ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG GIA
CÔNG THÔ TRÊN MÁY PHAY CNC BẰNG
DAO PHAY ĐẦU CẦU
Học Viên: Dương Văn Đức
Lớp: CHK12 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: TS. Nguyễn Trọng HiếuTHÁI NGUYÊN - 2011
-1-
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa
học công nghệ trên tất cả các lĩnh vực đòi học các sản
phẩm cơ khí ngày càng phải có yêu cầu cao hơn về
chất lượng sản phẩm, mức độ tự động hóa sản xuất và
đặc biệt là chất lượng bề mặt của chi tiết gia công. Tuy
nhiên các máy công cụ vạn năng truyền thống khó có
thể đáp ứng được nhu cầu này. Xuất phát từ thực tế đó,
các máy công cụ CNC đã được đưa vào ứng dụng để
tạo ra những chi tiết có chất lượng sản phẩm cao phù
hợp với nhu cầu của xã hội.
Phay trên Máy CNC là một trong những nguyên
công được ứng dụng rộng rải để gia công các chi tiết
có hình dáng phức tạp, phay thô là nguyên công để
chuận bị phôi cho phay tinh. Nếu chất lượng phôi

đòi hỏi phải có thêm lần gia công cũng như thêm thời
gian gia công. Nếu như gia công thô có thể đem lại
chất lượng bề mặt gia công tinh tốt hơn, từ đó có thể
loại bỏ được lần gia công bán tinh dẫn đến giảm thời
gian gia công, và giảm giá thành sản phẩm. Tuy nhiên,
cho tới nay, chưa có nghiên cứu nào về việc tăng chất
lượng bề mặt sau gia công thô được tiến hành.
-3-
Xuất phát từ thực tế đó tác giả đã chọn đề tài
“Nghiên cứu phương pháp nâng cao chất lượng gia
công thô trên máy phay CNC” làm đề tài tốt nghiệp.
2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học của đề tài:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ
sung cho cơ sở lý thuyết về nghiên cứu máy CNC và
lập trình gia công trên máy.
- Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ ứng dụng vào
việc nâng cao chất lượng gia công thô trên máy phay
CNC.
3. Mục đích của đề tài
- Mục đích của đề tài là nghiên cứu một phương
pháp gia công thô bằng cách xem xét đến lượng dư gia
công linh động trong quá trình gia công. Mục đích của
phương pháp là xây dựng được đường chạy dao tối ưu
để đem lại chất lượng bề mặt gia công thô tốt hơn mà
không làm tăng thời gian gia công khi phay thô trên
máy CNC.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là máy phay
EMCO Concept Mill 55 sử dụng hệ điều khiển

mặt sau gia công thô. Chiều cao nhấp nhô càng cao thì
chất lượng bề mặt chi tiết sau gia công thô càng thấp.
Phần nhấp nhô có thể làm nhỏ hơn bằng cách giảm
bước tiến ngang g (khoảng cách giữa 2 lần thay đổi
bước tiến dao). Bằng cách giảm bước tiến ngang, chiều
cao nhấp nhô sẽ giảm dẫn đến tăng chất lượng bề mặt
sau gia công thô. Tuy nhiên, nhược điểm lớn ở đây là
khi giảm bước tiến ngang đường chạy dao sẽ tăng dẫn
đến tăng thời gian gia công. Đó chính là lí do tại sao
khi gia công thô, người ta thường chọn bước tiến
ngang lớn và dẫn đến việc chất lượng bề mặt sau gia
công thô kém.
-6-
2.1.2. Chiều cao nhấp nhô
2.1.3. Vai trò của chất lượng bề mặt chi tiết sau khi
gia công thô.
Phương pháp tiến dao theo chiều cao nhấp nhô
không thay đổi đã được phát triển và ứng dụng vào gia
công tinh. Lợi thế của phương pháp này là nó luôn
luôn bám sát vào bề mặt tinh của chi tiết. Khi cắt bề
mặt 3D phức tạp, khả năng tính toán đường chạy dao
dựa vào chiều cao nhấp nhô so với bước tiến dao đặt
trước đã xuất hiện trong nhiều phần mềm CAM, nhưng
thật đáng tiếc là trong quá trình gia công thô, khả năng
này không được đề cập tới hoặc được coi là một yếu tố
ảnh hưởng không quan trọng, chỉ có khả năng bóc tách
vật liệu được đề cập đến trong quá trình gia công thô.
Trong thực tế, bước gia công thô tốc độ cao đóng vai
trò quan trọng hơn so với khi gia công thô thông
thường. Bước gia công thô tốc độ cao phải để lại một

đường chạy dao để hiểu được những gì thay đổi trên
cấu trúc bề mặt xảy ra giữa những đường chạy dao. Lý
thuyết về lượng dư gia công linh động cho phép tạo ra
những đường chạy dao trong khu vực phôi mà đường
dụng cụ trước chưa cắt hết. Quỹ đạo của đường chạy
dao cho phương pháp gia công tiếp theo có thể được
tối ưu dựa trên dựa trên kiến thức về lượng dư còn lại
của lần gia công trước đó.
2.3 .Thiết lập đường dẫn dao cho phương pháp
nghiên cứu.
Dựa trên lý thuyết về lượng dư gia công linh
động vừa trình bày ở trên. Ta có thể thiết lập được
đường dẫn dao mới cho quá trình gia công thô với
những điều kiện sau:
− Phương pháp gia công chi tiết là cắt theo
từng lớp từng lớp.
-9-
− Tổng số lớp cắt là N.
− Lớp cắt đang xét đến là n.
− Chiều sâu cắt của mỗi lớp là t.
Trong thực tế, dao phay đầu cầu thường dùng để
gia công các bề mặt cong, tuy nhiên để đơn giản hóa ta
lần lượt xét các bề mặt gia công là mặt phẳng, từ đó
làm cơ sở cho việc tính toán gia công các mặt cong
lỏm và mặt cong lồi.
2.3.1 Bề mặt gia công là mặt phẳng
Trong hình 2.3, đường dẫn dao của lớp cắt sau n
thường giống đường dẫn dao của lớp cắt trước đó n-1
về tọa độ x, y chỉ khác nhau về tọa độ z (do thay đổi
chiều sâu cắt). Để đạt được bề mặt chi tiết sau gia công

Chiều sâu cắt
Lượng tiến dao ngang
Đường dẫn dao thứ nhất
Đường dẫn thứ hai
Bước
Bước
Hình 2.3: Đường dẫn dao ở các lớp cắt khác nhau
Hình 2.4: Chiều cao nhấp nhô và bước tiến dao ngang.
Lượng dư còn lại
t
Đường dẫn thứ nhất
Giả sử O
1
và O
2
’ lần lượt là hai tâm của dụng cụ cắt
trong hai trường hợp.
Trong ∆O
1
O
2
O
2
’, góc O
1
O
2
O
2
’ = 90

1
(O
2
O
2
’/
2
'
22
2
21
OOOO +
)
Trong ∆O
1
BO
2
’, O
1
B = O
2
’B = r.
Góc O
1
BO
2
’/2 = sin
-1
((O
1

= 90
o
- sin
-1
(
2
'
22
2
21
OOOO +
/2r).
-12-
Hình 2.5: Chiều cao nhấp nhô, chiều
sâu cắt và bước tiến ngang.
Góc AO
1
B = 90
o
-

'OBO
21
-
 
212
OO'O
=
sin
-1

BAO
1
= r cos

BAO
1
AC = r – O
1
A = r – r cos

BAO
1

Trong hình 2.5, O
2
O
2
’ = t
O
1
O
2
= r
Chiều cao nhấp nhô
h = DE + EF = AC + EF
= r – r cos (sin
-1
(
22
tr +

22
2
21
OOOO +
))
-14-
Chi tiết
Lượng tiến dao ngang
Hình 2.6. Đường dẫn dao khi gia công bề mặt cong lỏm
bằng phương pháp thông thường
Hình 2.7. Đường dẫn dao khi gia công bề mặt cong lảm theo
Phương pháp nghiên cứu
Bước n
Bước n +1
Bước n -1
Chi tiết
Có thể tính toán được mối quan hệ giữa chiều cao
nhấp nhô h và chiều sâu cắt t như sau.
Giả sử bán kính cong cần gia công là R, tâm O.
Bán kính dao là r
Chiều cao nhấp nhô = DE + EF = EF + AC
h = DE + EF = AC + EF = (R-r) - ((R-t)-r)Cos (sin
-1
(2r/((R-t) – r))) + r – r cos (sin
-1
(
22
tr +
/2r) - sin
-1

Chi tiết
Lượng tiến dao ngang
Có thể tính toán được mối quan hệ giữa chiều cao
nhấp nhô h và chiều sâu cắt t như sau.
Chiều cao nhấp nhô = DE + EF = EF + AC
Chiều cao nhấp nhô:
h = DE + EF = AC + EF = ((R+t)+r)Cos (sin
-1

(2r/
((R+t)+r))) - (R+r) + r – r cos (sin
-1
(
22
tr +
/2r) -
sin
-1
(t/
22
tr +
))
= ((R+t)+r)Cos (sin
-1

(2r/((R+t)+r))) - R– r cos
(sin
-1
(
22

-18-
Mẫu gia công
o Chiều sâu cắt của mỗi lớp cắt, d = 1
mm.
o Chiều sâu tổng cộng khi gia công cắt
thử, Σd = 2mm.
o Bước tiến dao ngang g = 100% = 6 mm.
o Chế độ gia công khô
3.2.1.1 Gia công bề mặt phẳng theo phương
pháp thông thường.
Hình 3.2: Đường chạy dao theo phương pháp thông
thường
-19-
Hình 3.3: Mẫu gia công thô thu được với
chế độ cắt trên.
3.2.1.2 Gia công bề mặt phẳng theo phương
pháp nghiên cứu.
Hình 3.4: Đường chạy dao theo phương pháp mới
Hình 3.5: Chi tiết đã gia công xong bằng phương pháp
nghiên cứu.
3.2.1.3 So sánh 2 mẫu cắt được.
-20-
Phôi
Hình 3.6: Hai mẫu gia công .
- Dễ dàng nhận thấy trên hình chụp cũng như
trên các hình 3.69 và 3.73, chiều cao nhấp nhô
của chi tiết sau gia công thô bằng phương pháp
mới là h
2
giảm đáng kể so với khi gia công theo

nghiên cứu.
Hình3.10: Đường chạy dao theo phương pháp mới

Hình3.11: Kết quả cắt thử theo phương pháp mới trên
phôi nhựa và phôi nhôm
3.2.2.3 So sánh 2 mẫu gia công.
Hình 3.12: Hai mẫu gia công với phôi nhôm
-23-
Hình 3.13: Hai mẫu gia công với phôi nhựa
- Dễ dàng nhận thấy trên hình chụp chiều cao
nhấp nhô của chi tiết sau gia công thô bằng
phương pháp mới giảm đáng kể so với khi gia
công theo phương pháp thông thường. Điều này
có ý nghĩa rất lớn đối với bước gia công tiếp
theo.
- Thời gian gia công của 2 lần cắt đều xấp xỉ 4
phút 30 giây. Như vậy khi gia công bằng
phương pháp nghiên cứu, thời gian cắt gọt
không tăng.
KẾT LUẬN
- Với đường dẫn dao mới, chất lượng bề mặt sau
khi gia công thô tốt hơn phương pháp gia công
thông thường.
- Thời gian gia công theo hai phương pháp tương
đương nhau
-24-
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. B. Lauiwers, P.P. Lefebvre. Five-axis rough milling
strategies for complex shaped cavities based on
morphing technology. Annals of CIRP, Vol. 55(1),