Dao phay ngún đầu phẳng cú gúc lượn (HỡnhHỡnhHỡnh 1.HỡnhHỡnh 1.1.1.1. 1111111111bbbbb) cú khả năng lấy đi lượng dư lớn nh t khi gia cụng cỏc b m t cong, v lý thuy t nấ ề ặ ề ế ếu
a) b) c) d) e)
Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1.
Hỡnh 1. ...11111111 Cỏc d11 ạng dao phay ngún cơ bản
a. Dao phay ngún đầu phẳng; b. Dao đầu phẳng cú gúc lượn;
c. Dao phay ngún đầu cụn cầu; d. Dao phay ngún đầu c u, ắ c u; ầ ầ
bỏn kớnh cong c a mủ ọi điểm trờn b m t mà lề ặ ớn hơn bỏn kớnh cong của đầu dao thỡ s lẽ ấy đi được hết lượng dư. Khi gia cụng mặt ph ng thỡ ẳ dao phay đầu cầu để ạ l i phần lượng dư giữa cỏc đường ch y dao Vạ . ề m gia cụng ặt thỡ dao đầu phẳng cú gúc lượn s hở ữu được c ả ưu điểm của dao phay đầu phẳng và dao phay đầu ch m cỏ ầu. Đú là vừa cú th ể s dử ụng để gia cụng thụ cỏc b mề ặt tương tự như đố ới dao phay đầu i v phẳng v a cú th gia cụng m t cong b ng phừ ể ặ ằ ần gúc lượn (nghiờng dao) như đố ới dao phay đầi v u ch m c u. ỏ ầ
1.3.1.4. Dao phay ngún thõn cụn
Dao phay ngún thõn cụn (HỡHỡHỡHỡHỡnh nh nh nh nh 1.1.1. ccccc1.1. 1111111111 ) khi gia cụng nh ng b mữ ề ặt lờn, xu ng d c, cú h c sõu thỡ cỏc dao thõn cụn r t phự h p, v mố ố ố ấ ợ ề ặt t o hỡnh và ch ạ ế độ ắt chỳng mang cỏc đặc điểm như cỏc loại dao cơ c bản trờn nhưng về ặ ứ m t s c b n thõn dao thỡ tề ốt hơn vỡ khi gia cụng sõu yờu c u thõn dao ph i dài. ầ ả
Giai đoạn gia cụng thụ, do khụng yờu c u gỡ v chớnh xỏc b m t ầ ề độ ề ặ nờn lượng kim lo i c n lo i b ạ ầ ạ ỏ thường l n. ớ Trong trường h p này d ng ợ ụ c cụ ắt thường được chọn là dao phay ngún đầu ph ng, dao phay ngún ẳ đầu vờ trũn [25][26], hoặc đụi khi chi tiế ớt l n cú th s d ng dao g n ể ử ụ ắ chip… Điều này vừa để nõng cao độ ứ c ng v ng c a d ng c nh m h t ữ ủ ụ ụ ằ ớ b ỏ được lượng dư nhiều hơn sau mỗi lượt ăn dao, do vậy cú kh rỳt ả ngắn được thời gian gia cụng và nõng cao năng suất ch t o s n ph m ế ạ ả ẩ (Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. aaaaaHỡnh 1. 1212121212 ).
Giai đoạn gia cụng tinh yờu c u v chầ ề ất lượng b mề ặt cao nờn lượng kim lo i h t b sau mạ ớ ỏ ỗi lượt gia cụng thấp, bước d ch dao ngang (step ị
Dao đầu ph ng ẳ Phần cũn l i ạ sau gia cụng thụ M t ph ng c t ặ ẳ ắ B m t chi ti t ề ặ ế Dao đầu c u ầ Hướng dao Dung sai gia cụng tinh B m t chi ề ặ a) b) Hỡnh 1 Hỡnh 1 Hỡnh 1 Hỡnh 1 Hỡnh 1. . . ...1212121212 D ng c c t khi gia cụng m t t ụ ụ ắ ặ ự do
a) D ng c cụ ụ ắt đầu ph ng khi gia cụng thụ; b) D ng c cẳ ụ ụ ắt đầu c u khi ầ gia cụng tinh
Phần cũn l i ạ sau gia cụng thụ
over) nhỏ… mục đớch để ạ t o ra b m t cú chề ặ ất lượng t t (scallop height ố nhỏ). Trong quỏ trỡnh gia cụng tinh b m t d ng c cề ặ ụ ụ ắt thường được l a chự ọn là cỏc dao phay ngún đầu ch m c u bỏ ầ ởi vỡ độ chớnh xỏc tạo hỡnh mà dao phay đầu ch m c u mang l i (ỏ ầ ạ HỡnHỡnHỡnh 1. HỡnHỡnh 1. h 1. h 1. h 1. bbbbb1212121212 ).
Sau khi chi tiết được gia cụng tinh bởi dao phay đầu c u, trờn b ầ ề m t c a chi ti t cũn t n t i cỏc ph n kim loặ ủ ế ồ ạ ầ ại để ạ l i (scallop height). Để loạ ỏi b nh ng ph n này thỡ c n ph i tr i qua quỏ trỡnh gia cụng ngu i ữ ầ ầ ả ả ộ (đỏnh búng . Do đú thời gian gia cụng thụ thườ) ng ng n, th i gian gia ắ ờ cụng tinh và th i gian nguờ ội thường chi m ph n l n quỏ trỡnh gia cụng ế ầ ớ khuụn. Do đú muốn nõng cao năng suất quỏ trỡnh gia cụng b m t cỏc ề ặ chi tiết khuụn thường quan tõm đến bước 2 đú là bước gia cụng tinh b ề m ặt. Điều này cho th y r ng vi c gia ấ ằ ệ cụng tinh và đỏnh búng cỏc bề ặt m t do chi m ph n l n t ng th i gian hỡnh thành lờn m t b khuụn ự ế ầ ớ ổ ờ ộ ộ thành ph m. Vỡ v y, vi c nghiờn c u gia cụng tinh m t t do là mẩ ậ ệ ứ ặ ự ột nghiờn c u cú tớnh khoa h c và ng d ng cao. Hi n nay quỏ trỡnh gia ứ ọ ứ ụ ệ cụng cỏc chi ti t cú ch a m t t ế ứ ặ ự do thường được s d ng trờn cỏc mỏy ử ụ CNC 3 tr c, 4 tr c ho c 5 trụ ụ ặ ục và đĩ cú nhiều cụng trỡnh nghiờn c u v ứ ề vấn đề này.
Khi gia cụng cỏc chi ti t cú ch a b m t t do, h u h t cỏc nghiờn ế ứ ề ặ ự ầ ế c u t p chung vào gi i quy t ba d ng b mứ ậ ả ế ạ ề ặt chớnh đú là vựn ồg l i, vựng lừm và vựng ph ng (ẳ Hỡnh Hỡnh Hỡnh Hỡnh Hỡnh 1. 1. 1. 131. 1. 13131313). Vỡ trong quỏ trỡnh gia cụng vựng l i, ồ
vựng lừm n u khụng cú nhế ững lưu ý trong việc ch n d ng c ọ ụ ụ hoặc
đường d ng c cú th khi n b m t khụng chớnh xỏc, ho c dụ ụ ể ế ề ặ ặ ẫn đến quỏ trỡnh gia cụng m t ấ nhiều th i gian. Trờn ờ HHHHỡnh Hỡnh ỡnh 1. ỡnh ỡnh 1. 1. 1. 1. 1313131313bbbbb d ng c cụ ụ ắt b ị giới hạn bỏn kớnh để cú th ể ăn hết lượng dư vựng bề m t lừm, trờn ặ
Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. ...1313131313 S khỏc bi t gi a vựng l i, vựng lừm và vựng ph ng khi gia ự ệ ữ ồ ẳ cụng b) c) d) a)
Hỡnh Hỡnh
Hỡnh Hỡnh
Hỡnh 1. 1. 1. 1. 1. 1313131313 bỏn kớnh d ng c khụng b ccccc ụ ụ ị giới h n khi gia cụng vựng ạ phẳng, do đú cú thể ự l a ch n d ng c ọ ụ ụ cú kớch thướ ớn để ảc l gi m th i ờ gian gia cụng, trờn HỡHỡHỡHỡHỡnh nh nh nh nh 1. 1. 1. 1. 1. 1313131313ddddd bỏn kớnh d ng c ụ ụ cũng khụng bị giới hạn, nhưng do độ ố d c c a m t cong thỡ vi c l a ch n thụng s ủ ặ ệ ự ọ ố đường d ng c m bụ ụ để đả ảo độ chớnh xỏc t o hỡnh là quan tr n ạ ọ g.
Khi gia cụng b m t t do d ng lừm kh ề ặ ự ạ ả năng cắ ẹt l m do d ng c ụ ụ ăn quỏ vào bề ặ m t chi ti t gia cụng r t d x y ra (c th ế ấ ễ ả ụ ể hơn xem HHHHHỡnh ỡnh ỡnh ỡnh ỡnh 1. 1.
1. 1.
1. 1414141414), trong cỏc h ệ thống CAM cú tớnh đến chuyện này và để trỏnh xảy ra c t l m thỡ s cũn l i m t ph n b mắ ẹ ẽ ạ ộ ầ ề ặt khụng được gia cụng (s ẽ phải s a lử ại ở giai đoạn nguội để loạ ỏi b chỳng) Cú th . ể thấy rằng đõy cũng m ra m t trong nhở ộ ững hướng nghiờn c u r t kh quan cho vi c tứ ấ ả ệ ối ưu húa gia cụng m t t do. Trờn ặ ự HỡHỡHỡHỡHỡnh nh nh nh nh 1. 1. 1. 141. 1. 14141414 ễ d dàng nh n th y r ng nậ ấ ằ ếu l a ch n d ng c c t cú ự ọ ụ ụ ắ đường kớnh nh (th ỏ ể hiện trờn Hỡnh 1.HỡnhHỡnhHỡnhHỡnh 1.1.1.1. aaaaa1414141414 là đường trũn đại di n cú bỏn kớnh nh ), quỏ trỡnh gia cụng khụng x y ra ệ ỏ ả hiện tượng c t lắ ẹm, nhưng thời gian gia cụng s kộo dài. Tuy nhiờn n u ẽ ế chọn d ng c ụ ụ cú đường kớnh lớn để quỏ trỡnh gia cụng nhanh hơn thỡ r t d x y ra kh ấ ễ ả ả năng cắ ẹt l m một vựng nào đú của b m t t (xem ề ặ ự do Hỡnh 1. Hỡnh 1.
Hỡnh 1. Hỡnh 1.
Hỡnh 1. bbbbb14141414 ). 14
Đố ới v i vi c gia cụng m t t do trờn mỏy 5 tr c ph n nào cú th ệ ặ ự ụ ầ ể khắc phục đư c hiợ ện tượng c t l m b ng bi n phỏp gi m bỏn kớnh thắ ẹ ằ ệ ả ực c a d ng c thay b ng bỏn kớnh hi u d ng b ng cỏch nghiờng d ng c ủ ụ ụ ằ ệ ụ ằ ụ ụ cắt khi rơi vào vựng lừm cú bỏn kớnh cong nhỏ hơn bỏn kớnh đầu chỏm c u c a dao (ầ ủ HỡnhHỡnhHỡnhHỡnhHỡnh 1. 1. 1. 151. 1. 15151515 Do đú, cú thể ự). l a ch n d ng c u ph ng ọ ụ ụ đầ ẳ hoặc đầu phẳng cú bỏn kớnh vờ trũn để gia cụng vỡ khi nghiờng đi thỡ
Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1.
Hỡnh 1. 1414141414. Đường c t và c t l m ắ ắ ẹ
a) Dao đường kớnh nh khụng gõy c t lỏ ắ ẹm; b) Dao đường kớnh l n gõyớ c t l m ắ ẹ a) b) Dao cú đường kớnh nh ỏ Dao cú ng kớnh l n đườ ớ Đường tõm dao C t l m ắ ẹ
bỏn kớnh hi u d ng c t lỳc này cú th ệ ụ ắ ể nhỏ hơn bỏn kớnh thực c a d ng ủ ụ cụ, do đú khụng gõy ra cắ ẹt l m hoặc để ạ l i ph n th a quỏ nhi u trờn ầ ừ ề m t t do. ặ ự
Đố ới v i gia cụng trờn mỏy CNC 3 trục điều này là khụng th th c ể ự hiện được. Do v y, d ng c ậ ụ ụ thường đượ ực l a ch n khi gia cụng t o hỡnh ọ ạ m t t do trờn mỏy phay CNC 3 trặ ự ục khi gia cụng thụ là dao phay đầu phẳng, khi gia cụng tinh là dao phay ngún đầu ch m c u. ỏ ầ
1.3.2. Đường dụng cụ khi gia cụng mặt tự do
1.3.2.1. Khỏi niệm
Đường d ng c là qu ụ ụ ỹ đạo mà một điểm trờn d ng c đư c d n ụ ụ ợ ẫ theo nú trong quỏ trỡnh gia cụng. N u nguyờn cụng th c hi n là gia ế ự ệ cụng thụ thỡ đường d ng c s d n d ng c lụ ụ ẽ ẫ ụ ụ ấy đi một lượng kim loại
(gọi là lượng dư gia cụng), cũn nếu là nguyờn cụng gia cụng tinh thỡ đường d ng c s d n d ng c th c hi n quỏ trỡnh bao hỡnh t o thành ụ ụ ẽ ẫ ụ ụ ự ệ ạ b m t c a chi ti [27]. ề ặ ủ ết
1.3.2.2. Cỏc kiểu đường d ng c ụ ụ cơ bản
Đường d ng c hiụ ụ ện nay được ỏp d ng trong cỏc h th ng ụ ệ ố CAD/CAM thương mại là k t qu c a cỏc cụng trỡnh nghiờn c u nghiờm ế ả ủ ứ
Hỡnh 1 Hỡnh 1 Hỡnh 1 Hỡnh 1 Hỡnh 1. . . ...1515151515 Gia cụng m t t do trờn mỏy 5 tr c ặ ự ụ B m t ề ặ D ng c ụ ụ M t ph ng ặ ẳ chuyển động Đường d ng c ụ ụ Điểm t o hỡnh ạ Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. 1616161616. Đường d ng c ụ ụ
tỳc c a cỏc nhà khoa h c. Cú th m i m t h ủ ọ ể ỗ ộ ệ thống CAD/CAM s d ng ử ụ
cỏc tờn g i khỏc nhau cho cỏc kiọ ểu đường d ng c ụ ụ tương tự nhau, nhưng phương phỏp sinh đường d ng c ụ ụ là tương tự nhau. Cỏc đường d ng c ngày nay vụ ụ ẫn đang được “tiến húa” thờm để ngày càng hồn thi n. Th ng kờ m t s ệ ố ộ ố đường d ng c ụ ụ cơ bản trong BB ng 1. BBBảảảảảng 1. ng 1. ng 1. ng 1. 11111.
B B B B B ng 1. 1ảảảảảng 1. 1ng 1. 1ng 1. 1ng 1. 1. . . Cỏc đường d ng c ụ ụ cơ bản STT STT STT STT
STT KiKiKiKiKiểu đườểu đườểu đườểu đườểu đường dng dng dng dng d ng cụụụụụng c ng cng cng cụụụụụ ChChChChChức năngức năngức năngức năng ức năng
1 Face S dử ụng để gia cụng thụ hoặc tinh m t phộ ần m t c a chi ti t ặ ủ ế
2 Contour Gia cụng ki u lể ặp, vựng trũng (pocket) hở, font chữ…
3 Chamfer Gia cụng vỏt cỏc cạnh 4 Fillet Gia cụng bo trũn gúc
5 Pocket Gia cụng thụ, tinh cỏc b m t dề ặ ạng trũng 6 Slot Mill Gia cụng cỏc khe, rĩnh
7 Drill Gia cụng khoan
8 Bore T o lạ ỗ, thường l l n (lỗ ớ ớn hơn 0,75 inches) 9 Thread Mill Gia cụng cỏc l ỗ ren đường kớnh l n (l n hớ ớ ơn
0,75 inches)
Trong quỏ trỡnh gia cụng, m t s thu t ng v ộ ố ậ ữ ề đường d ng c ụ ụ biểu diễn trờn HỡnHỡnHỡnHỡnHỡnh 1. h 1. h 1. h 1. h 1. 1717 đư c th ng kờ theo 171717 ợ ố BBBBB ng 1. 2ảảảảảng 1. 2ng 1. 2ng 1. 2ng 1. 2.
B B B B
B ng 1. 2.ảảảảảng 1. 2.ng 1. 2.ng 1. 2.ng 1. 2. Thuật ngữ cơ bản của đường d ng c trong gia cụng CNC ụ ụ STT
STT STT
STT STT ThuThuThuThuThu t ngậậậậật ngt ngt ngt ng ữữữữữ GiGiGiGiGiải nghĩaải nghĩaải nghĩaải nghĩaải nghĩa 1 X, Y, and Z
allowance Lượloại b ng v t li u cũn l i trờn b m t XY cỏ trong bướậ ệ c gia cụng k ti p. nú cú th ạ ề ế ếặ ần được ể gọi là “Stock to Leave” nữa
2 Stepover Bước ti n ngang là kho ng cỏch giế ả ữa hai đường d ng c c nh nhau ụ ụ ạ
3 Stepdown Là lượng v t liậ ệu được lo i b theo chi u d c ạ ỏ ề ọ hoặc hướng tr c v i mụ ớ ỗi lượ ịt d ch dao ngang 4 Top of Stock Chỉ đị nh m t trờn cao nh t cặ ấ ủa phụi, được s ử
d ng làm tham chi u cho cỏc quy trỡnh gia ụ ế cụng
5 Feed Height Là chi u cao d ng c nh v ề ụ ụ đị ị trước khi bắt đầu gia cụng, thường đặ ởt kho ng cỏch an tồn ả 6 Retract Height Là chi u cao c a d ng c ề ủ ụ ụ được nõng lờn giữa
cỏc l n chuyầ ển đường d ng c ụ ụ tương tự. Thường trong cỏc h th ng CAD/CAM s s ệ ố ẽ ử d ng m t an tồn ụ ặ (safe plane) để xỏc định chi u cao này ề
K t h p cỏc dế ợ ạng đường d ng c ụ ụ cơ bản trờn BBBBB ng ảảảảảng ng ng ng 1. 1. 1. 1. 1. 11111 v i cỏc ớ
thụng s trờn ố HỡnhHỡnhHỡnhHỡnhHỡnh 1. 1. 1. 1. 1. 1717171717 cú th ể xuất hi n nhi u bi n th c a cỏc ệ ề ế ể ủ đường d ng c khỏc nhau. Trong ụ ụ Hỡnh HHHHỡnh ỡnh 1. ỡnh ỡnh 1. 1. 1. 181. 181818 ch ra m t s 18 ỉ ộ ố đường d ng ụ
c trong Catia V5R20 Cỏc h ụ . ệ thống CAD/CAM khỏc cũng cú thể cú những đường d ng c d ng này v i tờn g i khỏc hoụ ụ ạ ớ ọ ặc cỏc đường d ng ụ c dụ ạng khỏc mang ý nghĩa độc quy n c a hĩng. ề ủ
Trờn Hỡnh Hỡnh Hỡnh 1.Hỡnh Hỡnh 1.1.1.1. 18 18181818 biểu di n m t s ễ ộ ố đường d ng c ụ ụ cơ bả n trong Catia V5R20 như sau:
Hỡnh Hỡnh Hỡnh
Hỡnh Hỡnh 1. 1. 1. 1. 1. a.1818181818a.a.a.a. Kiểu One way next: đường d ng c ụ ụ luụn đi theo một hướng, khi k t thỳc c a mế ủ ột đường d n thỡ d ng c s di chuy n chộo ẫ ụ ụ ẽ ể tới đầu c a mủ ột đường d n ti p theo (nhẫ ế ảy bước ti n ngang chộo). ế
7 Clearance Height Là chi u cao c a d ng c di chuy n ề ủ ụ ụ ể ở giữa cỏc bước gia cụng, thường chọn cao hơn mặt trờn c a phụi m t kho ng 1.0 inches ủ ộ ả
8 Tool path Centerline
Là đường d ng c nụ ụ ằm đỳng tõm của d ng cụ ụ. Trong tr ng h p này c n ph i chỳ ý t i thụng ườ ợ ầ ả ớ s ố đường kớnh d ng c trỏnh gõy va chụ ụ để ạm v i nh ng vựng khụng c n gia cụng. ớ ữ ầ
9 Feed rate Tốc độ di chuyển bàn mỏy (lượng ti n dao dế ọc) 10 Cutting Feed Lượng ăn dao khi gia cụng (tốc độ ắ c t)
11 Prof-Stock-Allow Lượ g dư để ạ ề ặn l i b m t bờn 12 Bottom-Stock-
Allow
Lượng dư để ạ l i mặt đỏy 13 Scan-Type Kiểu quột dao
14 Clear-Dist Kho ng lựi dao ả
15 Spindle Speed Tốc độ quay tr c chớnh ụ
Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1. Hỡnh 1.
Hỡnh 1. 17171717. Mộ ố17 t s thu t ng v đư ng d ng c khi gia cụng trờn mỏy ậ ữ ề ờ ụ ụ phay CNC
Hướng dao
Chi u cao dao ề
Chiều cao phần lưỡ ắi c t M t trờn phụi ặ M t XY c a phụi ặ ủ M t Z c a phụi ặ ủ Bước ti n ngang ế Chi u sõu ề