Chu trình tiện là lệnh gói cả một chuỗi lượt cắt vào một hai dòng: G71 bóc thô dọc trục theo biên dạng, G70 chạy lại biên dạng để tiện tinh, G76 tiện ren nhiều lượt với chiều sâu giảm dần. Người lập trình chỉ mô tả biên dạng cuối cùng và vài thông số; bộ điều khiển tự tính từng lượt. Nhờ đó chương trình ngắn, dễ sửa, và đổi kích thước chỉ cần sửa biên dạng.
Bài này viết theo cú pháp hai dòng của bộ điều khiển kiểu Fanuc thường gặp ở xưởng Việt Nam. Thứ tự và ý nghĩa thông số có khác nhau giữa các đời và các hãng, có máy chỉ dùng cú pháp một dòng; bạn đối chiếu sổ tay lập trình của máy. Mọi đoạn mã và con số trong bài chỉ để minh hoạ cấu trúc, không phải chế độ cắt khuyến nghị; trước khi chạy, mô phỏng trên máy và chạy thử theo quy trình của xưởng.
Các chu trình hay gặp trên máy tiện kiểu Fanuc
Nhóm chu trình nhiều lượt từ G70 tới G76 là phần đáng học nhất, vì gần như chương trình tiện nào cũng dùng. Nhóm một lượt G90, G92, G94 đơn giản hơn và hay gặp trong chương trình viết tay cũ.
| Mã | Việc làm | Khi nào dùng |
|---|---|---|
| G71 | Tiện thô dọc theo trục Z, bóc từng lớp theo phương X | Trục bậc dài hơn đường kính, phôi thanh |
| G72 | Tiện thô theo mặt đầu, bóc từng lớp theo phương Z | Chi tiết dạng đĩa, đường kính lớn so với chiều dài |
| G73 | Lặp lại biên dạng, mỗi lượt dịch vào một chút | Phôi đúc, phôi rèn đã gần hình dạng cuối |
| G70 | Tiện tinh theo biên dạng đã khai báo cho G71, G72, G73 | Sau tiện thô, thường bằng dao tinh |
| G74 | Khoan mổ dọc trục hoặc cắt rãnh mặt đầu | Khoan lỗ sâu trên máy tiện, rãnh mặt đầu |
| G75 | Cắt rãnh theo phương X nhiều lượt | Rãnh ngoài, rãnh trong, cắt đứt |
| G76 | Tiện ren nhiều lượt | Ren ngoài, ren trong, ren côn |
| G90, G92, G94 | Tiện dọc, tiện ren, tiện mặt một lượt | Chương trình đơn giản, sửa nhanh tại máy |
Trên một số máy tiện dùng hệ mã khác, G90 lại có nghĩa toạ độ tuyệt đối như máy phay, và chu trình tiện dọc một lượt mang mã khác. Một lần nữa: biết máy mình đang dùng hệ mã nào trước khi đọc bất kỳ chương trình nào.
G71 tiện thô dọc: đọc hai dòng lệnh và biên dạng
Ví dụ minh hoạ dưới đây tiện một trục bậc từ phôi thanh đường kính 50 mm: vát mép đầu, bậc đường kính 20 dài 25, bậc đường kính 30 tới chiều dài 50. Gốc Z ở mặt đầu, X theo đường kính.
N10 G21 G40 G99
N20 T0101 (DAO TIEN THO)
N30 G50 S2000
N40 G96 S180 M03
N50 G00 X52. Z2. M08
N60 G71 U1.5 R0.5
N70 G71 P80 Q140 U0.4 W0.1 F0.25
N80 G00 X16.
N90 G01 Z0 F0.1
N100 X20. Z-2.
N110 Z-25.
N120 X30.
N130 Z-50.
N140 X52.
N150 G00 X100. Z100.
N160 T0303 (DAO TIEN TINH)
N170 G96 S220 M03
N180 G00 X52. Z2.
N190 G70 P80 Q140
N200 G00 X100. Z100. M09
N210 M30
Dòng thứ nhất của G71 (N60) đặt chiều sâu mỗi lượt theo bán kính, ở đây U1.5 là 1,5 mm mỗi bên, và lượng lùi dao R sau mỗi lượt. Dòng thứ hai (N70) chỉ ra biên dạng bắt đầu ở dòng N80 và kết thúc ở dòng N140, lượng dư để lại cho tinh theo X (U, tính theo đường kính) và theo Z (W), cùng lượng chạy dao cho tiện thô. Lưu ý: chữ U ở hai dòng mang hai nghĩa khác nhau, đây là chỗ người mới hay nhầm.
Các dòng N80 đến N140 mô tả biên dạng tinh, đúng kích thước bản vẽ. Khi chạy G71, máy không đi theo các dòng này ngay mà dùng chúng để tính các lượt bóc thô, chừa lại lượng dư. Lượng chạy dao F0.1 ở N90 bị bỏ qua trong G71 và chỉ có hiệu lực khi G70 chạy lại biên dạng. Sau tiện thô, chương trình đổi sang dao tinh và gọi G70 với đúng số dòng P, Q để chạy theo biên dạng một lượt.
Dòng N30 giới hạn vòng quay tối đa trước khi bật tốc độ cắt không đổi ở N40. Thiếu dòng này, khi dao tiến về đường kính nhỏ, vòng quay tăng theo và có thể vượt mức an toàn của mâm cặp hoặc của phôi đang kẹp.
Những ràng buộc của G71 hay gây báo lỗi
Biên dạng phải đơn điệu. Với kiểu G71 cơ bản, đường kính dọc theo biên dạng chỉ được tăng dần hoặc chỉ giảm dần, không có hốc lõm giữa chừng. Biên dạng có rãnh lõm cần kiểu G71 mở rộng nếu máy hỗ trợ, hoặc dùng G73, hoặc tách ra nguyên công riêng.
Dòng đầu biên dạng. Ở kiểu cơ bản, dòng đầu tiên của biên dạng thường chỉ được có chuyển động theo X, như N80 trong ví dụ. Thêm Z vào dòng này, nhiều máy sẽ hiểu là kiểu mở rộng hoặc báo lỗi. Kiểm sổ tay của máy bạn.
Dấu của lượng dư khi tiện trong. Tiện lỗ bằng G71, lượng dư theo X phải mang dấu âm vì vật liệu dư nằm ở phía đường kính nhỏ hơn. Quên dấu âm là dao tiện thô cắt lẹm vào phần lẽ ra để cho tinh.
Số dòng P, Q phải tồn tại và duy nhất. P và Q trỏ tới số thứ tự N; nếu chương trình có hai dòng trùng số, hoặc số bị xoá khi sửa, máy báo lỗi hoặc chạy sai biên dạng.
Không gọi chương trình con trong biên dạng. Nhiều bộ điều khiển không cho M98 hay các lệnh đặc biệt nằm giữa P và Q.
Bù bán kính mũi dao. Bù G41, G42 thường được bật trước G70 cho lượt tinh, để biên dạng côn và cung đúng kích thước. Cách xử lý bù trong G71 khác nhau giữa các máy; kiểm sổ tay trước khi đặt lệnh bù vào trong biên dạng.
G72, G73 và khi nào chọn chúng thay G71
G72 có cấu trúc gần giống G71, nhưng bóc từng lớp theo phương Z, tức dao đi theo hướng kính. Chi tiết dạng đĩa, mặt bích, bánh đai có đường kính lớn và chiều dài ngắn hợp với G72 hơn, vì mỗi lượt cắt dài theo hướng kính và số lượt ít. Biên dạng khai báo cho G72 thường đi theo chiều ngược với G71, từ đường kính lớn vào trong; đây là chỗ người quen G71 hay viết sai thứ tự.
G73 không bóc theo lớp phẳng mà lặp lại toàn bộ biên dạng nhiều lần, mỗi lần dịch vào một khoảng. Nó hợp với phôi đúc hoặc phôi rèn đã gần hình dạng cuối, nơi lượng dư đều quanh biên dạng. Dùng G73 cho phôi thanh tròn là lãng phí, vì các lượt đầu chủ yếu cắt không khí.
Cả ba chu trình đều dùng G70 cho lượt tinh với cùng cách khai báo P, Q. Một chương trình có thể dùng G71 cho phần trục và G72 cho phần mặt bích trên cùng chi tiết, miễn mỗi biên dạng có số dòng riêng.
Một lưu ý khi chọn: số lượt và thời gian của chu trình phụ thuộc chiều sâu mỗi lượt, mà chiều sâu đó lấy từ khuyến nghị dao và độ cứng vững của phôi kẹp. Phôi dài kẹp một đầu chịu được chiều sâu nhỏ hơn hẳn phôi ngắn; chế độ cắt chi tiết thuộc danh mục quy trình công nghệ và chế độ cắt của trang.
G76 tiện ren: thông số và điều kiện an toàn
Tiện ren khác tiện thường ở chỗ dao phải đi đúng bước ren mỗi vòng quay, và các lượt phải trùng rãnh nhau. Bộ điều khiển đồng bộ chuyển động Z với vị trí góc của trục chính, nên mọi lượt đều bắt đầu ở cùng một góc. G76 chia chiều sâu ren thành nhiều lượt với chiều sâu giảm dần để lực cắt mỗi lượt gần như đều.
Ví dụ minh hoạ tiện ren ngoài hệ mét đường kính danh nghĩa 24, bước 2:
N300 G97 S800 M03
N310 G00 X26. Z5.
N320 G76 P020060 Q50 R0.05
N330 G76 X21.546 Z-20. P1227 Q300 F2.0
Dòng thứ nhất của G76 gói ba thông số trong P: số lượt tinh, độ vát cuối ren và góc dao; Q là chiều sâu cắt tối thiểu; R là lượng dư tinh. Dòng thứ hai cho đường kính chân ren X, điểm cuối ren Z, chiều cao ren P, chiều sâu lượt đầu Q và bước ren F. Trên nhiều máy, P và Q ở dòng này ghi theo đơn vị nhỏ nhất và không có dấu chấm, nên P1227 là 1,227 mm. Đường kính chân ren và chiều cao ren trong ví dụ được tính theo công thức của ren hệ mét; với chi tiết thật, bạn tra bảng tiêu chuẩn ren và kiểm bằng calip ren hoặc dụng cụ đo phù hợp.
Ba điều kiện an toàn khi tiện ren. Một, dùng vòng quay không đổi G97, không dùng tốc độ cắt không đổi, vì vòng quay thay đổi giữa các lượt làm lệch rãnh. Hai, điểm bắt đầu phải cách mặt phôi đủ xa để trục Z kịp tăng tốc tới đúng bước ren trước khi chạm phôi; Z5 trong ví dụ là khoảng tham khảo, khoảng cần thiết phụ thuộc bước ren, vòng quay và máy. Ba, núm giảm tốc cắt thường không có tác dụng trong lúc tiện ren, và nút tạm dừng có thể chỉ dừng ở cuối lượt; người đứng máy cần biết máy mình xử lý thế nào trước khi chạy.
Dùng AI kiểm một chu trình tiện trước khi chạy
AI hữu ích cho việc giải thích thông số và kiểm logic biên dạng, nhưng hay nhầm thứ tự thông số giữa các đời bộ điều khiển. Trình tự gợi ý:
- Chép đoạn chu trình và biên dạng, xoá tên khách, mã chi tiết.
- Nói rõ loại bộ điều khiển và hệ mã, X theo đường kính hay bán kính, gốc Z ở đâu, tiện ngoài hay tiện trong.
- Câu lệnh gợi ý: "Giải thích từng thông số của các dòng G71, G70 dưới đây. Kiểm biên dạng từ dòng P tới dòng Q có đơn điệu không, dòng đầu có đúng kiểu cơ bản không, dấu lượng dư có hợp với tiện ngoài không, có số dòng trùng không. Chỗ nào ý nghĩa thông số phụ thuộc đời máy, ghi rõ cần tra sổ tay."
- Với tiện ren, yêu cầu AI giải thích cách tính chiều cao ren và đường kính chân ren theo tiêu chuẩn, rồi tự đối chiếu với bảng ren chứ không lấy con số của AI.
- Mô phỏng đồ hoạ trên máy, kiểm số lượt và hình dạng các lượt bóc thô.
- Chạy thử với chạy nhanh giảm tốc, từng dòng ở đoạn vào chu trình, quan sát lượt đầu.
Thói quen nên có: ghi chú ngắn trong ngoặc đơn ở đầu mỗi chu trình, nêu chi tiết đang tiện phần nào và dao nào, để người sau đọc chương trình không phải đoán.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao G71 báo lỗi dù biên dạng trông đúng?
Nguyên nhân hay gặp là biên dạng không đơn điệu, dòng đầu biên dạng có thêm Z khi máy chỉ hỗ trợ kiểu cơ bản, số dòng P hoặc Q không tồn tại hay bị trùng, hoặc điểm bắt đầu chu trình nằm bên trong phôi. Đọc mã báo lỗi trong sổ tay của máy để biết chính xác điều kiện nào bị vi phạm.
Có thể dùng cùng một dao cho tiện thô và tiện tinh không?
Được, với chi tiết đơn giản hoặc dung sai rộng. Tuy nhiên dao đã tiện thô bị mòn và nóng, bề mặt và kích thước tinh khó ổn định hơn. Chi tiết dung sai chặt thường dùng dao tinh riêng với bán kính mũi và hình dạng mảnh phù hợp.
Tiện ren trong bằng G76 khác ren ngoài ở đâu?
Đường kính điểm bắt đầu nhỏ hơn lỗ, dao đi ra theo chiều tăng đường kính, và đường kính X ở dòng thứ hai là đường kính đỉnh ren ngoài tương ứng, lớn hơn đường kính lỗ. Không gian rút dao trong lỗ hạn chế, nên kiểm kỹ cán dao không chạm thành lỗ ở mọi lượt.
Tiện ren nhiều đầu mối có làm bằng G76 được không?
Được trên nhiều máy, bằng cách tiện đầu mối thứ nhất rồi dịch điểm bắt đầu theo Z một khoảng bằng bước giữa các đầu mối, hoặc dùng thông số góc bắt đầu nếu máy hỗ trợ. Lượng chạy dao F lúc đó là bước xoắn, không phải bước giữa hai đỉnh ren. Kiểm sổ tay trước khi làm.
Có cần bù bán kính mũi dao khi dùng G70 không?
Cần nếu biên dạng có côn, cung tròn hoặc vát với yêu cầu kích thước. Không bù, mũi dao bo tròn làm biên dạng nghiêng sai lệch so với bản vẽ. Hướng mũi dao phải khai đúng trong bảng bù, nếu không bộ điều khiển sẽ dịch sai chiều.
Vì sao ren cắt xong lại bị sai bước ở đoạn đầu?
Thường do điểm bắt đầu quá gần mặt phôi, trục Z chưa kịp đạt tốc độ ổn định khi dao vào cắt. Lùi điểm bắt đầu ra xa hơn hoặc giảm vòng quay trục chính là hai cách xử lý phổ biến. Đoạn tương tự ở cuối ren cũng cần khoảng thoát dao.