Máy tiện CNC: Cách cắt giảm chi phí bằng cách tự động hóa gia công

Sự ra đời của gia công tự động với công nghệ điều khiển số (NC) vào những năm 1940 và quá trình tự động hóa tiên tiến tiếp theo được hỗ trợ bởi máy tính vào những năm 1970 có nghĩa là sản xuất hiện đại đòi hỏi sản xuất chính xác và nhất quán. Một trong những công cụ luôn cung cấp và vẫn có nhu cầu cao là máy tiện CNC.

Hãy đọc tiếp để biết phần giới thiệu về máy tiện CNC cũng như phân tích các loại máy tiện chính trên thị trường và các ứng dụng chính của chúng để bạn có thể chắc chắn cung cấp cho người mua những lựa chọn tốt nhất vào năm 2025.

Mục lục
Máy tiện CNC là gì?
Các thành phần của máy tiện CNC
Các loại máy tiện CNC
Ứng dụng máy tiện CNC
Ưu điểm của việc sử dụng máy tiện CNC
Nhược điểm của việc sử dụng máy tiện CNC
Xu hướng tương lai của công nghệ máy tiện CNC
Kết luận

Máy tiện CNC là gì?

Máy tiện điều khiển số bằng máy tính, hay CNC, là những máy chính xác có chức năng xoay các vật liệu như nhựa, gỗ hoặc kim loại trên một dụng cụ cắt để định hình chúng. Máy tiện CNC khác với máy tiện truyền thống ở chỗ chúng được điều khiển bằng chương trình máy tính, loại bỏ nhu cầu can thiệp của con người và lỗi có thể xảy ra của con người. Tự động hóa này có nghĩa là máy tiện CNC có thể tạo ra các thiết kế chi tiết, chính xác và có thể lặp lại một cách hiệu quả và nhất quán.

Các thành phần của máy tiện CNC

Máy tiện CNC bao gồm một số thành phần chính.

Trụ sở

Đầu máy tiện CNC là một thành phần quan trọng để đạt được độ cắt chính xác của phôi. Nó giữ kim trục chính, hỗ trợ và xoay phôi, cũng như động cơ và cơ cấu bánh răng, truyền động trục chính và điều khiển tốc độ trục chính.

Ụ

Ở phía đối diện của máy tiện CNC với đầu máy, đuôi máy là bộ phận hỗ trợ đầu kia của phôi với kim trục chính. Nếu đang thực hiện công việc khoan, đuôi máy là nơi sẽ đặt các mũi khoan.

Chuck

Mâm cặp có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, tùy thuộc vào phôi và được sử dụng để giữ phôi cố định trong quá trình cắt.

Giường ngủ

Đây là bộ phận nền tảng của máy tiện CNC, hoạt động như bộ ổn định lõi để đảm bảo cắt phôi trơn tru và chính xác mà không bị ảnh hưởng bởi rung động.

Chuyên chở

Giá đỡ là bộ phận chứa dụng cụ cắt và di chuyển dụng cụ lên xuống trên phôi. Ngoài ra, giá đỡ đôi khi sẽ chứa các cơ cấu khác giúp thao tác dụng cụ cắt, bao gồm thanh trượt ngang, tạp dề và trụ dụng cụ.

Tháp pháo

Tháp pháo là một bộ phận quay đóng vai trò như một giá đỡ dụng cụ, cho phép thay đổi dụng cụ nhanh chóng với thời gian chết tối thiểu.

Bảng điều khiển

Như tên gọi cho thấy, bảng điều khiển cho phép người vận hành nhập tất cả các lệnh ban đầu, chẳng hạn như tốc độ cắt, đường chạy dao và loại gia công cho phôi. Bảng điều khiển được chạy bằng phần mềm như mã G hoặc phần mềm Sản xuất hỗ trợ máy tính (CAM) để chỉ thị các yêu cầu cho máy tiện CNC.

Các loại máy tiện CNC

Có nhiều loại máy tiện CNC khác nhau cho phép gia công các hình dạng phôi và loại vật liệu khác nhau, các yêu cầu về hoa văn và cắt khác nhau và các hoạt động gia công khác nhau. Nhìn chung, máy tiện CNC có thể được chia thành hai loại:

Máy tiện CNC dựa trên số lượng trục

Máy tiện CNC hai trục

Đây là những loại máy tiện CNC phổ biến nhất và có thể được tính là loại máy tiện cơ bản, tính cả trục X và trục Z đơn giản để điều khiển chuyển động của dụng cụ cắt. Thiết lập này khiến chúng trở thành một trong những loại máy tiện CNC giá cả phải chăng nhất và có nghĩa là chúng lý tưởng cho các tác vụ đơn giản.

Máy tiện CNC đa trục

Một loại máy tiện CNC phức tạp hơn một chút so với máy tiện CNC hai trục, Các máy tiện CNC nhiều trục sử dụng trục X và Z cùng với các trục bổ sung, chẳng hạn như trục Y hoặc trục C. Điều này cho phép thiết kế và kiểu cắt phức tạp hơn và giảm tổng thời gian nếu thực hiện các nhiệm vụ phức tạp hơn vì nó tránh được nhu cầu phải thực hiện nhiều lần di chuyển hoặc thiết lập.

Máy tiện CNC dựa trên sự căn chỉnh phôi

Máy tiện CNC đứng

Máy tiện CNC đứng giữ phôi theo chiều thẳng đứng và do đó thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi phải cắt các chi tiết lớn và nặng, chẳng hạn như trong ngành hàng không vũ trụ và năng lượng.

Máy tiện CNC ngang

Máy tiện CNC ngang giữ phôi theo chiều ngang và là loại máy tiện CNC phổ biến nhất trên thị trường. Loại máy tiện CNC này không phù hợp với các phôi nặng hoặc lớn do thiếu điểm tựa trung tâm và khả năng uốn cong ở tâm phôi sau đó.

Ứng dụng máy tiện CNC

Nhờ khả năng tự động hóa và hiệu quả, máy tiện CNC được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp có giá trị cao.

Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ

Hàng không vũ trụ đòi hỏi độ chính xác cao, khiến máy tiện CNC trở thành công cụ quan trọng cho ngành công nghiệp này. Ở đây, máy tiện CNC được sử dụng để cắt các thành phần bao gồm cánh tua bin, bánh đáp và các bộ phận động cơ.

ngành công nghiệp ô tô

Ngành công nghiệp ô tô có nhiều loại máy móc hạng nặng đòi hỏi chất lượng cao và cắt chính xác. Ngoài ra, nhu cầu sản xuất khối lượng lớn của ngành này có nghĩa là cần tốc độ và tính nhất quán —tất cả những điều này làm cho máy tiện CNC trở thành một công cụ thiết yếu. Ở đây, máy tiện CNC được sử dụng để sản xuất các bộ phận động cơ, hộp số và các thành phần hệ thống treo.

Sản xuất thiết bị y tế

Các thiết bị y tế phải cực kỳ chính xác, vì vậy máy tiện CNC được sử dụng trong quá trình sản xuất, đặc biệt tập trung vào các thiết bị cấy ghép, dụng cụ phẫu thuật và chân tay giả.

sản xuất chung

Máy tiện CNC là công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành sản xuất nhờ tính linh hoạt của chúng trong vật liệu và kích thước phôi mà chúng có thể làm việc. Một số ngành sản xuất khác sử dụng máy tiện CNC bao gồm hàng tiêu dùng và máy móc công nghiệp.

Ưu điểm của việc sử dụng máy tiện CNC

Nhờ có nhiều ưu điểm hơn so với các công cụ tương tự, máy tiện CNC thích hợp cho nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Độ chính xác và độ chính xác

Nhờ cấu trúc an toàn, chức năng cắt tự động và khả năng di chuyển dụng cụ, máy tiện CNC có thể cắt phôi với độ chính xác cao và tạo ra các sản phẩm chất lượng cao một cách nhất quán. Điều này cũng làm giảm khả năng xảy ra lỗi và lãng phí vật liệu, giúp chúng có hiệu quả cao.

Tính linh hoạt

Máy tiện CNC có thể cắt nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, vật liệu tổng hợp và nhựa, theo nhiều kiểu khác nhau. Các công cụ có sẵn trên máy tiện CNC cho phép định tâm, phay mặt, tiện, vát mép, khía, cắt ren, khoan, doa, doa, quay, tiện ren và cắt rời, cũng như các chức năng bổ sung.

Tốc độ sản xuất

Tự động hóa và nhiều tùy chọn trục có nghĩa là máy tiện CNC có thể hoạt động nhanh chóng và hiệu quả, không cần thời gian chết. Điều này có nghĩa là thời gian sản xuất nhanh hơn.

Giảm chi phí lao động

Một khía cạnh khác mà tự động hóa tác động là chi phí lao động. Vì máy tiện CNC chỉ cần sự can thiệp của con người để thiết lập các yêu cầu cắt ban đầu và cài đặt máy tiện trên bảng điều khiển nên nhu cầu về nhân sự được trả lương cũng giảm.

Nhược điểm của việc sử dụng máy tiện CNC

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng máy tiện CNC cũng có một số nhược điểm. Tuy nhiên, những nhược điểm này có thể dễ dàng khắc phục.

Đầu tư ban đầu cao

Máy tiện CNC là khoản đầu tư tốn kém và có thể khó quản lý đối với các doanh nghiệp nhỏ. Tuy nhiên, số tiền tiết kiệm được từ chi phí nhân công và lãng phí vật liệu khi sử dụng máy tiện CNC sẽ bù đắp cho khoản đầu tư ban đầu, đặc biệt là khi sử dụng trong môi trường sản xuất khối lượng lớn. Cần lưu ý rằng khoản đầu tư này có thể không hiệu quả nếu các dự án cần có khối lượng thấp hoặc đối với các phôi tùy chỉnh.

Thiết lập và lập trình phức tạp

Có thể rất phức tạp để học cách thiết lập và lập trình đúng cách cho máy tiện CNC để vận hành hiệu quả và chính xác. Tuy nhiên, sau khi học được những khía cạnh này, các bước này có thể được thực hiện nhanh chóng, nghĩa là một người vận hành có thể sử dụng cho nhiều máy tiện CNC. Ngoài ra, máy tiện CNC có thể được mua với giao diện đơn giản chuyển đổi trực tiếp các cài đặt có thể truy cập thành mã G cho máy.

Bảo trì và thời gian ngừng hoạt động

Mặc dù tự động hóa máy tiện CNC có nghĩa là sản lượng liên tục với thời gian chết tối thiểu, điều này không có nghĩa là không có thời gian chết nào cả. Điều quan trọng là phải tắt máy theo các khoảng thời gian hàng ngày để thực hiện các kiểm tra và bảo dưỡng chung, bao gồm vệ sinh máy, kiểm tra mâm cặp và tháp dụng cụ, và kiểm tra mức độ bôi trơn. Ngoài ra, người vận hành nên kiểm tra định kỳ sự căn chỉnh của máy, hiệu chuẩn các cảm biến, kiểm tra bất kỳ thành phần điện nào và chạy chẩn đoán bảo trì. Tuy nhiên, các nhiệm vụ này là ngắn và sẽ đảm bảo tuổi thọ và hoạt động trơn tru của máy, do đó tiết kiệm thời gian và chi phí.

Xu hướng tương lai của công nghệ máy tiện CNC

Máy tiện CNC là máy tự động có khả năng định hình phôi nhanh chóng và chính xác nhờ các công cụ và chuyển động dễ dàng của chúng. Tuy nhiên, khi gia công ngày càng được tích hợp với AI và công nghệ thông minh, máy tiện CNC sẽ bước vào giai đoạn công nghiệp 4.0. Điều này có nghĩa là ít lỗi hơn, quy trình gia công được tối ưu hóa, kiểm soát chất lượng được cải thiện và khả năng bảo trì dự đoán, cùng với các khía cạnh tích cực khác.

Ngoài việc tích hợp công nghệ mới, máy tiện CNC sẽ bắt đầu làm việc với nhiều loại nguyên liệu thô hơn và chống chịu được môi trường khắc nghiệt hơn. Nhờ đó, máy tiện CNC có thể bắt đầu được sử dụng với hợp kim chịu nhiệt độ cao, cho phép chúng thâm nhập vào các ngành công nghiệp mới —ví dụ, như một nhà sản xuất máy công cụ trong các lĩnh vực có điều kiện khắc nghiệt hoặc không ổn định.

Kết luận

Máy tiện CNC là loại máy được sử dụng rộng rãi, cung cấp độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt trong nhiều loại ngành công nghiệp. Mức độ tự động hóa cao của chúng cho phép giảm chi phí lao động và lãng phí vật liệu, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các doanh nghiệp vận hành dây chuyền sản xuất năng suất cao đòi hỏi chất lượng và tính nhất quán.

Trong tương lai, khi máy tiện CNC được tích hợp với công nghệ AI, những máy này sẽ có khả năng dự đoán vấn đề và khắc phục sự cố tốt hơn, cũng như có thể tạo ra các thiết kế chất lượng cao hơn và phức tạp hơn. Máy tiện CNC là máy sản xuất cốt lõi hiện nay và sẽ ngày càng trở nên quan trọng hơn với sự phát triển của sản xuất hiện đại, khiến chúng trở thành lựa chọn đầu tư hợp lý.