Đồ Án Tốt Nghiệp: Thiết Kế và Chế Tạo Mô Hình Máy Khoan Ba Trục

Máy khoan ba trục là một trong những thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo. 92 trang · Đại học Đà Nẵng · 2024.

• Tác giả: Phan Đình Bình
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Ái Lành
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử
• Đề tài: Thiết Kế Và Chế Tạo Mô Hình Máy Khoan Ba Trục
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Giới thiệu về máy CNC
• 1.2. Sự phát triển và ứng dụng của máy CNC trong ngành công nghiệp
• 1.3. Khái niện về máy CNC
• 1.4. Các loại máy CNC có trên thị trường hiện nay
• 1.5. Tổng quan về cấu tạo của máy CNC
• 1.6. Nguyên lý hoạt động của máy CNC
• 1.7. Tổng quan về máy khoan
• 1.8. Công dụng máy khoan
• 1.9. Phân loại máy khoan
• 1.10. Tổng quan về mũi khoan
• 2. CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 2.1. Tổng quan về mô hình
• 2.2. Bản vẽ phát thảo sơ bộ mô hình
• 2.3. Phân tích và lựa chọn phương án cấp phôi
• 2.4. Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế trục Y
• 2.5. Phân tích và lựa chọn phương án trục X và trục Z
• 2.6. Thiết kế mô hình 3D sản phẩm máy
• 2.7. Thiết kế cụm trục Z
• 2.8. Thiết kế cụm trục X
• 2.9. Thiết kế cụm trục Y
• 2.10. Mô hình tổng thể sản phẩm sau khi thiết kế 3D
• 2.11. Phân tích và lựa chọn phương án
• 2.12. Lựa chọn phương án thiết kế khung máy
• 2.13. Động cơ truyền động các trục
• 2.14. Lựa chọn phương án cho độ di chuyển động cơ khoan
• 2.15. Lựa chọn cơ cấu truyền động cho trục X, Y, Z
• 2.16. Hệ thống dẫn hướng trục
• 2.17. Lựa chọn vật liệu làm khung máy
• 2.18. Tính toán lựa chọn xi lanh
• 2.19. Tính toán chế độ cắt và khoan
• 2.20. Tính chọn động cơ cấp phôi tự động
• 2.21. Tính toán cụm trục Z
• 2.22. Tính toán cụm trục X
• 2.23. Tính toán cụm trục Y
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
• 3.1. Phần mềm sử dụng
• 3.2. Phần mềm Solidworks
• 3.3. Lựa chọn thiết bị điện. Driver động cơ bước
• 3.4. Cảm biến quang
• 3.5. Bộ nguồn 24V DC
• 3.6. Tìm hiểu về board arduino mega 2560
• 3.7. Lưu đồ giải thuật hệ thống
• 3.8. Thiết kế mạch điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG
• 4.1. Thi công mô hình
• 4.2. Thi công mạch điện
• TÀI LIỆU KHAM KHẢO
• DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
• DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế và chế tạo máy khoan ba trục

Máy khoan ba trục là một trong những thiết bị quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo. Thiết kế và chế tạo mô hình máy khoan ba trục không chỉ giúp nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn đảm bảo độ chính xác trong gia công. Việc nghiên cứu và phát triển mô hình máy khoan ba trục sẽ mang lại nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

1.1. Giới thiệu về máy khoan ba trục

Máy khoan ba trục là thiết bị tự động hóa, cho phép thực hiện các thao tác khoan với độ chính xác cao. Thiết bị này thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp chế tạo, giúp tiết kiệm thời gian và công sức.

1.2. Lịch sử phát triển của máy khoan ba trục

Máy khoan ba trục đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ những năm đầu của thế kỷ 20. Sự tiến bộ trong công nghệ điều khiển số đã giúp máy khoan ba trục trở nên phổ biến và hiệu quả hơn trong sản xuất.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế máy khoan ba trục

Mặc dù máy khoan ba trục mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc thiết kế và chế tạo chúng cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác, chi phí sản xuất và khả năng tự động hóa là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác trong gia công

Độ chính xác là yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế máy khoan ba trục. Các sai số trong quá trình gia công có thể dẫn đến sản phẩm không đạt yêu cầu kỹ thuật.

2.2. Chi phí sản xuất và hiệu quả kinh tế

Chi phí sản xuất máy khoan ba trục có thể cao, nhưng nếu được thiết kế hợp lý, máy có thể mang lại hiệu quả kinh tế lớn trong dài hạn.

III. Phương pháp thiết kế máy khoan ba trục hiệu quả

Để thiết kế máy khoan ba trục hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng phần mềm thiết kế và mô phỏng sẽ giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế.

3.1. Sử dụng phần mềm thiết kế CAD

Phần mềm CAD giúp tạo ra các bản vẽ chi tiết và mô phỏng hoạt động của máy khoan ba trục, từ đó phát hiện và khắc phục các lỗi thiết kế trước khi chế tạo.

3.2. Mô phỏng và thử nghiệm

Mô phỏng hoạt động của máy khoan ba trục trước khi chế tạo thực tế giúp đánh giá hiệu suất và độ chính xác của thiết kế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của máy khoan ba trục trong sản xuất

Máy khoan ba trục được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất, từ chế tạo linh kiện điện tử đến sản xuất đồ nội thất. Sự linh hoạt và chính xác của máy khoan ba trục giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng dụng trong ngành chế tạo linh kiện điện tử

Máy khoan ba trục được sử dụng để gia công các linh kiện điện tử với độ chính xác cao, đáp ứng yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp này.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất đồ nội thất

Trong ngành sản xuất đồ nội thất, máy khoan ba trục giúp thực hiện các thao tác khoan phức tạp, tạo ra sản phẩm chất lượng cao và tiết kiệm thời gian.

V. Kết luận và tương lai của máy khoan ba trục

Máy khoan ba trục sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến trong tương lai, nhờ vào sự tiến bộ của công nghệ. Việc nghiên cứu và phát triển các mô hình máy khoan mới sẽ giúp nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm trong ngành công nghiệp chế tạo.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ máy khoan

Công nghệ máy khoan ba trục sẽ ngày càng được cải tiến với sự tích hợp của trí tuệ nhân tạo và tự động hóa, giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu sai sót.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu và phát triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực máy khoan ba trục là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường và nâng cao năng lực cạnh tranh.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế tự động hóa sản xuất cơ khí và chế tạo máy, việc ứng dụng các máy công cụ điều khiển số đóng vai trò then chốt nhằm nâng cao độ chính xác gia công, giảm thiểu sự phụ thuộc vào thao tác thủ công của con người và hạn chế phế phẩm. Các dòng máy khoan truyền thống tuy có thể vận hành liên tục nhưng đòi hỏi người vận hành phải gá đặt và dịch chuyển phôi nhiều lần, đặc biệt khi thực hiện các lỗ khoan phân bố phức tạp trên bề mặt chi tiết. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, việc phát triển các mô hình máy gia công tự động hóa tích hợp cơ cấu cấp - gắp phôi trở thành đề tài trọng tâm trong chương trình đào tạo kỹ thuật công nghệ.

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và chế tạo mô hình máy khoan ba trục" do sinh viên Phan Đình Bình và Nguyễn Đắc Luật thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Ái Lành tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng (năm 2024), tập trung giải quyết các bài toán thiết kế cơ điện tử khép kín cho máy gia công gỗ 3 trục.

Mục đích và mục tiêu nghiên cứu của đề tài được tác giả xác định cụ thể:

• Mục đích: Phát triển một máy khoan 3 trục có khả năng khoan gỗ, cung cấp công cụ tự động hóa cho cơ sở sản xuất, giúp công việc gia công lỗ diễn ra nhanh chóng, giảm công sức lao động và đảm bảo độ chính xác cho sản phẩm.
• Mục tiêu: Thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy khoan gỗ 3 trục có khả năng tự động hóa chu trình từ khâu cấp phôi, gắp phôi vào vị trí, kẹp giữ cố định, định vị tọa độ khoan và lấy thành phẩm.
• Nhiệm vụ nghiên cứu (được đánh số theo văn bản giao nhiệm vụ đồ án):
  1. Tìm hiểu và nghiên cứu về máy khoan tự động.
  2. Phân tích tính chất, đặc điểm của phôi và sản phẩm để lựa chọn phương pháp cấp phôi phù hợp.
  3. Xác định các thành phần cơ bản và thông số/yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.
  4. Thiết kế các cơ cấu mô hình (cụm cơ khí các trục X, Y, Z và cấp phôi).
  5. Thiết kế hệ thống (mạch điện và chương trình điều khiển).
  6. Hoàn thiện và thử nghiệm mô hình hệ thống thực tế.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là cấu tạo, nguyên lý vận hành của các loại máy khoan gỗ hiện có trên thị trường, công nghệ khoan lỗ và nhu cầu gia công tự động hóa. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở việc thiết kế, chế tạo mô hình máy khoan 3 trục tọa độ sử dụng cơ cấu truyền động trục vít me, kết hợp cơ cấu cấp phôi nâng tịnh tiến và gắp phôi bằng giác hút chân không khí nén, ứng dụng gia công trên phôi gỗ kích thước nhỏ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết máy công cụ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) và nguyên lý gia công cắt gọt kim loại, cơ khí chế tạo máy. Về mặt động học, máy CNC tiêu chuẩn vận hành dựa trên hệ tọa độ Descartes ba chiều tuân theo nguyên tắc bàn tay phải, trong đó dụng cụ cắt hoặc phôi thực hiện các chuyển động tịnh tiến theo ba trục vuông góc X, Y, Z. Cấu trúc máy CNC bao gồm hai hệ thống chính:

• Phần chấp hành: Băng dẫn hướng, thân và đế máy, bàn máy, cụm trục chính mang dụng cụ cắt và ổ tích dao.
• Phần điều khiển: Bộ điều khiển trung tâm phát tín hiệu điều khiển và hệ thống động cơ chấp hành (động cơ bước, động cơ servo).

Về mặt công nghệ gia công, đồ án tổng hợp các kiến thức về quá trình khoan, khoét, doa, taro và hình học mũi khoan (phần chuôi và phần làm việc gồm lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ rãnh xoắn). Tác giả phân tích các nguyên nhân gây sai số lỗ khoan như lưỡi cắt ngang có góc trước âm ($\gamma < 0$) làm tăng lực dọc trục, sự không đồng tâm giữa chuôi và phần cắt làm loe lỗ, cũng như hiện tượng rung động khi cắt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và tính toán kỹ thuật được áp dụng xuyên suốt đồ án:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Tra cứu tiêu chuẩn từ Sổ tay Công nghệ Chế tạo Máy tập 2 (STCNCTMT2) và tài liệu Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (TTKHDDCK) để xác định chế độ cắt gọt và động học truyền động.
• Phương pháp tính toán giải tích: Tính toán chế độ cắt gọt (vận tốc cắt, mô-men xoắn, lực chiều trục, công suất cắt), tính lực nâng khí nén, tính toán độ bền và độ cứng vững trục vít me bi theo catalog hãng TBI Motion.
• Phương pháp thiết kế mô hình hóa 3D: Xây dựng bản vẽ kết cấu chi tiết và lắp ráp tổng thể bằng phần mềm SolidWorks; xuất bản vẽ chế tạo 2D bằng phần mềm AutoCAD; mô phỏng nguyên lý mạch điện bằng phần mềm Proteus.
• Phương pháp chế tạo mẫu thực nghiệm: Sử dụng công nghệ in 3D để tạo các khớp nối gá đặt; lắp ráp khung máy từ nhôm định hình; kết nối phần cứng điều khiển nhúng với vi điều khiển Arduino Mega 2560 và kiểm thử vận hành chu trình thực tế.

Nguồn dữ liệu tính toán chế độ cắt ban đầu được nhóm tác giả thiết lập dựa trên vật liệu thép (giới hạn bền $\sigma_b = 750 \text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 540 \text{ N/mm}^2$) để đảm bảo hệ số an toàn cơ học tối đa cho máy, sau đó áp dụng vào gia công thực tế trên phôi gỗ.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống máy khoan ba trục được thiết kế dưới dạng máy công cụ tự động khung cố định, tích hợp cơ cấu cấp - gắp phôi khí nén.

Kiến trúc cơ khí và các cơ cấu chuyển động

Kết cấu cơ khí của máy bao gồm bàn máy cố định, khung giàn di chuyển trục Y mang theo trục X, và trục X mang cụm trục Z:

• Khung máy: Chế tạo từ các thanh nhôm định hình kích thước tiết diện $20 \times 40 \text{ mm}$, kết hợp các chi tiết khớp gối đỡ in 3D. Nhôm định hình được lựa chọn nhờ khả năng chịu lực, bề mặt phẳng, chống ăn mòn và giảm khối lượng kết cấu so với thép hàn hay gang đúc.
• Cụm trục Y: Dẫn động bàn trượt mang toàn bộ trục X và Z di chuyển dọc, hành trình thiết kế $700 \text{ mm}$. Hệ truyền động sử dụng trục vít me đai ốc bi SFU 1605 kết hợp bánh xe dẫn hướng hai bên để giữ cân bằng.
• Cụm trục X: Dẫn động cụm trục Z di chuyển ngang từ trái sang phải, hành trình thiết kế $600 \text{ mm}$. Hệ thống sử dụng trục vít me đai ốc bi SFU 1605 kết nối trực tiếp với động cơ bước.
• Cụm trục Z: Mang đầu khoan và xi lanh gắp phôi di chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng. Khối lượng cụm Z ước tính khoảng $1,9 \text{ kg}$ (bao gồm động cơ khoan $350 \text{ g}$, xi lanh đôi $200 \text{ g}$, động cơ bước $350 \text{ g}$, các chi tiết nhựa và thanh trượt $1000 \text{ g}$). Hành trình di chuyển tối đa của trục Z là $20 \text{ cm}$, hành trình khoan cắt lớn nhất $S_{\max} = 30 \text{ mm}$. Cụm sử dụng trục vít me bi SFU 1204 gắn gối đỡ theo kiểu "cố định – tự do" nhằm triệt tiêu hiện tượng lệch tâm; dẫn động thông qua bộ truyền đai răng nhỏ từ động cơ bước và dẫn hướng bằng cặp ti trượt tròn.
• Cơ cấu cấp phôi tự động: Dạng khay cấp nâng thẳng đứng, sức chứa 10 tấm phôi (kích thước mỗi tấm $10 \times 10 \text{ cm} \times 8 \text{ mm}$, khối lượng $80 \text{ g}$, tổng khối lượng $0,8 \text{ kg}$, lực tác dụng nâng $7,84 \text{ N}$). Hệ nâng sử dụng trục vít me đường kính $d = 8 \text{ mm}$, bước ren $l = 8 \text{ mm}$, dẫn động bởi động cơ bước Nema 57 (thông số: kích thước $57 \times 57 \times 56 \text{ mm}$, dòng điện định mức $3\text{A}$, điện áp $3 - 49\text{V}$, mô-men xoắn $1,1 \text{ Nm}$, góc bước $1,8^\circ$, vận hành với vi bước $1/8$).
• Cơ cấu gắp và giữ phôi: Xi lanh khí nén đôi hành trình $100 \text{ mm}$ gắn trên trục Z mang đầu giác hút chân không đường kính $1 \text{ cm}$. Lực nâng lý thuyết được tính toán là $F_{th} = 0,792 \text{ N}$ (với gia tốc nâng $a = 0,1 \text{ m/s}^2$, hệ số an toàn $S = 1$). Bàn gia công bố trí thêm một xi lanh khí nén kẹp giữ phôi để chống rung và xoay phôi trong lúc mũi khoan tác động.
• Trục chính gia công (Spindle): Sử dụng động cơ điện một chiều DC 775 gắn đầu kẹp mang mũi khoan đường kính $D = 5 \text{ mm}$.

Cụm cơ cấu	Loại truyền động	Dẫn hướng	Động cơ dẫn động	Hành trình
Trục Y	Vít me bi SFU 1605	Bánh xe dẫn hướng / rãnh nhôm	Động cơ bước	$700 \text{ mm}$
Trục X	Vít me bi SFU 1605	Gối đỡ / ray trượt	Động cơ bước	$600 \text{ mm}$
Trục Z	Vít me bi SFU 1204 + Đai răng	Cặp ti trượt tròn ($\mu = 0,1$)	Động cơ bước	$20 \text{ cm}$ (cắt: $30 \text{ mm}$)
Cấp phôi	Vít me đai ốc ($d=8\text{mm}, l=8\text{mm}$)	Trục dẫn hướng đứng	Động cơ bước Nema 57	$20 \text{ cm}$
Gắp phôi	Xi lanh khí nén đôi + Giác hút	Trục xi lanh	Khí nén chân không	$100 \text{ mm}$

Hệ thống điều khiển và mạch điện

Phần cứng điều khiển của máy gồm các khối thiết bị:

• Khối xử lý trung tâm: Bo mạch Arduino Mega 2560 (vi điều khiển ATmega2560) đảm nhận đọc tín hiệu cảm biến, điều khiển xung/hướng cho các động cơ và kích hoạt van điện từ khí nén.
• Khối công suất: Các mạch điều khiển động cơ bước (Driver) TB6600, hỗ trợ cài đặt dòng điện và phân chia vi bước cho các trục.
• Khối cảm biến: Cảm biến quang phát hiện phôi ở khay cấp liệu; công tắc hành trình cơ khí bố trí tại các điểm giới hạn của trục X, Y để thiết lập gốc tọa độ máy (Home).
• Khối nguồn: Bộ nguồn tổ ong chuyển đổi xoay chiều sang một chiều $24\text{V DC}$ cấp cho driver, cảm biến và động cơ khoan.

Chu trình vận hành hệ thống

Quy trình tự động hóa được lập trình theo lưu đồ giải thuật tuần tự:

1. Hệ thống khởi động, động cơ cấp phôi đẩy bàn nâng đưa phôi lên; khi phôi trên cùng chạm cảm biến quang, động cơ nâng dừng lại.
2. Trục Y và trục X di chuyển về vị trí lấy phôi (xác định tọa độ bằng công tắc hành trình).
3. Cụm trục Z hạ xuống, xi lanh đôi kích hoạt đẩy đầu hút chân không tiếp cận bề mặt phôi và bật van hút chân không để bám dính phôi.
4. Trục Z nâng lên, trục X và Y mang phôi di chuyển đến vị trí gá đặt trên bàn khoan rồi nhả chân không thả phôi.
5. Xi lanh kẹp đẩy ra kẹp chặt phôi; động cơ khoan 775 kích hoạt quay trục chính; cụm trục Z hạ mũi khoan gia công các lỗ tại các tọa độ cài đặt trước.
6. Sau khi khoan xong các vị trí, mũi khoan rút lên, hệ thống xả kẹp và sẵn sàng cho chu trình kế tiếp.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Chương 1 trình bày tổng quan về lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ gia công điều khiển số CNC từ các hệ thống dùng ống chân không đến vi xử lý hiện đại. Tác giả phân loại các dòng máy CNC phổ biến trên thị trường (máy tiện, phay, mài, khoan phay, cắt plasma, cắt laser, máy in 3D) và phân tích cấu trúc tổng thể gồm thành phần chấp hành và thành phần điều khiển.

Tiểu mục kế tiếp đi sâu vào công nghệ khoan:

• Nêu rõ công dụng khoan, khoét, doa, taro và phạm vi gia công đường kính lỗ từ $0,25 \text{ mm}$ đến $80 \text{ mm}$.
• Trình bày đặc điểm của các dòng máy khoan công nghiệp: máy khoan bàn (cỡ nhỏ, lỗ $\le 16 \text{ mm}$), máy khoan đứng (trục chính di động thẳng đứng), máy khoan cần (trục chính di chuyển trên cần xoay linh hoạt để khoan chi tiết lớn), máy khoan nhiều trục (cố định hoặc tùy chỉnh, từ 2 đến 6 trục nâng cao năng suất) và máy khoan chuyên dụng (khoan tâm, khoan nòng súng cho lỗ sâu).
• Phân tích cấu tạo mũi khoan gồm phần chuôi và phần làm việc (lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ), so sánh mũi khoan thép gió (HSS) và mũi khoan hợp kim phủ Vonfram Cacbua (TCT).

Chương 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Chương 2 là chương trọng tâm về tính toán cơ khí và lựa chọn linh kiện. Tác giả lập bản vẽ phác thảo mô hình và phân tích các phương án kỹ thuật:

• Cơ cấu khung: Lựa chọn phương án bàn máy cố định, trục Y di chuyển mang trục X và Z nhằm tối ưu độ ổn định khi gá đặt phôi lớn.
• Động cơ truyền động: So sánh giữa động cơ Servo và động cơ bước (Step motor). Nhóm chọn động cơ bước kết hợp driver TB6600 do giá thành rẻ, mô-men giữ lớn ở dải tốc độ thấp, không đòi hỏi mạch hồi tiếp encoder phức tạp, phù hợp với quy mô đồ án sinh viên.
• Cơ cấu truyền động trục X, Y, Z: So sánh ba phương án: (1) Vít me – đai ốc thường, (2) Vít me – đai ốc con lăn ren, (3) Vít me – đai ốc bi. Nhóm chọn vít me – đai ốc bi (SFU) nhờ hiệu suất cao, ma sát thấp, độ chính xác vị trí cao và tính sẵn có trên thị trường.
• Hệ thống dẫn hướng: So sánh giữa ray trượt vuông (độ chính xác $0,005 - 0,02 \text{ mm}/3\text{m}$, giá đắt) và trục trượt tròn (độ chính xác khoảng $0,254 \text{ mm}/3\text{m}$, giá rẻ, dễ lắp đặt). Nhóm quyết định dùng ti trượt tròn cho trục Z và hệ bánh xe dẫn hướng nhôm định hình cho trục X, Y.
• Tính toán chế độ cắt: Với dao khoan thép gió $D = 5 \text{ mm}$, chiều sâu cắt $t = 2,5 \text{ mm}$, lượng chạy dao $S = 0,19 \text{ mm/vòng}$, tính ra lực chiều trục $P_v = 10,63 \text{ N}$ và công suất cắt gọt $N_e = 0,064 \text{ kW}$.
• Tính toán cơ cấu cấp phôi và trục Z:
  • Lực nâng phôi: $F = 0,08 \times 9,8 = 0,784 \text{ N}$; lực nâng chân không lý thuyết $F_{th} = 0,792 \text{ N}$.
  • Động cơ cấp phôi: Chọn động cơ bước Nema 57 có mô-men xoắn $1,1 \text{ Nm}$.
  • Kiểm nghiệm trục Z: Đường kính chân ren yêu cầu $d_r \ge 0,85 \text{ mm}$, bước vít yêu cầu $l \ge 1,5 \text{ mm}$. Từ đó chọn đai ốc vít me bi SFU 1204 (bước $4 \text{ mm}$, đường kính $12 \text{ mm}$).
  • Mô-men xoắn tải trọng ban đầu trục Z: $T_p \approx 0,027 \text{ Nm}$; mô-men ma sát khi không gia công $T_a = 0,0007 \text{ Nm}$; mô-men ma sát khi gia công $T_b = 0,008 \text{ Nm}$.

Tiêu chí	Phương án 1: Vít me - đai ốc thường	Phương án 2: Vít me - đai ốc con lăn ren	Phương án 3: Vít me - đai ốc bi (Được chọn)
Độ chính xác	Cao	Cao	Rất cao
Khả năng tải	Trung bình	Rất cao (gấp 10 lần)	Cao
Hiệu suất	Trung bình (ma sát trượt lớn)	Cao	Cao (ma sát lăn)
Giá thành	Thấp	Rất cao	Vừa phải / Phổ biến
Tính sẵn có	Có sẵn	Rất hiếm tại Việt Nam	Có sẵn rộng rãi

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Chương 3 trình bày việc xây dựng phần cứng điều khiển và giải thuật:

• Giới thiệu các công cụ phần mềm hỗ trợ: SolidWorks thiết kế cơ cấu, AutoCAD xuất bản vẽ kỹ thuật gia công, Proteus thiết kế mạch điện.
• Đặc tả thông số thiết bị điện: Động cơ bước 57HS5630A4, Driver TB6600 hỗ trợ dòng đỉnh lên đến $4\text{A}$, cảm biến quang hồng ngoại, bộ nguồn tổ ong $24\text{V DC}$, và bo mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 với 54 chân I/O số.
• Thiết lập lưu đồ giải thuật chi tiết của hệ thống điều khiển tự động toàn trình.
• Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch đấu nối giữa Arduino Mega 2560, các driver điều khiển động cơ bước của ba trục X, Y, Z, trục cấp phôi, rơ-le kích hoạt van khí nén và động cơ khoan 775.

Chương 4: THI CÔNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG

Chương 4 mô tả quá trình gia công, lắp ráp và chạy thử nghiệm thực tế:

• Thi công cơ khí: Sử dụng máy in 3D chế tạo các cụm gá động cơ, đai ốc vít me và các khớp nối khung. Lắp ghép các thanh nhôm định hình $20 \times 40 \text{ mm}$ tạo khung đáy trục Y, lắp ráp trục X và gắn cụm trục Z mang động cơ khoan và xi lanh khí nén.
• Thi công mạch điện: Bố trí dây tín hiệu, gắn driver TB6600, bo mạch Arduino, cảm biến quang và nguồn $24\text{V}$ vào tủ điều khiển; đấu nối van khí nén cho xi lanh đôi và đầu hút chân không.
• Vận hành thử nghiệm: Kiểm tra chuyển động đơn trục, kiểm tra khả năng cấp và hút giữ phôi, chạy thử chu trình tự động khoan lỗ trên vật liệu gỗ mẫu.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành chế tạo mô hình thực tế với các kết quả cụ thể:

• Chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy khoan 3 trục hoạt động liên động với hệ thống cấp phôi tự động, đạt các thông số kích thước làm việc: hành trình trục X đạt $600 \text{ mm}$, hành trình trục Y đạt $700 \text{ mm}$, hành trình dịch chuyển trục Z đạt $20 \text{ cm}$ (hành trình khoan ăn sâu $30 \text{ mm}$).
• Cơ cấu cấp phôi nâng tịnh tiến vận hành ổn định với khay chứa 10 phôi tấm kích thước $10 \times 10 \text{ cm} \times 8 \text{ mm}$; cơ cấu xi lanh khí nén hành trình $100 \text{ mm}$ kết hợp giác hút chân không đường kính $1 \text{ cm}$ nâng giữ thành công phôi trọng lượng $80 \text{ g}$ với lực hút thực nghiệm bám dính chắc chắn.
• Tính toán lý thuyết lực cắt trục chính đạt $10,63 \text{ N}$ ở công suất $0,064 \text{ kW}$, làm cơ sở lựa chọn bộ truyền vít me bi SFU 1204 (trục Z) và SFU 1605 (trục X, Y) đáp ứng yêu cầu chuyển động êm, không rung xô lệch.

Về mặt giải pháp và đóng góp, đồ án đã hiện thực hóa việc kết hợp công nghệ in 3D với vật liệu nhôm định hình tiêu chuẩn, giúp giảm chi phí chế tạo mô hình học tập nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác hình học. Tác giả tự nêu đóng góp trong việc xây dựng một chu trình gia công tự động khép kín từ khâu cấp phôi, gắp phôi, kẹp phôi đến khoan theo tọa độ, đóng vai trò như một mô hình trực quan phục vụ công tác nghiên cứu, thực hành môn học trong chuyên ngành Cơ điện tử.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung báo cáo và phạm vi nghiên cứu, đồ án còn tồn tại các hạn chế kỹ thuật:

• Cụm trục chính sử dụng động cơ DC 775 công suất nhỏ, tốc độ quay và mô-men cắt hạn chế, chỉ phù hợp gia công trên các tấm gỗ mỏng, gỗ ép hoặc nhựa mềm; chưa thể gia công trên phôi kim loại thép như phần tính toán lý thuyết ban đầu.
• Hệ thống sử dụng động cơ bước điều khiển mạch vòng hở (open-loop) không có phản hồi encoder, tiềm ẩn rủi ro trượt bước gây sai lệch vị trí nếu gặp tải trọng cản lớn hoặc kẹt phôi.
• Các chi tiết gối đỡ, khớp liên kết chế tạo bằng công nghệ in 3D bằng nhựa có độ cứng vững và độ bền nhiệt, cơ học thấp hơn kim loại gia công chính xác, dễ biến dạng sau thời gian dài chịu tải.

Hướng phát triển tiếp theo được xác định bao gồm:

• Nâng cấp động cơ trục chính sang loại Spindle chuyên dụng công suất lớn có điều khiển biến tần hoặc điều tốc PWM để mở rộng khả năng gia công trên kim loại.
• Thay thế các chi tiết in 3D bằng vật liệu nhôm hoặc thép gia công phay CNC để tăng độ cứng vững và chống rung.
• Ứng dụng động cơ bước lai có encoder (Closed-loop Step) hoặc động cơ Servo để kiểm soát vị trí chính xác tuyệt đối; tích hợp bộ đọc mã lệnh G-code từ máy tính qua phần mềm điều khiển chuyên dụng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực nghiệm phù hợp cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Cơ khí và Kỹ thuật Tự động hóa khi thực hiện các đồ án thiết kế hệ thống máy công cụ mini hoặc hệ thống phân loại, cấp phôi tự động.

Nội dung có giá trị tham khảo nổi bật gồm:

• Toàn bộ chuỗi công thức tính toán chế độ cắt gọt mũi khoan và kiểm nghiệm chọn đường kính, bước ren trục vít me bi (SFU 1204, SFU 1605) theo vận tốc tới hạn và tải trọng dọc trục.
• Phương pháp tính toán lực hút chân không và chọn xi lanh khí nén cho cơ cấu tay gắp phôi tự động.
• Sơ đồ nguyên lý phối ghép phần cứng giữa vi điều khiển Arduino Mega 2560 với nhiều driver động cơ bước TB6600, cảm biến quang và rơ-le điều khiển khí nén.

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án sử dụng loại động cơ nào để dẫn động các trục chuyển động và cơ cấu cấp phôi?
Đồ án sử dụng động cơ bước (Step motor) kết hợp với các mạch điều khiển (Driver) TB6600 cho cả ba trục tọa độ X, Y, Z và cơ cấu nâng cấp phôi. Cụ thể ở trục cấp phôi, nhóm sử dụng động cơ bước Nema 57 (size 57HS5630A4) có góc bước $1,8^\circ$, dòng định mức $3\text{A}$ và mô-men xoắn $1,1 \text{ Nm}$.

2. Cơ cấu cấp phôi và gắp phôi của mô hình hoạt động như thế nào?
Khay cấp phôi chứa tối đa 10 tấm phôi gỗ, được đẩy nâng thẳng đứng bằng một trục vít me bước $8 \text{ mm}$ nối động cơ bước. Khi phôi trên cùng chạm cảm biến quang, động cơ nâng dừng lại. Trục X và Y di chuyển cụm hút đến tọa độ khay phôi; một xi lanh khí nén đôi hành trình $100 \text{ mm}$ đẩy đầu giác hút chân không đường kính $1 \text{ cm}$ hạ xuống hút giữ phôi rồi nhấc lên, đưa sang bàn kẹp để xi lanh kẹp giữ chặt trước khi khoan.

3. Kích thước và thông số hành trình làm việc của ba trục X, Y, Z là bao nhiêu?
Hành trình di chuyển thiết kế của trục X là $600 \text{ mm}$, trục Y là $700 \text{ mm}$, và cụm trục Z có hành trình tổng thể là $20 \text{ cm}$ (trong đó khoảng cách hành trình khoan cắt tối đa $S_{\max} = 30 \text{ mm}$). Trục X và Y sử dụng vít me bi SFU 1605, trục Z sử dụng vít me bi SFU 1204.

4. Tại sao phần tính toán chế độ cắt lại thực hiện trên vật liệu thép trong khi mô hình thực tế khoan gỗ?
Nhóm tác giả chủ động tính toán chế độ cắt với các thông số bền của thép ($\sigma_b = 750 \text{ N/mm}^2, \sigma_{ch} = 540 \text{ N/mm}^2$) nhằm tính toán ra lực cắt ($P_v = 10,63 \text{ N}$) và mô-men cắt lớn nhất có thể phát sinh, tạo biên độ an toàn cơ học khi lựa chọn động cơ và trục vít me. Trong điều kiện thực nghiệm mô hình đồ án, phôi gỗ kích thước $10 \times 10 \text{ cm} \times 8 \text{ mm}$ được lựa chọn để thử nghiệm chu trình vận hành tự động.

5. Hệ thống điều khiển trung tâm và phần mềm thiết kế được sử dụng trong đề tài là gì?
Hệ thống điều khiển sử dụng bo mạch vi điều khiển Arduino Mega 2560 lập trình theo lưu đồ giải thuật tuần tự, kết nối cảm biến quang và công tắc hành trình. Các phần mềm kỹ thuật được sử dụng gồm SolidWorks để thiết kế mô hình 3D, AutoCAD để xuất bản vẽ 2D và Proteus để mô phỏng sơ đồ mạch điện.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế và chế tạo mô hình máy khoan ba trục" của sinh viên Phan Đình Bình và Nguyễn Đắc Luật đã hoàn thành việc tính toán, thiết kế và chế tạo một hệ thống cơ điện tử khép kín phục vụ gia công khoan tự động. Mô hình kết hợp thành công kết cấu khung nhôm định hình, các khớp nối in 3D, hệ dẫn truyền vít me đai ốc bi, cơ cấu cấp - gắp phôi khí nén chân không và mạch điều khiển Arduino Mega 2560. Dù công suất động cơ trục chính còn hạn chế ở quy mô thử nghiệm trên vật liệu nhẹ, đề tài đã đáp ứng đầy đủ mục tiêu đào tạo kỹ thuật, mang lại dữ liệu thực nghiệm giá trị cho việc chế tạo máy công cụ điều khiển số cỡ nhỏ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1. Giới thiệu về máy CNC 1. Sự phát triển và ứng dụng của máy CNC trong ngành công nghiệp Trước đây, quá trình gia công chi tiết máy hoặc khuôn mẫu phức tạp thường áp dụng phương pháp phân chia thành các phần nhỏ và đơn giản, sau đó kết hợp chúng bằng cách hàn hoặc tán. Tuy nhiên, phương pháp này không đảm bảo độ chính xác cao và tăng chi phí do yêu cầu kỹ thuật lao động cao.

Với sự tiến bộ của công nghệ chế tạo mô phỏng, việc gia công các chi tiết phức tạp trở nên khả thi hơn. Mặc dù vậy, phương pháp này vẫn tồn tại nhược điểm như năng suất thấp và khả năng giữ chính xác không cao. Sự xuất hiện của điều khiển số trong máy công cụ đã đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực gia công. Điều này đảm bảo độ chính xác cao và khả năng gia công các chi tiết phức tạp một cách hiệu quả.

Tiến triển từ việc sử dụng ống chân không và máy cơ khí lặp lại đã chuyển đổi thành công nghệ điều khiển số tích hợp mạnh mẽ. Ngày nay, bộ xử lý điều khiển số (CNC) với khả năng xử lý cao đã xuất hiện, có khả năng cung cấp lệnh điều khiển, lưu giữ. CNC cũng có khả năng giám sát chất lượng sản phẩm, điều chỉnh dụng cụ khi cần, và tương tác với các máy tính khác, robot, như việc tải và truyền chương trình. Điều này mang lại sự linh hoạt và hiệu suất trong quá trình sản xuất.

Khái niện về máy CNC Máy CNC (Computer Numerical Control) là một hệ thống tự động hóa được điều khiển bằng máy tính để thực hiện các quy trình gia công chính xác trên các vật liệu khác nhau. Máy CNC có khả năng điều khiển chính xác vị trí và chuyển động của các công cụ cắt hoặc gia công, dựa trên các lệnh được lập trình trước. Các loại máy CNC có trên thị trường hiện nay ❖ Dựa vào chức năng và công nghệ mà máy CNC được chia thành các loại như sau: − Máy tiện CNC − Máy phay CNC − Máy mài CNC − Máy khoan phay CNC − Máy cắt CNC plasma − Máy cắt CNC Lazer Phan Đình Bình Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ái Lành Trang 3 Nguyễn Đắc Luật Thiết kế và chế tạo máy khoan ba trục − Máy in 3D,… Hình 1.1: Máy tiện CNC và máy phay CNC Hình 1.2: Máy cắt lazer CNC và máy cắt dây - EDM 1. Tổng quan về cấu tạo của máy CNC ❖ Máy CNC có cấu trúc chính được chia thành hai phần quan trọng là phần chấp hành và phần điều khiển.

Mặc dù có nhiều loại và thiết kế khác nhau, nhưng mỗi máy CNC đều bao gồm hai thành phần chính này. • Thành phần chấp hành: − Ổ tích dụng cụ: Được sử dụng để lưu trữ và thay đổi các dụng cụ cắt khác nhau trong quá trình gia công vật liệu. Điều này giúp máy CNC có khả năng thực hiện các giai đoạn gia công liên tục và tự động hóa mà không cần sự can thiệp thủ công. Cụm trục chính: Là hệ thống chính sinh lực của máy CNC, có thể được điều khiển bằng các động cơ hiện đại để tùy chỉnh góc quay và tăng tốc độ nhanh chóng.

− Băng dẫn hướng: Hệ thống thanh trượt hỗ trợ chuyển động trên các trục X, Y, Z của trục chính. Điều này đảm bảo sự ổn định và chính xác trong quá trình di chuyển của trục chính. Phan Đình Bình Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ái Lành Trang 4 Nguyễn Đắc Luật Thiết kế và chế tạo máy khoan ba trục − Thân máy và đế máy: Chế tạo từ gang để đảm bảo độ bền và chịu nén cao. Thân máy chứa trục chính và nhiều hệ thống động cơ khác, và quá trình kiểm tra được thực hiện kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

− Bàn máy: Là nơi để đặt các chi tiết cần gia công hoặc các dụng cụ gá cố định. Bàn máy có chuyển động linh hoạt và chính xác, quan trọng trong việc nâng cao khả năng gia công của máy CNC. • Thành phần điều khiển máy CNC: − Hệ thống điều khiển: Là trung tâm quản lý của máy CNC, nhận thông tin từ con người và chuyển đổi thành lệnh điều khiển cho các bộ phận của máy. Điều này giúp máy hoạt động chính xác và ổn định.

− Các động cơ: Tùy thuộc vào loại máy CNC, sử dụng các loại động cơ như động cơ 1 chiều, động cơ xoay chiều, động cơ bước, động cơ servo để truyền động và thực hiện các chuyển động. Nguyên lý hoạt động của máy CNC Các trục của máy CNC sử dụng các loại động cơ được hệ thống điều khiển để quay chính xác đến các vị trí nhờ đó có thể biết chính xác được tọa độ của bàn máy và dụng cụng cắt. Theo quy ước thì các máy CNC sử dụng hệ trục tọa độ Descartes tuân theo nguyên tắc bàn tay phải. Trong đó có 3 chuyển động tịnh tiến theo các trục và 3 chuyển động quay tương ứng trên các trục, máy CNC có thể điều khiển tới 6 trục bao gồm tịnh tiến theo X, Y, Z và các trục A, B, C sẽ quay quanh tương ứng theo các trục X, Y, Z.

Tuy nhiên, các máy CNC tiêu chuẩn cơ bản chỉ cần dùng đến 3 trục X, Y, Z là có thể gia công được các sản phẩm, máy tiện CNC thường chỉ cần 2 trục X và Z là có thể thực hiện gia công sản phẩm. Tổng quan về máy khoan 1. Công dụng máy khoan Máy khoan là một trong những phương pháp phổ biến để gia công lỗ trên vật liệu. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để khoét, doa, cắt ren, taro hoặc gia công các bề mặt có tiết diện nhỏ, thẳng góc hoặc cùng chiều trục với lỗ khoan.

Phan Đình Bình Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ái Lành Trang 5 Nguyễn Đắc Luật Thiết kế và chế tạo máy khoan ba trục Hình 1.3: Phạm vi sử dụng máy khoan Chuyển động tạo hình của máy khoan bao gồm chuyển động chính quay tròn và chuyển động chạy dao, cả hai chuyển động này đều được thực hiện bởi dao. Máy khoan có khả năng gia công các loại lỗ thông và không thông với đường kính từ 0,25 đến 80 mm. Tuy nhiên, độ chính xác gia công thấp, chỉ đạt cấp 10, 11 (cao nhất chỉ là 7 đối với khoan nòng súng); độ nhám bề mặt thường ở mức Ra = 20 ÷ 40 um. Do đó, máy khoan thường chỉ được sử dụng để gia công các lỗ bắt bulông, lỗ làm ren, các lỗ có yêu cầu không cao.

Lý do máy khoan chỉ đạt độ chính xác thấp bao gồm: Kết cấu mũi khoan chưa hoàn thiện, với lưỡi cắt ngang luôn phải tồn tại (vì không thể chế tạo mũi khoan có đường kính lõi bằng không). Lưỡi cắt ngang góc trước y < 0, làm tăng lực dọc trục và mũi khoan mòn nhanh chóng. Hiện nay, nỗ lực được đổ vào việc chế tạo mũi khoan với lưỡi cắt ngang ngăn càng tốt. Sai số do chế tạo và mài mũi khoan tạo ra độ không đồng tâm giữa phần cắt và chuôi côn, làm cho lỗ khoan bị lay rộng.

− Lỗ khoan bị cong do mài lưỡi cắt không đều, tạo lực dọc trục không đều. − Lỗ khoan bị lay rộng do tâm quay và tâm phần cắt không trùng nhau. − Lỗ khoan bị tóp, loe do lực cắt không đúng tâm. − Lỗ khoan bị thu hẹp do độ côn ngược của phần cắt khi mòn.

Để khắc phục các vấn đề này, cần chú ý đến các biện pháp công nghệ như giảm lực chiều trục và mômen cắt bằng cách giảm chiều dài lưỡi cắt ngang khi mài mũi khoan, sử dụng bạc dẫn hướng để đảm bảo độ chính xác, và sử dụng dung dịch trơn nguội phù hợp. Phân loại máy khoan Phan Đình Bình Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ái Lành Trang 6 Nguyễn Đắc Luật Thiết kế và chế tạo máy khoan ba trục Tùy theo kích thước và phương pháp điều chỉnh mũi khoan đến vị trí gia công máy khoan được phân thành các loại: máy khoan bàn, máy khoan đứng, máy khoan cần, máy khoan nhiều trục, máy khoan chuyên dùng. Máy khoan bàn: Là loại máy khoan cỡ nhỏ được dùng để gia công chi tiết cỡ nhỏ với những lỗ khoan có đường kính không quá 16mm. Truyền động quay chính là puli-đai truyền có nhiều bậc và thường cho tốc độ cao.

Loại này thường được dùng rộng rãi trong cơ khí. Máy khoan đứng: Chuyển động và kết cấu của các máy khoan đứng rất khác nhau phổ biến nhất là loại máy có trụ đứng. Những cỡ máy nhỏ thì thì có chuyển động của trục chính đơn giản và chạy dao bằng tay. Ở những máy có kích thước trung bình hoặc lớn thì có hộp tốc độ và chạy dao và thường có cơ cấu chạy dao tự động.

Những bộ phận chính của máy là thân máy hộp tốc chạy dao và bàn máy. Máy khoan đứng có hộp tốc độ được cố định, hộp chạy dao có thể di động theo hướng đứng. Bên trong hộp chạy dao có trục chính thực hiện chuyển động chính quay và chuyển động chạy dao. Bàn máy có thể quay tròn hoặc đi động thẳng đứng bằng tay.

Phan Đình Bình Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Ái Lành Trang 7 Nguyễn Đắc Luật Thiết kế và chế tạo máy khoan ba trục Hình 1. 5: Máy khoan đứng Nhược điểm của máy khoan đứng là phải luôn dịch chuyển chi tiết gia công đến những vị trí khoan khác nhau đặc biệt khó khăn đối với chi tiết nặng. Máy khoan Cần Hình 1. 6: Máy khoan cần Máy khoan cần được thiết kế để khắc phục nhược điểm của máy khoan đứng thông thường.

Điều này được đạt được bằng cách giữ chi tiết ổn định trong khi trục chính di động được đưa đến vị trí khoan phù hợp trong quá trình gia công. Với cấu trúc này, máy khoan cần trở thành một loại máy điều khiển nhẹ nhàng, mở rộng khả năng làm việc và có thể gia công các chi tiết lớn. Cấu trúc cơ bản của máy khoan cần bao gồm các chuyển động sau: Chuyển động quay tròn của trục chính (n): Tạo ra tốc độ cắt gọt. Chuyển động thẳng đứng của trục chính (S): Chạy dao để thực hiện quá trình khoan.

Chuyển động điều chỉnh của cần khoan: Điều chỉnh vị trí và góc độ của cần khoan. Chuyển động hướng kính của hộp tốc độ: Điều chỉnh hướng khoan. Ngoài ra, trong một số máy hộp tốc độ, có thể có chuyển động quay 1 góc nhất định, cho phép gia công lỗ nghiêng. máy khoan nhiều trục Đối với máy khoan nhiều trục, chúng thường được sử dụng để thực hiện đồng thời hoặc theo chuỗi các nguyên công khoan như khoan, khoét, doa, taro trên cùng một chi tiết.