Tài liệu Thiết kế, chế tạo hệ thống gá phôi nhanh trên máy phay cnc

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 công nghệ về sản xuất Khuôn cùng với gia công cơ khí chính xác. Công 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, tôi 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, tôi 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 quá trình gia công 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 TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GÁ PHÔI NHANH TRÊN MÁY PHAY CNC ...................................................................................................... 34 3.1. Tính toán 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 toán kích thước tổng thể bàn gá đặt ................................................. 39 3.1.3. Tính toán pallet gá trên bàn gá đặt. .......................................................... 40 3.2. Tính toán thiết kế bàn gá đặt bên trong máy. ................................................ 44 3.2.1. Phương án đưa phôi vào và ra để gia công 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. Mô phỏng quá 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 công cơ khí ............................................................. 10 Hình 1.6. Đòn kẹp và gối đỡ ....................................................................................... 13 Hình 1.7. Đòn 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 tô cơ khí ............................................................................. 15 Hình 1.11. Ê tô hình sine ............................................................................................ 15 Hình 1.12. Một số loại Ê tô máy ................................................................................. 17 Hình 1.13. Lực kẹp trong Ê tô máy ........................................................................... 17 Hình 1.14. Cơ cấu Ê tô thủy lực ................................................................................ 18 Hình 1.15. Phương pháp tạo lực kẹp.......................................................................... 18 Hình 1.16. Các hướng tạo lực kẹp phôi ..................................................................... 19 Hình 1.17. Cơ cấu chi tiết các phương pháp kẹp phôi ............................................... 19 Hình 1.18. Kẹp phôi bằng khí nén, chân không (kẹp màng) ...................................... 20 Hình 1.19. Kẹp chân không ........................................................................................ 20 Hình 1.20. Kẹp phôi bằng khí nén và chân không (kẹp phía trong) .......................... 21 Hình 1.21. Kẹp phôi bằng khí nén và chân không (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 công chi tiết sau khi gá đặt .................................................................. 25 Hình 2.6. Chêm giữ kẹp và phôi với bề mặt chi tiết đã gia công tinh hoàn thiện ...... 26 Hình 2.7. Chêm bảo vệ bề mặt bàn máy từ phôi thô .................................................. 26 Hình 2.8. Phôi được hỗ trợ dưới kẹp .......................................................................... 27 Hình 2.9. Kẹp chân giữ phôi chặt trên bàn ................................................................ 27 Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống gá phôi nhanh ................................ 28 Hình 2.11. Cấu tạo bàn gá đặt bên ngoài máy ........................................................... 29 Hình 2.12. Xe vận chuyển phôi đến vị trí máy gia công............................................. 30 Hình 2.13. Kết cấu hệ thống gá phôi 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 phôi gia công tại công ty sản xuất Khuôn................. 33 Chu Lai – Trường Hải ................................................................................................ 33 Hình 3.1. Tổng thể mô 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 quá trình hoạt động của hệ thống gá phôi .................................. 51 Hình 4.2. Tổng thể cơ cấu gá đặt tại máy gia công 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 quá trình gia công.......................................................... 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 phôi 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 Công 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 phôi cho quá trình gia công chủ yếu là bằng tay, tốn nhiều thời gian và sức lao động. Phát sinh nhiều chi phí trong quá trình gia công. 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 công. - Giảm cường độ lao động của công nhân. - Linh hoạt trong quá 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 - Mô phỏng quá 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 toán đánh giá sơ bộ quá trình hoạt động của hệ thống. V. Ý NGHĨA THỰC TIỄN Ứng dụng cho việc gá đặt trong quá trình gia công 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 toán 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 quá 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 công việc khác. Ngoài ra còn 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 chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi là mã G. Vì thế, bộ não của máy CNC là máy tính. Đây không phải là máy tính bình thường mà là máy tính với công suất tính toán 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 ngôn 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, công tắc hành trình,…), máy công cụ CNC có tính linh hoạt cao trong công 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 thông tin “điện tử – số hóa”, cho phép nối ghép các hệ thống xử lý trong phạm vi quản lý của toàn xí nghiệp, tạo điều kiện mở rộng tự động hóa toàn bộ quá tŕnh sản xuất, ứng dụng các kỹ thuật hiện đại thông qua mạng liên thông cục bộ (LAN) hay mạng liên thông toàn 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 hoá nâng cao vượt bậc.  Máy công 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 công có thể thực hiện được ngoài máy, trong văn phòng 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 công khác nhau mà không 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 công trên máy. Ngoài ra máy CNC còn 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 công nghiệp. Vì nó có thể đem lại lợi nhuận, khả năng tái sản xuất và nó có những tính năng cao mà máy công cụ thông 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 quá trình sản xuất. Vỏ máy: Còn 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 công. 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 công cụ. Nó điều khiển quá 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 dòng điện với các thông 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 quá trình gia công 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 không ảnh hưởng đến độ chính xác khi gia công. Độ cứng vững của bàn xe dao sẽ làm cho công suất của quá 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 đoán 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 quá 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 quá 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 công 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 công dụng để đo khoảng cách với độ chính xác cao. Máy CNC cắt phôi bằng các lưỡi dao. Các lưỡi dao này có bộ phận giữ nó trong qúa trình gia công. 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 Thông thường, quá trình gia công 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 công 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 không có hoặc làm việc không hiệu quả. - Đảm bảo yêu cầu năng suất và giảm nhẹ sức lao động. - Nâng cao tốc độ cơ khí hoá , tự động hoá 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 công cơ khí 11 - Phân loại theo mức độ chuyên môn hóa: + Đồ gá văn năng thông dụng. + Đồ gá vạn năng điều chỉnh. + Đồ gá chuyên môn hóa điều chỉnh. + Đồ gá chuyên 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 công chính xác được các chi tiết trên máy CNC cũng như trên các máy gia công thông thường thì vấn đề định vị và kẹp chặt chi tiết đóng vai trò 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-tô 3. Modul gá 2. Bàn từ tính 4. Bàn xoay Kẹp bằng Ê-tô 1. Ê-tô 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: đòn kẹp, gối đỡ, bu lông kẹp với đầu T. 13 Hình 1.6. Đòn kẹp và gối đỡ Để đỡ các chi tiết gia công người ta thường sử dụng các gối đỡ. Hình 1.7. Đòn 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 công. Hình 1.8. Tấm kẹp mỏng