Gia công CNC 5 trục đại diện cho một mô hình kỹ thuật cho sản xuất chính xác. Nó đưa các quy trình gia công truyền thống lên một tầm cao mới bằng cách tăng độ phức tạp của thiết kế và cải thiện hiệu quả của quy trình. Bài viết này nói về gia công CNC 5 trục và hậu quả của nó - một số trong số đó có thể khiến bạn ngạc nhiên.
Mục lục:
1. Tìm hiểu về gia công CNC 5 trục
2. Ưu điểm của gia công CNC 5 trục
3. Ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau
4. Thông số kỹ thuật và khả năng
5. Lựa chọn máy CNC 5 trục phù hợp
Hiểu về gia công CNC 5 trục
Gia công CNC 5 trục, hay gia công năm trục, là điều khiển số bằng máy tính (CNC) của một máy công cụ di chuyển dọc theo năm trục khác nhau (X, Y, Z, A và B) cùng một lúc. Không giống như gia công ba trục, trong đó phôi được định vị dọc theo ba trục X, Y và Z, trong trường hợp máy 5 trục, các trục này được bổ sung bằng hai chuyển động quay dọc theo các trục A và B. Công cụ có thể tiếp cận phôi từ mọi hướng, giúp có thể tạo ra các hình dạng phức tạp trong một lần thiết lập duy nhất.
Các trục bổ sung cho phép định vị chính xác và giảm nhu cầu thiết lập riêng biệt và định vị lại bằng tay, đặc biệt hữu ích cho các bộ phận và linh kiện cần dung sai tốt và bề mặt hoàn thiện.
Do đó, các nhà sản xuất muốn khai thác hết tiềm năng của gia công CNC 5 trục cần hiểu một số nguyên tắc cơ bản như cách tối ưu hóa đường chạy dao trong phần mềm và trong hệ thống điều khiển, cải thiện hiệu quả cắt và giảm thiểu lỗi để có thể cung cấp sản phẩm cho khách hàng.
Ưu điểm của gia công CNC 5 trục
Gia công CNC 5 trục tạo ra các chi tiết có hình dạng phức tạp, cuối cùng dẫn đến các sản phẩm vượt trội, đặc biệt là khi độ chính xác là tối quan trọng và dung sai chặt chẽ. Bằng cách di chuyển dụng cụ cắt dọc theo năm trục khác nhau đồng thời, gia công 5 trục có thể đạt được chi tiết và độ hoàn thiện rất phức tạp mà không có cách nào khác có thể thực hiện được. Chính vì lý do này mà ngành hàng không vũ trụ, ngành ô tô và các nhà sản xuất thiết bị y tế – tất cả các ngành đều yêu cầu các thành phần và vật liệu quan trọng – đều yêu cầu sử dụng quy trình 5 trục. Gia công 5 trục đặc biệt phù hợp với các chi tiết yêu cầu dung sai chặt chẽ và độ hoàn thiện bề mặt chính xác.
Một lợi thế lớn là thời gian thiết lập được rút ngắn và ít đồ gá hơn. Phay 3 trục có thể yêu cầu nhiều thiết lập cho một hình dạng thành phần duy nhất, do đó đòi hỏi nhiều thời gian sản xuất hơn cũng như làm tăng chi phí thiết bị và nhân sự. Máy 5 trục thường có thể thực hiện nhiều thao tác trong một thiết lập duy nhất, tăng năng suất bằng cách giảm thời gian sản xuất.
Hơn nữa, gia công CNC 5 trục cũng tối ưu hóa vị trí của dụng cụ bằng cách giảm lực cắt. Điều này không chỉ hỗ trợ cho hoạt động trơn tru của máy mà còn kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt vì lực được giảm thiểu trong các quy trình cụ thể của việc định vị dụng cụ. Gia công CNC 5 trục cũng nâng cao tuổi thọ và hiệu quả của dụng cụ bằng cách giảm độ vươn quá mức của dụng cụ. Độ vươn quá mức xảy ra khi dụng cụ di chuyển ra khỏi điểm tiếp xúc chính xác của nó với phôi, tạo ra lượng dịch chuyển lớn hơn mức cần thiết. Điều này làm giảm tuổi thọ của dụng cụ vì sử dụng nhiều năng lượng hơn để hoàn thành quá trình cắt.
Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau
Nhờ tính linh hoạt, gia công CNC 5 trục được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ hàng không vũ trụ để sản xuất các bộ phận có tiêu chuẩn an toàn và hiệu suất cao, chẳng hạn như cánh tua-bin, bộ phận kết cấu máy bay và các thành phần động cơ phức tạp, cho đến các ngành sản xuất khác.
Trong ngành công nghiệp ô tô, các thành phần như khối động cơ, hộp số và các bộ phận ít rõ ràng hơn nhưng phức tạp hơn của thân xe được sản xuất bằng quy trình gia công năm trục. Điều này cho phép sản xuất các bộ phận nhẹ nhưng chắc chắn, từ đó cải thiện hiệu suất và hiệu quả của xe, cũng như cho phép sản xuất các bộ phận riêng trong thể thao mô tô và tạo mẫu các thiết kế mới.
Gia công CNC 5 trục cũng có lợi cho ngành thiết bị y tế. Các dụng cụ phẫu thuật, cấy ghép và chân tay giả được sản xuất bằng công nghệ 5 trục. Điều này là do việc gia công các thành phần như vậy đòi hỏi độ chính xác và độ chính xác cao để đảm bảo chất lượng sản phẩm và độ tin cậy của bệnh nhân.
Thông số kỹ thuật và khả năng
Máy CNC 5 trục có một số thông số kỹ thuật khác nhau quan trọng cần xem xét cho các loại sản xuất khác nhau. Các thông số kỹ thuật này bao gồm kích thước của phạm vi làm việc, tốc độ trục chính và loại giá đỡ dụng cụ. Phạm vi làm việc chỉ định kích thước lớn nhất của phôi có thể gia công, trong khi tốc độ trục chính cũng ảnh hưởng đến tốc độ cắt và độ hoàn thiện bề mặt.
Hệ thống điều khiển tiên tiến này (như trong Hình 2 ở trên) rất quan trọng đối với gia công 5 trục, với phần mềm tiên tiến được sử dụng để theo dõi đường đi của dụng cụ theo thời gian thực và để hiệu chỉnh lỗi gãy dụng cụ hoặc lỗi đường đi của dụng cụ. Các tính năng tiên tiến khác, chẳng hạn như máy dò va chạm và bộ thay đổi dụng cụ tự động, cải thiện hiệu quả và độ an toàn của các bộ phận gia công 5 trục.
Với máy CNC 5 trục, các bộ phận có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau: nhôm, titan, thép không gỉ, nhựa, vật liệu tổng hợp – tùy theo yêu cầu của dự án.
Lựa chọn máy CNC 5 trục phù hợp
Như bạn có thể hình dung, có nhiều loại gia công CNC 5 trục khác nhau. Việc lựa chọn công ty mua hàng một phần phụ thuộc vào nhu cầu của quy trình sản xuất cụ thể, nhưng người ta cũng phải đặc biệt chú ý đến độ chính xác của máy. Một công ty sản xuất phải đánh giá các tính năng sau để chọn đúng máy CNC 5 trục: cấu hình trục, công suất trục chính và các tính năng của hệ thống điều khiển.
Ngoài ra còn có các vấn đề liên quan đến 'công thái học', tức là cách máy hoạt động tương tác ngay khi xuất xưởng, bao gồm tính dễ sử dụng phần mềm, khả năng tương thích dữ liệu và công cụ, và khả năng tích hợp và điều khiển bằng các hệ thống khác, đặc biệt là CAD/CAM. Cuối cùng, hãy xem xét đến hỗ trợ và bảo trì do nhà sản xuất máy cung cấp.
Yếu tố then chốt thứ hai là chi phí. Mặc dù máy CNC 5 trục có chi phí đầu tư đáng kể, nhưng hiệu quả tăng lên và chất lượng sản phẩm được cải thiện có thể giúp trang trải khoản đầu tư ban đầu. Các nhà sản xuất sẽ làm tốt khi tính toán lợi tức đầu tư bằng cách xem xét các yếu tố như thời gian thiết lập giảm, tuổi thọ dụng cụ tăng và công suất được cải thiện.
Kết luận
Gia công CNC 5 trục là công nghệ sản xuất có giá trị, cho phép sản xuất các bộ phận phức tạp với độ chính xác và hiệu quả. Biết được lợi ích của công nghệ, ứng dụng, thông số kỹ thuật và các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn, các nhà sản xuất có thể tận dụng công nghệ để cải thiện hoạt động và đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp hiện đại.
