Báo cáo chuyên đề dụng cụ cắt trên máy CNC, các loại dao cắt, mũi dao của máy CNC, các thông số kỹ thuật của mũi dao cắt CNC, thông số kỹ thuật: hình dạng, kích thước, vật liệu chế tạo, ký hiệu phận loại các loại đầu dao....
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY ==========***********========== BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ CNC TÌM HIỂU VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ CẮT Nhóm sinh viên thực hiện : Nhóm II Sinh Viên: Nguyễn Xuân Thanh Lớp : Cơ điện tử _ k47 GVHD: T.S Nguyễn Hồng Sơn Hà Nội 10/2010 I . DỤNG CỤ CẮT TRÊN MÁY CNC: Khác với máy vạn năng truyền thống, máy công cụ CNC có những đặc điểm sau: - khả năng tự động hóa cao. - Tốc độ dịch chuyển, tốc độ quay lớn ( >10 3 m/phút ). - Độ chính xác cao ( sai lệch kích thước gia công đạt tới micromet). - Năng suất gia, tính linh hoạt, khả năng tập trung nguyên công cao vì vậy gia công trên máy CNC, dao cắt phải làm việc rất khốc liệt của nhiệt độ ,lực cắt, tải trọng va đập, tốc độ mòn lớn… xuất hiện trên vùng cắt. Tong những điều kiện như vậy dụng cụ cắt trên máy CNC phải có những đặc tính hơn hẳn dao cắt truyền thống nhờ các đặc điểm : - Vật liệu làm dao được sử dụng trên cơ sở thành tựu khoa học của vật liệu mới, ví dụ như vật liệu là thép gió hay hợp kim cứng phủ CVD (chemical Vapour Deposition) , PVD (Physical Vapour Deposition).Như thép gió phủ TiN, TiAlN… - Kết cấu phần cắt, thân dao, thân dao, phần chuôi được chế tạo với tính tiêu chuẩn hóa cao (phạm vi quốc tế ) nhằm đảm bảo khả năng lắp lẫn, tự động hóa trong việc lắp mới và thay thế dao mà vẫn đảm bảo chính xác thông số hình học phần cắt, vị trí dao với biên dạng chi tiết đã lập trình. - Dao cắt được nhận dạng, quản lý bằng các kí hiệu, mã hiệu, điều này đặc biệt thuận lợi cho việc lập trình gia công trên máy CNC những chi tiết phức tạp, phải sử dụng nhiều dao. Vì năng suất và độ chính xác gia công trên máy CNC phụ thuộc rất nhiều vào dụng cụ cắt. Do đó dụng cụ cắt trên máy CNC phải đáp ứng các yêu cầu sau: Có tính cắt gọt ổn định, có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt. Có tính vạn năng cao để có thể gia công được những bề mặt điển hình của nhiều chi tiết khác nhau trên các máy khác nhau. Có khả năng thay đổi nhanh khi cần gá dao khác để gia công chi tiết khác loại hoặc khi dao bị mòn. Có khả năng điều chỉnh kích thước ở ngoài vùng gia công khi sử dụng dụng cụ phụ. I. Dụng cụ tiện trên máy tiện CNC: Tất cả dao tiện trên máy CNC đều có phần cắt là các mảnh hợp kim cứng lắp ghép. Ngoài ra các dao tiện này phải đáp ứng các yêu cầu sau: - Phải đảm bảo việc sử dụng với thời gian lâu nhất các mảnh hợp kim không mài lại để đảm bảo cho các thông số hình học của dao cố định trong quá trình sử dụng. - Hình dáng của mảnh hợp kim phải hợp lý để nâng cao tính vạn năng, có nghĩa là cho phép bằng một dao có thể gia công được nhiều bề mặt khác nhau. - Các dao có góc cắt khác nhau phải có cùng một tọa độ để tạo điều kiện thuận lơi cho nhập trình gia công. Có khả năng làm việc bình thường khi gá những vị trí khác nhau. Đảm bảo độ chính xác cao. - Có khả năng tạo phoi và thoát phoi tốt ( đưa phoi ra ngoài vùng gia công thuận tiện ). Kết cấu dao tiện dùng cho CNC rất đa dạng và phụ thuộc chủ yếu vào bề mặt gia công. Các loại dụng cụ cắt trên máy tiện CNC có thể chia thành 2 kiểu cơ bản : Kiểu 1 loại có kết cấu lắp ghép giữa mảnh cắt và thân dao cắt nhờ cơ cấu kẹp chặt tương ứng. Kiểu 2 là kiểu mà phần lưỡi cắt và phần thân dao được hàn ( ví dụ mảnh carbide được hàn đồng với thân dao). H1: Dao tiện trên máy CNC. II. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC: Phần lớn lớn dụng cụ cắt trên máy phay CNC đều có phần cắt là những mảnh hợp kim cứng lắp ghép.Các dao phay phải đáp ứng những yêu cầu sau: Phải đảm bảo với thời gian sử dụng lâu nhất các mảnh hợp kim không mài lại để đảm bảo các thông số hình học của dao cố định trong quá trình sử dụng. Trong mọi trường hợp cố gắng sử dụng mảnh dụng cụ cắt đã phủ lớp bề mặt. Hình dáng của các mảnh hợp kim phải hợp lý để nâng cao tính vạn năng, có nghĩa là bằng một dao có thể gia công được nhiều bề mặt khác nhau….Có thể chia các loại dụng cụ cắt trên máy phay CNC thành 2 kiểu cơ bản : Kiểu 1 là loaij có kết cấu lắp ghép giữa mảnh dụng cụ cắt và thân dao cắt nhờ cơ cấu kẹp tương ứng . Kiểu 2 là loại mà phần lưỡi cắt và thân dao làm bằng cùng một kim loại dụng cụ cắt ( như thép gió đường kính nhỏ ) hoặc giữa lưỡi cắt và thân dao được hàn ( ví dụ mảnh carbide được hàn đồng với thân dao). H2. Dao phay trên máy CNC. III. KẾT CẤU MẢNH DAO TIỆN NGOÀI: 1. ký hiệu: - Mảnh dao tiện trên máy CNC đều được chế tạo theo tiêu chuẩn và có một kí mã hiệu riêng . Việc kí mã hiệu các mảnh dao theo tiêu chuẩn sẻ mang lại nhiều ưu điểm như : + Dễ dàng chọn được mảnh dao phù hợp với đầu dao chế tạo theo tiêu chuẩn. + Dễ dàng chọn được mảnh dao phù hợp với điều kiện gia công, vật liệu cần gia công. + Dễ dàng thay thế khi mảnh dao bị vỡ, bị mòn hỏng trong quá trình gia công, giảm đến thời gian tối đa cơ bản của máy. + Đảm bảo cho việc khai báo các thông số dao khi lập trình trên máy CNC được thuận lợi và nhanh chóng… H3. Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng của sandvik - Mảnh dao có thể được kí hiệu theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau : + Kí hiệu theo tiêu chuẩn của từng hãng sản xuất ( ví dụ theo tiêu chuẩn của hãng Misubishi, sanvik, sumitomo….) + Kí hiệu mảnh theo tiêu chuẩn DIN. + Kí hiệu theo tiêu chuẩn ISO… Tuy vậy với xu thế toàn cầu hóa, tất cả các hãng sản xuất mảnh dao lớn đều kí hiệu sản phẩm của mình theo một tiêu chuẩn chung, trong đó tiêu chuẩn ISO là tiêu chuẩn chung được nhiều hãng sản xuất mảnh dao trên thế giới sử dụng nhất . Sau đây là nghiên cứu về kí hiệu của mảnh dao theo tiêu chuẩn ISO của hãng SANDVIK. Kí hiệu của mỗi mảnh dao là tập hợp của 8 đến 10 chữ cái và chữ số. Mỗi chữ cái, chữ số mang một nội dung riêng thể hiện về hình dáng, kết cấu, kích thước và dung sai…của mảnh. T N M G 11 03 04 T R -15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Vị trí 1: chữ cái thể hiện hình dáng tổng quát của mảnh (insert shape ) đó là chữ cái đầu tiên trong từ tiếng Anh chỉ hình dáng của mảnh: ví dụ mảnh hình vuông ( S–square), mảnh hình tròn (R – Round), mảnh tam giác đều (T-triangle), mảnh hình thoi có góc nhọn ở đỉnh =55 o (D), 75 o (E), 80 o (C) Vị trí 2: Chữ cái chỉ rõ góc sau ở tiết diện chính có giá trị là bao nhiêu. Mỗi chữ cái khác nhau ở vị trí thứ 2 cho ta một giá trị của góc sau tại tiết diện chính ví dụ : : N là 0 o ,C là 7 o ,P là 11 o Riêng chữ O (other) chỉ mảnh có góc sau phi tiêu chuẩn, được theo đơn đặt hang. Vị trí 3 : một chữ cái chỉ cấp dung sai của kích thước của mảnh. Mỗi cấp dung sai khác nhau được kí hiệu ứng với một chữ cái. Khi muốn biết dung sai một kích thước nào đó của mảnh cần căn cứ vào chữ cái kí hiệu và tra theo bảng chiếu có sẵn. H4. Sơ đồ lựa chọn mảnh hợp kim cứng theo tiêu chuẩn ISO. Vị trí 4 : một chữ cái thể hiện kết cấu bẻ phoi của mảnh và mặt cắt của mảnh (cho ta biết mảnh có lỗ gá kẹp hay không), mảnh thiết kế sử dụng 1 mặt hay có thể sử dụng trên cả 2 mặt (single side or double side). Có 6 kiểu kết cấu thông thường và 1 kiểu có kết cấu đặc biệt ( X: kí hiệu này chỉ mảnh có thiết kế đặc biệt và các cạnh không bằng nhau). Vị trí 5: một chữ số chỉ kích thước của mảnh (mm). Mảnh tròn ghi theo kích thước đường kính , mảnh đa giác ghi kích thước cạnh cắt, riêng mảnh có cấu tạo các cạnh không đều thì ghi chiều dài đoạn lưỡi trên cạnh cắt (thường chiều dài đoạn lưỡi cắt này chỉ chiếm 1 phần cạnh cắt của mảnh). Vị trí 6: Ghi kích thước chiều dày của mảnh, kích thước này được tính từ mũi dao đến mặt đáy của mảnh. Vị trí 6 gồm 2 chữ số từ 01 - 09 mỗi chữ số ứng với một chiều dày. Ví dụ :03 s=3,17mm , 07 ứng với s=7,94mm Vị trí 7: kích thước bán kính mũi dao, được ghi bằng số 2 chữ số có giá trị 10xr (r là bán kính mũi dao). Ví dụ: r= 0,4mm thì ghi 04 (=10x0,4), r=1,2 ghi 12 …. Vị trí 8: một chữ cái chỉ cấu tạo góc sắc của dao. F( Sharp edle) : dao có góc sắc nhọn, không có đoạn vát âm (góc trước âm). E (Round honing edge): góc sắc được vê tròn, T (Chamfering honing edge): góc sắc được vát âm, (Cambination honing edge): vừa có đoạn vát, vừa vê tròn. Vị trí 9: Một chữ cái chỉ hướng làm việc của mảnh. Hướng trái L (lefl) dao chạy từ phải qua trái, hướng phải R (right) dao chạy từ trái sang phải , dao chạy theo hướng trung lập N (Neutral) dao cắt trên 2 lưỡi đồng thời, thường áp dụng với mảnh tiện ren, tiện cắt đứt. Vị trí 10: số hiệu chỉnh sửa của nhà sản xuất. Số này thường đặt sau dấu ghạch ngang. 2. Kết cấu mảnh dao tiện ngoài: Theo sandvik , từ việc phân loại mảnh dao tiện ngoài theo phương pháp kẹp mảnh dao người ta chế tạo ra các loại mảnh dao có kết cấu phù hợp giữa vào việc phân loại này. a) Kết cấu mảnh TMAX-P : Hình 5 giới thiệu một số mảnh T-MAXP của hãng sandvik . Hình 5. Từ hình 5 ta thấy : Mảnh T-Max P có rất nhiều hình dạng khác nhau (hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật, hình tam giác….). - Tất cả các mảnh đa giác, tròn … đều lỗ kẹp mảnh hình trụ . Các mảnh đa giác đều có góc sau ở thiết diện chính băng 0 o được kí hiệu bằng chữ N, riêng mảnh tròn có thêm mảnh có góc sau ở thiết diện chính bằng 7 o được kí hiệu bằng chữ C. - Dung sai các kích thước của mảnh lấy theo cấp M. - Mảnh TMAX P hình tròn RCMX10 03 00: H6. Mảnh dao RCMXI10 03 00 Mảnh RCMXI10 03 00 có góc ở tiết diện chính là 7 o có cơ cấu bẻ phoi trên một mặt, dung sai lấy theo cấp M cụ thể là với d = 10mm thì dung sai của d là 0.05(mm), dung sai theo kích thước là 0.13(mm). b) Kết cấu mảnh T-MAX-U: - Mảnh TMAX cũng nhiều hình dạng khác nhau (tròn, vuông, hình thoi, hình tam giác….) - Tất cả các mảnh TMAX-U đều có lỗ kẹp mảnh lên đầu dao phù hợp với hình dạng của vít kẹp (theo tiêu chuẩn). H7. Giới thiệu kết cấu của một mảnh TMAXU của hãng sandvik. - Mảnh TMAX-U bao gồm các mảnh có góc sau = 7 o ,một số góc sau bằng =5 o ( mảnh V : góc mũi dao =35 o ). Dung sai kích thước mảnh theo cấp M. Tất cả các mảnh TMAX-U đều chỉ có thể gia công trên một mặt, trên mặt gia công có thể có hoặc không có cơ cấu bẻ phoi. Trong đó đáng chú ý là mảnh với góc trước =0 o thích hợp cho việc tiện những vật liệu có phoi vụn (như gang đúc …). c) Kết cấu mảnh T-MAX-S : Từ đặc điểm của manh T MAX-S là sử dụng mỏ kẹp để gá kẹp mảnh lên đầu dao vì vậy hình dáng của T MAX-S không đa dạng, chỉ có các mảnh hình vuông và hình tam giác đều. Tất cả các mảnh TMAX-S góc sau của thiết diện chính đều bằng 7 o hoặc 11 o . Các mảnh dao loại này dùng chủ yếu cho gia công bán tinh và gia công tinh (semi-finishing and finishing). H7. Các mảnh T MAX-S của hãng sandvik. [...]... hình vuông và các mảnh hình tam giác Mảnh TMAX là những mảnh không có lỗ bắt chốt kẹp, không có cơ cấu bẻ phoi (without chipbreakers), Mảnh TMAX có thể sử dụng 1 mặt hoặc 2 mặt Với mảnh sử dụng 2 mặt có góc sau tại thiết diện chính bằng 0o, với mảnh sử dụng một mặt góc sau tại thiết diện chính thường bằng 7o, 11o Vì không có cơ cấu mảnh bẻ phoi nên mảnh T-MAX thích hợp gia công các vật liệu dòn, phoi... KNUX 16 04 05 L 11… Ta lấy ví dụ với cụ thể mảnh KNUX 16 04 05 R 11: H9.Kết cấu TMAX đặc biệt (KNUX 16 04 05 R 11) Từ hình vẽ H9 ta thấy : những loại mảnh này có 2 lưỡi cắt , với vùng bẻ phoi rộng Mảnh thích hợp để gia công các loại vật liệu có hàm lượng cacbon thấp, thép inox, hợp kim chịu nhiệt,….Ta có thể sử dụng mảnh để gia công từ thô đến tinh IV KÍ HIỆU PHÂN LOẠI VÀ KẾT CẤU ĐẦU DAO, THÂN DAO TIỆN... của 9 đến 11 chữ cái và chữ số Mỗi chữ cái chữ số mang một nội dung riêng thể hiện hình dáng, kết cấu, kích thước và dung sai …của đầu dao và thân dao H 9 Một số kiểu đầu dao theo tiêu chuẩn ISO của hãng sandvik Ví dụ: đầu dao và thân dao của hãng sandvik có kí hiệu cho trong bảng: C S K P R 25 25 M 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Trong đó : Vị trí 1: Chữ cái kí hiệu kiểu kẹp mảnh dao vào đầu dao, có 4 kiểu... Kiểu M-vừa kẹp từ mặt trên vừa dùng chốt tỳ vào mặt lỗ; Kiểu P- chỉ tỳ vào mặt lỗ của mảnh, ép mảnh vào đầu dao ; S- dùng chốt ép mảnh xuống theo phương trục của chốt Ví dụ 2 : Chữ cái chỉ hình dáng mảnh được sử dụng ( R- hình tròn, S hình vuông, T- hình tam giác…) Vị trí 3 : Chữ cái chỉ kiểu đầu, chữ cái này cho ta biết giá trị của góc nghiêng chính của phần cắt sau khi kẹp mảnh dao Ví dụ: B- dao đầu... này lực kẹp của bu-lông tác động trực tiếp vào lỗ kẹp của mảnh dao và giữ cho mảnh dao cố định trong suốt quá trình làm việc, khi kẹp bằng phương pháp này lực kẹp sẻ tác dụng theo chiều của mũi tên -Loại T-MAXS chỉ dùng nêm để kẹp: Loại đầu dao này sử dụng mảnh dao hợp kim cứng kiểu T- MAX S là mảnh dao đặc không có lỗ kẹp m - Loại T-MAX : loại đầu dao này sử dụng mảnh hợp kim cứng kiểu TMAX S là mảnh... : nhờ vít của một bu- lông tác dụng vào một đầu đòn bẩy (3), đầu còn lại của đòn bẩy sẻ tạo ra 1 lực vuông góc với trục của lỗ kẹp trên mảnh dao, ép chặt mảnh dao vào vách trên thân 1: mảnh hợp kim cứng 2: miếng đệm 3: đòn bẩy 4: vít kẹp - Loại T-MAXP dùng nêm kết hợp với chốt để kẹp : Loại đầu dao này chỉ dùng mảnh kiểu TMAX P Hình vẽ sau giới thiệu đầu dao TMAXP sử dụng nêm để kẹp: Kiểu kẹp được... KẾT CẤU ĐẦU DAO, THÂN DAO TIỆN NGOÀI : a) Kí hiệu : Cũng tương tự như mảnh hợp kim cứng được chế tạo theo tiêu chuẩn và có một kí hiệu riêng Đầu dao cũng được chế tạo theo tiêu chuẩn và cũng được kí hiệu theo tiêu chuẩn Việc kí hiệu theo tiêu chuẩn các đầu dao có nhiều ưu điểm : - Nhìn vào kí hiệu ta biết được ngay cấu tạo của đầu dao, hình dáng của mảnh dao, góc sau tại thiết diện chính của mảnh dao... việc của dụng cụ, cũng chính là chiều ăn dao, ( R- hướng ăn dao theo chiều từ phải sang trái, L- hướng ăn dao theo chiều từ trái sang phải, N- chạy dao đường kính ) Vị trí 6: Gồm 2 chữ số cho ta biết chiều cao thân dao Vị trí 7: Có 2 chữ số chỉ chiều rộng thân dao Vị trí 8: Một chữ cái chỉ chiều dài toàn bộ của dao, tính từ chuôi dao đến mũi dao Vị trí 9: Gồm 2 chữ số chỉ chiều dài đoạn lưỡi cắt của... hợp với tính chất, biên dạng định gia công Phần thân dao cũng có kết cấu theo tiêu chuẩn Ví dụ với một mảnh dao cắt TMAXP hình vuông, nhưng việc chọn kết cấu đầu dao khác nhau sẽ cho các dao tiện có góc nghiêng chính, phụ, hướng gia công khác nhau … Kết Luận : Vậy, trong phần này ta tìm hiểu được về kí mã hiệu, kết cấu của mảnh dao hợp kim cứng, của đầu, thân dao tiện ngoài