Luận văn: Nghiên cứu dao phay ngón và thực nghiệm gia công trên máy CNC 3 trục

Luận văn nghiên cứu toàn diện về dao phay ngón và thực nghiệm gia công tạo hình trên máy phay CNC 3 trục, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt.

• Tác giả: Pang Văn Hòa
• Trường học: Trường Đại Học
• Đề tài: Nghiên cứu dao phay ngón và gia công CNC 3 trục
• Loại tài liệu: Luận văn
• Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Dao Phay Ngón và Gia công CNC 3 Trục

Dao phay ngón là một trong những dụng cụ cắt gọt quan trọng nhất trong gia công CNC 3 trục hiện đại. Với sự phát triển của công nghệ điều khiển số, việc sử dụng dao phay ngón trên máy CNC đã trở thành giải pháp tối ưu cho các nhà sản xuất. Gia công bề mặt không gian bằng dao phay ngón cho phép tạo ra các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao. Các loại dao phay ngón khác nhau được thiết kế để phù hợp với từng loại vật liệu và yêu cầu gia công cụ thể. Việc lựa chọn đúng loại dao phay không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thời gian gia công và chi phí sản xuất. Ứng dụng của CNC 3 trục trong gia công dao phay ngón đã mở ra nhiều khả năng mới cho ngành công nghiệp chế tạo cơ khí.

1.1. Định Nghĩa và Phân Loại Dao Phay Ngón

Dao phay ngón là loại dao phay có đầu cắt hình tròn, được sử dụng để gia công các bề mặt cong và chi tiết phức tạp. Các loại dao phay ngón chủ yếu bao gồm: dao phay ngón đầu phẳng, dao phay ngón đầu cầu, và dao phay ngón lăn. Mỗi loại có ưu điểm riêng trong việc gia công các hình dạng khác nhau. Vật liệu làm dao thường là hợp kim wolfram, cobalt hoặc thép nhanh, giúp tăng độ bền và khả năng chịu nhiệt của dụng cụ.

1.2. Vai Trò trong Gia công CNC Hiện Đại

Trong gia công CNC 3 trục, dao phay ngón đóng vai trò quan trọng trong việc tạo hình các bề mặt không gian phức tạp. Đặc điểm gia công cắt gọt bằng phay bao gồm khả năng tạo ra các mặt cong mịn, giảm nhấp nhô bề mặt và tăng độ chính xác hình học. Việc sử dụng đúng thông số cắt và phương pháp phay phù hợp giúp kéo dài tuổi thọ dụng cụ và nâng cao hiệu suất sản xuất.

II. Quy Trình Công Nghệ Gia công Trên Máy Phay CNC 3 Trục

Quy trình công nghệ gia công trên máy phay CNC là một chuỗi các bước có tổ chức để biến đổi vật liệu thô thành chi tiết hoàn thiện. Máy phay CNC 3 trục cho phép điều khiển chuyển động trên ba trục tọa độ (X, Y, Z) để tạo ra các hình dạng phức tạp. Các dạng điều khiển của máy phay CNC bao gồm điều khiển bước bước, điều khiển liên tục, và điều khiển đường chạy dao. Phương pháp thực hiện nguyên công phay trên máy phay CNC thường chia thành hai giai đoạn chính: gia công thô để loại bỏ phần dư liệu và gia công tỉnh để đạt độ chính xác cao. Việc lập trình đường chạy dao hợp lý giúp giảm thời gian gia công, tối ưu hóa sử dụng dụng cụ và nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết.

2.1. Các Giai Đoạn Gia công Thô và Tỉnh

Gia công thô là giai đoạn loại bỏ lượng lớn vật liệu dư với tốc độ cắt cao. Giai đoạn này ưu tiên năng suất và không yêu cầu độ chính xác cao. Gia công tỉnh sau đó sử dụng dao phay với các thông số cắt nhỏ hơn để tạo hình bề mặt cuối cùng với độ chính xác và độ nhẩm cao. Quá trình lựa chọn dụng cụ cắt phù hợp cho mỗi giai đoạn là rất quan trọng để đạt được kết quả tối ưu.

2.2. Lập Trình Đường Chạy Dao Tối Ưu

Đường chạy dao được lập trình để đảm bảo dao phay ngón cắt vào vật liệu một cách hiệu quả nhất. Có nhiều kiểu đường chạy dao khác nhau như: chạy dao song song, chạy dao xoáy, và chạy dao gạch mặt cắt. Mỗi kiểu có ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào hình dạng chi tiết và yêu cầu chất lượng bề mặt. Lập trình hợp lý giúp giảm thời gian gia công và tăng độ bền dao phay ngón.

III. Ảnh Hưởng của Thông Số Dụng Cụ đến Chất Lượng Tạo Hình Bề Mặt

Thông số dụng cụ cắt như đường kính dao, góc xoắn, số lưỡi cắt và hình dạng mũi có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng tạo hình bề mặt không gian. Dao phay ngón đầu phẳng thường được sử dụng để tạo hình các mặt cong, trong khi dao phay ngón đầu cầu phù hợp hơn cho những bề mặt phức tạp. Hình học đựng cụ ảnh hưởng trực tiếp đến chiều cao nhấp nhô, độ nhẩm bề mặt và khả năng tháo bục Z. Việc chọn lựa thông số gia công phù hợp như tốc độ cắt, tốc độ chạy dao và chiều sâu cắt giúp tối ưu hóa quá trình gia công. Tuổi bề dụng cụ cũng được kéo dài khi sử dụng đúng thông số, từ đó giảm chi phí sản xuất.

3.1. Ảnh Hưởng của Hình Học Dao Phay Ngón

Hình học đựng cụ của dao phay ngón bao gồm góc xoắn, góc thoát, và bán kính mũi cắt. Các thông số này quyết định cách dao cắt vào vật liệu và tạo ra chất lượng bề mặt. Góc xoắn lớn giúp tăng tốc độ cắt nhưng có thể gây ra rung động. Bán kính mũi cắt nhỏ giúp giảm nhấp nhô bề mặt. Kiểm tra đường dụng cụ bằng phần mềm CAM giúp dự đoán chất lượng bề mặt trước khi gia công thực tế.

3.2. Độ Nhẩm Bề Mặt và Các Yếu Tố Ảnh Hưởng

Độ nhẩm bề mặt chỉ tiết là một chỉ tiêu quan trọng về chất lượng gia công. Chiều cao nhấp nhô để lại sau khi cắt phụ thuộc vào bán kính mũi dao, tốc độ chạy dao và kiểu đường chạy dao. Chạy dao song song thường cho độ nhẩm tốt hơn so với chạy dao gạch mặt cắt. Sử dụng phần mềm RapidForm hoặc các phần mềm CAM khác giúp tính toán chính xác độ nhẩm bề mặt dự kiến.

IV. Ứng Dụng Thực Nghiệm và Kết Quả Gia công Chi Tiết

Thực nghiệm gia công các mẫu chi tiết với các đường chạy dao khác nhau giúp xác minh hiệu quả của quy trình công nghệ. Sử dụng phần mềm RapidForm và MasterCAM cho phép mô phỏng toàn bộ quá trình gia công CNC 3 trục trước khi thực hiện trên máy thực tế. Gia công thô và gia công tỉnh với các dụng cụ cắt có đường kính khác nhau được áp dụng lần lượt để đạt chất lượng tối ưu. Kiểm tra đường dụng cụ và tối ưu hóa thông số gia công dựa trên kết quả thực nghiệm giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả sản xuất. Những kết quả thực nghiệm cho thấy việc kết hợp hợp lý giữa lựa chọn dao phay ngón và kiểu đường chạy dao mang lại hiệu quả sản xuất đáng kể.

4.1. Quy Trình Lập Trình Gia công Chi Tiết

Lập trình gia công tỉnh chỉ tiết bao gồm các bước: nhập mô hình 3D vào phần mềm CAM, thiết lập thông số cắt như tốc độ quay và tốc độ chạy dao, chọn loại dao phay ngón phù hợp. Thiết lập các thông số gia công thô chỉ tiết với chiều sâu cắt lớn để loại bỏ vật liệu nhanh chóng. Sau đó, lập trình gia công tỉnh với dao phay ngón đầu phẳng hoặc đầu cầu để tạo hình bề mặt cuối cùng. Kiểm tra đường dụng cụ bằng mô phỏng 3D giúp phát hiện va chạm trước khi gia công.

4.2. Đánh Giá Kết Quả và Tối Ưu Hóa Quá Trình

Kết quả gia công được đánh giá dựa trên độ nhẩm bề mặt, độ chính xác hình học và thời gian gia công. Sử dụng các kiểu đường chạy dao khác nhau như song song, xoáy, và gạch mặt cắt để so sánh chất lượng. Tối ưu hóa thông số gia công dựa trên kết quả thực nghiệm giúp rút ngắn chu kỳ sản xuất và giảm chi phí. Việc kết hợp công nghệ CNC 3 trục với dao phay ngón chọn lựa hợp lý mang lại những cải thiện đáng kể về hiệu quả kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. we AD CHƯƠNG 2 - NGHIÊN CỬU ẢNH HƯỞNG CỬA THÔNG SỐ DỤNG CU, DUONG DUNG CU DEN CHAT LUONG TAO HINH BE MAT KHÔNG GIAN. 21 ANH HUGNG CUA THONG SỐ DUNG CU CAT TOT CHAT LUGNG ‘TAO HINH BE MAT KHONG GIAN. Dụng cụ trong gia công bẻ mặt không gian.

Ảnh hướng của hinh học đựng cụ đến chất lượng tạo hình trong gia công bể không gian. NGITÈN CỨU ÂNII HƯỚNG CỦA DUONG DUNG CU DEN CHAT LUGNG TAO HINH BE MAT 57 2. Đường dụng cụ trong gia công bể mặt không gian. Ảnh hưởng của bình học đường chạy dao đến chất lượng tạo hình trong gia công bề mặt không giam.Ố2 KÉT LUẬN CHƯƠNG2.

UNG DUNG RAPIDFORM TRONG THIET KE MẪU. 'Thực nghiệm gia công mẫu. sen pestis Bl 3. Gia công thô 83 3.

Lập trình gia công tỉnh chỉ tiết với các đụng cụ cắt có đường kính Khác nhau (mẫu 1,2,3). Gia cdng tinh với đường chạy dao kiéu gach mat oft (mau 4).90 KÉT LUẬN CHƯƠNG 3. 92 4L ĐÁNH GIÁ VÀ KÉT QUÁ THỰC NGHIỆM. KET LUAN KET QUA THUC NGHIEM.

- - 99 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4.T00 1 KÉT LUẬN - - 102 2 KIEN NGHI. - 108 wo LOT CAM DOAN “Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quá nêu trong, luận văn là trung thục và chưa được ai công bó trong bắt kỳ mội. công trình khác, itz nhiimg phan thar khảo đã dược ghử rõ trong luận văn. Tac gid Pang Văn Hòa Hình 3.

8 Lựa chọn phương án hình thành Chi tibt.ccoc cesses vest nee TG Tình 3. 9 Kết quả của lệnh Exiruda — Ứp to Region T7 Hin 3. 10 Sir dung linh tao bé mat Mesh Fit. 11 Kết quả của lệnh Mesh FÙ.

12 Thực hiện cắt khối chỉ HẾI. 13 Kết quả sau khi cắt khối chỉ tí 79 Hình 3. 14 Lựa chọn lệnh FHel,. 15 Ro tròn cáo oạnh cần tHẾI của chi bt - - 80 THình 3.

16 Tạo Skeich dùng cho việc cắt một mảnh chỉ tiết,. 17 CẢI chỉ tiét - - #1 Hình 3. 18 Manh cũủ tiết sử dụng lập trình và gia công thực nghiệm 81 Linh 3. 19 Giao dign phần mềm AaslerCam X6.

20 Nhận mô hình chả tiết vào phần mỗm. 21 Thiết ip map, phôi và gốc phôi chuẩn bị lận trình gia công chỉ tiêi. 22 Thiết lập các thông số gia công thô chỉ tiết. 23 Đường chạy dao gia công thô chỉ Hết - - 86 Hình 3.

24 Kiểm tra đường dụng cụ gia công thô cñn tiết - - 87 Hình 3. 25 Thiết lập các thông số cắt tỉnh cho đaa phay ngôn ñẩu câu #8 88 Linh 3. 26 Kiểu đường chạy dao song song gia công chỉ tất. 27 Kiểm tra đường dụng cụ gia công tình chỉ tiết với dao phay ngón đầu 89.

28 Cúc thông xô lập trình gia công theo kiểu đường chạy dao gạch mặt cắt 91 Hình 3. 29 Dường dụng cụ gia công chỉ tiết theo kiểu gạch mặt cất. 5 Chiều cao nhấp nhô khi cốt bằng dao phay trụ dẫu phẳng. 6 Gia công mặt cong bằng dao phay ngón đầu phẳng 55 Tink 2.

7 Lugng đư gia công để lại khi gia công bằng dao phay ngón đầu phẳng S6 Hình 2. 8 Dường dụng cụ song song 3D. 9 Đường dụng cụ xoáy $D. 10 Một số kiêu đường dụng cụ 3D.ˆ Hình 2, 11 Hướng LIỂN A0.

12 Bước liễn ngàng. 13 Khoảng cách giữa các điễm nt. 14 Chạy dao theo đường kiểu gạch mặt cắt - 63 Hinh 2. 15 Chay dao theo contour Hình 2.

16 Cia công dao ăn tháo bục Z7. 17 Sơ đồ tính đường tạo hình và sơ đồ tính hình chiếu của đường tròn lạo bình lên mặt phẳngP - - - 6 THình 2. 18 Hình chiễu của đường tròn tạo hình lên mặt phẳng vuông góe với vee tơ' tốc độ chạy dao tức thời - - - 66 Hình 2. 19 Chiều cao nhấp nhô để lại sau khi gia công -.

20 Chiều cao nhắn nhô đề lại sau khi gia công 67 Hình 3. 1 Chương trình khới động phần mềm NapIẢfADH. 2 Nhập lưới điềm vàn phan mém - 72 Linh 3. 3 Tao các măng màu cho lưới điểm chỉ HẾT,.

4 Đưa gốc tọa độ về diễm tâm chỉ tIẾP,. 5 Tạo không gian vùng tham chiều biên dạng cảnh - - 75 Hình 3. 6 Hiển thị biên dạng chỉ tiết trên bê mặt tham chiếu. 75 Hình 3, 7 Tạo biên dạng chỉ Hấ,,.

căn nao TÔ MO PAU 1. Lý do chọn đề tài Trong sự phát triển không ngừng của các thành Lựa Khoa học — Công nghệ, đặc biết nh vực diễu khiển số và trì học đã cho phép các Nhà Chế tạo máy ứng dụng vào máy cắt gọt các hệ thống điều khiển ngày cảng tin cậy hơn với tốc độ xứ lý nhanh hơn và giá thành thấp hơn. Tự động hóa sân xuất, mà phương thức cao nhất của nó là săn xuất linh hoạt. Trong dỏ máy điều khiển số CMC đóng vai trò quan trọng nhất, sử dựng máy điều khiển số CNC cho phép giảm khối lượng gia công chỉ tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế đông thời cũng rút ngắn được chu kỳ sản xuất.

Chính vì vậy, ngành cơ khi chế tạo ở đa số các nước phát triền trên thế g cũng tử trong nước ta biện nay đá đầu tư đây chuyén CNC img dụng vào sản xuất với hiệu quả kinh tế rất cao. Vẫn đề tái chính không còn lá vẫn đề đáng quan tâm của các đoanh nghiệp khi đâu tu các máy công cụ điều khiển theo chương trình số, aay cỗ các đoạnh nghiệp loại vừa và nhỏ cũng đều có thể Iự trang bị được. Với sự tận tỉnh giúp đỡ và dịnh hướng nghiên cứu của T§. Bùi Ngọc Tuyên, Tác giả đã chọn để tài: “Vghiêu cứu đao phay ngôn và thực nghiệm gia công tạo hình bằng dno phay ngắn trên máp phúy CNC 3 trục”.

Với mục tiêu đặt ra là nghiên cửu dao phay ngón dễ gia công bẻ mặt không gian trên máy phay CNC. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đôi lượng và phạm ví nghiên củu chủ yếu của để tài là: -_ Nghiên cứu vẻ đao phay ngón -_ Ngiên cứu về máy phay CNC - Ung dimg phan inéin Rapidform dé thiél ké man - Ung dung MasterCam X6 dễ lập trình gia công các bê mặt lỗi của khỏi cảnh. quạt để gia công trên máy phay CNC 3 trục -_ Lựa chon dược phương án kiểm tra và đánh giá chất lượng tao hình bẻ mặt bằng phân mềm thiết kế ngược Rapidform. 8 Lựa chọn phương án hình thành Chi tibt.ccoc cesses vest nee TG Tình 3.

9 Kết quả của lệnh Exiruda — Ứp to Region T7 Hin 3. 10 Sir dung linh tao bé mat Mesh Fit. 11 Kết quả của lệnh Mesh FÙ. 12 Thực hiện cắt khối chỉ HẾI.

13 Kết quả sau khi cắt khối chỉ tí 79 Hình 3. 14 Lựa chọn lệnh FHel,. 15 Ro tròn cáo oạnh cần tHẾI của chi bt - - 80 THình 3. 16 Tạo Skeich dùng cho việc cắt một mảnh chỉ tiết,.

17 CẢI chỉ tiét - - #1 Hình 3. 18 Manh cũủ tiết sử dụng lập trình và gia công thực nghiệm 81 Linh 3. 19 Giao dign phần mềm AaslerCam X6. 20 Nhận mô hình chả tiết vào phần mỗm.

21 Thiết ip map, phôi và gốc phôi chuẩn bị lận trình gia công chỉ tiêi. 22 Thiết lập các thông số gia công thô chỉ tiết. 23 Đường chạy dao gia công thô chỉ Hết - - 86 Hình 3. 24 Kiểm tra đường dụng cụ gia công thô cñn tiết - - 87 Hình 3.

25 Thiết lập các thông số cắt tỉnh cho đaa phay ngôn ñẩu câu #8 88 Linh 3. 26 Kiểu đường chạy dao song song gia công chỉ tất. 27 Kiểm tra đường dụng cụ gia công tình chỉ tiết với dao phay ngón đầu 89. 28 Cúc thông xô lập trình gia công theo kiểu đường chạy dao gạch mặt cắt 91 Hình 3.

29 Dường dụng cụ gia công chỉ tiết theo kiểu gạch mặt cất. Lý do chọn đề tài Trong sự phát triển không ngừng của các thành Lựa Khoa học — Công nghệ, đặc biết nh vực diễu khiển số và trì học đã cho phép các Nhà Chế tạo máy ứng dụng vào máy cắt gọt các hệ thống điều khiển ngày cảng tin cậy hơn với tốc độ xứ lý nhanh hơn và giá thành thấp hơn. Tự động hóa sân xuất, mà phương thức cao nhất của nó là săn xuất linh hoạt. Trong dỏ máy điều khiển số CMC đóng vai trò quan trọng nhất, sử dựng máy điều khiển số CNC cho phép giảm khối lượng gia công chỉ tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế đông thời cũng rút ngắn được chu kỳ sản xuất.

Chính vì vậy, ngành cơ khi chế tạo ở đa số các nước phát triền trên thế g cũng tử trong nước ta biện nay đá đầu tư đây chuyén CNC img dụng vào sản xuất với hiệu quả kinh tế rất cao. Vẫn đề tái chính không còn lá vẫn đề đáng quan tâm của các đoanh nghiệp khi đâu tu các máy công cụ điều khiển theo chương trình số, aay cỗ các đoạnh nghiệp loại vừa và nhỏ cũng đều có thể Iự trang bị được. Với sự tận tỉnh giúp đỡ và dịnh hướng nghiên cứu của T§. Bùi Ngọc Tuyên, Tác giả đã chọn để tài: “Vghiêu cứu đao phay ngôn và thực nghiệm gia công tạo hình bằng dno phay ngắn trên máp phúy CNC 3 trục”.

Với mục tiêu đặt ra là nghiên cửu dao phay ngón dễ gia công bẻ mặt không gian trên máy phay CNC. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đôi lượng và phạm ví nghiên củu chủ yếu của để tài là: -_ Nghiên cứu vẻ đao phay ngón -_ Ngiên cứu về máy phay CNC - Ung dimg phan inéin Rapidform dé thiél ké man - Ung dung MasterCam X6 dễ lập trình gia công các bê mặt lỗi của khỏi cảnh. quạt để gia công trên máy phay CNC 3 trục -_ Lựa chon dược phương án kiểm tra và đánh giá chất lượng tao hình bẻ mặt bằng phân mềm thiết kế ngược Rapidform. Lý do chọn đề tài Trong sự phát triển không ngừng của các thành Lựa Khoa học — Công nghệ, đặc biết nh vực diễu khiển số và trì học đã cho phép các Nhà Chế tạo máy ứng dụng vào máy cắt gọt các hệ thống điều khiển ngày cảng tin cậy hơn với tốc độ xứ lý nhanh hơn và giá thành thấp hơn.

Tự động hóa sân xuất, mà phương thức cao nhất của nó là săn xuất linh hoạt. Trong dỏ máy điều khiển số CMC đóng vai trò quan trọng nhất, sử dựng máy điều khiển số CNC cho phép giảm khối lượng gia công chỉ tiết, nâng cao độ chính xác gia công và hiệu quả kinh tế đông thời cũng rút ngắn được chu kỳ sản xuất.