THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁY PHAY CNC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

VÕ VĂN THANH

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN
MÁY PHAY CNC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Đà Nẵng – Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

VÕ VĂN THANH

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN
MÁY PHAY CNC

Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí
Mã số

: 8.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. PHẠM ĐĂNG PHƯỚC

Đà Nẵng – Năm 2019


i
LỜI CAM ĐOAN!
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi, số liệu và kết quả nghiên
cứu trong luận văn này chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn.
Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Đà Nẵng, ngày

tháng 12 năm 2019

Học viên

Võ Văn Thanh


ii

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁY PHAY
CNC
Học viên: Võ Văn Thanh
Mã số: 8.52.01.03

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
Khóa: 2019

Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Với định hướng phát triển về lĩnh vực gia công cơ khí và đáp ứng các cơng nghệ về sản xuất
Khn cùng với gia cơng cơ khí chính xác. Cơng ty Sản xuất Khuôn Chu Lai – Trường Hải đã
đầu tư nhiều thiết bị gia công CNC hiện đại với nhiều kích cỡ và độ chính xác cao. Với việc
đầu tư nhiều thiết bị nhưng một số phương pháp sản xuất chủ yếu thực hiện thủ công tốn nhiều
thời gian gia công và sức lao động dẫn đến chưa đáp ứng được năng lực sản xuất cũng như
khai thác tối đa năng lực của thiết bị. Từ đó, tơi đã nhận diện được phương pháp gá đặt hiện tại
tốn khá nhiều thời gian, việc dừng máy để thực hiện gá đặt khá nhiều dẫn đến năng suất sản
xuất chưa cao. Từ đó, tơi đã lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh trên máy
phay CNC” với mục tiêu giảm thời gian gá đặt, nâng cao năng suất và giảm sức lao động của
công nhân. Với thiết kế này đề tài mang lại nhiều ý nghĩa lớn trong lĩnh vực gia công Khuôn
mẫu và gia công cơ khí chính xác đáp ứng q trình gia cơng và giảm chi phí sản xuất.
Từ khóa: Đồ gá cơ khí, Phương pháp gá đặt nhanh trên máy phay CNC.

DESIGN AND MANUFACTURE OF QUICK DELUXE SYSTEM ON
CNC MILLING MACHINE
Abstract
With the development orientation in the field of mechanical processing and meet the
technology of mold production along with precision mechanical processing. Chu Lai - Truong
Hai Mold Manufacturing Company has invested in many modern CNC machining equipment
with various sizes and high precision. With the investment in many equipment, but some of
the main production methods that are done manually, it takes a lot of processing time and
labor force, resulting in not meeting the production capacity as well as making the most of the
equipment's capacity. were. Since then, I have realized that the current mounting method is
quite time-consuming, stopping the machine to make a lot of installation leads to low
productivity. Since then, I have chosen the topic "Designing and manufacturing fast
workpiece mounting system on CNC milling machine" with the goal of reducing setting time,
improving productivity and reducing labor force of workers. With this design, the project
brings a lot of great meanings in the field of mold processing and precision mechanical
processing to meet the machining process and reduce production costs..

Key words: Mechanical jigs, Quick fix method on CNC milling machine.


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN! ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................. viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC ................................ 3
1.1. Tổng quan về máy phay CNC ......................................................................... 3
1.1.1. Khái niệm máy CNC .................................................................................. 3
1.1.2. Cấu tạo ........................................................................................................ 7
1.1.3. Chức năng: .................................................................................................. 8
1.2. Tổng quan về đồ gá. ........................................................................................ 9
1.2.1. Giới thiệu chung các loại đồ gá thường dùng trên máy phay CNC ......... 11
1.2.2. Đồ gá kẹp cơ khí ....................................................................................... 12
1.2.3. Đồ gá kẹp thủy lực và khí nén. ................................................................. 16
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GÁ ĐẶT THEO
PHƯƠNG ÁN MỚI .................................................................................................... 23
2.1. Thực trạng phương pháp sản xuất tại Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai –
Trường Hải. ............................................................................................................ 23
2.2.1. Phương pháp gia công hiện tại: ................................................................ 23
2.2.2. Phương pháp gá đặt trên máy: .................................................................. 25
2.2. Giới thiệu phương pháp gá đặt mới ............................................................... 27
2.2.1. Nguyên lý tổng quát cho hệ thống gá phôi nhanh: ................................... 28
2.2.2. Phương án đề xuất cho hệ thống gá phôi nhanh:...................................... 29
2.3. Đề xuất phương án ........................................................................................ 31

2.3.1. Bất cập khi gia công theo phương pháp cũ : ............................................ 31
2.3.2. Đề xuất gá đặt theo phương pháp mới: .................................................... 32
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GÁ PHƠI NHANH TRÊN
MÁY PHAY CNC ...................................................................................................... 34
3.1. Tính tốn thiết kế bàn gá đặt bên ngoài máy. ................................................ 34
3.1.1. Thống kê các chi tiết sử dụng được sử dụng trên hệ thống. ..................... 34
3.1.2. Tính tốn kích thước tổng thể bàn gá đặt ................................................. 39
3.1.3. Tính tốn pallet gá trên bàn gá đặt. .......................................................... 40
3.2. Tính tốn thiết kế bàn gá đặt bên trong máy. ................................................ 44
3.2.1. Phương án đưa phôi vào và ra để gia cơng trên máy. .............................. 44
3.2.2. Tính toán hệ thống định vị và kẹp chặt giữa pallet ngoài với bàn máy. .. 46


iv
CHƯƠNG IV: CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ............... 51
4.1. Mơ phỏng q trình hoạt động của hệ thống gá đặt mới ................................. 51
4.2. Gia công hệ thống theo bản vẽ thiết kế 2D ..................................................... 53
4.2.1. Thiết kế bản vẽ 2D gia công ..................................................................... 53
4.2.2. Thực tế gia công lắp đặt ........................................................................... 55
4.3. Thử nghiệm và đánh giá thực tế hệ thống mang lại so với phương pháp cũ .. 58
4.3.1. Khả năng sử dụng và năng xuất sản xuất ................................................. 58
4.3.2. Thời gian gá đặt: Được thực hiện đánh giá qua quá trình quay video thực tế
của phương pháp mới so với phương pháp cũ. .................................................. 59
4.3.3. Chi phí đầu tư hệ thống mới và hiệu quả mang lại từ hệ thống gá đặt: ... 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 62


v
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Máy tính được gắn liền với máy CNC thành một khối ................................ 4
Hình 1.2. Máy tiện ........................................................................................................ 4
Hình 1.3. Kết cấu máy phay ......................................................................................... 5
Hình 1.4. Dao phay ...................................................................................................... 9
Hình 1.5. Các loại đồ gá khi gia cơng cơ khí ............................................................. 10
Hình 1.6. Địn kẹp và gối đỡ ....................................................................................... 13
Hình 1.7. Địn kẹp, gối đỡ và gối tựa ......................................................................... 13
Hình 1.8. Tấm kẹp mỏng............................................................................................. 13
Hình 1.9. Đầu phân độ với mâm xoay ........................................................................ 14
Hình 1.10. Cấu tạo của ê tơ cơ khí ............................................................................. 15
Hình 1.11. Ê tơ hình sine ............................................................................................ 15
Hình 1.12. Một số loại Ê tơ máy ................................................................................. 17
Hình 1.13. Lực kẹp trong Ê tơ máy ........................................................................... 17
Hình 1.14. Cơ cấu Ê tơ thủy lực ................................................................................ 18
Hình 1.15. Phương pháp tạo lực kẹp.......................................................................... 18
Hình 1.16. Các hướng tạo lực kẹp phơi ..................................................................... 19
Hình 1.17. Cơ cấu chi tiết các phương pháp kẹp phôi ............................................... 19
Hình 1.18. Kẹp phơi bằng khí nén, chân khơng (kẹp màng) ...................................... 20
Hình 1.19. Kẹp chân khơng ........................................................................................ 20
Hình 1.20. Kẹp phơi bằng khí nén và chân khơng (kẹp phía trong) .......................... 21
Hình 1.21. Kẹp phơi bằng khí nén và chân khơng (kẹp cân bằng) ............................ 21
Hình 1.22. Bàn từ tính ................................................................................................ 22
Hình 1.23. Bàn từ thực tế ........................................................................................... 22
Hình 2.4. Lựa chọn gốc gia công theo yêu cầu bản vẽ .............................................. 25
Hình 2.5. Gia cơng chi tiết sau khi gá đặt .................................................................. 25
Hình 2.6. Chêm giữ kẹp và phơi với bề mặt chi tiết đã gia cơng tinh hồn thiện ...... 26
Hình 2.7. Chêm bảo vệ bề mặt bàn máy từ phơi thơ .................................................. 26
Hình 2.8. Phơi được hỗ trợ dưới kẹp .......................................................................... 27
Hình 2.9. Kẹp chân giữ phơi chặt trên bàn ................................................................ 27
Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống gá phơi nhanh ................................ 28

Hình 2.11. Cấu tạo bàn gá đặt bên ngồi máy ........................................................... 29
Hình 2.12. Xe vận chuyển phơi đến vị trí máy gia cơng............................................. 30
Hình 2.13. Kết cấu hệ thống gá phơi trong máy ........................................................ 31
Hình 2.14: Phương án phân chia khu vực tại Công ty sản xuất Khuôn..................... 32
Chu Lai – Trường Hải. ............................................................................................... 32


vi
Hình 2.15. Đường vận chuyển phơi gia cơng tại cơng ty sản xuất Khuôn................. 33
Chu Lai – Trường Hải ................................................................................................ 33
Hình 3.1. Tổng thể mơ hình bàn gá đặt trung tâm ..................................................... 39
Hình 3.2. Kết cấu tổng thể pallet trên bàn gá đặt ...................................................... 40
Hình 3.3. Sơ đồ định vị pallet với bàn gá đặt ............................................................. 40
Hình 3.4. Kết cấu gá đặt chi tiết chi tiết trên pallet bàn máy .................................... 43
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý chung bàn gá đặt trên máy .............................................. 45
Hình 3.8. Kết cấu tổng thể cơ cấu lắp với máy CNC ................................................. 46
Hình 3.9. Kết cấu tổng thể các kệ để pallet gá đặt..................................................... 47
Hình 3.10. Cơ cấu giữ tấm pallet với kệ đỡ ............................................................... 47
Hình 3.11. Kết cấu pallet trong bàn máy và pallet gá đặt ......................................... 48
Hình 3.12. Kết cấu dẫn hướng chốt trụ định vị .......................................................... 49
Hình 3.13. Kết cấu chốt trụ định vị pallet gá đặt ....................................................... 50
Hình 4.1. Tổng thể q trình hoạt động của hệ thống gá phơi .................................. 51
Hình 4.2. Tổng thể cơ cấu gá đặt tại máy gia cơng CNC .......................................... 53
Hình 4.3. Cơ cấu gá kệ đỡ tại vị trí máy CNC ........................................................... 54
Hình 4.5. Cơ cấu kệ đỡ sau khi lắp ráp ...................................................................... 55
Hình 4.6. Cơ cấu kệ đỡ sau q trình gia cơng.......................................................... 56
Hình 4.7. Rà gá để định vị chuẩn bàn gá đặt trong bàn máy..................................... 57
Hình 4.8. Lắp đặt hệ thống gá phơi cho máy CNC .................................................... 58
Hình 4.9. Tổng thể cơ cấu gá đặt sau khi lắp ráp tại máy CNC ................................ 58

vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Các sản phẩm được gia công tại công ty sản xuất Khuôn: ....................... 34
Bảng 4.1. Kết quả so sánh gá phôi theo phương pháp cũ với phương pháp gá phôi
nhanh. ......................................................................................................................... 59
Bảng 4.2. Thống kê các cấu chính của hệ thống và chi phí dự kiến chế tạo ............. 60
Bảng 4.3. Tính hiệu quả đầu tư hệ thống cho toàn bộ nhà máy................................. 60


viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
CNC: Control Numerical Computer.
ATC: Automatic Tool Change.
CAD: Computer Aided Design.


1
MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cơng ty Sản xuất khuôn Chu Lai - Trường Hải đã thành lập được 2 năm. Lĩnh vực

-

hoạt động chủ yếu của nhà máy là gia công khuôn mẫu và gia công cơ khí chính
xác. Hiện tại nhà máy chủ yếu sử dụng các máy CNC để gia công và đa số là các
máy phay. Nhưng việc thực hiện gá đặt và cấp phơi cho q trình gia cơng chủ
yếu là bằng tay, tốn nhiều thời gian và sức lao động. Phát sinh nhiều chi phí trong
q trình gia cơng.
Xuất phát từ lý do trên, tôi đã chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi

-

nhanh trên máy phay CNC” cho Công ty sản xuất Khuôn Chu Lai – Trường
Hải làm luận văn tốt nghiệp.
II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
-

Đáp ứng năng lực sản xuất và chất lượng sản phẩm.

-

Tiết kiệm thời gian gá đặt chi tiết.

-

Giảm chi phí gia cơng.

-

Giảm cường độ lao động của cơng nhân.

-

Linh hoạt trong q trình sản xuất tiến đến khả năng tự động hóa trong quá trình
sản xuất.

III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1. Đối tượng nghiên cứu:
-

Hệ thống cấp phôi và gá đặt chi tiết gia công trên máy phay CNC.

2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu các công đoạn gá đặt và cấp phôi trên máy phay CNC để thiết kế, chế

tạo đồ gá.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp kết hợp giữa lý thuyết và thực
nghiệm.
1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về gá đặt trên máy phay CNC (các trang thiết bị công

nghệ, các phương pháp gá đặt,…).
2. Phương pháp thực nghiệm:
- Khảo sát quá trình vận chuyển phôi và gá đặt thực tế.


2
- Mơ phỏng q trình hoạt động của hệ thống gá đặt nhanh.

 Từ kết quả theo dõi quá trình gá đặt theo phương pháp cũ và mô phỏng quá trình
hoạt động của hệ thống gá đặt mới theo thực tế, dựa trên cơ sở lý thuyết và tính
tốn đánh giá sơ bộ quá trình hoạt động của hệ thống.
V. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Ứng dụng cho việc gá đặt trong q trình gia cơng trên máy phay CNC. Giảm thiểu
thời gian gá đặt, tiết kiệm chi phí và sức lao động của công nhân vận hành máy.
VI. DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Một hệ thống cấp phôi cho máy phay CNC gồm các nội dung thiết kế, bộ bản vẽ và
hình ảnh sản phẩm sau khi chế tạo.

VII. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Gồm:
Phần mở đầu.
Chương I: Tổng quan đồ gá trên máy phay CNC
Chương II: Khảo sát thực trạng và đề xuất gá đặt theo phương án mới
Chương III: Tính tốn và thiết kế hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay CNC.
Chương IV: Chế tạo, thử nghiệm và đánh giá hiệu quả.
Kết luận và kiến nghị.


3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ GÁ TRÊN MÁY PHAY CNC
1.1. Tổng quan về máy phay CNC
Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công nghiệp.
Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3 chiều
cũng dễ dàng thực hiện và một lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm
thiểu.
Việc gia tăng tự động hóa trong q trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát
triển đáng kể về chính xác và chất lượng. Kỹ thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai
sót và giúp người thao tác có thời gian cho các cơng việc khác. Ngồi ra cịn cho phép
linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản
xuất các linh kiện khác.
Trong môi trường sản xuất, một loạt các máy CNC kết hợp thành một tổ hợp gọi
là cell để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận. Máy CNC ngày nay được điều
khiển trực tiếp từ các bản vẽ do phần mềm CAM, MACH3,… vì thế một bộ phận hay
lắp ráp có thể trực tiếp từ thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in của từng chi
tiết. Có thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot công nghiệp, tức là chúng
được thiết kế để thực hiện nhiều thao các sản xuất (trong tầm giới hạn).
1.1.1. Khái niệm máy CNC
CNC được viết tắt Computer Numerical Control (điều khiển bằng máy tính) – đề

cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc, thiết bị với mục đích sản xuất (có
tính lập lại) các bộ phận kim khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách sử dụng các
chương trình viết bằng kí hiệu chun biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi là mã
G. Vì thế, bộ não của máy CNC là máy tính. Đây khơng phải là máy tính bình thường mà
là máy tính với cơng suất tính tốn cực nhanh. Hệ điều hành mà nó sử dụng là Fanuc,
Fargor hoặc Mazak, chứ không phải là Windows hay Mac như các máy tính (computer)
mà chúng ta thường dùng hàng ngày (H1.1).


4

Máy tính – Bộ não
của máy CNC

Hình 1.1: Máy tính được gắn liền với máy CNC thành một khối
Máy tính này sẽ điều khiển các bộ phận cơ khí để cắt gọt kim loại. Chương trình
được viết sẵn và được tự động thi hành khi bạn nhất nút Start. Chương trình này được
dịch ra một thứ ngơn ngữ để máy tính có thể hiểu được. Sau đó, máy tính chuyển lệnh từ
các chương trình qua các mạch điện tử đến điều khiển các bộ phận cơ khí.
CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm
Servomechanism của trường MIT.

Hình 1.2. Máy tiện


5

Hình 1.3. Kết cấu máy phay
1.1.1. Ưu nhược điểm máy CNC (theo trang web maycnc.com)
Ưu điểm:

 So với các máy công cụ điều khiển bằng tay, kết quả làm việc của máy CNC
không phụ thuộc vào tay nghề thuần thục của người điều khiển. Người điều khiển
máy chủ yếu đóng vai trò theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy.
 So với các máy tự động theo chương trình cứng (dùng cam, dưỡng, cữ chặn,
cơng tắc hành trình,…), máy cơng cụ CNC có tính linh hoạt cao trong cơng việc lập
trình, đặc biệt khi có trợ giúp của máy vi tính, tiết kiệm được thời gian chỉnh máy,
đạt được tính kinh tế cao ngay cả với loạt sản phẩm nhỏ.
 Ưu điểm chỉ có trong máy CNC đó là phương thức làm việc với hệ thống xử
lý thơng tin “điện tử – số hóa”, cho phép nối ghép các hệ thống xử lý trong phạm vi
quản lý của tồn xí nghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hóa tồn bộ q tŕnh sản
xuất, ứng dụng các kỹ thuật hiện đại thông qua mạng liên thông cục bộ (LAN) hay
mạng liên thơng tồn cầu (WAN).


6
 Các máy ứng dụng kỹ thuật CNC đạt tốc độ dịch chuyển lớn. Trong lĩnh vực
gia công cắt gọt, máy CNC có năng suất cắt gọt cao và giảm được tối đa thời gian
gia công, do mức tự động hố nâng cao vượt bậc.
 Máy cơng cụ CNC có thể dễ dàng thay đổi chương tŕnh gia công, thiết thực
với các loại chi tiết khác nhau, thời gian chuẩn bị và hiệu chỉnh kỹ thuật tại khu vực
làm việc giảm đáng kể. Thời gian thay dao được thực hiện nhanh chóng, chính xác
có thể chuẩn bị dao ở vùng ngoại vi và nạp trở lại vào ổ tích dao chuyên dùng gắn
trên máy.
 Máy điều khiển kỹ thuật số có thể thực hiện một lúc nhiều chuyển động khác
nhau, tự động điều chỉnh sai sót dao cụ, tự động kiểm tra kích thước chi tiết và qua
đó tự động hiệu chỉnh sai lệch vị trí tương đối giữa dao và chi tiết.
 Máy công cụ CNC gia công được loạt chi tiết nhỏ, phản ứng một cách linh
hoạt khi nhiệm vụ công nghệ thay đổi và điểm quan trọng nhất là việc lập trình gia
cơng có thể thực hiện được ngồi máy, trong văn phịng có sự hỗ trợ của kỹ thuật tin
học thông qua các thiết bị vi tính, vi xử lý,….

 Đa số các máy CNC đều có thể thực hiện một số lượng lớn các nguyên cơng
khác nhau mà khơng cần thay đổi vị trí gá đặt của chi tiết.
 Độ chính xác lập lại đặc trưng cho mức độ ổn định trong suốt quá trình đảm
bảo chất lượng gia công cao, là ưu việt tuyệt đối của các máy điều khiển kỹ thuật số.
 Bản thân nguyên tắc điều khiển theo chương trình số là đảm bảo cơ bản của
độ chính xác gia cơng trên máy. Ngồi ra máy CNC cịn ưu điểm khai thác tối đa các
chế độ cắt gọt, các nguyên lý cắt và phương án gá đặt, đảm bảo độ chính xác cao, ổn
định chất lượng sản phẩm.
Tóm lại sự lựa chọn thế hệ máy CNC ngày nay trở thành một đặc tính cần thiết có
tầm quan trọng, quyết định đối với các xí nghiệp cơng nghiệp. Vì nó có thể đem lại lợi
nhuận, khả năng tái sản xuất và nó có những tính năng cao mà máy cơng cụ thơng
thường chưa đạt được.
Nhược điểm:
 Giá thành chế tạo máy cao hơn.
 Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy cũng cao hơn.
 Vận hành máy phức tạp hơn.
 Thay đổi người đứng máy khó khăn hơn.


7
1.1.2. Cấu tạo
Máy phay CNC được chia thành 2 loại: Máy phay đứng và máy phay ngang. Máy
phay CNC được cấu tạo với các phần chính sau:
ATC - Bộ thay dao tự động:
Đây là một bộ phận quan trọng để ATC thay đổi dụng cụ trong phạm vi trục chính
được càng nhanh càng tốt. Bằng chính sự thích ứng của quá trình điều khiển động cơ,
ATC sẽ đưa được dao ra một cách chính xác ra khỏi trục chính. Khả năng làm tăng năng
suất và giảm thời gian dừng máy phụ thuộc vào hệ thống ATC hoạt động tốt.
Động cơ – Bộ điều kiển – Encoder:
Máy phay CNC được thiết kế, xây dựng từ những động cơ điện và điều khiển điện.

Quá trình điều khiển được hệ thống Encoder cung cấp phản hồi để tạo sự đồng bộ giữa
hệ thống điều khiển và động cơ tạo ra hiệu quả tốt nhất cho q trình sản xuất.
Vỏ máy:
Cịn gọi là khung sườn của máy, càng cứng cáp thì độ chính xác càng cao và ổn
định. Khi đề máy là nền tảng của một máy trung tâm, nó càng nặng hơn, chắc chắn hơn
và tốt hơn. Giá của nó có thể cao hơn nhưng sự chịu lực và độ bền sẽ làm giảm rung
động. Quá trình rung động sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác gia cơng. Với một máy có kết
cấu vững chắc, nó sẽ hấp thụ những dao động này, đảm bảo máy sẽ thực hiện với công
suất và độ chính xác cao nhất.
Hệ điều khiển:
Hệ điều khiển là thành phần trung tâm của máy cơng cụ. Nó điều khiển q trình
chuyển động, vị trí của các thành phần chuyển động trên máy, sao cho đạt được chính
xác tối ưu thời gian cắt, tốc độ và chiều sâu cắt cần thiết. Sự kết hợp của dịng điện với
các thơng số kỹ thuật sẽ đưa ra sự điều khiển toàn diện từ nguồn cung cấp, thực hiện gia
công chi tiết từ dữ liệu CAD nhanh chóng, dễ dàng với độ chính xác được nâng cao và
kết thúc q trình gia cơng với chi phí nhỏ nhất.
Bàn xe dao:
Các nhà cung cấp máy công cụ phải tạo ra một bàn xe dao phù hợp với mỗi máy và
có lợi nhất về mặt công suất cũng như thuận lợi cho việc cắt gọt kim loại mà khơng ảnh
hưởng đến độ chính xác khi gia công. Độ cứng vững của bàn xe dao sẽ làm cho cơng
suất của q trình cắt kim loại đươc được tăng lên. Những nhà chế tạo thiết kế các bàn xe


8
dao cho phép chúng chỉ điều khiển đài dao và chức năng phay. Thêm nữa, nếu các thành
phần khác chuyển động thì thành phần nào điều khiển chúng một cách tốt nhất.
Trục chính:
Trục chính là thành phần có tính quyết định nhất trong máy công cụ. Một trục ổn
định sẽ hợp nhất với sự điều khiển của động cơ – quyết định độ cứng vững hệ thống, hệ
thống bôi trơn và nguồn điện cung cấp, đảm bảo độ chính xác và có thể đốn trước được

năng suất của máy. Như vậy, quá trình thiết kế trục và tối ưu tốc độ quay của trục chính
sẽ mang lại q trình cắt gọt được tốt nhất và độ chính xác cao nhất cho máy.
Nguồn (Năng lượng):
Nguồn (năng lượng) của một máy CNC đảm bảo chắc chắn q trình giao tiếp chính
xác giữa bộ điều khiển và động cơ cùng sự tự điều chỉnh của các thành phần có trong hệ
thống mang đến sự phối hợp tốt giữa các bộ phận máy với nhau.
1.1.3. Chức năng:
Chức năng của máy phay CNC dùng để cắt gọt kim loại, khoan,... một cách chính
xác, máy sẽ gia cơng để tạo hình sản phẩm.
Máy phay CNC có khả năng cắt gọt nhiều chi tiết máy khác nhau và cắt gọt được
nhiều chi tiết cùng một lúc nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm.
Ngoài ra, máy phay CNC cũng có cơng dụng để đo khoảng cách với độ chính xác
cao.
Máy CNC cắt phơi bằng các lưỡi dao. Các lưỡi dao này có bộ phận giữ nó trong qúa
trình gia cơng. Những bộ phần này gọi là holder (cán dao). Holder được gắn trên các ụ
dao hay đầu BT, HSK,….


9

Holder
(cán dao)

Mũi dao

Đầu BT, HSK
Ụ dao

Hình 1.4. Dao phay
Thơng thường, q trình gia cơng được tiến hành bằng một trong 2 cách sau:

- Phôi quay và tịnh tiến theo trục z, dao tịnh tiến theo trục z hoặc trục x hoặc trục y.
- Dao quay (thường là drill_khoan), phôi tịnh tiến hoặc đứng yên.
1.2. Tổng quan về đồ gá.
Nói đến đến gia cơng cơ khí là nói đến máy móc và các phương pháp để gia công
một chi tiết , cụm chi tiết.
Để giải quyết các vấn đề công nghệ đưa ra chúng ta cần quan tâm khả năng công
nghệ của máy, sau đó là chi tiết được gá đặt như thế nào?
Từ đó đồ gá có thể được phát biểu như sau:
Đồ gá là một trong những trang bị công nghệ để thực hiện các bước, các nguyên
công công nghệ trên máy.
Vai trò đồ gá:

- Dùng để xác định nhanh chóng và chính xác vị trí của chi tiết gia công trên máy.
- Dùng để dẫn hướng dụng cụ cắt trong máy Khoan , Khoét , Doa.
- Có thể tạo ra những chuyển động mà trên máy công cụ khơng có hoặc làm việc
khơng hiệu quả.

- Đảm bảo u cầu năng suất và giảm nhẹ sức lao động.
- Nâng cao tốc độ cơ khí hố , tự động hố của sản xuất.


10

- Mở rộng năng suất công nghệ của máy công cụ.
Phân loại:

-

Phân loại theo nhóm:

+ Đồ gá trên máy tiện, máy tiện rơvonve.
+ Đồ gá trên máy phay.
+ Đồ gá trên máy bào.
+ Đồ gá trên máy mài.
+ Đồ gá trên máy khoan.
+ Đồ gá trên máy doa.
+ Đồ gá trên máy chuốt.

a) Đồ gá sử dụng trên máy phay

b) Đồ gá sử dụng trên máy mài

c) Đồ gá sử dụng trên máy tiện
d) Đồ gá sử dụng trên máy khoan
Hình 1.5. Các loại đồ gá khi gia cơng cơ khí


11

-

Phân loại theo mức độ chun mơn hóa:
+ Đồ gá văn năng thông dụng.
+ Đồ gá vạn năng điều chỉnh.
+ Đồ gá chun mơn hóa điều chỉnh.
+ Đồ gá chun dùng.
+ Đồ gá tổ hợp.
1.2.1. Giới thiệu chung các loại đồ gá thường dùng trên máy phay CNC
Như chúng ta đã biết để gia cơng chính xác được các chi tiết trên máy CNC cũng

như trên các máy gia công thơng thường thì vấn đề định vị và kẹp chặt chi tiết đóng vai
trị rất quan trọng.
Để định vị và kẹp chặt được tốt yêu cầu các loại đồ gá phải chính xác, tháo lắp
nhanh phù hợp với tốc độ làm việc của máy và đảm bảo tính kinh tế.
Một số loại đồ gá chính thường được dùng trên máy phay CNC:
1. Ê-tơ
3. Modul gá

2. Bàn từ tính
4. Bàn xoay
Kẹp bằng Ê-tơ
1. Ê-tơ có thể được quay từng
góc 90o trên bàn máy
2. Vị trí có thể được thay đổi
3. Chi tiết được kẹp có thể
dịch chuyển dọc theo trục z
và x.


12
Kẹp bằng bàn từ
1. Vị trí của chi tiết trên bàn
máy có thể được xác định
một cách tự do
2. Các chi tiết kẹp phải có
tính từ tính

Kẹp bằng Modul gá
1. Vị trí của chi tiết trên bàn
máy có thể thay đổi.

2. Các phần tử kẹp có thể xác
định như là một modul. Vị
trí kẹp do người sử dụng
xác định.

Các rãnh T trên bàn máy phay là cơ sở để kẹp chi tiết gia công. Phụ thuộc vào chi
tiết gia công được kẹp theo dạng và cách thức như thế nào, có thể phân biệt đồ gá trên
máy phay CNC theo các thiết bị kẹp như sau:
 Đồ gá kẹp cơ khí.
 Đồ gá kẹp thủy lực-khí nén.
 Đồ gá kẹp bằng từ tính.
1.2.2. Đồ gá kẹp cơ khí
1.2.2.1. Bàn kẹp
Thiết bị kẹp cơ khí thường hình thành từ nhiều bộ phận đơn khác nhau: địn kẹp,
gối đỡ, bu lơng kẹp với đầu T.


13

Hình 1.6. Địn kẹp và gối đỡ
Để đỡ các chi tiết gia công người ta thường sử dụng các gối đỡ.

Hình 1.7. Địn kẹp, gối đỡ và gối tựa
Dùng những tấm kẹp mỏng để kẹp những chi tiết gia công mỏng và bề mặt của nó
tránh được khi dao vào gia cơng.

Hình 1.8. Tấm kẹp mỏng


14

1.2.2.2. Đầu phân độ
Với sự hỗ trợ của đầu phân độ với mâm xoay, các chi tiết có thể được gia cơng
nhanh chóng các cạnh đối xứng khác nhau. Cũng có thể gá mâm cặp lên đầu phân độ
để gia cơng chính xác các chi tiết có dạng trịn xoay.

Hình 1.9. Đầu phân độ với mâm xoay
1.2.2.3. Ê tô
Ê tô là loại đồ gá rất thích hợp trong việc kẹp chặt và định vị chi tiết có dạng hộp
trong quá trình gia cơng hoặc lắp ráp. Trong máy CNC, người ta dùng ê tô giữ các chi
tiết theo dãy để hỗ trợ chu trình gia cơng. Êtơ gồm một thân và hai hàm kẹp (một cố
định và một di động) để giữ và kẹp chi tiết gia công. Êtô thực hiện lực kẹp bằng tay
quay, vít - đai ốc, bằng bánh lệch tâm, bằng khí nén, bằng thuỷ lực


15

Hình 1.10. Cấu tạo của ê tơ cơ khí

- Được tinh luyện từ thép hợp kim cứng có độ cứng khoảng 50-60 HRC
- Tay quay thường được làm từ chất Chromed, chống gỉ sét.
Ê-tơ đa năng có thể quay ngang hoặc thẳng đứng để tạo ra các góc nghiêng thuận
tiện gia công các bề mặt nghiêng của chi tiết. Lực kẹp được tạo ra thường bằng tay, tuy
nhiên có một số Ê-tô tạo ra lực kẹp bằng thủy lực và khí nén.

Hình 1.11. Ê tơ hình sine
Đặc điểm của ê tơ hình sine:
Cung cấp 1 cách chính xác , nhanh chóng những chi tiết có bề mặt nghiêng cho q
trình mài và kiểm tra.
Thêm một rãnh trung tâm có góc sẽ cung cấp thêm khả năng kẹp.