ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ CHẾ TẠO TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY KHẮC GỖ C.
TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC
Giới thiệu chung về máy CNC
CNC viết tắt từ tiếng anh “ Computer Numerical Control” là một dạng máy
NC điều khiển tự động sử dụng máy tính để lập trình các bộ phận tự động hoạt động theo các sự kiện liên tiếp với tốc độ đã được xác định Điều này cho phép tạo ra mẫu vật với hình dáng và kích thước yêu cầu, thông qua các chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274.
D, thường được gọi là mã G
Sự xuất hiện của công nghệ mới trong sản xuất công nghiệp, đặc biệt là ngành kim loại, đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn Việc kết hợp chuyển động 3 chiều x-y-z giúp gia công trở nên dễ dàng, nhanh chóng và chính xác hơn, đồng thời giảm thiểu đáng kể công sức của con người.
Việc ứng dụng công nghệ CNC đã nhanh chóng lan rộng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành kim khí điện máy, may mặc, quảng cáo và điện tử Các loại vật liệu thường được gia công bằng CNC bao gồm sắt, inox, đồng, nhôm, mica và gỗ.
Một máy CNC thường bao gồm các phần sau:
Khung máy và kết cấu cơ khí , cơ cấu chuyển động
Các động cơ dẫn truyển chuyển động , di chuyển các trục và động cơ khoan
Phần mềm điều khiển máy CNC
Bài viết này sẽ nghiên cứu các vấn đề liên quan đến máy CNC, đặc biệt là thiết kế và chế tạo máy cắt CNC 3 trục, cùng với việc thử nghiệm ứng dụng trong điêu khắc gỗ 3D.
CNC có thể chia theo phần loại và theo hệ thống điều khiển:
Theo loại máy cũng tương tự như các máy công cụ truyền thống ,chia ra các loại như máy khoan CNC, máy phay CNC, máy tiện CNC,
- Phân chia theo hệ thống có thể phân ra các loại:
Các máy điều khiển điểm tới điểm.VD: máy khoan,khoét, máy hàn điểm, máy đột,
Máy điều khiển đoạn thắng là loại máy có khả năng gia công trong quá trình di chuyển theo các trục Một trong những ưu điểm nổi bật của máy CNC là khả năng tự động hóa cao, giúp tăng độ chính xác và hiệu suất trong sản xuất.
So với các máy điều khiển công cụ bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển mà dựa vào nội dung và chương trình được nhập vào máy Người điều khiển chủ yếu thực hiện nhiệm vụ theo dõi và kiểm tra các chức năng hoạt động của máy.
Độ chính xác làm việc cao, thông thường các máy CNC có độ chínhxác máy là 0.001mm do đó có thể đạt được độ chính xác cao hơn
Máy cắt với cấu trúc cơ khí bền chắc cho phép đạt tốc độ cắt cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất khi cắt các vật liệu hiện đại như kim loại cứng và gốm oxit.
Thời gian gia công ngắn hơn
Máy CNC mang lại tính linh hoạt vượt trội trong lập trình, giúp tiết kiệm thời gian điều chỉnh máy Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn đảm bảo tính kinh tế cao trong gia công hàng loạt các sản phẩm nhỏ.
Ít phải dừng máy vì kỹ thuật do đó chi phí dừng máy nhỏ.
Một số mẫu máy cnc điển hình
Thị trường Việt Nam hiện nay có nhiều loại máy CNC, chủ yếu được sản xuất tại Trung Quốc, trong khi một số ít đến từ các nước Đông Âu Những máy này thường được sử dụng trong các nhà máy đóng tàu và các cơ sở sản xuất công cụ, chế tạo cơ khí Gần đây, các máy CNC chế tác sản phẩm phi kim cũng đã xuất hiện, cho thấy sự đa dạng trong công nghệ sản xuất tại Việt Nam Dưới đây là một số loại máy CNC đang được bán và sử dụng tại thị trường Việt Nam.
Máy CNC 3 trục 1325 QC, được sản xuất tại Trung Quốc, chuyên gia công các chất liệu kim loại và phi kim loại Sản phẩm này hiện đang được nhập khẩu và phân phối bởi công ty Eramachinery tại Việt Nam.
Hình 0-1: Máy khác gỗ CNC 1325QC
Kết cấu và các thông số của máy khắc gỗ CNC 1325QC:
Bàn máy được thiết kế với khung thép chắc chắn, mặt bàn bằng nhôm đúc và tích hợp khay nước cùng vòi phun nước trực tiếp, giúp tối ưu hóa quá trình gia công sắt Tủ điều khiển liền khung không chỉ tiết kiệm diện tích mà còn mang lại sự tiện lợi Thông số máy và các tính năng khác được trình bày chi tiết trong bảng dưới đây.
Bảng 0-1: Thông số máy CNC 1325QC
Máy CNC 1325-ST 45, được sản xuất tại Trung Quốc, có khả năng gia công cả kim loại và phi kim Dưới đây là bảng thông số kỹ thuật và tính năng của máy.
Hình 0-2: Máy khác gỗ CNC 1325-ST45
Bảng 0-2: Thông số máy khắc gỗ CNC 1325-ST
Đặt vấn đề nghiên cứu đề tài
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ đã thúc đẩy máy gia công cơ khí CNC trở nên phổ biến nhờ độ chính xác cao, tốc độ nhanh và hoạt động ổn định Các máy CNC được ứng dụng rộng rãi trong gia công chế tạo thiết bị cơ khí, cũng như trong điêu khắc đá, gỗ và kim loại Tuy nhiên, tại Việt Nam, máy CNC chủ yếu là những thiết bị lớn, nhập khẩu với giá thành cao Việc ứng dụng máy CNC trong gia công thủ công mỹ nghệ chủ yếu tập trung vào công đoạn gia công tinh, trong khi kích thước sản phẩm vẫn bị giới hạn bởi kích thước của máy CNC.
Tính cấp thiết của đề tài, ý nghĩa của khoa học và thực tiễn của đề tài
Tính cấp thiết của đề tài
Nghiên cứu và chế tạo máy CNC để điêu khắc trên các vật liệu như gỗ, mica, nhôm, và đồng sẽ cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao giá trị và giảm chi phí gia công khắc chữ.
Ý nghĩa của khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu thành công sẽ dẫn đến việc sản xuất máy CNC di động chất lượng cao tại Việt Nam, với độ bền tương đương máy nhập khẩu nhưng giá thành chỉ bằng 1/2, giúp giảm chi phí và nâng cao sức cạnh tranh cho các doanh nghiệp sản xuất trong nước.
Ưu nhược điểm của máy khắc gỗ CNC 3 trục 2 đầu khắc
Gia công được nhiều dạng sản phẩm gỗ ở các vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng với kích thước không hạn chế
Độ chính xác cao, chất lượng sản phẩm cao.
Tốc độ cắt cao nhờ cấu trúc cơ khí bền chắc của máy
Năng suất cao nhờ tốc độ và độ chính xác của máy cao.
Không phụ thuộc nhiều vào tay nghề của người vận hành máy
Giá thành của máy cao hơn máy công cụ truyền thống khác
Máy cần thiết phải gọn nhẹ để dễ dàng di chuyển, do đó yêu cầu độ rung thấp và độ ổn định cao Đồng thời, quá trình gia công phải được thực hiện với lực cắt nằm trong giới hạn cho phép.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy CNC là gia công các chi tiết và cụm chi tiết theo bản vẽ thiết kế sẵn, sau đó chuyển đổi thành dữ liệu số để nhập vào máy tính.
Thông số đầu vào CNC 3 trục 2 đầu khắc
Tốc độ max :24000vg/phút
Chiều dài trục X"00 mm , Y= 3250 mm , Zg0 mm
Kích thước của máy: 3250x2200x1690 mm
Kích thước bàn máy: 3250x1540x30 mm