Chương 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài - Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài - Chương 3: Cơ sở lý thuyết - Chương 4: Phương án thiết kế - Chương 5: Quy trình công nghệ gia công - Chuong 6: Kiểm nghiệm và hoàn thành sản phẩm 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 Giới thiệu tổng quan về gia công CNC và dụng cụ cắt gọt CNC 2.1 Giới thiệu tổng quan về gia công cơ khí CNC Gia công CNC là phương pháp gia công cơ khí bằng máy móc dưới sự điều khiển số của máy tính. Trong gia công cơ khí CNC, các máy móc sẽ loại bỏ phần vật liệu dư thừa trên phôi để tạo thành sản phẩm hoàn thiện phục vụ nhu cầu của con người. Việc ứng dụng CNC vào sản xuất các bộ phận chi tiết với dung sai nhỏ trở nên dễ hơn và rút ngắn thời gian hoàn thành sản phẩm, do đó tối ưu được chi phí sản xuất chi tiết với số lượng lớn lên đến hàng nghìn sản phẩm. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy CNC được ứng dụng vào gia công cơ khí.
Nếu phân loại theo công dụng thì có máy tiện CNC, máy phay CNC, máy mài CNC, máy khoan CNC,… Còn nếu phân theo hệ điều khiển thì có máy điều khiển điểm, máy điều khiển dạng đoạn thẳng, máy điều khiển theo đường.2 Giới thiệu tổng quan về dụng cụ cắt gọt trong tiện CNC Hiện nay, ngành công nghiệp gia công CNC đang phát triển nên nhu cầu sử dụng các dụng cụ cắt gọt kim loại ngày càng nhiều. Dụng cụ cắt gọt kim loại nói chung hay dụng cụ cắt gọt kim loại trong tiện nói riêng là những dụng cu cơ khí có độ cứng cao hơn độ cứng của chi tiết gia công với công dụng tạo hình chi tiết sản phẩm bằng cách cắt gọt phôi để loại bỏ đi những phần kim loại thừa. Trong gia công tiện CNC thì dụng cụ cắt gọt hay còn gọi là dao tiện sẽ giúp tạo hình nhanh chóng các chi tiết dạng tròn xoay như trục trơn, côn, lỗ tròn,… Dao tiện gồm 2 bộ phận chính là phần cán và phần cắt. Cán dao giúp gá chặt dao tiện trên các ụ dao của máy tiện, phần cắt thường tạo thành bởi các mảnh dao tiện có thể thay thế khi bị hỏng.
Dao tiện cơ khí có nhiều loại, kiểu dáng để đáp ứng cho việc gia công tiện. Đối với dao tiện, dựa vào các cách phân loại khác nhau sẽ có những loại như sau: - Theo chức năng của dao tiện có dao tiện trong, dao tiện ngoài, dao tiện ren, dao tiện rãnh, dao tiện cắt đứt, dao tiện vai, dao tiện định hình, dao tiện doa lỗ. - Theo hướng tiện của dao trong quá trình gia công thì có dao tiện trái và dao tiện phải. Với dao tiện CNC thường sẽ được chia làm nhiều loại tùy vào công nghệ gia công chi tiết bề mặt mà ta ứng dụng cho từng con dao khác nhau.
Như dao tiện ren, rãnh, phá thô, gia công tinh dù là dao ngoài hay trong thì cũng chỉ có những biên dạng gia công như thế. Đối với dao tiện lỗ thì đặc biệt hơn nó chia ra làm hai thể loại khác nhau một là cán dao kết hợp với đầu cuttinghead và thứ hai cán dao liền khối.1: Một số dao tiện thông dụng 2.3 Giới thiệu cán dao tiện móc lỗ 2 inch x 4D Cán dao tiện móc lỗ là dụng cụ thường sử dụng trong gia công cơ khí chính xác dùng để cắt gọt kim loại trên phôi tròn và thực hiện các phương pháp gia công cắt gọt lỗ trơn, tiện ren, tiện rãnh trong lỗ kể cả khi gia công móc lỗ siêu nhỏ chính xác.1 Khái niệm về tiện CNC Tiện CNC là phương pháp cắt gọt dựa vào chuyển động quay tròn của phôi và chuyển động tiến của dao. Hiện nay, tiện là một trong những phương pháp gia công được sử dụng phổ biến nhất chiếm đến 25 – 35 % công việc trong quy trình gia công cắt gọt vật liệu. Phương pháp tiện CNC giúp công đoạn tiện tròn, tiện côn, tiện mặt, tiện rãnh cũng như tiện ren trở nên dễ dàng và nhanh chóng.
Tiện CNC gồm 2 quá trình đó là tiện thô và tiện tinh. Tiện thô dùng để loại bỏ lượng vật liệu tối đa trong thời gian ngắn nhất có thể mà không tính đến độ chính xác và độ hoàn thiện bề mặt. Trong khi đó, tiện tinh dùng để tạo ra kích thước chính xác cuối cùng. Đối với máy tiện CNC thì sẽ có các nguyên công phổ biến như tiện ngoài, tiện trong tiện rãnh, tiện ren, khoan lỗ, ta rô, doa, cắt đứt, lăn nhám,… Mỗi nguyên công đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra sản phẩm hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người.2 Khái niệm về phay CNC Phay CNC là phương pháp cắt gọt dựa vào chuyển động quay tròn của dao đồng thời kết hợp với chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của phôi được cố định trên giá đỡ.
Phương pháp phay CNC giúp việc gia công phay trở nên dễ dàng, có thể phay được các biên dạng phức tạp. Phay CNC cũng gồm 2 quá trình là phay thô và phay tinh. Phay thô dùng để lại bỏ lượng vật liệu tối đa trong thời gian ngắn nhất, còn phay tinh dùng để tạo ra sản phẩm hoàn thiện có 4 độ chính xác và độ nhẵn bóng cao. Phay CNC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực để tạo ra các sản phẩm chủ yếu phục vụ cho đời sống con người như các bộ phận máy bay, ô tô, xe máy, khuôn mẫu, linh kiện điện tử, thiết bị y tế,… Hiện nay, trong gia công cắt gọt thì có các phương pháp phay CNC phổ biến như phay trơn, phay mặt, phay mặt bên, phay đai, phay góc, phay mẫu, phay hồ sơ, phay cưa, phay rãnh và khe, phay bánh răng.
Để tạo ra một sản phẩm hoàn thiện thì cần kết hợp các phương pháp gia công một cách chính xác và hiệu quả.3 Khái niệm về cắt dây EDM Gia công cắt dây EDM còn được gọi là gia công bằng tia lửa điện là phương pháp gia công nhờ sự ăn mòn kim loại bằng tia lửa điện. Trong quá trình gia công cắt dây bằng tia lửa điện thì dụng cụ và chi tiết là hai điện cực. Trong đó, dây cắt đóng vai trò là catot còn chi tiết gia công đóng vai trò là anot. Chuyển động của dây cắt được điều khiển theo đường thẳng nằm trong hệ tọa độ Đề-Các.
Bàn máy được điều khiển nhờ sự hỗ trợ của máy tính để tạo ra chuyển động theo các phương X và Y. Kết hợp với dịch chuyển của 2 đầu dẫn dây trên và dưới theo trục U, V tạo ra góc nghiêng dây giúp máy gia công cắt được góc côn phụ thuộc vào chiều dày phôi gia công và khả năng của máy. Chuyển động của dây cắt có thể bắt đầu từ ngoài phôi và đi vào vị trí cần cắt hoặc có thể xỏ dây qua vị trí khoan mỗi qua chiều dày phôi. Quá trình cắt là quá trình chạy dây nội suy XY, UV theo biên dạng đã được lập trình trên màn hình điều khiển, tọa độ vị trí của dây cắt và hình ảnh mô phỏng được hiển thị trên màn hình giúp người vận hành máy dễ dàng kiểm soát quá trình cắt.4 Khái niệm về khoan Gundrill Khoan gundrill hay được gọi là khoan lỗ sâu (khoan nóng súng) là quá trình khoan sử dụng công cụ cắt dài, mỏng để tạo ra các lỗ kim loại có tỷ lệ độ sâu so với đường kính lớn.
Mũi khoan có hiệu quả trong đường kính từ 1 – 50 mm. Một máy khoan sâu khác với máy khoan xoắn thông thường bởi hình dạng đầu độc đáo. Máy khoan sâu sử dụng chất làm mát áp lực cao đẩy phôi ngược ra ngoài giúp quá trình khoan sâu không bị kẹt phoi. Máy khoan sâu ban đầu được tạo ra để sản xuất nòng súng nhưng hiện tại công nghệ khoan sâu được sử dụng để tạo các sản phẩm thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau như động cơ diesel, dụng cụ y tế, khuôn ép nhựa,… 2.3 Đặc tính vật liệu của cán dao tiện lỗ Cán dao tiện lỗ thường được làm từ vật liệu có độ cứng cao, độ bền nhiệt, tính chịu mài mòn và độ bền cao.
Vật liệu dùng làm cán dao tiện lỗ được chia làm 3 nhóm: 5 - Nhóm 1 là các vật liệu làm dao cắt gọt tốc độ thấp: đây là nhóm vật liệu có độ cứng và bền thấp, giá thành rẻ, có thể kể đến như thép cacbon, thép hợp kim. Đặc điểm của nhóm vật liệu này là mất độ cứng nhanh chóng ở nhiệt độ khoảng 250̊C. - Nhóm 2 là các vật liệu làm dao cắt gọt ở tốc độ cao: có thể kể đến như thép gió, loại vật liệu quen thuộc trên thị trường dụng cụ cơ khí. Thép gió được hợp thành từ hàm lượng hợp kim đáng kể như vonfram, molypden, crom…để cải thiện độ cứng, độ dẻo và khả năng chống mài mòn.
Đối với dụng cụ cắt từ thép gió thì nó sẽ mất độ cứng ở nhiệt độ khoảng 650̊C. - Nhóm 3 là các vật liệu làm dao cắt gọt ở tốc độ rất cao: đại diện cho nhóm này là hợp kim cứng, kim loại gốm. Có 3 đặc điểm có thể kể đến đối với nhóm vật liệu làm dụng cụ cắt này là tốc độ cắt rất cao, nhiệt độ nóng chảy và độ cứng HRC cao. Tốc độ cắt có thể nhanh gấp 10 lần so với vật liệu thép gió HSS.4 Kết cấu của cán dao tiện lỗ Cán dao tiện móc lỗ gồm hai bộ phận chính là thân dao và đầu dao.
- Phần thân dao được sử dụng với chức năng kẹp giữa thân dao với ụ dao trên đài dao. - Phần đầu dao gồm các bề mặt sau: + Mặt trước của dao: bề mặt thoát phoi trong quá trình cắt gọt. + Mặt sau chính: mặt dao đối diện với bề mặt đang gia công của chi tiết. + Mặt sau phụ: mặt dao đối diện với bề mặt đã gia công của chi tiết.
+ Lưỡi cắt chính: giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính của dao có nhiệm vụ cắt chủ yếu trong quá trình tiện. + Lưỡi cắt phụ: giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ của dao, trong quá trình cắt một phần của lưỡi cắt phụ tham gia cắt gọt. + Mũi dao là giao điểm giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Mũi dao có thể nhọn hoặc có bán kính R.
6 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Giới thiệu về cán dao tiện móc lỗ 3.