Gia công CNC là phương pháp gia công cơ khí bằng những máy móc ứng dụng kỹ thuật tiên tiến CNC (laptop numerial management) nhằm đạt độ xác thực cao và tốc độ làm việc nhanh chóng.
Trong gia công CNC, những máy móc sẽ loại bỏ vật liệu khỏi một khối rắn để tạo ra yếu tố dựa trên mô hình CAD. CNC gia công những phòng ban với dung sai rất chặt chẽ và tính chất vật liệu tuyệt vời, độ lặp lại cao, do đó tối ưu được giá thành lúc gia công những yếu tố với khối lượng thấp tới trung bình (lên tới 1000 yếu tố).
Nhắc tới gia công CNC, 2 phương pháp gia công chính thường được sử dụng trong gia công chính là phay và tiện. Bài viết này sẽ cung cấp cho người mua dòng nhìn tổng quan về những nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật gia công và cơ chế hoạt động của máy phay – máy tiện.
Phay CNC hoạt động như thế nào?
Phay CNC là kiến trúc máy CNC phổ thông nhất. Trong phay CNC, những yếu tố được gắn trên bàn máy và vật liệu được loại bỏ bằng những dụng cụ cắt vận động quay.
Sơ đồ máy phay CNC tiêu biểu
Quy trình phay CNC cơ bản gồm những bước:
- Mô hình CAD được chuyển đổi thành một chuỗi những lệnh mang thể được hiểu với máy CNC (mã G). Điều này thường được thực hiện trên máy bởi người vận hành, sử dụng những bản vẽ kỹ thuật được cung cấp.
- Khối vật liệu (được gọi là phôi) được cắt theo kích thước và được đặc trên bàn để tạo hình qua môt đồ gá hoặc gắn trực tiếp lên bàn máy. Để đảm bảo độ xác thực cho quá trình gia công, phôi cần được định vị và căn chỉnh xác thực nhờ những dụng cụ đo lường đặc thù (đầu dò cảm ứng).
- Vật liệu được loại bỏ khỏi khối để tạo hình yếu tố nhờ những dụng cụ cắt chuyên dụng quay với tốc độ rất cao (hàng nghìn vòng/phút). Để đạt được tạo hình xác thực, trước hết phôi được gia công thô bằng cách loại bỏ vật liệu nhanh chóng với độ xác thực thấp (hình dạng sắp đúng). Sau đó, một hoặc nhiều đường chạy dao hoàn thiện – gia công tinh được sử dụng để tạo thành sản phẩm cuối cùng.
- Nếu mô hình mang những vị trí mà dụng cụ cắt ko thể gia công được trong một lần gá duy nhất (ví dụ: mang một khe ở phía sau), thì phần đó cần được lật và tiến hành lại những bước trên.
Một yếu tố phay CNC tiêu biểu, được gia công bằng cách loại bỏ vật liệu từ một khối phôi hình chữ nhật
Sau lúc gia công, yếu tố cần được loại bỏ bavia để loại bỏ những khuyết tật nhỏ còn sót lại trên những cạnh sắc nhọn do biến dạng vật liệu trong quá trình gia công. Tiếp theo, nếu dung sai được chỉ định trong bản vẽ kỹ thuật, những kích thước tới hạn sẽ được kiểm tra. Những yếu tố đã sẵn sàng sẽ được sử dụng cho những thao tác tiếp theo.
Hồ hết những hệ thống phay CNC đều mang 3 bậc tự do tuyến tính: trục X, Y, Z. Những hệ thống tiền tiến hơn với 5 bậc tự do cũng cho phép xoay bàn hoặc đầu dụng cụ xoay (trục A và B). Hệ thống CNC 5 trục mang khả năng gia công những yếu tố mang độ phức tạp hình học cao và mang thể loại bỏ yêu cầu phải sử dụng nhiều máy.
Tiện CNC hoạt động như thế nào?
Trong tiện CNC, phôi được gắn trên mâm cặp quay và vật liệu được loại bỏ bằng những dụng cụ cắt khăng khăng. Bằng cách này, những phòng ban mang tính đối xứng dọc theo trục trung tâm của chúng mang thể được hình thành. Những yếu tố tiện sẽ được gia công nhanh và rẻ hơn so với những yếu tố phay.
Sơ đồ máy tiện CNC tiêu biểu
Những bước cơ bản để gia công một yếu tố bằng phương pháp tiện CNC như sau:
- Mã G được tạo từ bản thiết kế CAD và phôi mang đường kính ưng ý được đưa vào máy CNC
- Phôi khởi đầu quay với tốc độ cao và dụng cụ cắt khăng khăng đi theo trắc đồ tiện đã được lập trình, loại bỏ dần vật liệu cho tới lúc đạt được yếu tố đã thiết kế. Những lỗ dọc theo trục trung tâm cũng mang thể được gia công, tiêu dùng máy khoan trung tâm và dụng cụ cắt bên trong.
- Nếu yếu tố cần được lật hoặc di chuyển, quá trình sẽ được lặp lại. Nếu ko, yếu tố sẽ được cắt từ phôi và sẵn sàng cho những bước gia công tiếp theo.
Một yếu tố tiện CNC tiêu biểu, được gia công bằng cách loại bỏ vật liệu từ phôi trụ
Thông thường, máy tiện CNC được sử dụng để tạo ra những yếu tố mang hình khối trụ. Những phòng ban ko trụ mang thể được gia công bằng cách sử dụng những hệ thống tiện CNC đa trục tiên tiến, cũng được trang bị những dụng cụ phay CNC. Những hệ thống này phối hợp năng suất cao của tiện CNC với khả năng phay CNC và mang thể tạo ra một phạm vi hình học rất to với đối xứng quay lỏng, như trục cam và cánh quạy máy nén hướng tâm.
Đặc điểm của gia công CNC
Hồ hết những thông số gia công được xác định bởi người vận hành máy trong quá trình tạo mã G và thường ít được nhà thiết kế ưa chuộng. Những thông số máy ưa chuộng là kích thước khổ gia công/làm việc và độ xác thực của máy CNC:
Những máy gia công CNC mang khổ làm việc to. Hệ thống phay CNC mang thể gia công những yếu tố mang kích thước lên tới 2000 x 800 x 100mm (78” x 32” x 40”) và hệ thống tiện CNC mang thể cung ứng những yếu tố mang đường kính lên tới Φ500mm (Φ20” )
Với gia công CNC, những phòng ban mang độ xác thực cao và dung sai chặt chẽ mang thể được gia công. nếu ko mang dung sai được chỉ định thì những phòng ban sẽ được gia công với độ xác thực tiêu biểu là ±0,125mm (±0.005”). Với thể đạt được dung sai chặt chẽ tới dưới một nửa đường kính của một sợi tóc trung bình của con người (±0.025mm hoặc 0.001”) với CNC.
Để tạo hình học khác nhau, máy CNC sử dụng những dụng cụ cắt khác nhau. Dưới đây là một số dụng cụ phay được sử dụng phổ thông nhất trong CNC:
Một số dụng cụ cắt CNC phổ thông nhất
Những dao phay phẳng, dao trụ và dao cầu được sử dụng cho gia công những khe, rãnh, hốc và những bức tường thẳng đứng khác. Hình dạng khác nhau của chúng cho phép gia công những tính năng với những yếu tố khác nhau. Những dao trụ cũng thường được sử dụng trong gia công CNC 5 trục để cung ứng những bề mặt mang hình dạng cong và dạng tự do.
Khoan là cách phổ thông và nhanh chóng để tạo ra lỗ trống. Ngoài những lỗ khoan với kích thước tiêu chuẩn, những lỗ khoan mang đường kính ko theo tiêu chuẩn mang thể được tạo thành bởi những dụng cụ phay mặt phẳng (theo đường xoắn ốc).
Đường kính trục của dụng cụ cắt nhỏ hơn đường kính của lưỡi cắt, cho phép những dụng cụ phay này cắt những khe chữ T và những đường cắt khác bằng cách loại bỏ vật liệu khỏi những cạnh của cạnh thẳng.
Taro tự động trên máy CNC được sử dụng để gia công những lỗ ren. Để tạo một lỗ ren, cần kiểm soát xác thực tốc độ quay và tốc độ vận động ăn dao. Taro thủ công cũng vẫn thường được sử dụng trong một số xưởng.
Dao phay mặt được sử dụng để loại bỏ những vật liệu từ những mặt phẳng to. Đường kính dao phay mặt to hơn đường kính những dụng cụ gia công sau đó, nên chúng yêu cầu số đường đi dao ít hơn, giảm tổng thời kì gia công và tạo ra những bề mặt phẳng. Thời đoạn phay mặt thường được sử dụng sớm trong quá trình gia công để chuẩn bị kích thước phôi.
Những dụng cụ cắt to ko kém cũng được sử dụng trong tiện CNC, đáp ứng mọi nhu cầu gia công, như cắt mặt, cắt ren và cắt rãnh.
Độ phức tạp hình khối và hạn chế thiết kế
Gia công CNC đem lại khả năng tự do thiết kế nhưng ko phải tất cả những kiểu hình đều mang thể gia công CNC. Độ phức tạp của thiết kế làm tăng giá thành gia công cũng như yêu cầu nhiều bước gia công hơn để tạo ra yếu tố hoàn chỉnh.
Hệ thống CNC 5 trục cho phép dụng cụ cắt tiếp cận những khu vực ko thể tiếp cận bằng hệ thống 3 trục
Hạn chế chính của gia công CNC là phải phu thuộc vào hình dạng của dụng cụ cắt. Ví dụ, những cạnh bên trong của một khe sẽ luôn được làm tròn, vì chúng được gia công bằng cách sử dụng một dụng cụ mang cấu hình hình trụ.
Phương tiện tiếp cận cũng là một trở ngại trong gia công CNC. Vật liệu ko thể bị loại bỏ nếu như dụng cụ ko tiếp cận được khu vực đó. Phần to những máy CNC đang tiêu dùng hệ thống 3 trục, do vậy những tính năng cũng phải được thiết kế để mang thể tới sắp phôi trực tiếp từ phía trên. Hiện nay, hệ thống CNC 5 trục mang tính linh hoạt cao hơn, cho phép tạo ra những yếu tố phức tạp hơn, góc giữa yếu tố cần gia công và dụng cụ mang thể được điều chỉnh để gia công tới những phần khó tiếp cận.
Những yếu tố mang cạnh mỏng hoặc tính năng đặc trưng cũng khó gia công. Những yếu tố mang cạnh mỏng dễ bị rung và mang nguy cơ vỡ do lực cắt. Độ dày tối thiểu yêu cầu là 0.8mm cho kim loại.
Đặc trưng của gia công CNC
Đây chính là thế mạnh quan yếu của gia công CNC lúc tất cả những vật liệu kỹ thuật đều mang thể gia công bằng phương pháp CNC. Tuy nhiên, gia công CNC thường được sử dụng cho kim loại, cả cho tạo mẫu và gia công hàng loạt. Nhựa thường khó gia công hơn vì độ cứng thấp và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. Thông thường, gia công CNC nhựa được sử dụng trong quá trình tạo mẫu trước lúc gia công hàng loạt bằng phương pháp ép nhựa.
Vật liệu gia công CNC
Mức giá của vật liệu gia công CNC mang sự khác biệt rất to. Với kim loại, nhôm 6061 là lựa tìm kinh tế nhất, trung bình khoảng 25$ (~575.000VND) cho một khối vật liệu phôi kích thước 150 x 150 x 25mm, trong lúc nhựa ABS mang mức giá thấp nhất, trung bình 17$ (~390.000VND) cho một khối cùng kích thước. Những tính chất vật lý của vật liệu cũng mang thể tác động tới giá thành tổng của quá trình gia công CNC. Ví dụ, thép ko gỉ cứng hơn nhiều so với nhôm, điều đó làm việc gia công khó khăn hơn và làm tăng giá thành tổng.
VẬT CHẤT
ĐẶC ĐIỂM
Nhôm 6061
- Tỷ lệ trọng lượng trên trọng lượng tốt
- Khả năng gia công tuyệt vời
- Độ cứng thấp
Inox 304
- Tính chất cơ học tuyệt vời
- Chống ăn mòn và axit tuyệt vời
- Tương đối khó gia công
Đồng thau C360
- Độ dẻo cao
- Khả năng gia công tuyệt vời
- Chống ăn mòn tốt
ABS
- Chống va đập tuyệt vời
- Tính chất cơ học tốt
- Nhạy cảm với dung môi
Ni lông (PA6 & PA66)
- Tính chất cơ học tuyệt vời
- Độ dẻo dai cao
- Chống ẩm kém
POM (Delrin)
- Độ cứng cao
- Tính chất nhiệt và điện tuyệt vời
- Tương đối giòn
Xử lý nguội và hoàn thiện
Lúc gia công những yếu tố CNC sẽ mang dấu dao trên sản phẩm. Những phương pháp xử lý nguội khác nhau mang thể được sử dụng để làm mịn bề mặt của yếu tố và cải thiện khả năng chống mòn, ăn mòn hoặc kháng hóa chất và bề mặt của yếu tố như mạ kim loại, chà nhám hoặc sơn tĩnh điện.
Một yếu tố gia công CNC đã được mạ kim loại và sơn màu xanh
Ưu điểm và nhược điểm của gia công CNC
Ưu điểm:
- Gia công CNC cho độ xác thực và độ lặp lại rất tốt, và mang thể gia công những yếu tố với dung sai rất nhỏ, ưng ý với những yêu cầu cao cấp
- Vật liệu CNC mang tính chất vật lý tuyệt vời và đồng nhất trong những môi trường khác nhau và ưng ý với hồ hết những ứng dụng kỹ thuật
- Gia công CNC là phương pháp gia công hiệu quả nhất về giá thành để gia công những yếu tố kim loại với số lượng thấp hoặc trung bình (từ việc gia công mẫu tới gia công hàng loạt lên tới 1000 đơn vị)
Nhược điểm:
- Do bản tính của phương pháp gia công CNC là loại bỏ vật liệu trên phôi, một số khối hình tốn giá thành rất cao hoặc ko thể gia công
- Mức giá khởi đầu của gia công CNC cao do phải đầu tư về máy móc
Gia công CNC là phương pháp gia công kim loại vô cùng phổ thông, chiếm tới hơn 50% hoạt động gia công của doanh nghiệp, nhà xưởng vì sản phẩm làm ra là những yếu tố cơ bản cho những máy móc cơ khí hay những yếu tố, linh kiện, phụ tùng của ngành cung ứng máy, gia công ô tô, xe máy hiện nay. Một chiếc máy phay/tiện CNC mang thể ứng dụng cho nhiều hoạt động nhờ khả năng kỹ thuật rộng do đó đây là chiếc máy dụng cụ cơ bản, ko thể thiếu cho bất kỳ xưởng cơ khí nhỏ và vừa cũng như doanh nghiệp gia công mô hình to.
Với độ xác thực cao và chất lượng bề mặt yếu tố đẹp, những dòng máy phay/tiện CNC đang là sự lựa tìm của đa phần khách hàng. Tùy vào nhu cầu sử dụng và định hướng phát triển kinh doanh, nhà xưởng hay doanh nghiệp mang thể lựa tìm những thương hiệu máy CNC tùy theo tính năng, chất lượng và giá cả tương ứng.
Với kinh nghiệm hơn 13 năm trong ngành cơ khí, Doanh nghiệp Cổ phần Công nghiệp Weldcom đã tập hợp hàng ngũ chuyên gia giải pháp và chuyên viên kỹ thuật đầu ngành, luôn sẵn sàng tương trợ từng khách hàng trong thời kì nhanh nhất với phương án ưng ý tối ưu.
Khách hàng tới với Weldcom sẽ được tư vấn những giải pháp gia công CNC ưng ý cũng như được đảm bảo về chất lượng đạt chuẩn quốc tế của những thương hiệu máy CNC mà Weldcom phân phối.
Ko chỉ tự tín về chất lượng sản phẩm, Weldcom còn chiếm được lòng tin của khách hàng nhờ hàng ngũ kỹ thuật luôn sẵn sàng 24/7 với phương châm KHÁCH HÀNG LÀ SỐ 1!
Để được trả lời những thắc mắc về sản phẩm và dịch vụ, vui lòng liên hệ tới hotline: 0932 087 886
Rất hân hạnh được tiếp đón!