Quá trình gia công các chi tiết có chứa mặt tự do nói chung hoặc các bề mặt khuôn mẫu nói riêng thường trải qua ba giai đoạn (hay ba bước): Giai đoạn gia công thô; giai đoạn gia công tinh và cuối cùng là giai đoạn nguội
17
(hay còn được gọi là đánh bóng để sửa các sai sót lần cuối). Các giai đoạn gia công cụ thể như sau: [16]
Giai đoạn gia công thô: Tại giai đoạn này các nhà công nghệ thường
mong muốn lượng dư kim loại trên bề mặt được hớt bỏ càng nhiều càng tốt. Do đó tại giai đoạn này độ cứng vững của máy móc và dụng cụ cắt cần phải lớn. Dụng cụ cắt có thể lựa chọn là dao phay đầu phẳng, thậm chí là dao phay đĩa, dao gắn chip v.v… Các chế độ cắt (s, v, t) có thể lựa chọn lớn (trong phạm vi cho phép của máy móc và vật liệu).
Giai đoạn gia công tinh: Ở giai đoạn này lượng kim loại hớt bỏ rất ít,
chi tiết, dụng cụ và máy không chịu lực cắt lớn. Sau bước gia công tinh sẽ đến bước gia công nguội (đánh bóng) để sửa lại bề mặt của lòng khuôn, cánh tuốc bin, cánh máy bơm các chi tiết gia công v.v... Do đó tại bước này chất lượng bề mặt được đánh giá là quan trọng. Nếu chất lượng bề mặt trong giai đoạn này tốt thì sẽ rút ngắn được giai đoạn đánh bóng sau này.
Giai đoạn gia công nguội (đánh bóng): Sau bước gia công tinh (bước
2) sẽ còn một phần kim loại để lại trên bề mặt của chi tiết (cusp). Bước gia công nguội có nhiệm vụ xóa bỏ phần kim loại để lại này để có được bề mặt chi tiết máy tốt nhất.
Ngày nay, các sản phẩm được chế tạo bằng các phương pháp đúc, rèn dập… có sử dụng khuôn ngày càng trở lên phổ biến vì có thể tạo ra sản phẩm hoặc phôi nhanh chóng và tương đối chính xác. Việc sản xuất khuôn có ảnh hưởng trực tiếp tới thời gian chế tạo sản phẩm cũng như chi phí và chất lượng sản phẩm của khá nhiều ngành sản xuất như: Sản xuất các sản phẩm nhựa, sản xuất các chi tiết dạng vỏ… trong đó quá trình phay tạo hình là quá trình quan trọng nhất. Ngay cả khi một số kỹ thuật tiên tiến được áp dụng như phay tốc độ cao giúp cải thiện chất lượng bề mặt. Ngày nay, việc tích hợp các module hỗ trợ gia công mặt tự do trên các phần mềm CAM gần như là tất yếu. Tuy nhiên người dùng vẫn phải có những bí quyết riêng để lựa chọn chiến lược gia công theo độ phức tạp hình học của bề mặt chi tiết, loại dụng cụ và kích thước dụng cụ, đường dụng cụ [15].
18
Hình 1.11 Một số ứng dụng mặt tự do trong khuôn, cánh quạt và cánh máy bơm
Trong nội dung của luận án này vấn đề lựa chọn dụng cụ và đường dụng