Ngày nay sản phẩm cơ khí chính xác đã chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vật liệu chế tạo chúng ngày càng có những tính chất ưu việt như về chất lượng độ bền…Do vậy mà ngành công nghiệp đã phát triển rất nhanh trong thời gian qua kéo theo đó là các lĩnh vực tạo hình sản xuất và chế tạo các sản phẩm từ nhựa phát triển theo đặc biệt trong đó phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa ra đời và ra cho vô số các sản phẩm với đủ kiểu dáng chủng loại phục vụ cho đời sống con người. Việc chế tạo ra các chi tiết có biên dạng phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo các phương pháp truyền thống gặp rất nhiều khó khăn. Ngoài việc chế tạo các chi tiết máy yêu cầu độ chính xác cao còn phụ thuộc nhiều vào trình độ của người thợ, thời gian chế tạo chúng. Cùng với sự phát triển các ngành khoa học kỹ thuật, các công nghệ gia công mới cũng phát triển rất mạnh mẽ kéo theo các ứng dụng phần mềm vào trong tự động hóa sản xuất và tự động hóa lắp ráp như ứng dụng phần mềm Master Cam, Unigraphics NX, …Việc ứng dụng các máy CNC và các phần mềm này vào sản xuất đã giải quyết được các khó khăn trước đây và đem lại hiệu quả kinh tế rất cao. Sau một thời gian được sự hướng dẫn, em đã hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp. Trong thời gian đó, em đã được tìm hiểu về các loại máy CNC, cách vận hành máy CNC vào việc gia công các chi tiết cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn thầy đã hướng dẫn và chỉ bảo em rất tận tình để em hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp này.
GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP
Giới thiệu chung về cở sở thực tập
Tên cơ sở thực tập: Địa chỉ:
Thiết kế, chế tạo và sản xuất các cấu kiện kim loại;
Gia công, chế tạo khuôn mẫu, đồ gá;
Hình 1.1 Vị trí thực tập Địa điểm thực tập
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
Doanh nghiệp bắt đầu từ sản xuất các mặt hàng cơ khí với quy mô nhỏ đã từng bước phát triển, trang bị thêm nhiều máy móc và thiết bị hiện đại Sự gia tăng số lượng hàng hóa sản xuất giúp đáp ứng tốt hơn nhu cầu đa dạng của khách hàng, từ đó doanh nghiệp đã thành công trong việc mở rộng quy mô và phát triển bền vững.
Cơ cấu tổ chức
Tìm kiếm và phát triển thị trường, ký kết hợp đồng gia công và chế tạo sản phẩm Giao tiếp với khách hàng để hiểu rõ yêu cầu và nhu cầu của họ.
Trao đổi và soạn thảo hợp đồng, xem xét các hoạt động do khách hàng yêu cầu để trình lên Giám đốc xem xét và ký kết.
Theo dõi tiến độ làm việc phù hợp với hợp đồng.
Lập các bản vẽ chi tiết cho các tổ sản xuất theo yêu cầu hợp đồng.
Giải quyết và trình lãnh đạo giải quyết khi có sự cố xảy ra trong quá trình thực hiện hợp đồng.
Dựa trên kế hoạch đã được xác định, công ty sẽ huy động nguồn vốn phù hợp với tính chất công việc, nhằm đảm bảo các hoạt động sản xuất kinh doanh diễn ra hiệu quả và đạt được hiệu quả kinh tế cao.
Lập dự thảo về tài chính và thống nhất với kế hoạch sản xuất kinh doanh của công ty.
Thanh toán đầy đủ, đúng hạn kịp thời, đúng chế độ các khoản thanh toán.
Doanh nghiệp cần thực hiện nghĩa vụ thanh toán ngân sách nhà nước, đảm bảo thanh toán các khoản chi cần thiết cho khách hàng và nhân viên, đồng thời thu hồi vốn từ những khách hàng còn nợ.
Trích lập và sử dụng các quỹ theo đúng chính sách chế độ và mục đích.
Thường xuyên kiểm tra tài chính đối với hoạt động kinh doanh.
Có trách nhiệm tham mưu cho Giám đốc các công tác về kỹ thuật để các đơn vị triển khai sản xuất.
Lập dự trù các vật tư cần thiết.
Tính toán và thiết kế bản vẽ, lập quy trình công nghệ và phương án tiến hành cho các đơn vị thực hiện.
Thường xuyên kiểm soát quá trình sản xuất và máy móc trang thiết bị nếu có sai phạm gì thì kịp thời khắc phục.
Lập kế hoạch sửa chữa và bảo trì các thiết bị máy móc.
Để duy trì uy tín trong sản xuất và kinh doanh, việc thường xuyên kiểm tra chất lượng sản phẩm trước khi giao cho khách hàng là rất quan trọng Bên cạnh đó, đầu tư vào nghiên cứu và thiết kế các sản phẩm mới cũng là một yếu tố then chốt để phát triển bền vững.
Gồm các bộ phận trực thuộc:
Nhà kho và tổ cơ khí có trách nhiệm trực tiếp gia công sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng.
Nhà kho đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và bảo quản thiết bị phụ tùng cơ khí, nhằm đáp ứng kịp thời các yêu cầu sản xuất Việc đảm bảo đầy đủ dụng cụ cho các tổ cơ khí sẽ giúp quá trình sản xuất diễn ra đúng tiến độ.
Tổ mài, xung - nhiệt luyện
Tất cả các tổ cơ khí thực hiện gia công sản phẩm dựa trên quy trình công nghệ và bản vẽ kỹ thuật đã được thiết lập Sản phẩm được gia công theo đúng yêu cầu và thông số kỹ thuật trong bản vẽ đã có sẵn.
Cơ sở hạ tầng máy móc trang thiết bị
Và nhiều máy móc có liên quan
An toàn lao động
1.4.1 An toàn lao động khi làm trong xưởng
Mục tiêu chính của việc đảm bảo an toàn lao động trong ngành sản xuất cơ khí là giảm thiểu tối đa thương tích và tai nạn trong quá trình làm việc của người lao động, đồng thời ngăn chặn những thiệt hại về người và tài sản cho công ty sản xuất gia công cơ khí.
Để đảm bảo an toàn cho người lao động trong ngành sản xuất cơ khí, việc đầu tiên là tìm hiểu các nguyên nhân có thể dẫn đến tai nạn Từ đó, cần áp dụng các biện pháp khắc phục kịp thời để giảm thiểu rủi ro.
Qua khảo sát thực tế ý kiến từ nhiều doanh nghiệp, nguyên nhân gây tai nạn trong sản xuất cơ khí rất đa dạng, nhưng có thể tổng hợp lại thành những nguyên nhân chính sau đây.
Thiết bị bảo hộ thiếu, hoặc không đảm bảo an toàn cho người lao động.
Do máy móc bị hỏng dẫn đến hở điện hoặc sai sót khi hoạt động cũng có thể gây tai nạn cho người lao động.
Do người lao động không thực hiện theo nội quy an toàn của xưởng sản xuất; vi phạm các tiêu chuẩn, quy trình sử dụng máy an toàn.
Điều kiện khách quan bên ngoài kém như thiếu ánh sáng, thiếu quạt thông gió, hay quạt thông gió có độ ồn vượt quá tiêu chuẩn cho phép.
Nhà xưởng cần được tổ chức gọn gàng và khoa học để tối ưu hóa không gian làm việc Việc sắp xếp máy móc hợp lý, cùng với nguyên liệu và thành phẩm được phân loại rõ ràng, sẽ giúp cải thiện giao thông nội bộ trong xưởng, từ đó nâng cao hiệu suất sản xuất.
1.4.2 An toàn lao động khi sử dụng máy CNC
Phôi hoặc các vật nhọn bay vào mắt
Khi vận hành máy tiện, việc luôn đeo kính bảo hộ là rất quan trọng để bảo vệ đôi mắt khỏi các phoi tiện bay ra Ngoài ra, cần chú ý đề phòng để tránh bị cuốn vào máy, đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.
Khi làm việc với máy tiện, bạn nên xắn tay áo, tháo cà vạt hoặc bím tóc, và giữ cho trang phục gọn gàng Tay áo ngắn là lựa chọn an toàn hơn, vì quần áo rộng có thể bị vướng vào các bộ phận quay của máy, dẫn đến nguy cơ bị kéo vào máy và gây thương tích nghiêm trọng.
Không nên dừng mâm cặp máy tiện hoặc đĩa truyền động bằng tay vì có nguy cơ gây thương tích cho tay hoặc gãy ngón Khi thực hiện các công việc như đo chi tiết gia công, vệ sinh, bôi dầu hay điều chỉnh máy, cần tránh đo các bộ phận đang quay để phòng tránh gãy dụng cụ và tổn thương cá nhân.
Không bao giờ đeo nhẫn hoặc đồng hồ
Nhẫn hoặc đồng hồ có thể bị vướng vào vật đang quay hoặc các bộ phận của máy tiện và gây ra những tôn thương nghiêm trọng.
Một vật bằng kim loại rơi lên tay sẽ làm cong hoặc gãy chiếc nhẫn, gây ra sự đau đớn cho đến khi có thể tháo chiếc nhẫn ra
Không được vận hành máy tiện khi bạn chưa hoàn toàn hiểu các điều khiển máy
Không biết điều gì có thể xảy ra khi các cần hoặc công tắc được bật lên, có thể rất nguy hiểm.
Bảo đảm bạn có thể dừng máy một cách nhanh chóng trong trường những điều bất ngở xảy ra.
Không bao giờ vận hành máy nếu không có các tấm chắn an toàn hoặc các tấm chắn không được đóng chính xác
Các chắn bảo vệ được lắp đặt bởi nhà chế tạo để che các bánh răng, đai hoặc trục đang quay.
Quần áo lụng thụng hoặc tay có thể bị kéo vào các bộ phận quay nếu tấm chắn không được lắp đặt.
Các ngón tay bị kẹt trong bánh răng hoặc giữa các phần của mâm cặp
Khi sử dụng máy tiện, quy tắc quan trọng là luôn giữ bàn tay của bạn tránh xa các vị trí nguy hiểm Đây là một trong những tai nạn phổ biến mà người sử dụng có thể gặp phải.
Các chi tiết của gia công máy tiện cnc bị gãy hoặc rớt
Bàn cặp nặng hoặc phôi có thể gây nguy hiểm khi rơi, vì vậy cần phải cẩn trọng khi xử lý chúng Nếu trục ren bị đảo chiều đột ngột, mâm cặp có thể thoát ra và bay ra khỏi máy tiện, tạo ra nguy cơ cao cho người sử dụng.
Cờ lê mâm cặp trái có thể trở thành một mối nguy hiểm khi máy hoạt động, vì vậy cần phải tháo nó ngay lập tức sau khi sử dụng để đảm bảo an toàn.
Trước khi khởi động máy tiện, cần đảm bảo rằng mâm cặp hoặc tấm mặt được lắp chắc chắn Nếu máy tiện khởi động khi một phụ tùng của trục chính không được cố định chặt, chuyển động quay sẽ làm nới lỏng phụ tùng đó, có thể dẫn đến việc nó bị văng ra khỏi máy Một phụ tùng nặng, dưới tác động của tốc độ quay, có thể trở thành một mối nguy hiểm nghiêm trọng.
Chìa vặn bị để quên trên mâm cặp ,gây nguy hiểm khi máy chạy
Phải lấy chìa vặn ra ngay sau khi sử dụng xong
Nguy cơ do tiếp xúc với các chi tiết máy ở nhiệt độ cao
Cháy thường xảy ra khi xử lý phôi nóng với nhiệt độ lên đến hoặc vượt quá 3000°C Để đảm bảo an toàn, người lao động cần đeo găng tay khi làm việc với các phôi nóng.
Tiếp xúc với các cạnh sắc nét, góc cạnh hoặc bị vấp ngã là nguyên nhân phổ biến nhất gây chấn thương tay trong gia công máy tiện CNC Những cạnh sắc này thường xuất hiện trên phôi dây dài, mảnh dao hoặc ở các cạnh của phần ren.
Mối nguy hiểm của việc giữ phôi hoặc từ các thiết bị di chuyển
Khi phôi được kẹp, các thành phần của chúng thường vượt ra ngoài đường kính bên ngoài của thiết bị Do đó, việc sử dụng bảng chỉ dẫn cảnh báo nguy hiểm là rất cần thiết để đảm bảo an toàn.
Trên các thiết bị điện, cần chú ý đến điểm kẹp giữa phôi và thiết bị gá Không bao giờ vận hành mâm cặp có bánh răng mà không có vật thể nào được kẹp chặt trong hàm.
THỰC TẬP TẠI PHÂN XƯỞNG CNC
Công nghệ CNC
Công nghệ CNC đã tạo ra bước ngoặt quan trọng trong sản xuất cơ khí và tiếp tục phát triển để mang lại sản phẩm hoàn hảo Nó không chỉ là nền tảng cho các công nghệ sau này trong ngành cơ khí mà còn mở rộng sang các lĩnh vực khác như y tế, nông nghiệp, mỹ nghệ và công nghệ thông minh.
CNC, viết tắt của Computer Number Control, là quá trình gia công cơ khí hoàn toàn dựa trên các thuật toán số và được điều khiển bởi máy tính, nhằm đáp ứng các yêu cầu của con người.
Trước đây, gia công cơ khí chủ yếu dựa vào các máy cơ như tiện cơ và phay cơ, gây tốn thời gian và hiệu suất thấp Mỗi máy cần một thợ vận hành, dẫn đến sản lượng sản phẩm hạn chế và độ chính xác không cao, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế.
Sau khi trải qua quá trình cải tiến, máy CNC đã ra đời để khắc phục những nhược điểm của máy cơ Công nghệ CNC, hay còn gọi là gia công điều khiển bằng máy tính, cho phép người dùng thực hiện quá trình gia công thông qua phần mềm CAM Sau khi hoàn tất quá trình trên máy tính, phần mềm sẽ xuất ra mã NC cho quá trình gia công Người dùng chỉ cần chuyển mã này vào máy CNC, thiết lập dao và phôi, sau đó máy sẽ tiến hành gia công.
Máy CNC, với khả năng điều khiển bằng máy tính, có thể cắt kim loại theo các đường cong và hình dạng phức tạp, bao gồm cả việc đục rỗng bên trong phôi Độ chính xác của máy CNC được coi là tuyệt đối nhờ vào việc lập trình và điều khiển chính xác, tạo ra các sản phẩm cắt gọt sắc sảo và thẩm mỹ Tuy nhiên, độ chính xác này cũng phụ thuộc vào một số yếu tố như độ mòn của lưỡi cắt, quy trình nhập liệu của người vận hành và chất lượng của phôi.
Hình 2.2 Phôi đang được phay
Các phương pháp gia công
Trong tiện CNC, phôi được gắn trên mâm cặp quay, cho phép loại bỏ vật liệu bằng các công cụ cắt cố định Phương pháp này giúp tạo ra các bộ phận đối xứng dọc theo trục trung tâm một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí hơn so với phay.
Hình 2.3 Gia công tiện CNC
Các bước cơ bản để sản xuất một chi tiết bằng phương pháp tiện CNC như sau:
Mã G được tạo từ bản thiết kế CAD và phôi có đường kính phù hợp được đưa vào máy CNC
Phôi quay nhanh trong khi công cụ cắt cố định di chuyển theo trắc đồ tiện đã được lập trình, loại bỏ vật liệu cho đến khi đạt được chi tiết thiết kế Đồng thời, các lỗ dọc theo trục trung tâm cũng được gia công bằng máy khoan trung tâm và dụng cụ cắt bên trong.
Nếu cần lật hoặc di chuyển chi tiết, quá trình sẽ được thực hiện lại Nếu không, chi tiết sẽ được cắt từ phôi và chuẩn bị cho các bước sản xuất tiếp theo.
Máy tiện CNC chủ yếu được sử dụng để sản xuất các chi tiết hình trụ, nhưng với hệ thống tiện CNC đa trục hiện đại, có thể chế tạo cả các bộ phận không trụ Những hệ thống này kết hợp năng suất cao của tiện CNC với khả năng phay CNC, cho phép tạo ra nhiều hình dạng phức tạp với đối xứng quay, như trục cam và cánh quạt máy nén hướng tâm.
Trong quá trình tiện CNC, phôi được gắn trên mâm cặp quay, trong khi vật liệu được loại bỏ bằng các công cụ cắt cố định Phương pháp này cho phép tạo ra các bộ phận đối xứng dọc theo trục trung tâm một cách hiệu quả So với phay, chi tiết tiện được sản xuất nhanh chóng và tiết kiệm chi phí hơn.
Phay CNC là một trong những công nghệ gia công phổ biến nhất hiện nay Trong quy trình phay CNC, các chi tiết được cố định trên bàn máy, trong khi vật liệu được loại bỏ thông qua các công cụ cắt quay, giúp tạo ra các sản phẩm chính xác và hiệu quả.
Quy trình phay CNC cơ bản gồm các bước:
Mô hình CAD được chuyển đổi thành chuỗi lệnh mã G mà máy CNC có thể hiểu Quá trình này thường do người vận hành thực hiện trực tiếp trên máy, dựa vào các bản vẽ kỹ thuật được cung cấp.
Phôi vật liệu được cắt theo kích thước và đặt trên bàn máy để tạo hình, có thể thông qua đồ gá hoặc gắn trực tiếp Để đảm bảo độ chính xác trong gia công, phôi cần được định vị và căn chỉnh chính xác bằng các công cụ đo lường đặc biệt như đầu dò cảm ứng.
Quá trình tạo hình chi tiết từ vật liệu diễn ra thông qua các công cụ cắt chuyên dụng quay với tốc độ rất cao, lên đến hàng nghìn vòng/phút Để đảm bảo độ chính xác trong tạo hình, trước tiên, phôi được gia công thô để loại bỏ vật liệu một cách nhanh chóng, mặc dù độ chính xác còn thấp và chỉ đạt được hình dạng gần đúng Sau đó, các đường chạy dao hoàn thiện sẽ được thực hiện để hoàn thiện sản phẩm cuối cùng.
Nếu mô hình có vị trí mà công cụ cắt không thể gia công trong một lần gá duy nhất, chẳng hạn như khe ở phía sau, thì cần phải lật phần đó và thực hiện lại các bước gia công.
Sau khi gia công, cần loại bỏ bavia để khắc phục các khuyết tật nhỏ trên cạnh sắc do biến dạng vật liệu Tiếp theo, nếu có dung sai trong bản vẽ kỹ thuật, các kích thước quan trọng sẽ được kiểm tra Những chi tiết đạt yêu cầu sẽ được sử dụng cho các bước tiếp theo.
Hệ thống phay CNC thường có 3 bậc tự do tuyến tính (trục X, Y, Z), trong khi các hệ thống tiên tiến hơn với 5 bậc tự do cho phép xoay bàn hoặc đầu công cụ (trục A và B) CNC 5 trục có khả năng gia công các chi tiết phức tạp, giúp giảm thiểu nhu cầu sử dụng nhiều máy.
Hình 2.5 Một chi tiết phay CNC điển hình
Đặc điểm của gia công CNC
Hầu hết các tham số gia công do người vận hành máy xác định trong quá trình tạo mã G, thường ít được nhà thiết kế chú ý Các thông số quan trọng mà máy CNC quan tâm bao gồm kích thước khổ gia công và độ chính xác của máy.
Máy gia công CNC có kích thước làm việc lớn, với hệ thống phay CNC có khả năng gia công chi tiết lên đến 2000 x 800 x 100mm (78” x 32” x 40”) và hệ thống tiện CNC có thể chế tạo chi tiết có đường kính tối đa Φ500mm (Φ20”).
Gia công CNC cho phép sản xuất các bộ phận với độ chính xác cao và dung sai chặt chẽ Khi không có dung sai được chỉ định, độ chính xác điển hình đạt được là ±0,125mm (±0,005”) Đặc biệt, với công nghệ CNC, có thể đạt được dung sai chặt chẽ dưới một nửa đường kính của một sợi tóc trung bình của con người, tức là ±0,025mm (0,001”).
2.3.2 Dụng cụ cắt CNC Để tạo hình học khác nhau, máy CNC sử dụng các công cụ cắt khác nhau Dưới đây là một số công cụ phay được sử dụng phổ biến nhất trong CNC:
Hình 2.6 Một số công cụ cắt CNC phổ biến nhất
Dao phay phẳng, dao trụ và dao cầu là những công cụ quan trọng trong gia công các khe, rãnh, hốc và bức tường thẳng đứng Hình dạng đa dạng của chúng cho phép thực hiện các tính năng chi tiết khác nhau Đặc biệt, dao trụ thường được sử dụng trong gia công CNC 5 trục để tạo ra các bề mặt cong và hình dạng tự do.
Khoan là phương pháp phổ biến và nhanh chóng để tạo ra lỗ trống, bao gồm cả lỗ khoan tiêu chuẩn và không tiêu chuẩn Các công cụ phay mặt phẳng với đường kính trục nhỏ hơn lưỡi cắt cho phép cắt các khe chữ T và các hình dạng khác bằng cách loại bỏ vật liệu từ các cạnh thẳng.
Taro tự động trên máy CNC là phương pháp hiệu quả để sản xuất các lỗ ren, yêu cầu kiểm soát chính xác tốc độ quay và tốc độ chuyển động ăn dao Mặc dù taro tự động rất phổ biến, taro thủ công vẫn được sử dụng tại một số xưởng để đáp ứng nhu cầu cụ thể.
Dao phay mặt là công cụ quan trọng trong gia công, được sử dụng để loại bỏ vật liệu từ các mặt phẳng lớn Với đường kính lớn hơn so với các công cụ gia công khác, dao phay mặt giúp giảm số lần di chuyển, từ đó rút ngắn thời gian gia công và tạo ra bề mặt phẳng Giai đoạn phay mặt thường được thực hiện sớm trong quy trình gia công để chuẩn bị kích thước cho phôi.
Các công cụ cắt lớn không kém cũng được sử dụng trong tiện CNC, đáp ứng mọi nhu cầu gia công, như cắt mặt, cắt ren và cắt rãnh.
2.3.3 Độ phức tạp hình học & hạn chế thiết kế
CNC mang lại sự linh hoạt tuyệt vời trong thiết kế, tuy nhiên không phải mọi hình học đều có thể gia công bằng phương pháp này Khác với in 3D, độ phức tạp của chi tiết CNC có thể làm tăng chi phí do yêu cầu nhiều bước sản xuất hơn.
Hệ thống CNC 5 trục cho phép công cụ cắt tiếp cận các khu vực không thể tiếp cận với hệ thống 3 trục
Trong quá trình CNC, một trong những hạn chế chính là hình dạng của công cụ cắt, ảnh hưởng đến kết quả gia công Chẳng hạn, các cạnh bên trong của khe sẽ luôn được làm tròn do việc sử dụng công cụ có cấu hình hình trụ.
Hạn chế lớn trong CNC là khả năng truy cập công cụ, vì vật liệu chỉ có thể được gỡ bỏ khi công cụ tiếp cận được khu vực đó Hầu hết các máy CNC hoạt động trên hệ thống 3 trục, yêu cầu thiết kế tính năng sao cho có thể truy cập từ phía trên Tuy nhiên, hệ thống CNC 5 trục mang lại sự linh hoạt cao hơn, cho phép tạo ra các phần phức tạp hơn nhờ vào khả năng điều chỉnh góc giữa phần và công cụ, giúp tiếp cận các khu vực khó khăn.
Các bộ phận có bức tường mỏng hoặc tính năng phức tạp gây khó khăn cho máy CNC, vì chúng dễ bị rung và có nguy cơ bị hỏng do lực cắt Để đảm bảo độ bền, độ dày tối thiểu được khuyến nghị là 0,8 mm cho kim loại và 1,5 mm cho nhựa.
2.3.4 Vật liệu gia công CNC
Một trong những lợi thế nổi bật của gia công CNC là khả năng sản xuất các chi tiết với đặc tính vật liệu xuất sắc từ nhiều loại vật liệu khác nhau Thực tế, hầu hết các vật liệu kỹ thuật đều có thể được gia công bằng công nghệ CNC.
Khác với in 3D, các bộ phận gia công CNC sở hữu các tính chất vật lý đồng nhất, tương tự như các đặc tính của vật liệu khối từ đó được chế tạo.
Gia công CNC chủ yếu áp dụng cho kim loại trong cả tạo mẫu và sản xuất quy mô lớn Ngược lại, nhựa thường khó gia công hơn do độ cứng và nhiệt độ nóng chảy thấp Một ứng dụng phổ biến của gia công CNC với nhựa là tạo ra các nguyên mẫu chức năng trước khi tiến hành sản xuất hàng loạt bằng phương pháp ép nhựa.
Hệ thống tọa độ và cách xác định vị trí các điểm trên máy CNC
2.4.1 Các loại hệ tọa độ
Các hệ tọa độ là công cụ quan trọng giúp mô tả chính xác vị trí của tất cả các điểm trên bề mặt gia công và trong không gian Chúng được phân chia thành hai loại chính: hệ tọa độ Đêcac và hệ tọa độ cực.
Hình 2.8 Hệ tọa độ trên máy
2.4.2 Định nghĩa hệ tọa độ liên quan tới máy và chi tiết gia công
Hệ tọa độ của máy công cụ CNC được quy định bởi nhà chế tạo và không thể thay đổi Điểm gốc của hệ tọa độ, hay còn gọi là điểm zero máy M, có vị trí cố định và không thể dịch chuyển.
Hình 2.9 Hệ tọa độ máy
Hệ tọa độ phôi được xác định bởi người lập trình và có thể được điều chỉnh linh hoạt Điểm gốc của hệ tọa độ phôi, hay còn gọi là điểm zero phôi, có thể đặt ở bất kỳ vị trí nào.
Hình 2.10 Hệ tọa độ phôi
Hệ tọa độ của máy CNC được xác định dựa trên cấu tạo của máy Trên máy phay CNC, trục chính công tác (mang dao) được quy định là trục z, với chiều dương của trục z hướng từ chi tiết gia công lên tới dụng cụ cắt.
Trong hệ tọa độ Đêcac không gian, trục X và trục Y nằm song song với mặt phẳng kẹp chi tiết gia công, với chiều dương của trục X hướng sang phải và trục Y từ ngoài vào trong khi đứng trước máy Điểm 0 của hệ tọa độ nên được đặt ở một cạnh ngoài của chi tiết gia công để thuận tiện cho việc tính toán Thông thường, điểm zero phôi được chọn ở cạnh ngoài của mặt phẳng trên và mặt phẳng dưới để hỗ trợ lập trình hiệu quả hơn.
Trên máy tiện CNC, trục chính công tác được xác định là trục z, trùng với trục quay của máy Chiều dương của trục z được quy định là hướng mà dụng cụ cắt di chuyển ra xa chi tiết gia công.
Trục X vuông góc với trục z Chiều của nó tuy vậy, phụ thuộc vào vị trí của dụng cụ cắt nằm phía trước hay sau tâm quay.
Quy trình gia công CNC
Gia công CNC là quy trình sản xuất tiên tiến, trong đó máy tính điều khiển hoạt động của máy và dụng cụ cắt để tạo hình phôi theo mẫu đã được lập trình sẵn.
Quy trình gia công CNC cơ bản bao gồm các giai đoạn sau:
Kiểm tra dữ liệu thiết kế
Thiết kế mô hình CAD
Chuyển đổi tập tin CAD sang chương trình CNC
Thực hiện thao tác gia công
2.5.1 Kiểm tra dữ liệu thiết kế Đọc hiểu bản vẽ chi tiết: kích thước chính xác, hình dáng, độ bóng và vật liệu gia công.
2.5.2 Thiết kế mô hình CAD.
Quá trình gia công CNC bắt đầu với việc tạo bản vẽ vectơ 2D hoặc 3D qua phần mềm CAD, thường là AutoCAD Phần mềm này giúp các nhà thiết kế và sản xuất xây dựng mô hình và kết xuất các bộ phận, sản phẩm cùng với thông số kỹ thuật cần thiết như kích thước và hình học, phục vụ cho quá trình sản xuất.
Khi thiết kế bản vẽ CAD, kỹ sư cần nắm rõ các hạn chế và khả năng tối đa của máy CNC sử dụng bản vẽ đó Do các máy CNC thường hoạt động theo trục tròn, các bản vẽ CAD nên hạn chế yêu cầu máy xử lý các khối hình có bo cạnh để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Sau khi hoàn thành thiết kế CAD, nhà thiết kế xuất nó sang định dạng tệp tương thích CNC, chẳng hạn như STEP hoặc IGES.
2.5.3 Chuyển đổi tập tin CAD
Tệp thiết kế CAD được tối ưu hóa để tương thích với phần mềm CAM, cho phép trích xuất hình dạng bộ phận từ file CAD Phần mềm CAM sẽ chuyển đổi thông tin này thành mã lập trình kỹ thuật số, giúp máy CNC hiểu và thực hiện các thao tác cần thiết.
Máy CNC đã sử dụng một số mã lập trình kỹ thuật số, bao gồm mã G và mã M.
Mã G (G: viết tắt của General hoặc Geometric) điều khiển chuyển động của lưỡi cắt máy CNC trên phôi, xác định thời gian bật tắt máy (when), tốc độ di chuyển đến vị trí cụ thể (how) và các đường cắt phay trên phôi (where).
Mã M (viết tắt của Miscellaneous) đảm nhận vai trò điều khiển các chức năng phụ trợ của máy, bao gồm việc tự động loại bỏ và thay thế nắp máy trong quá trình bắt đầu và kết thúc sản xuất.
Sau khi chuyển sang MASTERCAM X5 ta mô phỏng
Hình 2.12 Mô phỏng trên MASTERCAM X5
Hình 2.13 Sau khi mô phỏng Sau khi chạy trương trình ta được cờ lê như hình trên ta có code hiện tọa độ xyz
Hình 2.14 Code chương trình mô phỏng
Ta tiến hành nạp code vào USB rồi từ ta cắm USB vào bộ DNC rồi tiến hành thao tác trên bộ điều khiển trên máy CNC
Các mã lệnh CNC
G00- Chạy dao nhanh với tố độ lớn nhất của bàn máy.
G01 - Gia công theo đường thẳng.
G02 - Gia công theo cung tròn thuận chiều kim đồng hồ.
G03 - Gia công theo cung tròn ngược chiều kim đồng hồ.
G04 - Tạm dừng chương trình theo thời gian.
G10 - Thiết lập giá trị OFF-SET.
G20 - Đơn vị chương trình “inch”.
G21 - Đơn vị chương trình “mm”.
G22 - Đóng cực hạn hành trình dao.
G23 - Tắt cực hạn hành trình dao.
G27 - Kiểm tra điểm gốc (tham khảo).
G29 - Quay trở lại từ điểm gốc.
G30 - Quay trở về điểm gốc thứ 2.
G32&G34 - Gia công ren theo đường thẳng.
G36 - Tự động bù dao cho trục X.
G37 - Tự động bù dao cho trục Z.
G40-Bỏ bù bán kính mũi dao.
G41 - Bù trái bán kính mũi dao.
G42 - Bù phải bán kính mũi dao.
G66 - Gọi chương trình mẫu Macro.
G67 - Bỏ gọi chương trình Macro.
G68-Lệnh đối xứng (hoặc quay tọa độ).
G90 - Chu kỳ cắt dọc trục
G94 - Chu kỳ cắt hướng kính
G96 - Điều khiển tốc độ gia công không đổi
G97 - Bỏ điều khiển tốc độ gia công không đổi
G98 - Tốc độ gia công tính theo phút
G99 - Tốc độ gia công tính theo vòng
G15 - Xóa chỉ lệnh tọa độ cực
G16 - Chỉ lệnh tọa độ cực
G17 - Chọn mặt phẳng gia công là XY
G18 - Chọn mặt phẳng gia công là XZ
G19 - Chọn mặt phẳng gia công là YZ
G43 - Bù dương chiền dài dao
G44 - Bù âm chiều dài dao
G49 - Bỏ bù chiều dài dao
G50 - Bỏ lệnh phóng to thu nhỏ
G51 – Lệnh phóng to thu nhỏ
G54 …G59: Chọn tọa độ gia công (gốc của chương trình máy phay center) G73, G74, G76, G80, …, G89 - Gia công khoan, khoét, ta rô tuần hoàn cố định G90 - Chỉ lệnh tuyệt đối
G91- Chỉ lệnh tương đối (tăng lượng)
G94 - lượng tiến dao theo mm/ phút
G95 - Lượng tiến dao theo mm/ vòng
G98 - Quay lại điểm đầu chương trình gia công
G99 - Quay lại điểm R chương trình gia công
M01 - Tạm dừng chương trình có lựa chọn
M02, M30 - kết thúc chương trình, quay lại đầu chương trình
M10 - Đóng thủy lực với máy tiện là chấu cặp (máy FEELLER hệ fanuc series oi-MD)
M11 - Mở thủy lực máy tiện là chấu cặp (máy FEELLER hệ fanuc series oi-
M13 - Mở thủy lực máy tiện là chấu cặp (GSK 945, STK T200…) (Đối với máy Feeler hệ fanuc series – Oi MD thì M12 và M13 là lệnh đóng mở thủy lực của ụ động)
M32 - Bật động cơ bơm dầu
M33 - Tắt động cơ bơm dầu
M99 - Kết thúc chương trình phụ, tiếp tục gia công theo chương trình chính
Sau khi đã lập trình CNC xong, nội dung lập trình sẽ được truyền tải vào máyCNC.
Thiết lập máy
Trước khi kỹ sư vận hành chạy gia công, họ phải chuẩn bị máy CNC để vận hành.
Công đoạn này bao gồm:
Dán phôi trực tiếp vào máy, vào cọc máy móc thiết bị, hoặc vào máy vises hoặc các thiết bị dụng cụ gá tương tự.
Gắn các dụng cụ cần thiết, chẳng hạn như mũi khoan để tiến hành gia công.
TỔNG KẾT NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Tổng quan dự án đã thực hiện trong thời gian thực tập
Dự án tìm hiểu thử nghiệm, vận hành máy CNC phù hợp với công ty Yêu cầu máy phay CNC Mori Seiki MV – 55/50
Tìm hiểu về máy phay CNC Mori Seiki MV – 55/50
Nước sản xuất: Nhật Bản
Hình 3.1 Máy phay CNC Mori Seiki MV-55/50
Hình 3.2 Vị trị phay chi tiết sản phẩm
Hình 3.3 Vị trí thay bầu kẹp dao
Hình 3.4 Tổng quát về máy phay CNC Mori Seiki MV-55/50
Kích thước bàn máy 1400 x 550mm
Trọng lượng tải tối đa của bàn máy 1,500kg
Công suất trục chính 7,5-11kW
Tốc độ quay tối đa trục chính 4000 RPM
Loại đầu dao BT50 Động cơ trục chính (AC, DC) AC
Bảng 3.1 Thông số máy phay CNC Mori Seiki MV-55/50
Bảng điều khiển bao gồm:
Một số phím chức năng:
MDI: Chế độ nhập bằng tay.
Hand: Điều khiển bằng tay quay
X, Y, Z: Phím điều hướng tương ứng với các trục.
AUTO: Chế độ chạy AUTO
SET: Để set gốc phôi, set dao, …
Origin: Gốc tọa độ của máy
RPG: Di chuyển nhanh với các phím điều hướng X, Y, Z
JOG: Di chuyển chậm với các phím điều hướng X, Y, Z
+COMD: Hiển thị các tọa độ.
Để chuyển đổi dữ liệu từ phần mềm sang máy CNC, cần trang bị một máy tính và bộ card truyền kết nối trực tiếp, đặc biệt nếu sử dụng phương pháp kết nối qua đường băng đục lỗ.
Việc này gây ra một số nhược điểm sau:
Tốn chi phí: Chúng ta sẽ phải tốn một khoảng chi phí để trang bị máy tính qua máy CNC
Việc đặt máy tính trong khu vực sản xuất gây tốn diện tích cho doanh nghiệp, khi cần khoảng 2m2 cho không gian đặt máy và thao tác Thêm vào đó, các phụ kiện như dây điện và dây cáp cũng chiếm diện tích, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng không gian sản xuất.
Máy tính không ổn định có thể gây ra lỗi trong quá trình truyền dữ liệu đến máy CNC, đặc biệt khi bị nhiễm virus hoặc khi thiết bị ngoại vi hư hỏng Để đảm bảo dữ liệu được truyền chính xác, chúng ta nên sao chép dữ liệu đã lập trình vào USB hoặc thẻ nhớ, hoặc truyền trực tiếp qua cổng Ethernet và kết nối với bộ truyền DNC Bộ truyền này cần được cấp điện qua adapter hoặc trực tiếp từ máy CNC thông qua cáp RS232 hoặc đường băng đục lỗ.
Bộ truyền DNC tương thích với các loại máy CNC hiện đang sử dụng tại Việt nam như: tất cả các hệ điều hành Fanuc, Mitsubishi, Yasnac, Okuma, Mazak…
Hình 3.6 Hình minh họa tổng quát Ưu điểm
Chi phí rẻ: Sử dụng bộ truyền DNC sẽ tiết kiệm một chi phí đáng kể cho các doanh nghiệp.
Không tốn diện tích: Do nhỏ gọn nên sẽ không làm tốn diện tích trong khu vực sản xuất.
Ổn định, không lo bị nhiễm virus Thao tác đơn giản và không tốn nhiều thời gian, có thể làm việc liên tục trong thời gian dài.
Các thiết bị phụ trợ
Bầu kẹp là dụng cụ đóng vai trò kẹp, giữ các dụng cụ cắt gọt một cách chắc chắn trong quá trình gia công
Bầu kẹp BT bao gồm các loại phổ biến như BT30, BT40, và BT50, phù hợp với từng kiểu trục chính của máy phay Khi sử dụng bầu kẹp này, chất lượng và kiểu collet bên trong, như collet ER11, ER16, ER25, và ER32, cũng là những yếu tố quan trọng cần được xem xét.
Bầu kẹp HSK là thiết bị lý tưởng cho máy gia công CNC tốc độ cao, nổi bật với khả năng chống rung lắc hiệu quả Loại bầu kẹp này thường được các nhà máy chuyên gia công phụ kiện cơ khí với khối lượng lớn và thực hiện hợp đồng trong thời gian ngắn ưa chuộng sử dụng.
Bầu kẹp HSK, được thiết kế cho máy gia công HSK, có giá thành cao gấp 2 đến 3 lần so với các loại bầu kẹp BT hay NT Tuy nhiên, bầu kẹp HSK mang lại sự ổn định vượt trội và cải thiện đáng kể năng suất gia công.
Bầu kẹp NT chuôi côn kiểu NT40, sản xuất theo tiêu chuẩn MAS403, là một thiết bị chính xác với tốc độ lên đến 8000 vòng/phút, đảm bảo hiệu suất cao trong quá trình gia công.
Bầu kẹp BT50 được xử lý nhiệt và mài nhẵn, đạt độ bóng cao với độ đồng tâm khoảng 0.003 mm Chế tạo từ vật liệu SCM21, bầu kẹp có độ cứng bề mặt HRC 56° (± 1°) và tương thích với các collet ER 22, 26, 25, 32.
Dao phay là công cụ gia công phay, bao gồm nhiều lưỡi cắt hoạt động đồng thời Đây là một trong những dụng cụ cắt gọt kim loại đa dụng, mang lại hiệu suất cao và bề mặt gia công mịn bóng Dao phay đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe trong ngành gia công cơ khí chính xác.
Công dụng của dao phay Được dùng để cắt gọt vật liệu có độ cứng khác nhau như các loại hợp kim thép, Inox, đồng, nhôm, titan, niken, v.v.v.
Hiện nay nhiều nhà sản xuất đã phát triển dao phay có khả năng cắt gọt được các loại thép có độ cứng lên đến 70 HRC.
Trên thị trường hiện nay, dao phay được gọi bằng nhiều tên khác nhau như dao phay ngón, dao phay vai, dao phay trụ, dao phay đĩa và dao phay cầu Trong số đó, dao phay ngón là loại phổ biến nhất.
Chúng ta có thể xét theo từng đặc điểm mà phân chia ra các nhóm chính sau đây:
Dựa vào vật liệu làm dao: Dao phay thép gió (HSS) và Dao phay hợp kim (Carbide)
Dựa vào vật liệu gia công: Dao phay thép, dao phay nhôm, dao phay Inox, dao phay gang, dao phay nhựa, v.v.v.
Dựa vào cấu tạo dao: Dao phay cầu, dao phay gắn mảnh, dao phay nguyên khối, dao phay đĩa, dao phay ngón v.v
Dựa vào công đoạn gia công: Dao phay phá thô, dao phay tinh, v.v.v.
Dựa vào số me cắt của dao: Dao phay 2 me, dao phay 3 me, dao phay 4 me,
Dao phay phá thô (Roughing End Mill) là loại dao phay có một đầu với đường kính bên ngoài được thiết kế nhiều ren nhằm phá vỡ các mảnh kim loại hiệu quả Chúng có nhiều góc xoắn, số lượng lưỡi cắt và rãnh trên lưỡi, giúp tối ưu hóa quá trình gia công Loại dao này chủ yếu được sử dụng trong các hoạt động phá thô, nơi yêu cầu loại bỏ một lượng kim loại lớn, và đặc biệt lý tưởng cho các máy CNC cứng hiện đại.
Dao phay vuông (Square End) hay còn gọi là dao phay bằng phẳng, là một loại dao phay đa dụng với đầu dao vuông và góc sắc nét, cho phép tạo ra góc 90° Loại dao này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như nhúng, phay rãnh, phay mặt đầu, phay mặt phẳng và tiện Đây là loại dao phay phổ biến nhất trong ngành cơ khí, với nhiều kích cỡ đường kính khác nhau để đáp ứng nhu cầu sản xuất.
Bán kính góc (Corner Radius) là đặc điểm của dao phay có phần lưỡi dao được thiết kế với vòng cung tròn, giúp cải thiện hiệu suất cắt Các dao phay này thường được sử dụng trong các ứng dụng khuôn, cho phép loại bỏ vật liệu nhanh chóng và hiệu quả hơn so với dao phay cầu.
Hình 3.12 Dao phay góc bán kính
Dao phay siêu nhỏ (Micro End Mill) có đường kính đầu dao nhỏ nhất là 1/8" và đường kính chuôi dao 3mm, với nhiều kích thước khác nhau từ 005" đến 120" Chiều dài tiêu chuẩn của dao phay này là 1-1/2" OAL và chiều dài mở rộng là 2-1/2" OAL Các dao phay siêu nhỏ thường được sử dụng trên máy CNC cho các hoạt động như phay khuôn, khoan và khắc, đặc biệt trong ngành công nghiệp mạch điện tử.
Dao phay cầu (Ball End) được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng phay rãnh và ván lát Loại dao này giúp tạo ra bán kính ở cuối khe hoặc túi, từ đó tăng cường sức mạnh cho sản phẩm Ngoài ra, dao phay cầu còn được áp dụng để tạo ra các đường cong hỗn hợp trong khuôn và khuôn dập, giúp tránh những góc sắc nét không mong muốn.
3.3.3 Ê-tô Ê tô là công cụ sử dụng phổ biến trong gia công ngành công nghiệp cơ khí Ê tô là một dụng cụ kẹp dùng để giữ chặt các chi tiết trong gia công sữa chữa và lắp ráp, giúp thợ cơ khí thực hiện công việc một cách dễ dàng hơn.
Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại ê tô với đa dạng kích thước, chức năng và chất liệu Tuy nhiên, tất cả ê tô đều có kết cấu vững chắc, thường được chế tạo từ gang hoặc thép đúc, giúp kẹp chặt phôi, mang lại hiệu quả sử dụng cao và độ bền lâu dài.
Ê tô nổi bật với khả năng chịu nhiệt tốt, không bị biến dạng dưới tác động lực mạnh và chống gỉ sét hiệu quả Điều này giúp nó duy trì độ bền và hiệu suất cao ngay cả khi tiếp xúc thường xuyên với sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt trong quá trình gia công và lắp ráp dụng cụ.
Kết quả đạt được
Sau khi hoàn thành thực tập tốt nghiệp tại công ty, em đã tích lũy được nhiều kiến thức quý báu và có cơ hội làm quen với các máy phay, tiện CNN Đặc biệt, em đã được tiếp cận với những công nghệ sản xuất hiện đại, điều này giúp nâng cao kỹ năng và hiểu biết của mình trong lĩnh vực này.
+ Biết đọc bản vẽ, hiểu bản vẽ , cách mô phỏng + Hiểu nguyên lý cơ bản của bản vẽ
+ Xác định tốt các thiết bị thường gặp trong thực tế + Hiểu cách kiểm tra bản vẽ, vật tư
+ Hiểu và nắm được các bước vận hành máy phay CNC
