hcmute thiết kế chế tạo đồ gá miết cnc có lòng khuôn định hình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ MIẾT CNC
CĨ LỊNG KHN ĐỊNH HÌNH

MÃ SỐ: SV2020-113

SKC 0 0 7 4 0 7

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2020

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ MIẾT CNC CĨ
LỊNG KHN ĐỊNH HÌNH
SV2020 - 113
Chủ nhiệm đề tài: Phan Trương Tín

TP Hồ Chí Minh, 07/2020

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THIẾT KẾ CHẾ TẠO ĐỒ GÁ MIẾT CNC CĨ
LỊNG KHN ĐỊNH HÌNH
SV2020 - 113
Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật
SV thực hiện : Phan Trương Tín

Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: 16144CL3, Khoa đào tạo CLC
Năm thứ: 4 /Số năm đào tạo: 4
Ngành học: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
Người hướng dẫn: T.S Phạm Hữu Lộc

TP Hồ Chí Minh, 07/2020

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo lịng khn định hình cho qui trình miết CNC
- Chủ nhiệm đề tài: Phan Trương Tín
- Lớp: 16144CL3

Mã số SV: 16144175
Khoa: Đào tạo CLC

- Thành viên đề tài:
Stt
1

Họ và tên
Phan Trương Tín

MSSV
16144175

Lớp
16144CL3

Khoa
Đào
CLC

tạo

- Người hướng dẫn: TS. Phạm Hữu Lộc
2. Mục tiêu đề tài:
- Thiết kế và chế tạo đồ gá có lịng khn định hình.
- Thực nghiệm và so sánh giữa đồ gá có lịng khn và khơng có lịng khn với 3
loại sản phẩm và độ dày khác nhau.

3. Tính mới và sáng tạo:
Ép miết kim loại có thể là một phương pháp hiệu quả với chi phí thấp hơn khi sản
xuất số lượng nhỏ so sánh với việc sản xuất truyền thống như dập tấm đắt tiền hơn. Bằng
phương pháp này, chúng tơi có thể tạo thành các hình dạng đối xứng, hình nón hoặc hình
trụ để chế tạo được các dây, ống và các thanh định hình có đường kính rất nhỏ. Phương
pháp này đảm bảo độ chính xác cao, độ nhẵn bề mặt tốt và nâng cao độ bền của vật liệu.

Luan van


Do đó, chúng tơi đã bắt tay nghiên cứu về Miết có lịng khn và ứng dụng rồi so sánh
nó với khơng lịng khn như thế nào.

4. Kết quả nghiên cứu:
Dựa trên các kết quả về mô phỏng và thực nghiệm so sánh (đồ dày, lịng khn ...) về
các yếu tố:
- So sánh chi tiết có lịng khn và khơng có lịng khn.
- So sánh đồ dày của tấm phơi để miết.
Từ đó làm sáng tỏ lý thuyết và kết quả nó khác nhau như thế nào?

Luan van


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MIẾT CNC
1.1 Tổng quan về công nghệ, sản phẩm và thiết kế miết ......................................... 9
1.2. Lịch sử các phương pháp tạo hình kim loại tấm và công nghệ ISF ............... 10
1.2.1. Lịch sử phát triển của tạo hình kim loại tấm ........................................... 10
1.2.2. Các phương pháp tạo hình tấm truyền thống........................................... 11
1.2.3. Lịch sử phát triển của phương pháp ISF .................................................. 13
1.2.4 Khả năng biến dạng dẻo của vật liệu trong phương pháp ISF.................. 18
1.3. Phân loại ISF................................................................................................... 20
1.3.1. SPIF ......................................................................................................... 20
1.3.2. TPIF ......................................................................................................... 21
1.4. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước .......................................... 21
1.5 Đặc điểm công nghệ miết, yêu cầu về vật liệu ................................................ 27
1.5.1 Kích thước sản phẩm: ............................................................................... 27
1.5.2 Một số thông số công nghệ miết: .............................................................. 27
1.5.3 Yêu cầu vật liệu gia công bằng miết:........................................................ 28
1.6 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................... 32
1.7 Mục tiêu của đề tài ........................................................................................... 32

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ VÀ MÁY GIA CÔNG ISF
2.1 Tổng quan thiết bị gia công bằng công nghệ ISF ............................................ 33
2.1.1 Máy thực hiện quá trình biến dạng tấm .................................................... 33
2.1.2 Dụng cụ trong quá trình miết .................................................................... 34

Luan van


2.1.3 Đồ gá tấm kẹp kim loại ............................................................................. 37
2.2 Ảnh hưởng của thông số gia công lên khả năng tạo hình – chất lượng bề mặt và

độ chính xác ............................................................................................................... 40
2.2.1 Ảnh hưởng của vận tốc tiến dụng cụ F đến khả năng biến dạng chất lượng
bề mặt ..................................................................................................................... 40
2.2.2 Ảnh hưởng của bước tiến dao dọc ΔZ đến khả năng biến dạng bề mặt ... 41
2.2.3 Ảnh hưởng của đường kính dụng cụ tạo hình d đến khả năng biến dạng và
chất lượng bề mặt ................................................................................................... 41
2.2.4 Ảnh hưởng của loại vật liệu gia công đến khả năng biến dạng và chất lượng
bề mặt ..................................................................................................................... 42
2.2.5 Ảnh hưởng của bôi trơn đến khả năng biến dạng và chất lượng bề mặt .. 42
2.2.6 Ảnh hưởng của đường chạy dao dụng cụ đến độ nhám bề mặt................ 42
2.2.7 Ảnh hưởng của đường chạy dao tới năng suất gia công. .......................... 44
2.2.8 Chiều dày sản phẩm trong công nghệ ISF. ............................................... 45

CHƯƠNG 3
QUY TRÌNH THIẾT KẾ LỊNG KHN ĐỊNH HÌNH
3.1 Tại sao phải làm lịng khn cho quy trình gia cơng cơng nghệ ISF .............. 46
3.1.1 Nhắc lại q trình tạo hình nhanh ISF ...................................................... 46
3.1.2 Độ chính xác hình học trong công nghiệp ISF ......................................... 47
3.2 Chọn vật liệu chế tạo khn ............................................................................ 49
3.3 Thiết kế lịng khn ......................................................................................... 51
3.3.1 Giới thiệu phần mềm thiết kế ................................................................... 51
3.3.2 Quá trình thiết kế trên Creo 5.0 ................................................................ 51

CHƯƠNG 4
CHƯƠNG TRÌNH NC CHO QUÁ TRÌNH MIẾT CNC

Luan van


4.1 Giới thiệu phần mềm gia công ......................................................................... 62

4.2 Quá trình lập trình gia cơng trên Creo 5.0 ....................................................... 63
4.2.1 Thơng số gia cơng ..................................................................................... 63
4.2.2 Mơ phỏng q trình gia công .................................................................... 66
4.2.3 Xuất code .................................................................................................. 67
4.3 Thực nghiệm .................................................................................................... 68
4.3.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm ................................................................... 68
4.3.2 Sản phẩm thí nghiệm đạt được ................................................................. 78

CHƯƠNG 5
ĐO ĐẠC BIÊN DẠNG
5.1 Dụng cụ đo đạc ................................................................................................ 79
5.2 Xử lý số liệu ..................................................................................................... 80
5.2.1 Khuôn cầu lõm 8 (mm) ............................................................................. 81
5.2.2 Khuôn cầu lõm 18 (mm) ........................................................................... 99
5.2.3 Khuôn cầu lõm 28 (mm) ......................................................................... 120
5.2.4 Khn hóc vng 600 ............................................................................. 141
5.2.5 Khn hóc vng 750 ............................................................................. 162
5.2.6 Khn hóc vng 900 ............................................................................. 183
5.2.7 Khuôn tự chợn ........................................................................................ 204

CHƯƠNG 6
TỔNG KẾT
6.1 Sự khác nhau giữa sản phẩm có lịng khn và khơng có lịng khn.......... 225
6.2 Sự ảnh hưởng của độ dày đối với sản phẩm .................................................. 228
6.3 Ảnh hưởng của góc nghiêng đến sản phẩm miết ........................................... 229

Luan van


6.4 Những khuyết tật gặp phải và hướng giải quyết ............................................ 230

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 232

Luan van


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đề tài nghiên cứu khoa học, chúng em đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS. Phạm Sơn Minh, Ths. Trần Minh Thế
Uyên, TS. Phạm Hữu Lộc - Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM, người đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đề tài.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy trong trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
TP.HCM nói chung, các thầy trong khoa cơ khí chế tạo máy nói riêng đã dạy dỗ cho
chúng em kiến thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có
được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan
tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hồn thành khố luận tốt
nghiệp.

TP.HCM, ngày 20 tháng 07 năm 2020
Sinh viên thực hiện

Phan Trương Tín

1

Luan van

DANH MỤC VIẾT TẮT

ISF (Incremental Sheet Forming): Biến dạng cục bộ tăng dần
SPIF (Single Point Incremental Forming): Biến dạng cục bộ tăng dần một điểm
TPIF (Two Point Incremental Forming): Biến dạng cục bộ tăng dần hai điểm
FEM (Finite Elements Method): Phương pháp phần tử hữu hạn
TTS (Through Thickness Shear): Thông qua độ dày cắt
FLD (Forming Limit Diagram): Biểu đồ giới hạn biến dạng

2

Luan van


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Bảng kê chi tiết của đồ gá
Bảng 4.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm khơng lịng khuôn khuôn cầu lõm
Bảng 4.2 Bảng quy hoạch thực nghiệm có lịng khn khn cầu lõm
Bảng 4.3 Bảng quy hoạch thực nghiệm khơng lịng khn khn hóc vng
Bảng 4.4 Bảng quy hoạch thực nghiệm có lịng khn khn hóc vng
Bảng 4.5 Bảng quy hoạch thực nghiệm khơng lịng khn khn tự chọn
Bảng 4.6 Bảng quy hoạch thực nghiệm có lịng khuôn khuôn tự chọn
Bảng 5.1 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 8 (mm) có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.2 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 8 (mm) có độ dày 0.53 (mm)
Bảng 5.3 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 8 (mm) có độ dày 1 (mm)
Bảng 5.4 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 18 (mm) có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.5 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 18 (mm) có độ dày 0.53 (mm)
Bảng 5.6 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 18 (mm) có độ dày 1 (mm)
Bảng 5.7 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 28 (mm) có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.8 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 28 (mm) có độ dày 0.53 (mm)

Bảng 5.9 Biên dạng của sản phẩm cầu lõm 28 (mm) có độ dày 1 (mm)
Bảng 5.10 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.11 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 0.53 (mm)
Bảng 5.12 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 1 (mm)
Bảng 5.13 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.14 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 0.53 (mm)

3

Luan van


Bảng 5.15 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 1 (mm)
Bảng 5.16 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 900 có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.17 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 900 có độ dày 0.53 (mm)
Bảng 5.18 Biên dạng của sản phẩm hóc vng 900 có độ dày 1 (mm)
Bảng 5.19 Biên dạng của sản phẩm tự chọn có độ dày 0.33 (mm)
Bảng 5.20 Biên dạng của sản phẩm tự chọn có độ dày 0.53 (mm)
Bảng 5.21 Biên dạng của sản phẩm tự chọn có độ dày 1 (mm)

4

Luan van


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

DANH SÁCH HÌNH ẢNH BIỂU ĐỒ
Hình 1.1 Máy miết đơn giản
Hình 1.2 Quá trình miết trên máy tiện ngang

Hình 1.3 Mơ phỏng về q trình miết trên máy CNC
Hình 1.4 Quá trình miết trên máy CNC
Hình 1.5 Các bước trong quy trình ISF
Hình 1.6 Quy trình ISF
Hình 1.7 SPIF
Hình 1.8 TPIF
Hình 1.9 Nghiên cứu của David Adams

Hình 1.10: Máy miết chép hình nằm ngang
Hình 1.11 Máy miết đứng
Hình 1.12: Một số sản phẩm A1050-H14 gia công bằng thông số tối ưu
Hình 1.13 Thực nghiệm SPIF đối với PVC
Hình 1.14 Các dạng sản phẩm miết
Hình 1.20 Mơ tả sơ đồ của SPIF (Henrard et al., 2010).
Hình 1.21 Đường chạy dao cho hình dạng hình nón (He et al ., 2005).
Hình 2.1 Máy miết CNC do nhóm K15 ĐH SPKT thiết kế và chế tạo
Hình 2.3 Dao trong q trình gia cơng
Hình 2.3 Đồ gá được lắp ráp trên phần mềm
Hình 2.4 Đồ gá kẹp khi gia cơng bằng phương pháp ISF
Hình 2.5 Đồ gá khi gá trên máy
Hình 2.6 Đường chạy dao đơn giản nhất được sử dụng trong ISF
Hình 2.7 Những đường chạy dao khác nhau gần nhiều xoắn ốc
Hình 2.8 Hai kiểu đường chạy dao khác nhau ảnh hưởng đến thời gian gia cơng

Hình 2.9 Chiều dày của sản phẩm trong cơng nghệ ISF
Hình 3.1 Biểu đồ sơ lược của quá trình tạo hình kim loại tấm cục bộ liên tục

5

Luan van

hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Hình 3.2 (a) Tạo hình khơng vật đỡ
Hình 3.2 (b) Tạo hình có vật đỡ
Hình 3.3 So sánh giữa mơ hình lý thuyết và biên dạng thực đo theo các mặt cắt
A-O và B-O
Hình 3.4 Hiệu ứng biến dạng ngược (springback) và hiệu ứng gối (pillow) cùng các thông
số đầu ra K1, K2 để đo đạc hai hiệu ứng
Hình 3.5 Nhựa POM tấm
Hình 3.6 Bản vẽ lịng khn lõm cầu đáy 8mm
Hình 3.7 Lịng khn lõm cầu đáy 8mm
Hình 3.8 Bản vẽ lịng khn lõm cầu đáy 18mm
Hình 3.9 Lịng khn lõm cầu đáy 18mm
Hình 3.11 Lịng khn lõm cầu đáy 28mm
Hình 3.12 Bản vẽ lịng khn lõm hóc vng có góc nghiêng 600
Hình 3.13 Lịng khn lõm hóc vng có góc nghiêng 600
Hình 3.14 Bản vẽ lịng khn lõm hóc vng có góc nghiêng 750
Hình 3.15 Lịng khn lõm hóc vng có góc nghiêng 750
Hình 3.16 Bản vẽ lịng khn lõm hóc vng có góc nghiêng 900
Hình 3.17 Lịng khn lõm hóc vng có góc nghiêng 900
Hình 3.18 Bản vẽ lịng khn tự chọn
Hình 3.19 Lịng khn tự chọn
Hình 4.1 Đường chạy dao của Creo 5.0
Hình 4.2 Đường chạy dao bậc thang
Hình 4.3 Chọn loại dao gia cơng
Hình 4.4 Chọn loại chu trình gia cơng
Hình 4.5 Thiết lập thơng số gia cơng

Hình 4.6 Mơ phỏng đường chạy dao
Hình 4.7 G-code cho gia công miết

6

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Hình 4.8 Sản phẩm thực nghiệm (dạng cầu lõm)
Hình 4.9 Sản phẩm thực nghiệm 3D (dạng cầu lõm)
Hình 4.10 Sản phẩm thực nghiệm (dạng hóc vng)
Hình 4.11 Sản phẩm thực nghiệm 3D (dạng hóc vng)
Hình 4.12 Sản phẩm thực nghiệm (dạng khn tự chọn)
Hình 4.13 Sản phẩm thực nghiệm (dạng khn tự chọn)
Hình 4.14 Một số hình ảnh sản phẩm thực tế
Hình 5.1 Thước đo khoảng cách bằng laser
Hình 5.2 Quá trình đo đạc
Hình 5.3 Sản phẩm cầu lõm 8 (mm) có độ dày 0.33 (mm)

Hình 5.4 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 8mm có độ dày 0.33mm
Hình 5.5 Sản phẩm cầu lõm 8 (mm) có độ dày 0.53 (mm)

Hình 5.6 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 8mm có độ dày 0.53mm
Hình 5.7 Sản phẩm cầu lõm 8 (mm) có độ dày 1 (mm)

Hình 5.8 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 8mm có độ dày 1 mm
Hình 5.9 Sản phẩm cầu lõm 18 (mm) có độ dày 0.33 (mm)

Hình 5.10 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 18 mm có độ dày 0.33 mm
Hình 5.11 Sản phẩm cầu lõm 18 (mm) có độ dày 0.53 (mm)

Hình 5.12 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 18 mm có độ dày 0.53 mm
Hình 5.13 Sản phẩm cầu lõm 18 (mm) có độ dày 1 (mm)

Hình 5.14 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 18 mm có độ dày 1 mm
Hình 5.15 Sản phẩm cầu lõm 28 (mm) có độ dày 0.33 (mm)

Hình 5.16 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 28 mm có độ dày 0.33 mm
Hình 5.17 Sản phẩm cầu lõm 28 (mm) có độ dày 0.53 (mm)

Hình 5.18 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 28 mm có độ dày0.53 mm
Hình 5.20 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm cầu lõm 28 mm có độ dày 1 mm
7

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Hình 5.21 Sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 0.33 (mm)

Hình 5.22 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 0.33 mm
Hình 5.23 Sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 0.53 (mm)

Hình 5.24 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 0.53 mm
Hình 5.25 Sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 1 (mm)

Hình 5.26 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm hóc vng 600 có độ dày 1 mm
Hình 5.27 Sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 0.33 (mm)

Hình 5.28 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 0.33 mm
Hình 5.29 Sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 0.53 (mm)

Hình 5.30 Biểu đồ biên dạng của sản phẩm hóc vng 750 có độ dày 0.53 mm

8

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MIẾT CNC
1.1 Tổng quan về công nghệ, sản phẩm và thiết kế miết
Miết là một phương pháp gia công kim loại bằng áp lực để tạo hình chi tiết rỗng từ
phơi phẳng hoặc phơi rỗng dưới tác dụng của lực công tác làm biến dạng dẻo cục bộ theo
quỹ đạo xác định trên phôi quay.
Cơng nghệ miết ép tạo hình được biết đến từ nhiều thế kỷ trước. Ban đầu những người
thợ thủ công sử dụng các thiết bị thô sơ để miết tạo hình các tấm kim loại mỏng để tạo
ra các đồ mỹ nghệ, vật dụng dạng trịn xoay như nồi, bình hoa. Người ta sớm thấy rằng
các sản phẩm tròn xoay rỗng bằng vàng, bạc, đồng… được làm bằng cách này rất dễ
dàng thực hiện, người thợ kim hoàn đã truyền cảm hứng nghệ thuật vào việc tạo hình mà
khơng cần qua nhiều khuôn mẫu. Công nghệ miết ép được áp dụng nhiều vào đồ dân
dụng, công nghiệp, đặc biệt là những năm thế kỷ 19. Vật liệu sử dụng chế tạo sản phẩm

lúc này đã xuất hiện cả hợp kim nhơm, thép, các hợp kim có độ bền cao…
Ngày nay, công nghệ miếp ép đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cơng
nghiệp khác nhau: hóa dầu, chế tạo máy, hàng dân dụng… sản phẩm được chế tạo từ
công nghệ này rất đa dạng, từ các chi tiết rộng nhỏ vài mm đến các đáy bình áp suất
đường kính 3/4m. Các chi tiết có hình dạng từ trịn xoay tới hình dạng rất phức tạp, trong
cơng nghiệp hóa chất, hóa dầu, hàng khơng vũ trụ… cũng đã thực hiện bằng công nghệ
miết ép.
Sản phẩm miết rất đa dạng và phong phú về chủng loại, hình dáng và kích thước, cũng
như vật liệu của sản phẩm. Các ngành công nghiệp ứng dụng công nghệ miết là: công
nghệ sản xuất hàng tiêu dùng, công nghệ sản xuất ô tô, công nghệ quốc phịng… Do đặc
điểm của cơng nghệ miết là biến dạng cục bộ từng phần của sản phẩm nên cơng suất địi
hỏi của thiết bị miết nhỏ hơn rất nhiều so với công suất của thiết bị khác dùng để chế tạo
(bằng phướng pháp biến dạng) cùng một số loại sản phẩm đó.
Miết cũng áp dụng trong sản xuất loại nhỏ vì khi chế tạo khn dập vuốt mất nhiều
thời gian và hiệu quả kinh tế không cao. Máy miết vạn năng có thể thực hiện các ngun
cơng sau.
9

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

- Miết chi tiết dạng rỗng dạng tròn xoay (biến mỏng và không biến mỏng)
- Là phẳng bề mặt chi tiết
- Miết cổ hẹp của các phôi trụ rỗng
- Cắt và cuốn mép
Ống thành mỏng độ bền cao chịu áp lực lớn được dụng nhiều trong công nghiệp hàng
không, quân sự, chế tạo thiết bị thủy lực… Để ống chịu được áp lực cao, vật liệu cần

được chế tạo để có tổ chức phù hợp có độ bền kết cấu lớn, thớ kim loại hình thành theo
chiều xoắn hướng tiếp tuyến của ống. Các ống chế tạo bằng phương pháp miết ép thỏa
mãn các yêu cầu trên với giá thành khơng q đắt.
Do ống có kết cấu với độ bền cao, nhẹ, nên đã được dùng nhiều trong chế tạo các chi
tiết quan trong trong tên lửa, máy bay, vũ khí. Cơng nghệ này thay thế cho việc dùng các
vật liệu hợp kim đặc biệt với những công nghệ phức tạp.

1.2. Lịch sử các phương pháp tạo hình kim loại tấm và công nghệ ISF
1.2.1. Lịch sử phát triển của tạo hình kim loại tấm
Ở châu âu, cơng nghệ gia công kim loại tấm ra đời từ thời kỳ đồ sắt, đồ đồng nhưng
đến thời Trung cổ mới có nhiều sản phẩm đa dạng phục vụ cho cuộc sống, cho chiến
tranh như ly, tách, thìa, dao, kiếm… các bộ áo giáp tinh xảo được lắp ráp khớp động cho
phép người mặc cử động dễ dàng. Thời gian này thợ rèn kiêm ln thợ gị và được xem
như một ngành nghề quyết định sự tồn vong của một xã hội: chế tạo vũ khí. Vào các thời
kỳ sau này như Phục Hưng, Cổ điển… Sản phẩm chế tạo từ tấm kim loại vẫn cịn phát
triển rất chậm vì chỉ phục vụ các dụng cụ gia đình hay chiến tranh do kỹ nghệ cơ khí
chưa phát triển và cũng chưa được nghiên cứu lý thuyết… Phải chờ đến thế kỷ thứ 18
khi cuộc cách mạng kỹ nghệ cơ khí phát triển tại Anh và lan rộng trên thế giới thì cơng
nghệ gia cơng tấm mới được nghiên cứu, phát triển và đóng góp nhiều sản phẩm đa dạng
cho ngành cơ khí.

10

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Hình 1.1 Máy miết đơn giản

1.2.2. Các phương pháp tạo hình tấm truyền thống
Phương pháp biến dạng kim loại bằng áp lực, hay cơng nghệ biến dạng tạo hình là
một phương pháp công nghệ, vừa là công nghệ chuẩn bị - tạo phơi cho cơng nghệ cơ khí
vừa là cơng nghệ tạo hình sản phẩm cuối cùng, khơng những cho phép tạo ra hình dáng,
kích thước sản phẩm mà cịn cho sản phẩm kim loại một chất lượng cao về tinh chất cơ
– lý – hóa, tiết kiệm nguyên vật liệu, và cho năng suất lao động cao, từ đó hạ giá thành
sản phẩm. Là dạng công nghệ duy nhất cùng một lúc biến đổi hình dáng kích thước và
tổ chức kim loại, nên chúng được ứng dụng khi yêu cầu chất lượng sản phẩm cao. Trong
điều kiện biến dạng và xử lý nhiệt nhất định, tổ chức kim loại thay đổi: phá bỏ tổ chức
đúc, tạo tổ chức thớ, làm nhỏ hạt tinh thể, tạo tectua, phá vỡ và làm phân tán các hạt tạp
chất, nhờ đó làm tăng tính bền, độ dai va đập, khả năng chịu mỏi, chịu va đập, tăng tuổi
thọ sản phẩm. Sản phẩm của Công nghệ áp lực rất đa dạng, gia công nhiều loại vật liệu.
Có thể tạo ra trạng thái siêu dẻo, gia công với biến dạng lớn hoặc gia công các vật liệu
khó biến dạng.

11

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Hình 1.2 Quá trình miết trên máy tiện ngang

Trải qua một thời gian phát triển lâu dài, ngành công nghệ kim loại mới được các nhà
khoa học nghiên cứu lý thuyết, phân loại dựa trên các đặc điểm về gia cơng tạo hình.
Các cơng nghệ gia cơng áp lực cổ điển như: Cán, Kéo, Ép, Rèn, Dập, chiếm trên 80%
tổng sản lượng các sản phẩm kim loại tấm và đang tiếp tục hồn thiện cơng nghệ, bảo

đảm năng suất chất lượng sản phẩm.
Mặt khác, cùng với thế mạnh về công nghệ so với các phương pháp sản xuất cơ khí
khác như dập vuốt, miết dựa trên sự biến dạng cục bộ từng phần của sản phẩm nên lực
công nghệ yêu cầu nhỏ hơn rất nhiều, dẫn đến yêu cầu về trang thiết bị nhỏ gọn hơn do
đó phù hợp với sản xuất loạt nhỏ, hay đơn chiếc. Hiện nay trên thế giới, các nước công
nghiệp phát triển như Mỹ, Nga, Đức… đã đạt được rất nhiều thành tựu trong việc áp
dụng công nghệ miết để chế tạo những chi tiết khó, phức tạp. Họ cũng đã sản xuất được
các máy miết hiện đại được điều khiển theo chương trình số có cơng suất lớn ứng dụng
mạnh mẽ vào cơng nghiệp nặng. Các máy miết chuyên dụng được thiết kế để chế tạo
một số chủng loại sản phẩm xác định có kiểu dáng kích thước phù hợp với chủng loại
12

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

sản phẩm đó. Tuy nhiên trong tình hình phát triển cơng nghệ miết mạnh mẽ trên thế giới
như vậy, thì với điều kiện sản xuất của nước ta, các cơ sở sản xuất cơ khí chưa thể chế
tạo ra các máy miết chuyên dụng hiện đại, mà chủ yếu hoạt động trên các máy CNC
công suất vừa và lớn được điều khiển theo chương trình số đều được nhập từ nước ngồi
với giá thành rất cao. Chính điều đó đã hạn chế rất lớn đến việc ứng dụng, phát triển
công nghệ miết ở nước ta hiện nay. Đồng thời đặt ra cho các nhà khoa học hoạt động
trong lĩnh vực cơ khí nước nhà bài tốn cần đi tìm lời giải là làm sao ứng dụng, phát huy
được công nghệ miết với những ưu thế vượt trội vào điều kiện sản xuất của nước ta hiện
nay.

Hình 1.3 Mơ phỏng về quá trình miết trên máy CNC
a) Kết quả thu được

b) Q trình thơng số

1.2.3. Lịch sử phát triển của phương pháp ISF
Năm 1967, Leszak phát minh một phương pháp tạo hình kim loại khơng dùng khn
bằng cách sử dụng chuyển động của dụng cụ được điều khiển số. Phương pháp này sử
dụng một dụng cụ đơn giản, biến dạng từ từ vật liệu kim loại dạng tấm theo từng lớp
để đạt được hình dạng của sản phẩm hồn thiện. Trong thời điểm đó, khả năng áp dụng
điều khiển số cịn hạn chế, do vậy việc ứng dụng phương pháp này vào thực tiễn vẫn
còn chưa khả thi.
13

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Đầu những năm của thập niên 90, có một số nghiên cứu công bố về phương pháp này
trong lĩnh vực kim loại tấm (Powell và Andrew, 1992: Iseki, 1992; Kitazawa, 1993:
Matsubara, 1994) nhưng vẫn còn hạn chế trong nghiên cứu. Vấn đề về độ chính xác của
phương pháp này vẫn cịn là một thách thức vì thế chúng chưa trở thành một phương
pháp có thể ứng dụng đại trà trong công nghiệp.
Đến cuối năm 2005, phương pháp đã này trở thành một trong các chủ đề của nhiều
hội nghị khoa học trên thế giới, nhiều nghiên cứu khoa học được công bố giúp tăng bước
hiểu rõ mối quan hệ giữa các thơng số và q trình biến dạng của cộng nghệ tạo hình
kim loại tấm này (Felice và Micari 2006, Hirt, Young, Jeswiet 2006). Khơng giống
những q trình biến dạng kim loại tấm khác, quá trình tạo hình tấm bằng biến dạng cục
bộ liên tục không yêu cầu bất kỳ chày hay khuôn chuyên dụng nào để tạo ra những hình
dạng phức tạp, bởi vậy nó giống như tạo mẫu nhanh. Quá trình sử dụng một dụng cụ đầu
cầu, tiêu chuẩn, đường kính có thể nhỏ hơn rất nhiều so với chi tiết được gia cơng. Suốt

q trình biến dạng, dụng cụ di chuyển theo một chiều theo một chuỗi các đường cong
kín theo hình dạng cuối cùng của chi tiết và biến dạng mở rộng dần cho đến hình dạng
mong muốn. Một ví dụ về đường chạy dao được chỉ ra như hình 1.4.

Hình 1.4 Quá trình miết trên máy CNC

Sự biến dạng chỉ hạn chế trong vùng xung quanh dụng cụ. Những vùng không tiếp
xúc với dụng cụ sẽ không bị biến dạng.

14

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Mơ tả q trình
ISF là kỹ thuật tạo hình khơng khuôn cho vật liệu tấm. ISF sử dụng một dụng
cụ đầu tròn chạy theo một quỹ đạo xác định được điều khiển bằng chương trình số
làm biến dạng tấm kim loại đƣợc kẹp chặt trên bàn máy hoặc đồ gá để tạo ra hình
dáng sản phẩm mong muốn. Vật liệu tấm có thể là kim loại hoặc polymer. Dụng cụ
được gắn trên máy điều khiển số, có thể là máy ISF chuyên dùng hoặc máy CNC ba
trục hoặc cánh tay robot. Từng lớp vật liệu theo phương ngang sẽ biến dạng dẻo cục
bộ liên tục trong suốt quá trình gia cơng để hình thành nên hình dạng cuối cùng của
sản phẩm [2]. Bề dày của mỗi lớp phụ thuộc vào bước tiến theo phương thẳng đứng
∆z của quỹ đạo dụng cụ.
1) Phôi được kẹp chặt trên đồ gá.
2) Dụng cụ đi xuống và tiếp xúc với phôi.
3) Dụng cụ chuyển động theo quỹ đạo để tạo hình lớp đầu tiên.

4) Dụng cụ lặp lại chuyển động để tạo hình các lớp tiếp theo cho đến hết quỹ đạo.

Hình 1.5 Các bước trong quy trình ISF

Với kỹ thuật này, một chi tiết kim loại tấm chỉ được gia công trong thời gian ngắn từ
mơ hình CAD mà khơng cần qua các công đoạn làm khuôn và sửa khuôn vốn phức tạp
và đắt tiền.
15

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh


hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh

Hình 1.6 Quy trình ISF

Quy trình ISF được mơ tả như. Mơ hình 3D của sản phẩm kim loại tấm được thiết kế
trên các phần mềm CAD (AutoCad, Creo, Solidwork hoặc Catia,…), hoặc được xuất ra
từ các phần mềm 3D khác theo các chuẩn IGES, STEP. Từ dữ liệu 3D CAD này, thông
qua các ứng dụng CAM (Creo hay Catia,…), quỹ đạo của dụng cụ và các thông số công
nghệ (vận tốc vòng của dụng cụ, bước tiến, chiều sâu,…) được thiết lập. Thông tin về
quỹ đạo dụng cụ và thông số công nghệ chứa trong tập tin mà máy CNC đọc được. Q
trình gá đặt phơi lên máy CNC được thực hiện thông qua đồ gá chuyên dùng, đồng thời
tiến hành đổ chương trình vào máy và gia cơng. Việc chuẩn bị gia cơng trong phương
pháp ISF mất ít thời gian và linh hoạt vì hầu hết các quá trình hiệu chỉnh và thay đổi thiết
kế đều được thực hiện trên phần mềm. Mặc dù năng suất không cao bằng phương pháp
dập nhưng ISF rất phù hợptrong việc tạo mẫu sản phẩm, trong sản xuất đơn chiếc và sửa
chữa. Đặc biệt, ISF có thể được ứng dụng trong y học để tạo ra các mãnh xương nhân
tạo bằng thép khơng gỉ vốn cứng, khó gia cơng và số lượng rất hạn chế. Trong trường

hợp này, ISF được thực hiện kết hợp với gia nhiệt cho chi tiết và công nghệ Scan 3D.

16

Luan van
hcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinhhcmute.thiet.ke.che.tao.do.ga.miet.cnc.co.long.khuon.dinh.hinh