Tiện, Phay CNC cơ bản

Giáo trình Tiện, Phay CNC cơ bản nghề Cắt gọt kim loại - Cao đẳng Nghề Sóc Trăng

• Tác giả: Quách Thái Kỳ
• Trường học: Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng
• Chuyên ngành: Cắt gọt kim loại
• Đề tài: Tiện, Phay CNC cơ bản
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Sóc Trăng

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình Tiện Phay CNC cơ bản Cao đẳng Nghề Sóc Trăng

Giáo trình Tiện, Phay CNC cơ bản do Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng biên soạn là tài liệu trọng điểm thuộc nghề Cắt gọt kim loại. Giáo trình được xây dựng theo định hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa nhằm đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao. Cấu trúc tài liệu gồm sáu bài học hoàn chỉnh. Ba bài đầu tập trung vào kỹ năng lập trình, vận hành và gia công trên máy tiện CNC. Ba bài tiếp theo cung cấp toàn diện phương pháp lập trình, vận hành và thực hành máy phay CNC. Tài liệu áp dụng hệ điều khiển FANUC chuẩn công nghiệp. Các nội dung lý thuyết đi kèm bản vẽ chi tiết và ví dụ mã lệnh cụ thể. Sinh viên được trang bị tư duy công nghệ gia công tiên tiến. Giáo trình loại bỏ các lý thuyết hàn lâm rườm rà. Mỗi chương mục đều hướng trực tiếp tới việc thao tác trên máy công cụ thực tế. Nhờ vậy, tài liệu giúp người học nhanh chóng làm chủ thiết bị cơ khí hiện đại và thích nghi tốt với môi trường sản xuất công nghiệp.

1.1. Mục tiêu đào tạo nghề cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng

Mục tiêu trọng tâm của giáo trình là trang bị năng lực thực hành gia công chính xác cho học sinh sinh viên. Người học nắm vững nguyên lý hoạt động của máy công cụ điều khiển số. Nội dung rèn luyện kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí, phân tích kết cấu chi tiết và lập quy trình công nghệ hợp lý. Ngoài năng lực chuyên môn, giáo trình đặc biệt chú trọng rèn luyện tính kỷ luật, sự kiên trì, tính cẩn thận và tác phong công nghiệp. Người tốt nghiệp đáp ứng đầy đủ yêu cầu khắt khe từ các doanh nghiệp chế tạo máy. Kỹ thuật viên tự tin vận hành các dòng máy tiện và phay CNC đa trục trong nhà xưởng.

1.2. Cấu trúc khung chương trình sáu bài học tiện và phay CNC

Khung chương trình được chia thành sáu mô đun bài học có tính liên kết chặt chẽ. Bài một và bài hai tập trung vào việc lập trình câu lệnh cơ bản cùng thao tác vận hành trên máy tiện CNC. Bài ba hướng dẫn thực hành gia công chi tiết tiện ngoài, tiện trong và tiện ren côn. Bài bốn chuyển tiếp sang kỹ thuật lập trình phay CNC với các hệ tọa độ phôi. Bài năm trang bị thao tác vận hành máy phay, cài đặt dao và kiểm tra gốc phôi. Bài sáu hoàn thiện năng lực gia công bề mặt phay phức tạp. Hệ thống bài tập thực hành đi kèm giúp củng cố kiến thức vững chắc.

II. Phân tích thách thức lập trình tiện phay CNC cơ bản hiện nay

Quá trình tiếp cận kỹ thuật tiện và phay CNC cơ bản thường gặp nhiều rào cản kỹ thuật. Sinh viên mới tiếp xúc với máy công cụ thường gặp khó khăn trong việc trừu tượng hóa không gian ba chiều. Sự khác biệt giữa tọa độ tuyệt đối G90 và tọa độ tương đối G91 dễ dẫn đến nhầm lẫn tai hại. Việc tính toán sai thông số cắt có thể làm gãy dao hoặc biến dạng phôi. Bên cạnh đó, việc điều khiển hệ điều khiển FANUC đòi hỏi tính chính xác tuyệt đối trong từng ký tự mã lệnh. Một dấu chấm phẩy bị thiếu hay sai sót địa chỉ trục X, Z đều khiến chương trình dừng khẩn cấp. Nhiều học viên chưa làm chủ được kỹ năng xác định điểm chuẩn máy R và điểm gốc phôi W. Hậu quả là va chạm cơ khí xảy ra, gây hỏng hóc máy công cụ đắt tiền. Sự thiếu hụt kinh nghiệm bù trừ dao cũng làm chi tiết gia công sai lệch kích thước. Do đó, việc phân tích thấu đáo các nguy cơ này là bước đi bắt buộc.

2.1. Khó khăn trong việc thiết lập hệ trục tọa độ và điểm chuẩn

Thiết lập tọa độ là giai đoạn tiềm ẩn nhiều nguy cơ va chạm cơ khí nhất. Khi vận hành máy tiện, trục X quản lý đường kính còn trục Z quản lý chiều dài chi tiết. Học viên thường nhầm lẫn giữa điểm chuẩn máy R và điểm gốc chi tiết gia công W. Lỗi đưa dao về chuẩn sai phương pháp bằng lệnh G28 dễ gây đâm dao vào mâm cặp. Trên máy phay, việc xác định gốc tọa độ qua ba trục X, Y, Z càng phức tạp hơn. Chỉ cần thiết lập lệch điểm tham chiếu một milimet, toàn bộ phôi gia công sẽ bị loại bỏ hoàn toàn. Do đó, người vận hành phải thuần thục thao tác đo kiểm rà gá chuẩn xác.

2.2. Lỗi sai số khi chọn chế độ cắt và bù trừ bán kính mũi dao

Chế độ cắt gồm tốc độ trục chính S, lượng tiến dao F và chiều sâu cắt. Lựa chọn chế độ cắt không phù hợp dẫn tới hiện tượng rung lắc mạnh và mòn dao nhanh. Ngoài ra, việc bỏ quên lệnh bù trừ bán kính mũi dao G41, G42 là nguyên nhân chính gây sai số biên dạng. Khi tiện cung tròn hoặc mặt côn, mũi dao thực tế có dạng cung tròn nhỏ chứ không phải một điểm nhọn lý tưởng. Nếu không kích hoạt bù trừ dao, bề mặt gia công sẽ bị lẹm hoặc để lại lượng dư vật liệu lớn. Người học cần hiểu sâu bản chất hình học tiếp xúc để thiết lập thông số Offset dao chuẩn.

III. Phương pháp tiếp cận giáo trình Tiện Phay CNC cơ bản hiệu quả

Để làm chủ công nghệ tiện và phay CNC, người học cần áp dụng phương pháp đào tạo tích hợp lý thuyết và thực hành. Quy trình học tập bắt đầu từ việc nắm vững ngữ pháp lệnh ISO và hệ điều khiển FANUC. Các lệnh di chuyển nhanh G00, nội suy thẳng G01 và nội suy cong G02, G03 cần được luyện tập qua nhiều bản vẽ mẫu. Việc áp dụng các chu trình gia công tự động như tiện ren G76 hay tiện thô G71 giúp rút ngắn dòng lệnh đáng kể. Trước khi đưa vào cắt gọt thật, người lập trình bắt buộc phải chạy mô phỏng đồ họa trên máy tính hoặc bảng điều khiển. Thao tác kiểm tra đường chạy dao bằng chế độ chạy từng khối Single Block giúp phát hiện kịp thời các xung đột tọa độ. Bên cạnh đó, việc thực hành quy chuẩn an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp phải được tuân thủ nghiêm ngặt. Phương pháp tiếp cận có hệ thống giúp sinh viên xây dựng tư duy chế tạo chính xác và tự tin làm việc độc lập.

3.1. Kỹ thuật viết mã lệnh G code và chu trình tiện phay chuẩn

Viết mã G-code đòi hỏi tính chặt chẽ trong cấu trúc khối lệnh. Tên chương trình luôn bắt đầu bằng chữ cái O cùng dãy số định danh rõ ràng. Việc phân tách các vùng nhớ chương trình giúp quản lý dữ liệu an toàn. Lập trình viên sử dụng các chu trình hỗn hợp như G71, G72 cho tiện ngoài và G76 cho tiện ren côn. Trên máy phay, các chu trình khoan lỗ G81, G83 và phay hốc giúp tối ưu hóa thời gian lập trình. Việc tận dụng chương trình con subprogram với lệnh M98 và kết thúc bằng M99 giúp giảm thiểu trùng lặp câu lệnh. Nhờ đó, chương trình gia công trở nên ngắn gọn và dễ kiểm soát sai sót.

3.2. Quy trình vận hành mô phỏng và kiểm tra phôi trước gia công

Trước khi bấm nút khởi động máy, người vận hành phải thực hiện chuỗi kiểm tra an toàn nghiêm ngặt. Phôi gia công cần được kẹp chặt trên mâm cặp hoặc ê tô định vị chính xác. Kỹ thuật viên tiến hành đo kiểm chiều dài dao bằng thước đo quang học hoặc thiết bị rà dao tự động. Sau khi nạp mã lệnh, tính năng mô phỏng 3D trên màn hình CNC được kích hoạt để quan sát đường chạy dao ảo. Tiếp đó, máy được chạy thử ở chế độ không tải với tốc độ chạy dao giảm chậm. Người đứng máy luôn giữ tay gần nút dừng khẩn cấp Emergency Stop để can thiệp kịp thời. Quy trình này bảo vệ an toàn cho cả người và thiết bị.

IV. Ứng dụng thực tế giáo trình Tiện Phay CNC cơ bản trong sản xuất

Kiến thức từ giáo trình Tiện, Phay CNC cơ bản giữ vai trò cầu nối quan trọng giữa lý thuyết học đường và sản xuất công nghiệp thực tế. Kỹ năng lập trình thành thạo giúp kỹ thuật viên dễ dàng thích ứng với các dây chuyền chế tạo cơ khí phụ trợ, đóng tàu, sản xuất khuôn mẫu và gia công thiết bị nông nghiệp. Tại các nhà máy hiện đại, quy trình tiện trụ, tiện bậc, phay rãnh then và khoan lỗ đều được tự động hóa hoàn toàn. Việc làm chủ hệ điều khiển CNC mang lại năng suất gia công vượt trội cùng độ chính xác đạt mức micromet. Đồng thời, giáo trình rèn luyện tinh thần làm việc độc lập, khả năng xử lý sự cố công nghệ và thích nghi linh hoạt với các loại máy công cụ đời mới. Nguồn nhân lực sở hữu chứng chỉ nghề cắt gọt kim loại luôn nhận được đánh giá cao từ thị trường lao động. Nền tảng chuyên môn này bảo đảm con đường phát triển nghề nghiệp vững chắc trong kỷ nguyên tự động hóa thông minh.

4.1. Khả năng gia công chi tiết cơ khí phức tạp tại xưởng thực tế

Học viên sau khi hoàn thành khóa học có khả năng gia công hoàn thiện các chi tiết cơ khí phức tạp. Những sản phẩm đòi hỏi độ đồng tâm cao như trục bậc, trục ren côn hay ren nhiều đầu mối đều được xử lý chuẩn xác. Trên máy phay, kỹ thuật viên thực hiện các bề mặt cong 3D, hốc lõm khuôn ép nhựa và hệ thống rãnh kỹ thuật tinh xảo. Quá trình gia công luôn duy trì dung sai kích thước nhỏ và bề mặt sản phẩm đạt độ bóng tiêu chuẩn. Năng lực làm chủ công nghệ giúp giảm thiểu tối đa tỷ lệ phôi hỏng, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho xưởng gia công.

4.2. Cơ hội việc làm kỹ thuật viên vận hành máy CNC công nghiệp

Nhu cầu tuyển dụng thợ gia công cơ khí chính xác tại các khu công nghiệp phía Nam luôn ở mức rất cao. Sinh viên được đào tạo bài bản về máy tiện và phay CNC dễ dàng tìm được vị trí việc làm ổn định. Các vị trí phổ biến bao gồm kỹ thuật viên vận hành máy CNC, nhân viên lập trình CAM/CNC và chuyên viên kiểm tra chất lượng sản phẩm cơ khí QC. Với tác phong làm việc chuẩn mực cùng kiến thức vững vàng về bảo trì thiết bị, kỹ thuật viên có nhiều cơ hội thăng tiến lên các vị trí quản lý chuyền sản xuất. Mức thu nhập và chế độ đãi ngộ cho nghề này rất hấp dẫn.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Tiện, Phay CNC cơ bản (Mã mô đun: 23121445MDCG) do Quách Thái Kỳ chủ biên, được ban hành theo quyết định của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng trực thuộc Ủy ban Nhân dân tỉnh Sóc Trăng vào năm 2024. Về mặt vị trí đào tạo, đây là mô đun bắt buộc thuộc khối kiến thức và kỹ năng chuyên môn nghề trong khung chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở hai trình độ Trung cấp và Cao đẳng.

Mục tiêu học tập của mô đun được xác định cụ thể theo ba chuẩn đầu ra:

• Kiến thức kỹ thuật: Người học có khả năng lập trình gia công tiện và phay CNC trên giao diện phần mềm điều khiển; xác định và thiết lập các thông số hình học của phôi và dụng cụ cắt; phân tích bản chất cơ học của các dạng sai hỏng sản phẩm, giải thích nguyên nhân và đưa ra giải pháp khắc phục.
• Kỹ năng thực hành: Vận hành độc lập máy tiện và máy phay CNC để gia công chi tiết cơ khí đạt cấp chính xác kích thước từ 8 đến 6 và độ nhám bề mặt từ cấp 7 đến cấp 10. Các dạng nguyên công bao gồm tiện trụ trơn, tiện bậc, tiện côn, tiện ren, cắt rãnh, khoan, khoét, doa và phay biên dạng mặt phẳng, mặt đầu, cung lượn và bề mặt không gian 3D. Đồng thời, người học có năng lực chỉnh sửa các đoạn mã NC được xuất từ hệ thống CAD/CAM.
• Mức độ tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính kỷ luật, sự cẩn trọng và tuân thủ các quy tắc an toàn công nghiệp đối với người và thiết bị máy công cụ.

Cấu trúc giáo trình bao gồm 6 bài học chính kết hợp phần bài tập thực hành. Điểm đặc thù của tài liệu là phương pháp tiếp cận gắn liền giữa lý thuyết lập trình mã lệnh theo tiêu chuẩn quốc tế ISO với quy trình vận hành trực tiếp trên hệ điều khiển công nghiệp FANUC 0i của dòng máy tiện TOPTURN S15 và phần mềm mô phỏng ảo SSCNC.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình phân chia nội dung giảng dạy thành 6 bài học theo tiến trình công nghệ từ tiện sang phay:

• Bài 1: Lập trình tiện CNC (Mã bài: 23121445MDCG - 01): Khảo sát các dạng điều khiển Điểm - Điểm, điều khiển đường thẳng, điều khiển biên dạng contour (2D, 2.5D, 3D, 4D, 5D) và đặc điểm của hệ điều khiển NC/CNC. Thiết lập hệ trục tọa độ Đề-các theo quy tắc bàn tay phải (X, Y, Z); xác định tọa độ các điểm mốc chuẩn M, W, P, R, N, E. Trình bày cú pháp mã G tiêu chuẩn ISO (G00, G01, G02, G03, G28, G34, G40/G41/G42), cấu trúc chương trình chính (O0001–O7999), chương trình con (M99), định dạng một block câu lệnh và các chu trình tiện tự động G70, G71, G72, G73, G76, G92.
• Bài 2: Vận hành máy tiện CNC (Mã bài: 23121445MDCG - 02): Cung cấp các thao tác khởi động hệ thống nguồn điện, quy trình đưa máy về điểm chuẩn HOME của máy, vận hành trục chính (M03, M04), dịch chuyển bàn dao bằng tay quay cơ học ở các cấp độ chia X1 (0.001 mm), X10 (0.01 mm), X100 (0.1 mm). Quy trình thiết lập thông số bù dao (Offset dao) qua chế độ MDI, cài đặt tọa độ gốc phôi G54 bằng thiết bị chạm Remod quang điện, nạp và chỉnh sửa chương trình trong chế độ EDIT, thực hiện mô phỏng và chạy thử đơn khối (SBLK).
• Bài 3: Gia công tiện CNC (Mã bài: 23121445MDCG - 03): Hướng dẫn kỹ thuật gia công chi tiết dạng trục trơn, trục bậc, mặt côn, cung lượn cong, tiện trụ dài; kỹ thuật tiện lỗ, lỗ bậc, lỗ côn trong; chu trình tiện ren ngoài và ren trong bằng lệnh G76 cũng như tiện ren côn bằng G92.
• Bài 4: Lập trình phay CNC: Trình bày cấu tạo tổng quát của máy phay CNC, nguyên lý chuyển động của các trục, cấu trúc chương trình phay, các lệnh phụ trợ M, chế độ cắt gọt và các chu trình gia công lỗ: khoan lỗ (G83), doa lỗ (G86), ta-rô ren (G84, G74). Hướng dẫn kỹ thuật xuất, nhập dữ liệu mã NC giữa máy tính và máy phay.
• Bài 5: Vận hành máy phay CNC: Thao tác di chuyển máy về gốc chuẩn, điều khiển trục chính, dịch chuyển các trục X, Y, Z, Q ở chế độ thủ công, cài đặt thông số dao và phôi trên phần mềm điều khiển, quy trình chạy thử chương trình.
• Bài 6: Gia công phay CNC: Kỹ thuật phay mặt đầu, phay rãnh bậc, phay biên dạng cong, chu trình ta-rô ren phải G84, chu trình ta-rô ren trái G74 và quy trình phay mặt cong 3D thông qua dữ liệu lập trình từ phần mềm tích hợp CAD/CAM.

Logic phát triển nội dung đi từ việc nắm vững ngữ pháp câu lệnh số hóa, thực hành giả lập trên máy tính, đến trực tiếp hiệu chỉnh thông số vật lý và gia công cắt gọt thực tế.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng cơ sở lý thuyết dựa trên các nguyên lý kỹ thuật:

• Lý thuyết điều khiển số: Cơ chế đọc và phân giải dữ liệu của hệ NC so với CNC; nguyên lý làm việc của động cơ bước, động cơ truyền động trục chính xoay chiều/một chiều điều chỉnh vô cấp, cơ cấu truyền động trục vít me đai ốc bi khử khe hở.
• Hệ quy chiếu hình học: Thiết lập hệ tọa độ 3 chiều tuân theo quy tắc bàn tay phải, trong đó trục Z trùng phương với trục chính và chiều dương hướng ra xa phôi. Định vị tuyệt đối các điểm mốc công nghệ: gốc máy M (Machine origin), gốc phôi W (Workpiece zero) thông qua nhóm mã G54–G59, gốc an toàn chương trình P, điểm tham chiếu R (Reference point) kiểm soát bởi cữ hành trình, điểm đổi dao N và điểm hiệu chỉnh dao E.
• Quy chuẩn mã lệnh ISO: Định dạng câu lệnh hình học G-code, câu lệnh công nghệ S (tốc độ quay hoặc vận tốc cắt), F (lượng tiến dao theo mm/vòng hoặc mm/phút), T (vị trí đài dao và bù trừ kích thước), cùng hệ thống lệnh phụ trợ M (M02 kết thúc chương trình, M03/M04 quay trục chính, M08/M09 bật/tắt dung dịch làm nguội, M30 kết thúc và cuộn chương trình).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng tính toán kỹ thuật: Xác định chế độ cắt cho dao hợp kim (dao chip) gia công vật liệu thép 45; tính toán chiều sâu cắt t, vận tốc cắt không đổi (G96) phối hợp giới hạn vòng quay trục chính (G50 S...), và tính bước tiến theo công thức $F1 = S \times n \times 0.5$ (trong đó $S$ là tốc độ trục chính, $n$ là số me cắt).
• Kỹ năng phân tích công nghệ: Phân tích bản vẽ chi tiết để xác định quỹ đạo chạy dao tối ưu; áp dụng các hàm bù trừ bán kính mũi dao ảo G41 (bên trái) và G42 (bên phải), loại bỏ sai số bằng G40; phân chia các lát cắt thô và tinh trong các chu trình G71, G72, G73.
• Kỹ năng vận hành thiết bị: Gá đặt chi tiết trên mâm cặp thủy lực/khí nén; sử dụng thiết bị rà dao (Setting gauge) và Remod quang điện để rà biên độ các cạnh; thao tác bàn phím giao diện hệ FANUC Oi; xử lý việc dừng chu trình gia công bằng nút FEED HOLD hoặc nút dừng khẩn cấp Emergency Stop; kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng dụng cụ đo cơ khí.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được biên soạn phục vụ mô hình giảng dạy tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành nghề:

• Phương pháp tiếp cận sư phạm: Giảng viên truyền đạt lý thuyết cấu trúc mã lệnh, hướng dẫn giải thuật gia công, sau đó cho người học thực hiện giải bài toán trên máy vi tính thông qua phần mềm SSCNC. Khi học sinh sinh viên nắm vững quỹ đạo di chuyển dao và quy tắc an toàn, bài giảng chuyển tiếp sang thao tác trực tiếp trên máy công cụ CNC tại xưởng thực hành.
• Bài tập và tình huống công nghệ (Case studies): Tài liệu cung cấp các bài tập lập trình cụ thể tương ứng với từng dạng bề mặt: lập trình tiện biên dạng trục bậc cung tròn qua các tọa độ A, B, C, D, E, F với bán kính R4 và R5 (chương trình mẫu O2005); lập trình tiện mặt côn và ren bằng G76 (chương trình mẫu O5127); quy trình nội suy tọa độ tuyệt đối/tương đối (chương trình O5327). Các ví dụ này là mẫu chuẩn để người học đối chiếu cấu trúc câu lệnh.
• Quy trình thực hành: Bao gồm chuỗi thao tác bắt buộc: kiểm tra an toàn mặt bằng xưởng -> bật công tắc nguồn và nút POWER ON -> đưa máy về chuẩn HOME -> gá phôi, dao -> rà điểm 0 chi tiết bằng Remod quang điện và lưu vào G54 -> nạp mã lệnh ở chế độ EDIT -> kiểm tra đồ họa mô phỏng -> cắt thử từng câu lệnh ở chế độ SBLK (Single Block) -> gia công tự động toàn phần ở chế độ MEM.
• Phương pháp đánh giá: Kết quả học tập được đánh giá dựa trên hai tiêu chí: tính chính xác của chương trình NC (không có lỗi cú pháp, đường dao không va chạm) và độ chính xác của sản phẩm gia công (kích thước đạt dung sai cấp 8–6, độ nhám bề mặt đạt tiêu chuẩn cấp 7–10, thời gian hoàn thành theo định mức).
• Hướng dẫn tự học: Sinh viên sử dụng phần mềm mô phỏng để tự kiểm tra lỗi logic lập trình; tự rèn luyện kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí, tra cứu chế độ cắt theo bảng thông số vật liệu thép 45 và kiểm soát bán kính góc lượn mũi dao $r_\varepsilon$.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình cập nhật các kiến thức kỹ thuật thực tiễn của ngành gia công cơ khí hiện đại:

• Chuyển giao công nghệ điều khiển: Tài liệu phân tích rõ sự chuyển đổi từ hệ thống điều khiển NC cổ điển (sử dụng băng đục lỗ hoặc băng từ, bộ nhớ dung lượng thấp, dễ phát sinh lỗi khi đọc lại lệnh) sang hệ thống điều khiển CNC kỹ thuật số có bộ nhớ lưu trữ chương trình, hiển thị trực quan thông số tọa độ và cho phép chỉnh sửa trực tiếp.
• Tích hợp giải pháp CAD/CAM: Tại Bài 6, giáo trình đưa nội dung lập trình mặt cong 3D thông qua phần mềm CAD/CAM vào chương trình đào tạo. Điều này giải quyết giới hạn của phương pháp lập trình thủ công đối với các bề mặt phi hình học phẳng, phục vụ nhu cầu chế tạo khuôn mẫu phức tạp.
• Tiêu chuẩn hóa thiết bị và dao cụ công nghiệp: Giáo trình sử dụng mẫu máy tiện TOPTURN S15 và hệ điều khiển FANUC 0i – dòng điều khiển phổ biến trong các doanh nghiệp sản xuất cơ khí. Hệ thống dao cụ được mô tả là các loại đài dao rovonve (8 đến 12 vị trí), dao tiện gắn mảnh hợp kim tiêu chuẩn hóa (dao chip), dao cầu chuyên dụng cho mặt cong, và hệ thống kẹp giữ chi tiết bằng áp lực thủy lực/khí nén chịu được vận tốc quay lên đến 8000 vòng/phút.
• Ứng dụng thiết bị phụ trợ hiện đại: Đưa vào tài liệu các thiết bị định vị công nghiệp gồm thiết bị đo dao (Setting gauge) dạng điện tử và quang học, hệ thống đo tự động kích thước chi tiết để bù mòn dao, cùng hệ thống tải phoi tự động (Chip conveyor) trong nhà xưởng.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên và học viên: Giáo trình phục vụ trực tiếp cho học sinh, sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba trình độ Trung cấp và Cao đẳng thuộc nghề Cắt gọt kim loại, hoặc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy tại các cơ sở giáo dục nghề nghiệp.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần nền tảng trước khi tiếp cận mô đun này, bao gồm: Vẽ kỹ thuật cơ khí (đọc và hiểu ký hiệu bản vẽ, dung sai, độ nhám), Dung sai lắp ghép và Đo lường kỹ thuật (sử dụng thước cặp, panme, đồng hồ so), Vật liệu học và Xử lý nhiệt, Công nghệ kim loại, cùng kỹ năng thao tác trên các máy công cụ truyền thống (tiện và phay vạn năng).
• Giảng viên chuyên ngành: Giáo trình đóng vai trò là tài liệu giảng dạy chuẩn hóa. Giảng viên sử dụng cấu trúc 6 bài học để lập kế hoạch giảng dạy, phân bổ thời lượng giữa phòng máy tính (mô phỏng SSCNC) và xưởng máy (máy TOPTURN S15), đồng thời sử dụng hệ thống bản vẽ chi tiết để thiết kế đề thi thực hành kỹ năng nghề.
• Đối tượng tham khảo khác: Kỹ thuật viên, công nhân kỹ thuật tại các xưởng gia công cơ khí muốn tra cứu mã G/M hệ FANUC, phương pháp tính toán chế độ cắt cho thép 45, hoặc quy trình rà gốc phôi bằng thiết bị quang điện.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ người học trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại; đồng thời là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho kỹ thuật viên và thợ máy bước đầu tiếp cận máy tiện, máy phay điều khiển số.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần có kiến thức cơ bản về đọc bản vẽ kỹ thuật cơ khí, xác định hệ trục tọa độ Đề-các, hiểu biết về dung sai đo lường, tính chất vật liệu kim loại và nguyên lý cắt gọt cơ bản đã học ở phần máy công cụ vạn năng.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình kết hợp cả hai phân môn Tiện CNC và Phay CNC trong cùng một cấu trúc logic; tích hợp hệ thống mã lệnh tiêu chuẩn ISO của hệ điều hành FANUC 0i, dữ liệu chế độ cắt thực tế trên thép 45, và hướng dẫn thao tác thiết bị đo kiểm quang học (Remod quang điện, Setting gauge).

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần viết chương trình mã NC trên giấy hoặc máy tính, nạp vào phần mềm mô phỏng ảo SSCNC để kiểm tra đường chạy dao, phát hiện lỗi lẹm dao hoặc va chạm phôi, sau đó đối chiếu kết quả với các chương trình giải mẫu trong giáo trình.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Giáo trình tích hợp hệ thống bản vẽ chi tiết gia công ren, tiện bậc, phay rãnh ở phần cuối mỗi bài, bảng thống kê chế độ cắt theo đường kính dao, cùng danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành tại trang 121 để người học tra cứu mở rộng.

---

Kết luận

Giáo trình Tiện, Phay CNC cơ bản (Mã mô đun: 23121445MDCG) của Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng cung cấp hệ thống kiến thức kỹ thuật hoàn chỉnh về lập trình mã lệnh ISO và quy trình thao tác máy công cụ CNC. Tài liệu định hình một lộ trình học tập logic: bắt đầu từ lý thuyết điều khiển và tọa độ điểm mốc (M, W, P, R), làm chủ các chu trình tiện và phay (G71, G76, G83, G84), thực hành kiểm chứng trên phần mềm SSCNC, và kết thúc bằng việc cài đặt phần cứng (G54, Offset dao) để gia công chi tiết cơ khí trên máy TOPTURN S15 hệ FANUC 0i. Người học có thể khai thác hệ thống bài tập thực hành và danh mục tài liệu tham khảo kỹ thuật ở trang 121 để nâng cao kỹ năng nghề đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất cơ khí chính xác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SÓC TRĂNG GIÁO TRÌNH Mô đun: Tiện, Phay CNC cơ bản Nghề: Cắt gọt kim loại Trình độ: Trung cấp, Cao đẳng (Ban hành kèm theo Quyết định số: ……/QĐ-CĐN, ngày ……………… của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề Sóc Trăng) 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3 LỜI GIỚI THIỆU Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt kim loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy móc đòi hỏi các học sinh sinh viên cần được trang bị những kiến thức, kỹ năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước.

Nội dung gồm có 6 bài: Bài 1: Lập trình tiện CNC Bài 2: Vận hành máy tiện CNC Bài 3: Gia công tiện CNC Bài 4: Lập trình phay CNC Bài 5 Vận hành máy phay CNC Bài 6: Gia công phay CNC Ngoài ra giáo trình còn có phần bài tập để HSSV rèn luyện và củng cố kiến thức đã học. Giáo trình được biên soạn mặc dù đã có nhiều cố gắng trong việc sưu tầm tài liệu, kinh nghiệm thực tế trong quá trình giảng dạy và thực tế sản xuất, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót. Mong nhận được những ý kiến đóng góp của các nhà chuyên môn, các bạn đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn giáo trình tiếp tục được hiệu chỉnh và hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Sóc Trăng, ngày.

năm 2024 Tham gia biên soạn Chủ biên: Quách Thái Kỳ 4 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN. 2 LỜI GIỚI THIỆU. 4 Bài 1: Lập trình tiện CNC. Cài đặt các thông số cơ bản cho phần mềm điều khiển tiện CNC.

Các dạng điều khiển. Các hệ thống điều khiển. Hệ trục toạ độ và các qui ước. Cấu trúc chương trình tiện CNC.

Ngôn ngữ lập trình. Cấu trúc một chương trình gia công. Lệnh, câu lệnh tiện CNC. Từ lệnh dịch chuyển dao nhanh không cắt gọt: G00.

Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường thẳng (nội suy đường thẳng): G01. Từ lệnh dịch chuyển dao cắt gọt theo đường tròn (nội suy cung tròn): G02, G03. Từ lệnh dịch chuyển dao về điểm chuẩn R của máy: G28. Chế độ cắt khi tiện CNC.

Chức năng chọn dao: T. Chức năng chọn tốc độ trục chính S. Chức năng chọn lượng tiến dao F. Giới thiệu các lệnh hỗ trợ tiện CNC.

Lệnh tiện ren với bước ren thay đổi G34. Bù trừ bán kính mũi dao tiện. Giới thiệu các lệnh chu trình tiện CNC .1 Chu trình tiện trụ ngoài. Chu trình tiện ren.

40 Bài 2: Vận hành máy tiện CNC. Thao tác di chuyển máy về chuẩn máy. Thao tác cho trục chính quay. Thao tác di chuyển các trục X, Z, C.ở các chế độ điều khiển bằng tay.

Cài đặt thông số dao. Cài đặt thông số phôi. Nhập chương trình. Mô phỏng, chạy thử.

Vệ sinh công nghiệp. 44 Bài 3: Gia công tiện CNC. Tiện trụ ngắn, bậc, cong, côn ngoài, trụ dài. Tiện lỗ, lỗ bậc, cong, côn trong.

Tiện ren ngoài và trong. 52 Bài 4: LẬP TRÌNH PHAY CNC. Cài đặt các thông số cơ bản cho phần mềm điều khiển phay CNC. Cấu tạo chung của máy phay CNC.

Các bộ phận chính của máy. Cài đặt các thông số cơ bản cho phần mềm điều khiển phay CNC. Cấu trúc chương trình phay CNC. Lệnh, câu lệnh phay CNC.

Chế độ cắt khi phay CNC. Giới thiệu các lệnh hổ trợ phay CNC .1 Mở một chương trình đã có sẵn. Xoá một chương trình. Thay đổi dao.

Tắt, mỡ nước tưới nguội. Giới thiệu các lệnh cắt gọt cơ bản phay CNC. Giới thiệu các lệnh chu trình phay CNC. Chu trình khoan lỗ.

Chu trình doa. Chu trình Tarô. Mô phỏng chương trình. Xuất, nhập chương trình NC .1 Chuẩn bị trên máy Phay CNC.

102 Bài 5: Vận hành máy phay CNC. Thao tác di chuyển máy về chuẩn máy. Thao tác cho trục chính quay. Thao tác di chuyển các trục X, Y, Z, Q…ở các chế độ điều khiển bằng tay 106 6.

Cài đặt thông số dao (theo phần mềm điều khiển máy). Cài đặt thông số phôi (theo phần mềm điều khiển máy). Nhập chương trình. Mô phỏng, chạy thử.

Vệ sinh công nghiệp. 109 Bài 6: Gia công phay CNC. Phay mặt đầu. Phay bậc, cong, cung .1 Chu trình ta rô ren phải G84.

Chu trình ta rô ren trái G74. Phay mặt 3D được lập trình bằng phần mềm CAD/CAM. Hỗ trợ Cad. Hệ thống CAM.

119 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 121 8 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Tiện, Phay CNC cơ bản Mã mô đun: 23121445MDCG Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: là mô đun bắt buộc thuộc khối các mô đun chuyên môn nghề trong chương trình đào tạo trình độ trung cấp, cao đẳng. - Tính chất: Cung cấp cho người học những kiến thức, kỹ năng về thực hiện gia công các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp trên máy CNC. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng về lập trình gia công, thao tác vận hành máy để gia công sản phẩm trên máy tiện CNC, máy Phay CNC đúng quy trình và đạt yêu cầu kỹ thuật.

Mục tiêu của mô đun: - Kiến thức: Lập được chương trình tiện, phay CNC trên phần mềm điều khiển; Cài đặt được chính xác thông số phôi, dao; Giải thích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục khi tiện, phay trên máy tiện, máy phay CNC. - Kỹ năng: + Vận hành thành thạo máy tiện, phay CNC để tiện trụ trơn ngắn, trụ bậc, tiện mặt đầu, tiện côn, cắt rãnh, cắt đứt, khoan lỗ, tiện lỗ, khoét lỗ, tiện trụ dài, tiện ren, phay các chi tiết, phay mặt đầu, phay biên dạng đúng qui trình qui phạm, đạt cấp chính xác 8-6, độ nhám cấp 7-10, đạt yêu cầu kỹ thuật, đúng thời gian quy định, đảm bảo an toàn cho người và máy. + Sửa và bổ sung các lệnh cho phù hợp với phần mềm điều khiển từ chương trình NC xuất bằng phần mềm CAD/CAM. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.

9 Bài 1: Lập trình tiện CNC Mã bài: 23121445MDCG - 01 Giới thiệu: Hướng dẫn cách lập trình câu lệnh và mô phỏng trên phần mềm SSCNC để gia công các chi tiết trên máy tiện CNC Mục tiêu: Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: - Xác định, cài đặt được đơn vị đo trong máy CNC; So sánh được chế độ cắt khi tiện máy vạn năng và máy Tiện CNC. - Phân biệt được các lệnh hỗ trợ và lệnh cắt gọt cơ bản cũng như lệnh chu trình trong tiện CNC. - Lập được các chương trình cắt gọt cơ bản đạt được yêu cầu chi tiết gia công; Mô phỏng, sửa được chương trình gia công hợp lý. - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.

Nội dung chính: 1. Cài đặt các thông số cơ bản cho phần mềm điều khiển tiện CNC 1. Các dạng điều khiển. Điều khiển Điểm – Điểm.

- Điều khiển Điểm – Điểm dùng cho những nhiệm vụ định vị đơn giản, mục đích chính là cần đạt được các kích thước a, b, c, d, e, f phải chính xác, còn quỹ đạo chạy dao nhanh hay chậm của bàn máy đều không có ý nghĩa quyết định. - Điều khiển Điểm – Điểm ứng dụng để gia công các lỗ bằng các phương pháp khoan, khoét, doa và cắt ren lỗ.1: Điều khiển Điểm – Điểm 10 - Vị trí của các lỗ có thể được điều khiển đồng thời theo hai trục (hình 1.2a) hoặc điều khiển kế tiếp nhau (hình 1. Trong trường hợp chạy dao đồng thời theo hai trục X, Y thì quỹ đạo chuyển động tạo thành một góc α so với trục nào đó. - Trong trường hợp chạy dao độc lập thì trước hết dao chạy song song với trục Y tới điểm 1’ (lúc này tọa độ X không thay đổi), sau đó dao chạy theo trục X để tới điểm đích 2.2: Các dạng chạy dao trong điều khiển điểm – điểm a.

Điều khiển đồng thời theo hai trục; b. Điều khiển kế tiếp 1. Điều khiển đường thẳng. Điều khiển đường thẳng là dạng điều khiển mà khi gia công dụng cụ cắt thực hiện chạy dao độc lập theo một đường thẳng nào đó.

Trên máy tiện dụng cụ cắt chuyển động song song hoặc vuông góc với chi tiết (trục Z), (hình 1. Trên máy phay dụng cụ cắt chuyển động song song với trục Y hoặc song song với trục X (hình 1.3: Điều khiển đường thẳng a.3 Điều khiển biên dạng (điều khiển contour) Điều khiển biên dạng cho phép dụng cụ cắt chuyển động đồng thời theo cả 11 hai trục để tạo ra một biên dạng phức tạp, các chuyển động theo các trục có mối quan hệ hàm số ràng buộc với nhau. Điều khiển biên dạng ứng dụng cho các máy tiện, máy phay và các trung tâm gia công. Tùy theo số trục được điều khiển chuyển động đồng thời, các điều khiển 1 biên dạng contour được chia ra thành hệ thống điều khiển 2D, 2 𝐷 , 3D, 4D hoặc 2 5D.4: Điều khiển biên dạng a.

Các hệ thống điều khiển 1. hệ thống điều khiển NC. Ngày nay các máy trang bị điều khiển NC vẫn còn thông dụng. Đây là hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế kênh thông tin.

Trong hệ điều khiển NC, các thông số hình học của chi tiết gia công và các lệnh điều khiển được cho dưới dạng dãy các con số.