc x2
+ y2
– 1 = 0
Nếu chỉ xét nửa trên đường tròn đơn vị thì công thức trên được
viết lại và gọi dạng tường minh của đường cong:
y = (1- x2
)
1
2
Gọi góc hợp thành giữa chiều dương trục OX với tia PO là góc θ, giá trị tọa
độ x,y là hàm của θ được gọi là phương trình tham số của đường tròn:
x = x(θ) = cos(θ) ; y = y(θ) = sin(θ), trong đó θ được gọi là
tham số của đường tròn.
y
x
θ
O
y
x
P(x,y)

22. 12
Hình 1.11. Điểm M nằm bên trái tâm đường tròn đơn vị
Tham số khác của đường tròn đơn vị. Chọn góc α được hợp thành giữa
PM và OX, trong đó M là giao điểm bên trái giữa trục OX và đường tròn, ta
có:
tgα =
𝑦
𝑥 + 1
Để chuyển đường tròn đơn vị sang phương trình tham số, nối điểm P với gốc
tọa độ O, tia OP hợp với OX một góc β, quan hệ giữa x, y với tham số α:
y = 1.sinβ và x = 1. cosβ, trong đó β = 2α nên
x = cos2α = 2cos2
α – 1
=
2
1+tg2
α
-1=
1-tg2
α
1+tg2
α
đặt tgα = t. Ta có x(t), y(t) như sau:
x = x(t)=
1- t2
1+t2
;
y = sin2α =
2tgα
1+tg2
α
nên y = y(t) =
2t
1+t2
Y
X
β
O
y
x
P(x,y)]
M
α

23. 13
Các phương trình trên là phương trình tham số biễu diễn đường tròn
đơn vị dưới dạng toán học và được gọi là dạng da thức tỉ lệ, vì mỗi phương
trình được định nghĩa như là tỉ lệ của đa thức theo tham số t.
Đường cong trong không gian 3D được biễu diễn dưới dạng phương
trình tham số như sau:
x = x(t) ; y = y(t) ; z = z(t)
Để thuận lợi, chúng ta dùng ký hiệu vectơ khi biểu diễn đường cong
trong không gian 3D theo hệ tọa độ Đềcac như sau:
r(t) = (x(t); y(t); z(t))
Trong mặt phẳng mỗi đoạn cong dễ dàng biểu diễn bởi một phương trình
ẩn hoặc tường minh ở một khoảng xác định của tham số. Nhưng một đường
cong trong không gian không thể biểu diễn bằng một phương trình, bởi vì
đường cong được tạo ra nhờ giao của hai mặt vì vậy phương trình đường cong
phải là phương trình chứa cả hai phương trình bề mặt viết dưới dạng ẩn có
dạng g(x,y,z) = 0.
- Tốc độ chảy đường cong : flow rate of a curve
Tốc độ chảy ṡ(t) của đường cong bằng độ lớn đạo hàm của vectơ ṙ(t):
ṡ(t) = |ṙ(t)|
Tốc độ chảy không là tính chất của đường cong nhưng cho phép dễ dàng biểu
diễn đường cong dưới dạng tham số.
- Véctơ tiếp tuyến đơn vị của đường cong
Đặt độ dài s là tham số tự nhiên của đường cong r(t), độ dài đường cong được
xác định như sau:
s = ∫ |ṙ(t)|
s
0
dt
Ký hiệu T là vectơ tiếp tuyến đơn vị của đường cong r(t), T được định nghĩa
như sau :

24. 14
T =
ds
dt
nên T =
ṙ(t)
|ṙ(t)|
- Độ cong của đường cong
Ta có s và T là tham số của đường cong, T là véctơ tiếp tuyến đơn vị của
đường cong r(t) thì độ cong k của đường cong được định nghĩa như sau:
k = |
dT
ds
|
Áp dụng qui tắc chuổi trong phép lấy vi phân và sau đó biến đổi đại số ta
được độ cong:
k =
|ṙ x r̈|
|ṙ|3
Trong đó: ṙ =
dr(t)
dt
và r̈ =
dṙ(t)
dt
Đối với đường cong tường minh hai chiều cho dưới dạng y = y(x), phương
trình độ cong trên có thể viết dưới dạng đơn giản như sau:
k =
y''
(1+y'2
)
2
3
trong đó: y''
=
dy'
dx
và y'
=
dy
dx
- Véctơ pháp tuyến chính của đường cong
Lấy vi phân tiếp tuyến T theo t sau đó chuẩn hóa ta nhận được vectơ N,
vectơ này được gọi là vectơ pháp tuyến chính của đường cong. Vectơ N được
xác định như sau:
N=
dT
dt
|
dT
dt
|
=
dT
ds
|
dT
ds
|

25. 15
Vectơ T là vectơ đơn vị nên T.T = 1 và vectơ pháp tuyến N trực giao với
vectơ tiếp tuyến T. Mặt phẳng xác định bởi T và N được gọi là mặt phẳng mật
tiếp. Vectơ thứ ba trực giao với cả vectơ N và T được gọi là vectơ trực giao
kép B:
B = TxN
- Bán kính cong của đường cong
Đường tròn trong mặt phẳng mật tiếp đi qua một điểm trên đường cong r(t)
thì được gọi là đường tròn mật tiếp. Độ cong của đường cong r(t) tại điểm tiếp
xúc với đường tròn mật tiếp bằng độ cong của đường tròn mật tiếp.
Nếu gọi ρ là bán kính của đường tròn mật tiếp, bán kính cong của đường tròn
khảo sát r(t) được tính theo công thức :
ρ =
1
k
, trong đó k là độ cong.
- Độ xoắn của đường cong
Độ xoắn τ của đường cong 3D được định nghĩa như sau:
τ = -
dB
ds
N
Trong đó B và N tương ứng là vec tơ trực giao kép và vec tơ pháp tuyến
chính.
Hình 1.12. Vectơ pháp tuyến chuẩn và đường tròn mật tiếp
T
r(t)
N
Đường tròn mật tiếp
Mặt phẳng mật tiếp

26. 16
Các phương trình biểu diễn tính chất của đường cong trong không gian 3D
được gọi các phương trình Serret – Frenet, gồm các phương trình sau:
• Phương trình vectơ tiếp tuyến
dr
ds
= T
• Phương trình đạo hàm tiếp tuyến theo s:
N =
dT
dt
|
dT
dt
|
=
dT
ds
|
dT
ds
|
hay |
dT
ds
| =
dT
N.ds
thay vào biểu thức k = |
𝑑𝑇
𝑑𝑠
|, ta có:
dT
ds
= kN
• Đạo hàm vectơ pháp tuyến theo s:
dN
ds
= τB – kT
• Đạo hàm vectơ trực giao B theo s:
dB
ds
= -τN
Trong các phương trình trên, s là tham số của đường cong r(s) và k, τ
tương ứng là độ cong và độ xoắn của đường cong.
b, Biểu diễn các mặt
Bất kỳ vật thể vật lý nào cũng đều giới hạn bởi các mặt, ví dụ chi tiết
thường gặp trong chế tạo máy là trục trơn. Trục trơn được giới hạn bởi hai bề
mặt : mặt phẳng và mặt trụ tròn xoay. Phương trình toán học mô tả mặt của
vật thể biểu diễn dưới các dạng sau: dạng ẩn, dạng tham số, dạng tường minh.
- Mặt được biểu diễn bằng phương trình ẩn

27. 17
Xét hình cầu bán kính r =1, tâm trùng với gốc của hệ tọa độ Đềcac. Các
điểm nằm bên trong hình cầu thỏa mãn phương trình:
x2
+ y2
+z2
< 1
Hình 1.13. Mặt cầu với gốc tọa độ tại tâm cầu
Điểm P(x,y,z) là điểm nằm trên mặt cầu, phương trình mặt cầu viết dưới dạng
ẩn như sau:
x2
+ y2
+z2
= 1 hoặc x2
+ y2
+z2
– 1 = 0.
Phương trình dạng ẩn biểu diễn mặt trong không gian 3D có dạng tổng
quát g(x,y,z) = 0 và biểu diễn giới hạn của nữa không gian phía ngoài – phía
trên g(x,y,z) > 0 và không gian phía trong – phía dưới g(x,y,z) < 0
- Mặt được biểu diễn bằng phương trình tham số
Trong hình học vi phân, mặt được định nghĩa là ảnh của phép ánh xạ từ
một tập hợp các điểm lên một mặt phẳng vào không gian 3D và được mô tả
như sau:
r(u,v) = (x(u,v),y(u,v),z(u,v)), trong đó u, v là tham số của mặt.
Với hình cầu đơn vị như trên hình 1.13, bằng cách coi u, v tương ứng là các
kinh độ và vĩ độ của mặt cầu ta có phương trình ẩn là:
r(u, v) = (cos v.cos u, cos v.sin u, sin v)
với 0 ≤ u ≤ 2π và –π ≤ v ≤
𝜋
2

28. 18
- Mặt được biểu diễn bằng phương trình không tham số
Khi miền của mặt nằm trong tọa độ xy của hệ tọa độ Đềcac thì phần mặt
được biễu diễn bởi phương trình r(u,v) = (x(u,v),y(u,v),z(u,v)) trở thành dạng
phương trình không tham số với u ≡ x, v ≡ y:
R(u,v) = (u, v, z(u,v)) hoặc z = z(x,y)
Nếu chỉ xét bán cầu trên của hình cầu đơn vị, phương trình biểu diễn dưới
dạng không tham số như sau:
z = (1 – x2
– y2
)
1
2 với x2
+ y2
≤ 1
Nếu bề mặt được xácđịnh trên một vùng giới hạn thì nó được gọi là mảng mặt
hay một mảng. Sắp các mảng theo điều kiện nào đó để các mảng trở nên liên
tục với nhau tạo thành một mặt, mặt này gọi là mặt ghép.
- Tiếp tuyến và pháp tuyến của mặt
Khảo sát một đường cong tham số u(t). Trên miền mặt phẳng u, v của mặt
tham số r(u,v) trên hình viết dưới dạng ma trận:
u(t) = |𝑢(𝑡) 𝑣(𝑡)|𝑇
khi đó ảnh của u(t) qua ánh xạ đường cong r(t) nằm trên mặt r(u, v) sao cho:
r(t) = r(u(t), v(t)) = (x(u(t), v(t), y(u(t), v(t), z(u(t), v(t))
Hình 1.14. Đường cong trên bề mặt và mặt phẳng tiếp tuyến

29. 19
Nếu cho u(t) = t và v = v0
hoặc v(t) = t, u = uo
thì phương trình là đương cong
đơn tham số.
- Vectơ tiếp tuyến của mặt
Đạo hàm riêng phương trình mặt r(u, v) theo u ta nhận được tiếp tuyến
ru(u,v) và đạo hàm riêng r(u,v) theo v ta được tiếp tuyến thứ hai rv(u,v). Hai
vectơ đơn tham số được xác định như sau :
rv(u,v)=
dr
dv
; ru
(u,v) =
dr
du
; ru,v
(u,v) =
∂2
r
∂u∂v
lấy vi phân phương trình (1.42) đới với t ta có:
ṙ (u,v) =
dr
dt
=
dr
du
.
du
dt
+
dr
dv
.
dv
dt
= ru
u̇ + rv
v̇
Lưu ý rằng 𝑟̇(u,v) là tiếp tuyến của r(t) và rv(u,v), ru(u,v) là vectơ pháp tuyến
đơn của đường cong đơn tham số. Ba vectơ tiếp tuyến ṙ(u,v), ru(u,v), rv(u,v)
xác định một mẳng phẳng được gọi là mặt phẳng tiếp tuyến.
- Vectơ pháp tuyến của mặt
Vectơ pháp tuyến đơn vị n là vec tơ vuông góc với mặt phẳng tiếp tuyến
với mặt tại điểm khảo sát. Vectơ pháp tuyến đơn vị được xác định bằng cách
chuẩn hóa vectơ tích có hướng của vectơ tiếp tuyến ru(u,v), rv(u,v) chia cho độ
dài của tích có hướng của hai vectơ ru(u,v), rv(u,v) :
n =
ru x rv
|ru x rv|
Vec tơ pháp tuyến đơn vị có vai trò quan trọng trong quá trình khảo sát mặt.
ví dụ, vec tơ pháp dùng để xác định khoảng cách từ mặt khảo sát ra
(u,v) đến
gốc tọa độ. Khoảng cách mặt ra
(u,v) tới gốc tọa độ được xác định như sau:
ra
(u,v) = r(u,v) + dn(u,v)
Vectơ pháp tuyến N của mặt ẩn g(x,y,z) = 0 cho bởi công thức:
N= (
∂g
∂x
,
∂g
∂y
,
∂g
∂z
)

30. 20
Còn vectơ pháp tuyến đơn vị n xác định theo vec tơ pháp tuyến N của mặt
được xác định như sau:
n=
N
|N|
1.2.2. Các ma trận cơ bản
a, Ma trận cơ bản thứ nhất
Vectơ tiếp tuyến được cho bởi ṙ (u,v)=
dr
dt
=
dr
du
.
du
dt
+
dr
dv
.
dv
dt
= ruu̇ + rvv̇ có thể viết dưới dạng ma trận các vectơ được xem như các
vectơ cột:
r = ruu̇ + rvv̇ = A.u̇
̇
Trong đó A = [ru rv] và u̇ =
du(t)
d(t)
= (
du
dt
dv
dt
) = [u̇ v̇]T
và môđun của vectơ tiếp
tuyến được tính như sau:
|ṙ|2
= ṙ.ṙ
Viết môđun vectơ tiếp tuyến dưới dạng ma trận
ṙ.ṙ = [ru rv] [
u̇
v̇
].[ru rv] [
u̇
v̇
]
ṙ.ṙ = [
ru
rv
] [u̇ v̇].[ru rv] [
u̇
v̇
]
Từ các ma trận trên ta nhận thấy [
ru
rv
]= AT
; [u̇ v̇] = u̇T
và [
u̇
v̇
] = u̇ viết lại ta
nhận được ṙ.ṙ = u̇T
AT
Au̇ = đặt AT
A = G. Môđun vectơ tiếp tuyến sẽ là:
|ṙ|2
= u̇T
Gu̇
Trong đó G được gọi la ma trận cơ bản thứ nhất và được viết như sau:
G = AT
A = [
ru.ru ru.rv
ru.rv rv.rv
]
Do đó vectơ tiếp tuyến đơn vị T là:

31. 21
T =
ṙ
|ṙ|
=
A.u̇
(u̇T
Gu̇)
1
2
Ma trận cơ bản thứ nhất giúp ta tính toán diện tích mặt và diện tích mặt cắt
theo công thức:
|rux rv| = |G|
1
2
b, Ma trận cơ bản thứ hai
Xét đường cong r(t) trên mặt r(u,v). Đạo hàm bậc hai của r(t) đối với t:
r̈ = u̇(u̇uu + u̇ruv) + üru + v̇(v̇rvv+ u̇ruv) + v̈rv
Nhân vô hướng vectơ phấp tuyến đơn vị n với vectơ đạo hàm bậc hai của
đường cong ta nhận được:
r̈.n = (u̇)2
ruu
Lưu ý rằng tích vô hướng vec tơ pháp tuyến đơn vị với các vec tơ tiếp tuyến
thành phần là bằng không có nghĩa là: ru.n = rv.n = 0
r̈.n = (u̇)2
ruu.n + 2 u̇v̇ruv.n + (v̇)2
ruu.n = u̇T
Du̇
Trong đó u̇ = |
u̇
v̇
| và D = = [
ruu.n ruv.n
ruv.n rvv.n] được gọi là ma trận cơ bản thứ hai
của mặt.
c, Độ cong chuẩn
Từ các phương trình Serret – Frenet
dr
ds
= T,
dT
ds
= kN, đạo hàm bậc hai của
r(t) là:
r̈=
dṙ
dt
=
d(ṡT)
dt
= s̈.T + ṡ.Ṫ = s̈.T + ṡ(ṡkN)
Nhân vô hướng với n, ta nhận được:
r̈.n = (ṡ)2
.kN.n
Với tích vô hướng của T với n là T.n = 0

32. 22
Đại lượng kNn của phương trình trên được gọi là độ cong chuẩn Kn
.
Từ
phương trình trên ta có ṡ(t) = |ṙ(t)| , |ṙ|2
= u̇T
Du̇ hay ṡ = |ṙ| = (u̇T
Du̇)
1
2
. Từ đó
ta nhận được độ cong chuẩn Kn:
Kn ≡ kN.n=
u̇T
Du̇
(ṡ)2
=
u̇T
Du̇
u̇T
Gu̇
Ý nghĩa vật lý của đường cong chuẩn : ở điểm khảo sát r(u(t), v(t)) trên
mặt phẳng r(u,v), vẽ mặt phẳng π chứa vec tơ tiếp tuyến đơn vị T và vectơ
pháp tuyến mặt đơn vị n cho mặt r(t) giao với mặt π ta nhận được độ cong của
đường cong và đó là độ cong chuẩn của mặt r(t) dọc theo hướng của u̇.
d, Độ cong chính
Độ cong chuẩn là một hàm theo hướng u̇ , đó là :
kn(u̇)=
u̇T
Du̇
u̇T
Gu̇
Cực trị của độ cong chuẩn có thể xác định bởi phương trình:
∂Kn
∂u̇
= 2Du̇ – 2KnGu̇
Trong đó u̇ = |u̇ v̇|T
. Cực trị của độ cong chuẩn được gọi là độ cong chính
và chúng được xác định như sau:
Kn1=
b+(b2
- ac)
1
2
a
; Kn2 =
b-(b2
- ac)
1
2
a
Trong đó :
a =|G| = |
g1
h
h d2
|
c =|D| = |
d1 e
e d2
|
b=
g1
d2+ g2
d1
2-eh

33. 23
Tích của hai độ cong chính được gọi là độ cong Gaussian và nó được dùng để
đo độ nhẵn của mặt.

34. 24
CHƯƠNG 2 - MÁY TIỆN CNC 2 TRỤC CHÍNH MAXXTURN 65
2.1. SƠ LƯỢC VỀ MÁY TIỆN 2 TRỤC CHÍNH MAXXTURN 65
2.1.1. Các đặc điểm cơ bản
Máy tiện CNC 2 trục Maxxturn 65 là loại máy được sản xuất bởi tập
đoàn EMCO, ngoài các đặc điểm của máy tiện CNC, máy còn có một số đặc
điểm nổi bật khác.
Hình 2.1. Máy tiện CNC 2 trục chính Maxxturn 65
• Chiều cao trục quay trên sàn 1150 [mm]
• Tổng chiều cao 2100 [mm]
• Lắp đặt bề mặt W × D (không có băng tải con) 3320 × 2070 [mm]
• Tổng trọng lượng của máy 5700 [kg]
• Trục chính 2 (counter spindle) nằm đối diện trục chính 1 ngoài chuyển
động quay còn có khả năng chuyển động tịnh tiến. Cả hai trục đều có khả
năng chuyển động phân độ và chuyển động nội suy kết hợp với chuyển
động của dao để gia công theo biên dạng chi tiết.
• Trục chính 2 có thể chuyển động đến kẹp chi tiết để gia công phần còn
lại của chi tiết.

35. 25
• Ụ dao có 12 dao ngoài chuyển động tịnh tiến theo trục X, Y, Z và quay
quanh trục ụ, dao có khả năng quay quanh trục dao, khả năng này ứng
dụng như một máy phay.
• Độ chính xác đến vị trí xác định ở bán kính 100 mm ± 2[μm]
• Độ chính xác lặp lại đến vị trí xác định ở bán kính 100 mm ± 0,8[μm]
Hình 2.2. Các bộ phận máy tiện CNC 2 trục chính Maxxturn 65
1. Nút tắt khẩn cấp
2. Hệ điều khiển Sinumerik 840D
3. Công tắc chính
4. Tủ điện lạnh
5. Tủ điện
6. Đèn chiếu sáng
7. Công cụ đài dao (12 vi trí chứa dao, có
hoặc không có các công cụ điều khiển)
8. Hệ thống làm mát
9. Động cơ thủy lực
10. Van khí nén
11. Trục chính
12. Bể nước làm mát
13. Giá đỡ bắt dò điểm
(tùy chọn)
14. Ụ động hoặc truy cập
trục chính (tùy chọn)
15. Chip băng tải (tùy
chọn)

36. 26
2.1.2. Các điểm tham chiếu và hệ tọa độ
a) Các điểm tham chiếu
Hình 2.3. Các điểm tham chiếu trên máy
Điểm gốc máy M
Điểm gốc máy nằm ở vị trí giao giữa tâm trục chính và mặt phẳng gá
mâm cặp. Vị trí này do nhà sản xuất quy định.
Điểm gốc chi tiết W
Điểm gốc chi tiết là điểm tự do, do người lập trình tự quy định, sao
cho việc lập trình thuận lợi nhất.
Điểm tham chiếu R
Điểm tham chiếu do nhà sản xuất quy định. Khi khởi động máy người
sử dụng bắt buộc phải đưa các trục máy về trị trí này.
Điểm lắp dao T
Điểm lắp dao nằm trên mặt đầu của mâm dao.
Điểm cắt của dao P
Điểm cắt của dao thường đặt tại mặt đầu của dao. Khoảng cách từ
điểm T đến điểm P được định nghĩa là chiều dài dao.
R

37. 27
b) Hệ tọa độ trên máy
Hình 2.4. Hệ tọa độ trên máy
Bảng 2.1. Hệ tọa độ tuyệt đối và hệ tọa độ tương đối
Hệ tọa độ tuyệt đối Hệ tọa độ tương đối
Giá trị nhập sử dụng điểm gốc chi
tiết(W) là điểm tham chiếu
Giá trị nhập sử dụng tọa độ của điểm
trước là điểm tham chiếu
*G90 Kích thước tuyệt đối
Giá trị tọa độ của điểm cuối
(Endpoint) trong hệ tọa độ hiện
hành phải luôn được nhập là tọa độ
tuyệt đối (tọa độ của điểm trước đó
không quan trọng)
*G91 Kích thước tương đối
Giá trị khác biệt giữa vị trí hiện tại
(Current position) và vị trí cuối
(Endpoint) có liên quan đến hướng,
luôn được nhập là tọa độ tương đối

38. 28
Bảng 2.2. Hệ tọa độ Decac và hệ tọa độ cực
Hệ tọa Decac Hệ tọa độ cực
Giá trị nhập vào là tọa độ X, Z Giá trị nhập vào là chiều dài(L) và
góc(α)

39. 29
Có thể nhập kết hợp giữa tọa độ
Decac và tọa độ cực cho điểm
cuối(Endpoint):
Tọa độ điểm cuối theo X và L:
Tọa độ điểm cuối theo Z và α:
2.1.3. Các mặt phẳng làm việc
Đối với máy tiện Maxxturn 65, chi tiết có thể được gia công trên các mặt
phẳng khác nhau. Một mặt phẳng làm việc được định nghĩa bởi 2 trục. Ta có
thể chia ra thành các mặt như sau:
- Mặt phẳng dọc trục ( Turning)
- Mặt phẳng mặt đầu trục (Face)
- Mặt phẳng mặt ngoại vi ( Peripheral surface)
Hình 2.5. Các mặt phẳng gia công trên máy tiện Maxxturn 65

40. 30
a)
b)
d)
c)
a. Mặt phẳng dọc trục (Turning)
Là mặt phẳng được xây dựng dựa trên trục X và trục Z (G18). Khi gia
công trên mặt phẳng này thì thông thường dao sẽ chuyển động dọc trục X và
trục Z, đầu trục chính quay đều. Các bước gia công thường được thực hiện như:
tiện biên dạng ngoài, tiện biên dạng trong, tiện ren, khoan lỗ đúng tâm, taro lỗ
đúng tâm,…
Hình 2.6. Các bước gia công thực hiện trên mặt phẳng dọc trục
b. Mặt phẳng mặt đầu trục (Face)
Là mặt phẳng được xây dựng dựa trên trục X và trục Y (G17). Đối với
máy không có trục Y thì khi đó sẽ có phối hợp chuyển động giữa trục C và trục
X khi thực hiện các bước gia công trong mặt phẳng này. Khi gia công trong

41. 31
mặt phẳng này thì thông thường đầu dao sẽ quay ( trục dao song song với trục
Z), đầu trục chính đứng yên hoặc quay phân độ. Các bước gia công thường
được thực hiện trên mặt phẳng này: phay hốc, phay rãnh, phay biên dạng phức
tạp, khắc chữ, khoan lỗ lệch tâm, taro lỗ lệch tâm,….
Hình 2.7. Các bước gia công thực hiện trên mặt phẳng mặt đầu trục
c. Mặt phẳng mặt ngoại vi (Peripheral surface)
Là mặt phẳng được xây dựng dựa trên trục Z và trục Y (G19). Đối với
máy không có trục Y thì khi đó sẽ có phối hợp chuyển động giữa trục C và trục
X khi thực hiện các bước gia công trong mặt phẳng này. Khi gia công trong
mặt phẳng này thì thông thường đầu dao sẽ quay ( trục dao vuông góc với trục
Z), đầu trục chính đứng yên hoặc quay phân độ. Các bước gia công thường
được thực hiện trên mặt phẳng này: phay hốc, phay rãnh, phay biên dạng phức
tạp , khắc chữ trên mặt ngoại vi, khoan lỗ hướng tâm, taro lỗ hướng tâm,….
Hình 2.8. Các bước gia công thực hiện trên mặt phẳng mặt ngoại vi
2.1.4. Vùng làm việc

42. 32
Hình 2.9.Vùng làm việc

43. 33
2.1.5. Đầu trục chính 2 (counter spindle)
a) Kết cấu
Hình 2.10. Kết cấu đầu trục chính
Hình 2.11. Dải hành trình của trục chính 2

44. 34
Bảng 2.3. Bảng thông số trục chính 2
Mặt lắp ghép DIN 55026 –KK6
Kích cỡ mâm cặp Max. Ø 200 mm
Dải tốc độ 0 ÷ 7000 min-1
Mô men Max. 130 Nm
Hành trình Max. 580 mm
Công suất Max. 22 kW
b) Các chu trình khi làm việc với trục chính 2
Đối với các máy có trục chính thứ 2, ta có thể thực hiện các chức năng
như: tiện, khoan, phay ở mặt trước và mặt sau mà không cần phải thao tác kẹp
lại chi tiết bằng tay. Trước khi làm việc với mặt sau , trục chính thứ 2 phải tiến
đến kẹp chi tiết và di chuyển đến vị trí mới. Ta có thể lập trình cho quá trình này
với chức năng “Counterspindle”.
Shopturn cung cấp năm bước lập trình:
+ Gripping: kẹp chi tiết.
+ Draw: kéo chi tiết đến khỏi trục chính thứ nhất.
+ Rear: di chuyển chi tiết đến vị trí gia công mới khi gia công mặt
sau.
+ Front face: dịch chuyển gốc tọa độ gia công khi tiếp tục gia công
mặt trước( khi gia công hàng loạt, phôi dạng thanh dài).
+ Complete: bao gồm các bước trên có thể kèm theo bước cắt đứt
chi tiết.
* Gripping:
Dụng cụ sẽ di chuyển về vị trí XP, ZP. Trong trường hợp đầu trục chính
thứ 2 đang kẹp thì sẽ được mở ra, Shopturn sẽ đồng bộ hóa tốc độ giữa hai đầu
trục chính. Sau đó trục chính thứ 2 sẽ di chuyển nhanh đến vị trí ZR, giảm tốc độ
FR và di chuyển đến vị trí Z1, cuối cùng là kẹp chi tiết.

45. 35
Các tham số chính:
• XP,ZP: tọa độ vị trí của dụng cụ
• S: tốc độ quay của trục chính
• α1: góc quay của trục phụ
• Z1: vị trí dừng cuối của trục chính 2
• ZR: vị trí dừng trước khi vào chi tiết
• FR: tốc độ di chuyển từ ZR đến Z1
Hình 2.12. Bước thực hiện Gripping
* Draw:
Bước thực hiện này thường xảy ra sau bước Gripping, sau khi kẹp chi tiết
thì đầu trục chính thứ 2 di chuyển một lượng Z1 với tốc độ F. Shopturn thay đổi
hệ tọa độ một cách phù hợp và lưu lại giá trị thay đổi trong bảng Work offset
được lựa chọn.

46. 36
Các tham số chính:
• Work offset: hệ tọa độ lưu giá trị tọa độ mới
• Z1: khoảng dịch chuyển của trục chính 2
• F: tốc độ di chuyển của trục chính 2
Hình 2.13. Bước thực hiện Draw
* Rear:
Trục chính thứ 2 và chi tiết di chuyển với tốc độ di chuyển nhanh đến vị
trí gia công mới Z2W. Gốc chi tiết cũng đồng thời di chuyển theo thông qua
lượng dịch chuyển ZV từ mặt trước đến mặt sau của chi tiết. Hệ tọa độ được
chuyển sang dạng đối xứng để gia công mặt sau và được lưu trong Work offset
được lựa chọn. Hoạt động đồng bộ của hai trục chính bị vô hiệu hóa.

47. 37
Các tham số chính:
• Work offset: hệ tọa độ lưu giá trị tọa độ mới
• Z2W: vị trí gia công mặt sau
• ZV: khoảng dịch chuyển gốc tọa độ
Hình 2.14. Bước thực hiện Rear
* Complete:
Nếu chọn bước thực hiện “Complete” thì ta phải chọn giá trị của “Draw
blank: Yes”, và “Cut-off cycle: Yes”. Sau đó ta có thể lập trình bước gia công
cắt đứt chi tiết “Parting”. Chi tiết sẽ được cắt đứt sau khi trục chính thứ 2 kẹp chi
tiết và di chuyển đến vị trí mới.

48. 38
Các tham số khi thực hiện bước này bao gồm tất cả các tham số của các
bước thực hiện trước.
Hình 2.15. Bước thực hiện Complete
* Front face:
Ta thực hiện bước này nếu gia công dạng hàng loạt và phôi có dạng thanh
dài. Ngay sau khi hoàn thành việc gia công mặt sau của chi tiết, sẽ bắt đầu ngay
việc gia công mặt trước của chi tiết mới. Ta có thể kích hoạt Work offset mới
trong lúc chờ gia công mặt trước của chi tiết mới nhờ vào bước thực hiện “Front

49. 39
face”, thông thường ta sẽ sử dụng Work offset đã dùng ở bước “Grip”. Trục
chính thứ 1 bây giờ trở lại là trục chính gia công.
2.2. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN SHOPTURN
2.2.1. Một số bước thao tác cơ bản
a) Tạo một chương trình mới
Đối với mỗi sản phẩm mới thì ta đều phải tạo một chương trình gia công
riêng biệt. Chương trình này bao gồm các bước gia công mà ta cần phải hoàn
thành để chế tạo sản phẩm.
Khi ta tạo một chương trình mới thì phần đầu và phần cuối của chương
trình sẽ tự động được định nghĩa. Những thông số này sẽ được kích hoạt trong
toàn bộ chương trình và người dùng phải thiết lập nó khi tạo chương trình.
Trong Shopturn để tạo một chương trình mới ta lần lượt thực hiện các
bước sau:
- Nhấn vào phím mềm Program , sau chọn đường dẫn đến
thư mục mà ta muốn lưu chương trình.
- Nhấn vào phím mềm tạo chương trình mới và chọn dạng
chương trình là Shopturn program .
- Đặt tên cho chương trình và nhấn phím mềm Ok.
- Thiết lập các tham số cho phần đầu chương trình (Program header):
+ WO: chọn gốc tọa độ, ta có thể nhập lần lượt 1, 2,3, tương ứng
với G54, G55, G56.
+ Blank: thiết lập hình dạng và kích thước phôi cho chi tiết
W: bề rộng phôi (phôi hình chữ nhật)
L: chiều dài phôi (phôi hình chữ nhật)
N: số cạnh (hình đa giác)
L: chiều dài cạnh (hình đa giác)
XA: đường kính ngoài

50. 40
Hình 2.16. Bảng tham số Progam header
Hình 2.17. Các thông số thiết lập hình dạng phôi
XI: đường kính trong
ZI: chiều dài phôi
ZB: chiều dài phần gia công
ZA: Tọa độ điểm đầu ( theo hệ tọa độ tuyệt đối)
+ Retraction: thiết lập mặt phẳng lùi dao. Việc thiết lập mặt phẳng
lùi dao nhằm tạo không gian để dao rút về sau khi gia công chi tiết và không bị

51. 41
Hình 2.18 Thiết lập mặt phẳng lùi dao
va vào chi tiết. Tùy theo dạng chi tiết mà ta thiết lập các thông số phù hợp như
hình 2.18.
+ Tool change point: thiết lập vị trí thay dao. Trong quá trình gia
công nếu dung nhiều dao cùng lúc thì ta phải thiết lập vị trí thay dao để tránh
va chạm giữa dao và chi tiết.
+ Safety clearance: thiết lập khoảng cách an toàn. Đây chính là
khoảng cách an toàn trước khi dao bắt đầu cắt chi tiết. Thông thường giá trị
khoảng cách an toàn được nhập theo kích thước tương đối.
+ Speed limit: Thiết lập giới hạn tốc độ tối đa của trục chính.
b) Tạo một dòng lệnh mới
Sau khi tạo chương trình mới và thiết lập các thông số ở phần đầu chương
trình, ta bắt đầu xác định các bước gia công bằng cách viết các dòng lệnh. Một
bước gia công có thể có từ 1, 2 hoặc 3 dòng lệnh.
Muốn tạo một chương trình thì máy cần có một khoảng bộ nhớ xác định.
Một chương trình có tối đa 1000 dòng lệnh với hàm “ Straight line”. Với những
hàm phức tạp hơn thì số lượng dòng lệnh sẽ giảm xuống.
Các dòng lệnh sẽ nằm giữa phần đầu và phần cuối của chương trình. Khi
viết chương trình thì ta thường sử dụng các chu trình gia công sau:

52. 42

53. 43
Chức năng và cách sử dụng của các chu trình này sẽ trình bày trong phần
sau. Khi lập các chu trình gia công ta phải thiết lập các tham số: dụng cụ cắt,
tốc độ tiến dao, tốc độ quay của trục chính, phương pháp gia công,…
Hình 2.19. Tạo dòng lệnh mới

54. 44
c) Mô phỏng chương trình và gia công chi tiết
Trước khi thực hiện chương trình ta có thể mô phỏng đường chạy dao
trong phần Simulate, với cách làm này ta có thể dễ dàng kiểm tra chương trình
mà không cần di chuyển trục máy. Thông qua việc mô phỏng ta có thể kiểm tra
lỗi, kiểm tra tối ưu đường chạy dao, tránh các va chạm,…
Khi mô phỏng đường chạy dao, Shopturn thể hiện chính xác kích thước
phôi, loại dao như đã thiết lập trong phần đầu, cũng như thời gian gia công.
Để mô phỏng chương trình ta thực hiện các bước sau:
- Nhấn vào phím mềm “ Program” hoặc “Program
manager”, sau đó chọn đường dẫn đến thư mục chứa chương trình.
- Chọn chương trình muốn mô phỏng, sau đó nhấn
phím “input” hoặc phím di chuyển phải.
- Kiểm tra toàn bộ chương trình, sau đó nhấn vào
phím mềm mô phỏng.
- Ta có thể mô phỏng từng dòng lệnh bằng cách nhấn
vào phím mềm “Details” hay “Single block”.
- Nhấn phím “Stop” để dừng chương trình.
- Nhấn phím “Reset” để bỏ qua việc mô phỏng và
thiết lập lại hình dáng của phôi.
- Nhấn phím “Start” để qua lại mô phỏng.
- Kết thúc mô phỏng và qua lại chương trình thì ta
nhấn phím “End”.

55. 45
Hình 2.20. Side View
Hình 2.21. Front View
Ta có thể quan sát quá trình mô phỏng theo các dạng sau:
- Quan sát theo mặt cạnh (Side view): Màn hình hiển thị phôi dưới dạng
mặt cắt ngang dọc theo trục của chi tiết.
- Quan sát theo mặt trước (Front view): Màn hình hiển thị phôi dưới
dạng mặt cắt ngang vuông góc với trục của chi tiết.

56. 46
Hình 2.22.Window view
Hình 2.23. Volume model
- Quan sát theo ba cửa số (3-Window view): Màn hình hiển thị đồng
thời phôi dưới dạng mặt cắt ngang vuông góc với trục của chi tiết, dọc trục chi
tiết, và chi tiết dạng 3D.
- Quan sát theo dạng 3D (Volume model): Màn hình hiển thị đồng
thời phôi dưới dạng 3D. Ta chỉ có thể quan sát chi tiết ở dạng này khi đã hoàn
thành quá trình mô phỏng. Ta có thể xem chi tiết dạng nguyên khối, hoặc ½
hay ¾.

57. 47
Kết thúc việc mô phỏng và kiểm tra chương trình lần
cuối, ta bắt đầu quá trình gia công bằng cách nhấn phím mềm “Execute”, sau
đó nhấn phím “Start” để thực hiện.
2.2.2 Một số chu trình gia công trong phần mềm điều khiển shopturn
a) Di chuyển theo đường thẳng và đường tròn
Khi ta muốn thực hiện các chuyển động theo đường thẳng và đường tròn,
hoặc thực hiện việc gia công không theo chu trình thì ta có thể sử dụng các
chức năng “Straight” hay “Circle”.
Với các chu trình gia công đơn giản ta có thể thực hiện theo các bước
sau:
- Chọn dao và tốc độ quay trục chính.
- Chọn mặt phẳng gia công.
- Lập trình loại hình gia công.
- Chọn các tham số còn lại.
Các loại hình gia công gồm:
- Đường thẳng.
- Đường tròn biết trước tâm.
- Đường tròn biết trước bán kính.
- Đường thẳng trong hệ tọa độ cực.
- Đường tròn trong hệ tọa độ cực.
* Di chuyển theo đường thẳng
Khi ta muốn di chuyển theo đường thẳng trong hệ tọa độ Decac, ta có thể
chọn chức năng “Straight”.

58. 48
Dao sẽ di chuyển theo đường thẳng với tốc độ lập trình hoặc tốc độ chạy
dao nhanh từ vị trí hiện tại đến vị trí đích. Trong khi di chuyển ta có thể chọn
bù dao trái, bù dao phải hoặc không bù bán kính dao.
- Nhấn phím mềm “Strai.Circle” và “Straight”.
- Nhấn phím mềm “Rapid traverse” nếu ta muốn di
chuyển với tốc độ tiến dao nhanh.
Bảng 2.4. Bảng tham số khi di chuyển theo đường thẳng
Tham số Mô tả Đơn vị
X
Z
Y
C1
C3
Tọa độ điểm cuối theo trục X
Tọa độ điểm cuối theo trục Z
Tọa độ điểm cuối theo trục Y
Tọa độ điểm cuối theo trục C của trục chính
Tọa độ điểm cuối theo trục C của trục phụ
mm
mm
mm
mm
mm
F Tốc độ di chuyển dao mm/vòng
mm/phút
mm/răng
Bù bán
kính dao
- Bù bán kính dao bên phải đường đi dao
- Bù bán kính dao bên phải đường đi dao
- Không bù bán kính dao
Có bù bán kính dao
Đường di
chuyển
Đường
lập trình
Đường
lập
trình
Đường di
chuyển
Không bù bán kính dao
Hình 2.24. Di chuyển theo đường thẳng có và không bù bán kính dao
Tải bản FULL (98 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

59. 49
* Di chuyển theo đường tròn
Khi ta muốn di chuyển theo đường tròn trong hệ tọa độ Decac biết trước
tâm đường tròn, ta có thể chọn chức năng “Circle center point”.
Dao sẽ di chuyển theo đường cong từ vị trí hiện tại đến vị trí đích với
tốc độ lập trình. Shopturn sẽ tính toán bán kính của đường tròn dựa trên các
tham số nhập vào I và K.
- Nhấn phím mềm “Strai.Circle”, sau đó nhấn
phím “Circle center point”
Bảng 2.5. Bảng tham số khi di chuyển theo đường tròn
Tham số Mô tả Đơn vị
Chiều
quay
- Theo chiều kim đồng hồ
- Ngược chiều kim đồng hồ
X
Y
I
J
Mặt phẳng gia công: Mặt phẳng mặt đầu trục
Tọa độ điểm cuối theo trục X
Tọa độ điểm cuối theo trục Y
Khoảng cách giưa điểm đầu và tâm theo trục X
Khoảng cách giưa điểm đầu và tâm theo trục Y
mm
mm
mm
mm
Y
Z
J
K
Mặt phẳng gia công: Mặt phẳng mặt ngoại vi
Tọa độ điểm cuối theo trục Y
Tọa độ điểm cuối theo trục Z
Khoảng cách giưa điểm đầu và tâm theo trục Y
Khoảng cách giưa điểm đầu và tâm theo trục Z
mm
mm
mm
mm
F Tốc độ di chuyển dao mm/vòng
mm/phút
mm/răng
b) Khoan lỗ (Drilling)
Những chức năng gia công được giới thiệu trong phần này được dùng để
tạo các lỗ khác nhau trên mặt phẳng mặt đầu trục và mặt phẳng ngoại vi.
Một số chu trình gia công được sử dụng:
Tải bản FULL (98 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

60. 50
- Khoan lỗ ngay tâm (Drill centered)
- Tạo lỗ ren ngay tâm (Thread centered)
- Khoan lỗ tâm (Centering)
- Khoan (drilling)
- Doa (Reaming)
- Khoan lỗ sâu ( Deep hole drilling)
- Taro (Thread tapping)
- Phay lỗ ren (Thread milling)
Khi thực hiện các chu trình gia công này ta phải chọn vị trí của các lỗ
đơn hoặc các lỗ theo mảng.
- Nhấn phím mềm “Drilling”, “Drilling reaming”.
- Nhấn phím mềm “Drilling”.
Bảng 2.6. Bảng tham số khi khoan lỗ
Tham số Mô tả Đơn vị
T Chọn dao
F Tốc độ di chuyển dao mm/vòng
mm/phút
V Tốc độ cắt mm/phút
Vòng/phút
X1
Y1
Z1
Tọa độ điểm cuối theo trục X
Tọa độ điểm cuối theo trục Y
Tọa độ điểm cuối theo trục Z
mm
mm
mm
DT Thời gian chờ Giây (s)
ec14eee1