I. Mô hình thực nghiệm các thông số công nghệ đến biến dạng và chất lượng bề
1. Máy gia công ISF và dụng cụ tạo hình
1.1 Thiết bị gia công ISF
Tại PTN Trọng Điểm Quốc gia Điều khiển số và Kỹ thuật hệ thống, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm trên máy phay CNC vạn năng HassTM- 1 (hoặc máy chuyên dùng ISF) công suất 5,6 kW do Mỹ sản xuất, sử dụng hệ điều hành Fanuc, đặt tài phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia, xưởng CAD/CAM/CNC. Máy có độ chính xác cao.
Các thông số kỹ thuật của máy Hass:
- Mã hiệu máy CNC: HAAS. TM-1, 3 trục.
- Hành trình X = 762 mm Y= 305 mm Z=406 mm - Kích thước bàn máy 1200mmx325 mm
- Công suất trục chính 5.6 kW, tốc độ 40-4000rpm
- Tốc độ làm việc ổn định của trục chính 400 rpm- 2500 rpm - Tải trọng tối đa theo ba phương 8896N
54
1.2 Dụng cụ tạo hình
Dụng cụ tạo hình có cấu tạo đơn giản như một dao phay ngón, đầu hình cầu, không có lưỡi cắt, bằng vật liệu thép gió. Các kích thước đường kính mũi dụng cụ được chế tạo trong dãy số Ø5, Ø7 Ø9 Ø10 Ø11 Ø12 Ø13 Ø15 Ø18 để phù hợp với các giá trị dùng trong bài toán qui hoạch thực nghiệm
Hình 1.2.1: Bản vẽ dụng cụ được sử dụng để thí nghiệm
Trong các thử nghiệm đầu tiên, các công cụ có đầu tròn đã được sử dụng [1 ÷ 5]. Ngay sau đó các con dao này đã được thêm một đầu cầu nhỏ từ thép cứng. Để tìm một con dao tối ưu, sẽ có nhiều thử nghiệm cần thiết hơn, bởi vì đường kính của những đầu dao hình cầu này phụ thuộc vào hình thức của sản phẩm, loại vật liệu, và độ sâu mà đầu dao xuống.
55
Quỹ đạo di chuyển của dao là điều cần thiết để sản xuất thành công [1]. Vì lý do này các quy trình khác nhau đã được nêu ra trong đó có hai cách được đề cập:
- Từng bước di chuyển ra ngoài - Liên tục di chuyển vào trong.
Các công cụ được sử dụng trong SPIF thường là hình dạng đầu cầu. Đường kính dụng cụ
thường trong khoảng từ dưới 6 mm đến 25 mm hoặc lớn hơn. Dụng cụ được phát triển lên bao gồm các thiết kế dao đầu phẳng [8], dao không trụ [9] và một đầu dao hình cầu xoay tự do để giảm ma sát [1]. Nghiên cứu chỉ ra rằng đường kính của công cụ có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ hình thành của một sản phẩm và vật liệu nhất định [10], với các đầu dao có đường kính nhỏ hơn có thể tạo hình các sản phẩm có góc gia công lớn hơn. Trong khi các công cụ nhỏ hơn có thể cải thiện khả năng định dạng do hình thành chuyển vị và biến dạng.
Các công cụ nhỏ hơn cũng có thể tạo ra ma sát bề mặt cao hơn, bằng chứng là nứt vỡ và độ nhám bề mặt cao. Nghiên cứu của Cavaler et al. [12] nhận thấy ma sát tăng có thể là do góc xoắn lớn hơn xung quanh dao.
Hình 1.2.2 Các dụng cụ tạo hình và đầu kẹp sử dụng trong thí nghiệm tại DCSELAB