Đồ án công nghệ CADCAMCNC

Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển và kèm theo đó là nhu cầu cuộc sống của con người
ngày càng cao hơn.Ngành sản xuất đồ gia dụng và công nghiệp cũng nhờ đó mà phát
triển đi lên,trong đó không thể không nói đến ngành công nghiệp.Sự hiện diện của các
sản phẩm xà phòng trong đời sống với vô số nhưng ưu điểm nổi trội hơn so với các sản
phẩm khác.
Với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật,người ta đã áp dụng các thành tựu của
khoa học và đời sống và sản xuất.Cũng như đối với các ngành khoa học khác,ngành
cơ khí cũng áp dụng rất nhiều thành tựu về khoa học đặc biệt là điều khiển số.Phần lớn
các máy móc trong công nghiệp hiện đại ngày nay đều sử dụng máy điều khiển số.
Đối với sinh viên ngành cơ khí,việc tìm hiểu các chương trình điều khiển số hay
tham gia vào quá trình lập trình là việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm
được các kiến thức hiện đại cũng như tìm hiểu được bản chất của các máy điều khiển
số.Vì vậy thông qua việc làm Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC đã góp phần nâng
cao kiến thức cho sinh viên.
Trong khuôn khổ đồ án này chúng em sẽ thực hiện đề tài “Thiết kế khuôn thổi
chai nhựa”.Trong suốt quá trình làm đồ án chúng em cũng tham khảo nhiều tài liệu
liên quan cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo Trần Xuân Tùy đã giúp em hoàn thành
đồ án này.Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi sai sót em mong được
sự góp ý của các thầy.Em xin chân thành cảm ơn
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Trương Ngọc Lộc

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 1

Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………………….1
MỤC LỤC……………………………………………………………………………...2
Chương 1: Giới thiệu về máy CNC…………………………………………………….4
1.1Các khái niệm cơ bản……………………………………………………………….4
1.1.1 Máy công cụ thông thường ..................................................................................... 4
1.1.2 Máy công cụ NC ..................................................................................................... 4
1.1.3 Máy công cụ CNC .................................................................................................. 4
1.1.4 Hệ trục tọa độ trên máy công cụ CNC ................................................................... 4
1.1.5 Các điểm chuẩn trên máy công cụ CNC ................................................................ 7
1.2 Máy tiện…………………………………………………………………………...10
1.2.1 Các bộ phận chính của máy .................................................................................. 13
1.2.2. Hệ thống dụng cụ cắt trên máy tiện ..................................................................... 15
1.3 Máy phay………………………………………………………………………….15
1.3.1 Phân loại máy phay……………………………………………………………..16
1.3.2 Dao phay và thiết bị kẹp dao phay……………………………………………...18
1.4 Đồ gá……………………………………………………………………………...23
1.4.1 Định nghĩa và chức năng đồ gá: ........................................................................... 23
1.4.2 Phân loại đồ gá: .................................................................................................... 24
Chương 2: Bộ điều khiển CNC và công nghệ CAD/CAM/CNC……………………..26
2.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật điều khiển ……………………………………….26
2.1.1Các giai đoạn phát triển: ........................................................................................ 26
2.1.2 Sự phát triển của CNC: ......................................................................................... 28
2.2 Các khái niệm cơ bản:…………………………………………………………….32
2.2.1 Hệ trục tọa độ và trục NC: .................................................................................... 32
2.2.2 Phần cứng: ............................................................................................................ 34

2.2.3 Phần mềm: ............................................................................................................ 34
2.2.4 Các dạng điều khiển: ............................................................................................ 34
2.3 Các hệ thống điều khiển số máy công cụ:………………………………………...40
2.3.1Hệ thống điều khiển NC ........................................................................................ 40
2.3.2Hệ thống điều khiển CNC ..................................................................................... 41
2.3.3Hệ thống điều khiển DNC ..................................................................................... 42
2.3.4 Điều khiển thích nghi AC (Adaptive Control) ..................................................... 43
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 2


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

2.4 Nội suy (Interpolation)……………………………………………………………43
2.4.1 Nội suy đường thẳng: ........................................................................................... 44
2.4.2 Nội suy cung tròn: ................................................................................................ 45
2.4.3 Nội suy parabol ..................................................................................................... 46
2.4.4. Nội suy Spline ..................................................................................................... 47
2.5 Chương trình chi tiết:……………………………………………………………...47
2.5.1 Dữ liệu chương trình............................................................................................. 47
2.5.2 Dạng chương trình ................................................................................................ 47
2.5.3 Kích thước và các chức năng phụ......................................................................... 47
2.5.4 Kích thước tuyệt đối và kích thước gia số ............................................................ 47
2.6 Công nghệ
CAD/CAM/CNC……………………………………………………………………...49
2.6.1 Vai trò của CAD/CAM/CNC ............................................................................... 49
2.6.2 Ứng dụng CAD/CAM trong thiết kế và chế tạo sản phẩm .................................. 49
2.6.3 Giới thiệu chung về chức năng của PROE trong tổ hợp CAD/CAM/CNC: ........ 50

Chương 3: Thiết kế và công nghệ gia công chi
tiết…………………………………..…………………………………………………52
3.1Phân tích sản phẩm………………………………………………………………...52
3.1.1 Lựa chọn chi tiết ................................................................................................... 52
3.1.2Phân tích kỹ thuật và điều kiện làm việc của khuôn thổi ...................................... 52
3.1.3Thiết kế chai nhựa ................................................................................................. 52
3.1.4 Thiết kế khuôn thổi chai nhựa .............................................................................. 53
3.2Lập quy trình gia công……………………………………………………………..54
3.2.1 Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết .............................................. 54
3.2.2 Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của máy ......................................... 55
3.2.3 Lập quy trình gia công .......................................................................................... 56
3.3Lập trình gia công………………………………………………………………….68
3.3.1 Tạo phôi và gốc phôi: ........................................................................................... 68
3.3.2 Chọn máy gia công và gốc máy ........................................................................... 69
3.3.3 Phay các bề mặt .................................................................................................... 70
3.3.4 Chương trình gia công .......................................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….92

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 3


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Chương 1: Giới thiệu về máy CNC
1.1Các khái niệm cơ bản
1.1.1 Máy công cụ thông thường
Máy công cụ thường: do công nhân có tay nghề điều khiển bằng tay. Do phải

đọc bản vẽ chi tiết, sử dụng các thông số của máy dựa trên kinh nghiệm bản thân,
nên chất lượng và năng suất gia công phụ thuộc rất nhiều vào kỹ năng của người
vận hành máy hay tay nghề của người công nhân. Mặc dù còn nhiều hạn chế so với
máy NC và máy CNC nhưng các máy công cụ thông thường vẫn còn được sử dụng
rất rộng rãi với lí do là giá thành thấp và thuận tiện cho việc sửa chữa và cho nền
sản xuất ở trình độ thấp.
1.1.2 Máy công cụ NC
Đối với các máy NC thì việc điều khiển các chức năng của máy được quyết
định bởi các chương trình đã được lập sẵn. Các máy công cụ NC rất thích hợp cho
dạng sản xuất loạt nhỏ và trung bình.
Hệ thống điều khiển của máy NC là mạch điện tử. Thông tin đầu vào chứa trên
các băng từ hoặc băng đục lỗ, thực hiện chức năng theo từng khối, khi khối trước
kết thúc, máy đọc tiếp các khối lệnh tiếp theo để thực hiện các dịch chuyển cần
thiết. Máy công cụ NC chỉ thực hiện các chức năng nội suy thẳng, nội suy cung tròn
và chạy doc theo băng. Các máy NC không có chức năng lưu giữ chương trình.
1.1.3 Máy công cụ CNC
Máy CNC là bước phát triển cao của máy NC. Các máy CNC có một máy tính
để thiết lập phần mềm dùng để điều khiển các chức năng dịch chuyển của máy. Các
chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ nhớ. Khi gia
công, máy tính đưa ra các lệnh điều khiển máy. Máy công cụ CNC có khả năng
thực hiện các chức năng nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, mặt xoắn, mặt
parabol và bất kì mặt bậc3 nào. Máy công cụ CNC cũng có khả năng bù chiều dài
và đường kính của dụng cụ. Như vậy máy CNC có tính linh hoạt cao- thay đổi
nhanh các chương trình gia công với sự can thiệp tối thiểu bằng tay của con người
1.1.4 Hệ trục tọa độ trên máy công cụ CNC

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 4

Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.1. Hệ tọa độ

Ký hiệu các trục NC và chiều các chuyển động trên máy CNC đã được tiêu
chuẩn hóa theo ISO R841 như sau: Các chuyển động chính của máy công cụ ĐKS
thiết lập theo các trục tọa độ X,Y và Z
Trong đó
- Trục Z chạy song song trục chính của máy, có chiều dương chạy từ chi tiết
đến dụng cụ (hay dụng cụ chạy xa khỏi chi tiết )
- Trục có phương theo phương bàn trượt dài nhất và luôn luôn vuông góc với
trục Z
- Trục Y cùng với các trục X và Z lập thành hệ trөc tọa độ tuân theo quy tắc bàn
phải
Trên các máy công cụ ĐKS còn có các trục quay như trục của bàn quay, ụ quay
… Ngoài các chuyển động tịnh tiến X,Y và Z còn có các trục quay tương ứng:.
-

3 trục quay cơ bản A, B, C tương ứng quay xung quanh các trục X, Y, Z.
Chiều dương được quy ước như sau: nếu ta nhìn theo hướng dương của 1
trục thẳng (X, Y, Z) thì chuyển động quay thuận chiều kim đồng hồ là
dương.

-

3 trục thẳng NC thứ 2 là U, V, W, trong đó các trục U, V, W theo thứ tự bắt
buộc phải song song với 3 trục thẳng cơ bản X, Y, Z.

-

3 trục thẳng NC thứ 3 là P, Q, R, trong đó các trục P, Q, R theo thứ tự không
nhất thiết phải song song với 3 trục thẳng cơ bản X, Y, Z.

-

Ngoài ra có thể còn có: trục NC thứ 4 (D), thứ 5 (E)…có đường tâm quay

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 5


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

song song với các trục quay cơ bản A, B…
Tuy nhiên các quy ước trên chỉ áp dụng được khi ta coi chi tiết đứng yên và dao
cắt chuyển động. Lý do ở đây là hệ tọa độ cơ bản được gắn liền với chi tiết và
thường là cố định. Ví dụ trên máy phay, rõ ràng chi tiết thực hiện chuyển động
chính, nhưng để đơn giản hóa việc lập trình, ta coi chi tiết đứng yên còn dụng cụ cắt
thì dịch chuyển. Ta gọi đó là chuyển động tương đối của dụng cụ cắt.
Dưới đây là mô tả cụ thể hệ thống các trục tọa độ và chuyển động trên máy
phay CNC và máy tiện CNC.
Trên máy phay CNC, trục X là trục chính trong mặt phẳng định vị (khoảng dịch
chuyển dài nhất), nằm song song với bàn máy (bàn kẹp chi tiết). Trục Y là trục thứ
hai trong mặt phẳng định vị, nằm vuông góc với bàn máy. Chuyển động của các
trục X, Y đều do bàn máy thực hiện, nếu nhìn từ phía trước bàn máy thì chiều
dương trục X hướng sang trái, chiều dương trục Y hướng về phía người vận hành

máy. Trục Z luôn trùng với chuyển động chính (do nhà chế tạo máy quy định sẵn).
Chiều dương của trục Z hướng từ chi tiết tới dao cắt, nghĩa là trong chuyển động
theo chiều âm trục Z (do đầu trục chính thực hiện), dao cắt sẽ đi tới bề mặt chi tiết.
Máy phay trục đứng 3D CNC: có một trục chính cứng (phương thẳng đứng)
và 3 trục NC X, Y, Z được điều khiển theo các lệnh số.

Hình 1.2. Các trục NC trên máy phay đứng 3D

Ứng dụng chính của máy phay 3D là để phay các bề mặt cong lồi lõm 3D. Nếu
máy có trục Z được cố định theo từng nấc thì gọi là máy phay 2 ½ D CNC. Nó được
ứng dụng để gia công các bề mặt có đáy phẳng.
Trên máy tiện CNC, trục Z nằm trùng với trục chính công tác, trục X chạy
ngang qua điểm 0 chi tiết W (được xác định bởi người lập trình, thông thường nằm
trên mặt giới hạn bên phải của biên dạng gia công chi tiết). Ở các máy có đầu kẹp
dao rơvonve nằm phía trước đường tâm trục máy thì chiều dương trục X hướng vào
người vận hành, còn trên máy có đầu rơvonve nằm về phía sau đường tâm trục thì
chiều dương trục X ngược lại. Có thể nhận biết chiều dương của các trục X, Z theo
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 6


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

cách đơn giản sau: trục X dương theo phương đường kính gia công tăng lên, trục Z
dương theo phương dao cắt dời xa trục chính. Các chuyển động theo hai trục X, Z
đều do đầu dao rơvonve thực hiện.
Máy tiện 2 trục NC với trục X theo phương kích thước đường kính, trục Z theo
phương kích thước chiều dài. Đây đều là các dịch chuyển thẳng. Ngoài ra, nếu là

máy tiện 3D CNC còn được bổ sung thêm một trục NC thứ ba: đó là chuyển động
quay C do trục chính thực hiện, C theo chiều âm khi nhìn dao cắt từ trục chính thì
chuyển động cái đinh ốc tiến về phía trước.

Hình 1.3. Các trục NC trên tiện 3D

1.1.5 Các điểm chuẩn trên máy công cụ CNC
Để xác định vị trí gốc hệ tọa độ cơ bản gắn lên chi tiết trên vùng làm việc của
máy, cần có các điểm chuẩn sau:

Hình 1.4. Các điểm chuẩn trên máy phay

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 7


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.5. Các điểm chuẩn trên máy tiện

- Điểm chuẩn của máy R:
Trong các máy có hệ thống đo dịch chuyển, các giá trị thực đo được khi bị mất
nguồn điện do sự cố sẽ mất theo. Trong những trường hợp này, để đưa hệ thống đo
về trạng thái đã có trước đó thì điểm 0 của máy phải được chạy đến bằng tất cả các
trục của máy. Nhưng thực tế nhiều khi điều này không thực hiện được do vướng
phải chi tiết được kẹp chặt trên bàn máy hoặc đồ gá. Do vậy cần thiết phải xác định
một điểm chuẩn thứ hai trên các trục, đó là điểm chuẩn của máy R. Điểm chuẩn này
có một khoảng cách xác định với điểm 0 của máy M và được đánh dấu trên bàn

trượt của máy.

Hình 1.6. Điểm chuẩn của máy R

Trên máy tiện CNC, điểm chuẩn R là một vị trí đặt mốc cố định thông qua
công tắc cữ chặn hành trình của bàn dao ngang, trên đó đầu dao rơvonve (có điểm
gốc của dao E) được định vị.
Vị trí này sau mỗi lần đóng mạch hệ điều khiển phải được người vận hành máy
đưa bàn dao đi tới. Chỉ sau khi bàn dao đã tới được điểm chuẩn so, hệ điều khiển
mới có thể làm việc được với các hệ thống đo và tất cả các giá trị tọa độ vị trí trên
hệ tọa độ máy mới được chuyển giao. Độ chính xác định vị là 0.001 mm (= 1 m).
- Điểm tỳ A
Điểm tỳ A là giao điểm của các đường trục và mặt phẳng tỳ. Trên các máy tiện,
mặt phẳng tỳ nằm ngay tại mâm cặp hoặc chấu cặp.
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 8


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

- Điểm thay dao Ww
Để tránh va đập vào chi tiết gia công thì khi thay dao tự động, dao phải chạy tới
điểm thay dao Ww.

Hình 1.7. Điểm thay dao Ww

- Điểm điều chỉnh dao E

Hình 1.8. Điểm điều chỉnh dao E

Khi sử dụng nhiều dao, các kích thước của dao phải được xác định trước trên
thiết bị điều chỉnh dao để có thông tin đưa vào trong hệ thống điều khiển nhằm hiệu
chỉnh tự động kích thước dao. Các kích thước hiệu chỉnh này (Q và L) gắn với điểm
điểu chỉnh dao E nằm trên chuôi dao.
Trên máy tiện CNC, điểm này nằm trên vị trí tiếp nhận dao của đầu rơvonve. Vị
trí của nó trong hệ tọa độ máy có thể được hệ điều khiển xác định ở bất cứ thời
điểm nào bằng hệ thống đo lường. Vị trí của điểm E phụ thuộc vào dạng cấu trúc
của đầu rơvonve và kết cấu tiếp nhận gá dao của nó.
Nhờ việc nạp các dữ liệu đo dao như X, Z (ví dụ thông qua hệ thống thay dao tự
động ATC), hệ điều khiển sẽ tính toán khoảng cách của mũi dao so với điểm gốc
của dao, sao cho khi gia công biên dạng chi tiết, đầu rơvonve được điều khiển
chuyển động một cách chính xác.
- Điểm gá dao N
Khi dụng cụ cắt được lắp vào giá dao, điểm gá dao N và điểm điều chỉnh dao E
sẽ trùng nhau. Trên các máy phay, điểm gá dao N nằm tại vành trục chính. Còn ở
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 9


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

các máy tiện, điểm N nằm trên các mặt phẳng của đầu rơvonve.
- Điểm chuẩn của dao P
Điểm chuẩn của dao P là điểm mũi dao thực hoặc lý thuyết.
- Điểm chuẩn của bàn trượt F
Tất cả các điểm trên bàn trượt đều liên quan đến điểm chuẩn này.

- Điểm chuẩn của giá dao T
Điểm chuẩn của giá dao (đầu dao rơvonve) được xác định nhờ điểm này. Nó
được dùng như là một điểm xuất phát của tất cả các kích thước trên đầu
rơvonve. Dưới đây là hình minh họa vị trí các điểm 0 và các điểm chuẩn trên
máy tiện và bảng ký hiệu của chúng.

Hình 1.9. Vị trí các điểm không và điểm chuẩn trên máy tiện

1.2 Máy tiện:

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 10


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Các máy tiện CNC có nhiều cỡ khác nhau. Có loại nhỏ để bàn dùng để giảng
dạy trong trường học nhưng cũng có những máy tiện có chiều dài rất lớn dùng trong
công nghiệp nặng. Đặc điểm của máy cũng thay đổi đáng kể theo quy mô của máy.
Số lượng trục chính và số đầu rơ-vôn-ve cũng như cỡ kích thước phủ bì của khu
vực gia công được kết hợp để cho các máy được thiết kế có thể gia công một loại
chi tiết, cấp độ chất lượng và năng suất gia công cụ thể. Trên bảng 1 trình bày một
số thông số tiêu biểu của máy tiện CNC. Trên hình 1 là hình dáng bên ngoài của
một máy tiện CNC kiểu để bàn và hình 2 là một máy cỡ lớn.

Hình 1.10: Trung tâm tiện Meteor (kiểu để bàn) của hãng Denford

Hình 1.11. Máy tiện CNC TUR1550 cỡ lớn của hãng TOOLMEX.

Kết cấu máy tiện CNC thay đổi đáng kể tùy thuộc vào lực cắt, lượng chạy
dao và tốc độ cắt. Loại máy với kiểu thiết kế có bệ máy phẳng (flat-bed) truyền
thống đã được thay thế bởi loại bẹ máynghiêng (slant-bed) và thẳng đứng (verticalGVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 11


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

bed). Các loại này đạt độ cứng vững cao hơn và cũng cho phép một thể tích lớn
phoi cắt đổ xuống bên dưới khu vực gia công tại hệ thống thu gom phoi.Số lượng
trục trên các máy tiện CNC từ 2-6. Theo quy ước thông thường cho máy tiện CNC
thì:
 Trục Z: trùng với trục chính và chiều dương của nó hướng ra xa khỏi ụ trục
chính
 Trục X: vuông góc với trục z thường là trục cho chuyển động của bàn trượt
ngang.
 Trục C: trục có chuyển động quay quanh trục z, được dùng để xác định vị trí
hướng trục cho công việc gia công thứ hai.

Hình 1.12. Các trục X,Z và C

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 12

Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.13. Collect gá lắp đa giác côn

Cho đến nay, kiểu máy tiện CNC truyền thống với hai trục X và Z vẫn phổ biến
nhất. Tuy nhiên ngày càng xuất hiện nhiều máy tiện đa chức năng với giải pháp gia
công tối ưu để gia công các chi tiết tròn xoay. Một số máy được trang bị trục dao quay,
trục C, trục chính thứ cấp (subspindle) và trục Y, có khả năng khoan và phay hướng
tâm, đáp ứng nhiều nhu cầu gia công chi tiết chỉ trong một lần gá đặt. Một số máy đa
chức năng có trục B (quay xung quanh trục Y) có thể thực hiện nguyên công khoan
nghiêng một góc hoặc pha biến dạng. Với việc tích hợp thêm trục chính thứ hai, trục
quay trên đầu rơ-von-ve, máy tiện CNC có thể khoan, phay và thậm chí mài và lúc này
máy tiện đã biến thành trung tâm tiện CNC.
1.2.1 Các bộ phận chính của máy
1.2.1.1 Ụ đứng
Là bộ phận làm việc của máy tạo ra vận tốc cắt gọt. Bên trong lắp trục chính, động
cơ bước ( điều chỉnh các tốc độ và thay đổi chiều quay ). Trên đầu trục chính một đầu
được lắp với mâm cặp dùng để gá và kẹp chặt chi tiết gia công. Phía sau trục chính
được lắp hệ thống thủy lực hoặc khí nén để đóng mở và kẹp chặt chi tiết.
1.2.1.2 Truyền động trục chính
Động cơ của trục chính máy tiện CNC có thể là động cơ một chiều hoặc xoay
chiều. Động cơ một chiều điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng kích từ. Động cơ xoay chiều
thì điều chỉnh vô cấp tốc độ bằng độ biến đổi tầng số thay đổi số vòng quay đơn giản
có mô men truyền tải cao.
1.2.1.3 Truyền động chạy dao
Động cơ ( xoay chiều, một chiều ) truyền chuyển động quay sang chuyển động
tịnh tiến bằng bộ vít me đai ốc bi làm cho từng trục chạy dao độc lập (Trục X, Y ).
Các loại động cơ này có đặc tính động học ưu việt cho quá trình cắt, quá trình phanh
hãm do mô men quá tính nhỏ nên độ chính xác điều chỉnh cao và chính xác.
Bộ vít me đai ốc bi có khả năng biến đổi truyền dẫn dễ dàng, ít ma sát, có thể điều

chỉnh
khe hở hợp lý khi truyền dẫn với tốc độ cao.
1.2.1.4. Mâm cặp
Trong quá trình đóng mở mâm cặp để tháo chi tiết bằng hệ thống thủy lực ( khí
nén ) hoạt động nhanh lực phát động nhỏ và an toàn. Đối với máy tiện CNC thường
được gia công với tốc độ rất cao. Số vòng quay của trục chính lớn ( có thể lên tới 8000
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 13


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

vòng/ phút – khi gia công kim loại màu ). Do đó lực ly tâm là rất lớn nên mâm cặp
thường được kẹp bằng hệ thống thủy lực ( khí nén ) tự động.
1.2.1.5. Ụ động
Bộ phận này bao gồm chi tiết dùng để định tâm và gá lắp chi tiết, điều chỉnh, kẹp
chặt nhờ hệ thống thủy lực ( khí nén )
1.2.1.6 Hệ thống bàn xe dao
Bao gồm hai bộ phận chính sau:
+ Gá đỡ ổ tích dao ( bàn xe dao ): Bộ phận này là bộ phận đỡ ổ chứa dao thực hiện các
chuyển dộng tịnh tiến ra ( vào ) song song, vuông góc với trục chính nhờ các chuyển
động của động cơ bước( các chuyển động này đã được lập trình sẵn ).
+ ổ tích dao ( đầu rovonve ): Máy tiện thường dùng hai loại sau:
-Đầu rơvônve có thể lắp từ 8 đến 12 dao các loại.
-Các ổ chứa trong tổ hợp gia công với các bộ phận khác ( đồ gá thay đổi dụng cụ).
+ Đầu rơ vôn ve cho phép thay dao nhanh trong thời gian ngắn đã được chỉ định, còn ổ
chứa dao thì mang một số lượng lớn dao mà không gây nguy hiểm, va chạm trong
vùng làm việc của máy tiện. Trong cả hai trường hợp chuôi của dao thường được kẹp

trong khối mang dao tại những vị trí xác định trên bàn xe dao. Các khối mang dao phù
hợp với các gá đỡ dao trên máy tiện và được tiêu chuẩn hóa. Các kết cấu của đầu rơ
vôn ve tùy thuộc vào công dụng và yêu cầu công nghệ của từng loại máy. Bao gồm
các đầu rơ vôn ve ( kiểu chữ thập, kiểu đĩa hình trống ). Phổ biến đầu rơ vôn ve của
các loại máy tiện CNC có kết cấu như hình 1.14

Hình 1.14. hệ thống gá đặt dụng cụ

Đầu rơ vôn ve có thể lắp được các loại dao: Tiện, phay, khoan, khoét, cắt ren được
tiêu chuẩn hóa phần chuôi có thể lắp lẫn và lắp ghép với các đồ gá ở trên đầu rơ vôn
ve.
+ Ổ chứa dụng cụ cho máy tiện CNC. Các ổ chứa dao cụ thường được sử dụng ít hơn
so với đầu rơvônve vì việc thay đổi dụng cụ khó khăn so với các cơ cấu của đầu
rơvônve. Song ổ chứa có ưu điểm là an toàn, ít gây ra va chạm trong vùng gia công, dễ
dàng ghép nối một số lớn các dụng cụ một cách tự động mà không cần sự can thiệp
bằng tay.
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 14


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

1.2.2. Hệ thống dụng cụ cắt trên máy tiện
Tất cả dao tiện trên máy CNC đều có phần cắt là những mảnh hợp kim lắp ghép. Mỗi
dao yêu cầu chỉ được lắp cố định tại một vị trí trên đầu rơ vôn ve và có thể thực hiện
tự động một cách chính xác theo chương trình dã được định sẵn. Các dao có thể thay
đổi cho nhau. Và có thể lắp lẫn với các máy CNC khác nhau trong phân xưởng. kết
cấu của các dao tiện dùng cho máy CNC rất đa dạng và phụ thuộc chủ yếu vào bề mặt

gia công.

Hình 1.15 mô tả các loại dao tiện cơ bản dùng trên máy tiện CNC

1.3 Máy phay
Cấu trúc chính của máy phay có thể là trục chính nằm ngang hoặc thẳng đứng.
Trên máy phay CNC được trang bị hệ thống lưu trự dụng cụ, thiết bị thay dụng cụ, cơ
cấu kẹp, tháo phôi và thay phôi tự động.
Trên máy phay CNC, trục X là trục chính trong mặt phẳng định vị (khoảng dịch
chuyển dài nhất), nằm song song với bàn máy (bàn kẹp chi tiết). Trục Y là trục thứ hai
trong mặt phẳng định vị, nằm vuông góc với bàn máy. Chuyển động của các trục X, Y
đều do bàn máy thực hiện, nếu nhìn từ phía trước bàn máy thì chiều dương trục X
hướng sang trái, chiều dương trục Y hướng về phía người vận hành máy. Trục Z luôn
trùng với chuyển động chính (do nhà chế tạo máy quy định sẵn). Chiều dương của trục
Z hướng từ chi tiết tới dao cắt, nghĩa là trong chuyển động theo chiều âm trục Z (do
đầu trục chính thực hiện), dao cắt sẽ đi tới bề mặt chi tiết.

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 15


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.16. Máy phay CNC

1.3.1 Phân loại máy phay
Phân loại theo trục chính của máy phay thì có hai loại:
- Máy phay đứng: là loại máy phay có trục chính vuông góc với bàn máy

- Máy phay nằm ngang: là loại máy phay có trục chính song song với bàn máy

Hình 1.17 Máy phay đứng

Hình 1.18 Máy phay ngang

Phân loại theo cấu tạo bàn máy của máy phay thì có hai loại sau:
- Máy phay công xôn: là loại máy phay có kết cấu bàn máy dọc di chuyển theo đứng trên
bàn máy ngang và bàn máy ngang được nâng đỡ bởi bệ công xôn. Bệ công xôn được
di chuyển theo chiều đứng trên thân máy bằng tay hay bằng động cơ điện (hình 1.19).
- Máy phay thân cố định: là loại máy phay có kết cấu bàn máy cố định, có nghĩa là bàn
máy chỉ di chuyển theo chiều dọc và chiều ngang còn chiều đứng thì đầu dao di
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 16


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

chuyển (hình 1.20).
- Máy phay thân ngang: là loại máy phay có thân ngang phía trên thân máy( hình 1.21).
- Máy phay gường: là loại máy phay thân cố định loại lớn có các cổng trục ngang mang
nhiều đầu dao (hình 1.22).
- Máy phay đặt biệt: là loại máy phay có kết cấu tương đối đặc biệt, ví dụ như bàn quay.

Hình 1.19 Máy phay công_xôn

Hình 1.20 Máy phay thân cố định

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 17


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.21 Máy phay thân ngang

Hình 1.22 Máy phay gường

- Phân loại theo hệ điều khiển thì có các loại sau:
Máy phay truyền thống.
Máy phay CNC (computer numerical control)
1.3.2 Dao phay và thiết bị kẹp dao phay
1.3.2.1 Cấu tạo dao phay:

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 18


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.23 Cấu tạo dao phay

- Mặt trước lưỡi cắt (1): là bề mặt phoi thoát ra.
- Mặt sau lưỡi cắt (4): là bề mặt hướng vào bề mặt đã gia công trong quá trình gia

công.
- Lưng của lưỡi cắt (5): là bề mặt tiếp giáp giữa mặt trước và mặt sau của lưỡi cắt cạnh
đó.
- Mặt phẳng đầu là mặt phẳng vuông góc với dao phay.
- Mặt phẳng tâm là mặt phẳng đi qua trục của dao và một điểm quan sát trên lưỡi cắt
của nó.
- Lưỡi cắt (2) là đường giao tuyến của mặt trước và mặt sau ( đối với dao phay mặt
đầu: lưỡi cắt chính nghiêng một góc so với trục của dao phay, lưỡi cắt phụ nằm ở mặt
đầu dao phay).
- Bề rộng mặt sau của lưỡi cắt (3) là khoảng cách giữa lưỡi cắt và đường giao của mặt
sau với lưng của lưỡi cắt.
- Bước vòng của lưỡi cắt là khoảng cách giữa những điểm tương ứng trên lưỡi cắt của
hai lưỡi cắt liền nhau được đo trên cung tròn với tâm nằm trên trục dao.
- Lượng hớt lưng: là khoảng cách hạ thấp của đường cong hớt lưng giữa hai lưỡi cắt kề
nhau.
- Góc trước g : là góc giữa mặt trước và mặt phẳng tâm đi qua lưỡi cắt chính.
- Góc sau a : là góc giữa mặt phẳng tiếp tuyến với dao ở lưỡi cắt chính và mặt phẳng
tạo nên bề rộng mặt sau của lưỡi cắt.
- Góc cắt b : là góc giữa mặt trước và mặt sau chính của dao.
1.3.2.2 Kiểu lưỡi cắt:
Có hai dạng lưỡi cắt:
- Dao trái (hình 3.2): khi nhìn vào mặt dao sẽ thấy dao xoay theo chiều kim đồng hồ.
- Dao phải (hình 3.2): khi nhìn vào mặt dao sẽ thấy dao xoay ngược chiều kim đồng
hồ.

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 19

Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.24 Dao trái và dao phải

1.3.2.3 Các loại dao phay:
Lưỡi cắt trên dao phay nằm chủ yếu ở các vị trí sau: lưỡi cắt nằm ở thân, lưỡi
cắt nằm ở mặt đầu, lưỡi cắt vừa nằm ở thân vừa nằm ở mặt đầu. Dựa vào đặc điểm cơ
bản, có thể phân loại dao phay như sau:
a. Theo đặc điểm công nghệ:
- Dao phay mặt phẳng.
- Dao phay rãnh và bậc.
- Dao phay bề mặt định hình.
- Dao phay bánh răng và ren.
- Dao phay tạo lỗ.
- Dao phay rãnh chữ T.
- Dao phay cắt vật liệu.

Hình 1.25 Dao phay mặt phẳng

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 20


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.26 Dao phay rãnh và bậc

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 21


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.27 Dao phay định hình

b. Theo đặc điểm cấu tạo hướng của răng dao phay:
- Dao răng thẳng: răng song song với trục dao.
- Dao răng nghiêng: răng thẳng nằm nghiêng một góc với trục dao.
- Dao răng xoắn: răng nằm ở vị trí đường xoắn ốc.
- Dao răng sole: mỗi răng nghiêng theo hướng khác nhau và cách nhau không đều.
c. Theo đặc điểm cấu tạo toàn bộ dao phay:
- Dao phay liền khối: thân và răng dao chế tạo cùng một loại vật liệu.
- Dao phay răng ghép: răng được chế tạo bằng vật liệu khác ghép vào thân dao.
d. Theo đặc điểm cấu tạo chuôi dao:
- Chuôi dao rời: thân dao có lỗ để lắp chuôi và được cố định bằng then và vít.
- Dao liền chuôi.
- Đầu phay: loại dao răng ghép, không có chuôi, được lắp trực tiếp vào trục chính.
e. Theo điều kiện cắt gọt của dao phay:
- Dao phay mặt trụ: lưỡi cắt chính nằm ở mặt trụ của dao và trục dao song song với bề
mặt gia công.
- Dao phay mặt đầu: lưỡi cắt chính nằm ở mặt đầu của dao và trục dao vuông góc với
bề mặt gia công.
1.3.2.2 Lựa chọn dao phay:
Cần xem xét các yếu tố sau khi chọn dao phay:
- Lựa chọn dao phay có tốc độ cắt lớn.

-Lựa chọn dao phay phù hợp với đồ gá.
- Lựa chọn dao phay phù hợp với vật liệu chi tiết.
- Lựa chọn dao phay đúng với nguyên công (thô hay tinh).
- Sử dụng dao tổ hợp để gia công nhiều chi tiết hay nhiều mặt cùng lúc.
- Lựa chọn dao phay phù hợp với đặc tính chi tiết.
- Lựa chọn đường kính dao phay đủ lớn để có thể gia công bề mặt chi tiết một lần.
1.3.2.4 Thiết bị kẹp dao phay:

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 22


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.28 Trục gá dao của máy phay ngang.

Hình 1.29 Đầu kẹp dao của máy phay đứng.

1.4 Đồ gá
1.4.1 Định nghĩa và chức năng đồ gá:
1.4.1.1 Định nghĩa:
- Đồ gá là một loại trang bị công nghệ dùng để xác định vị trí của phôi so với dụng cụ
cắt và giữ chặt phôi ở vị trí dưới tác dụng của lực cắt trong khi gia công.
1.4.1.2 Chức năng:
- Bảo đảm vị trí chính xác giữa phôi và dụng cụ cắt.
- Giảm thời gian phụ và thời gian máy.
- Tận dụng và mở rộng khả năng công nghệ của máy.
GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy

SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 23


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

- Giảm cường độ lao động của công nhân.
- Giảm thấp yêu cầu bậc thợ.
1.4.2 Phân loại đồ gá:
1.4.2.1 Theo tính chất vạn năng:
- Đồ gá vạn năng: là đồ gá có thể sử dụng cho nhiều loại chi tiết khác nhau. Đồ gá vạn
năng như vấu kẹp, êtô, đầu phân độ, bàn gá quay …
- Đồ gá chuyên dùng: là đồ gá chỉ duy nhất sử dụng cho một loại chi tiết.

Hình 1.30 Vấu kẹp

Hình 1.31 Êtô

Hình 1.32 Đầu phân độ

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 24


Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC

Hình 1.33 Bàn gá quay

1.4.2.2 Theo công dụng:
- Đồ gá gia công : đồ gá phay, đồ gá tiện, …
- Đồ gá lắp rắp.
- Đồ gá kiểm tra.
1.4.2.3 Theo nguyên tắc truyền lực kẹp:
- Đồ gá cơ khí.
- Đồ gá khí nén, thủy lực.
- Đồ gá điện từ.
- Đồ gá chất dẻo.

GVHD: PGS.TS Trần Xuân Tùy
SVTH: Trương Ngọc Lộc-15CDT2

Trang 25