Máy tiện kim loại CNC là một loại máy công cụ kết hợp nguyên lý tiện quay truyền thống với điều khiển chính xác bằng máy tính để nâng cao độ chính xác, tính lặp lại và năng suất gia công lên một tầm cao mới. Cho dù bạn là người đam mê đang tìm kiếm một máy tiện kim loại nhỏ, chủ nhà máy đang đánh giá các loại máy tiện kim loại cho sản xuất, hay kỹ thuật viên cao cấp đang tìm kiếm các kỹ năng vận hành nâng cao, bạn đều có thể tìm hiểu các loại máy tiện kim loại CNC và bảy công nghệ đã được chứng minh giúp tăng hiệu quả trong bài viết này.
Các loại máy tiện kim loại CNC
Trước khi quyết định mua bất kỳ máy tiện kim loại CNC nào, bạn phải đảm bảo kích thước và cấu hình máy phù hợp với yêu cầu gia công thực tế.
Máy tiện kim loại CNC cỡ nhỏ
Đường kính quay tối đa của máy tiện kim loại cỡ nhỏ thường là 200 ~ 350 mm, và chiều dài bàn máy là 500 ~ 1,000 mm.
- Xưởng gia công cơ khí quy mô nhỏ chuyên thực hiện bảo trì và gia công nguyên mẫu.
- Các nhà thầu phụ sản xuất các bộ phận nhỏ trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô.
- Sản xuất súng (chế tạo súng) và gia công các bộ phận vũ khí
Máy tiện kim loại mini được cấu hình CNC có thể thực hiện nhiều chức năng hơn so với vận hành thủ công, đặc biệt là trong gia công ren (yêu cầu đồng bộ chính xác giữa trục chính và tốc độ cấp phôi), tiện côn và gia công định hình với nhiều tốc độ cấp phôi khác nhau.
Máy tiện kim loại CNC công nghiệp cỡ lớn
Máy tiện kim loại CNC công nghiệp có phạm vi từ trung tâm tiện với đường kính tiện tối đa 400 ~ 600 mm và khoảng cách giữa hai đầu dao 1 ~ 2 m đến Máy tiện CNC hạng nặng có khả năng gia công các cuộn, trục và bình chịu áp lực dài vài mét. Các cấu hình điển hình của loại máy này bao gồm:
- Tháp công cụ di độngCác thao tác phay có thể hoàn tất mà không cần kẹp lại phôi.
- Trục phụHoàn tất toàn bộ quá trình gia công phần đầu và phần đuôi của phôi chỉ trong một lần kẹp.
- Hệ thống làm mát áp suất cao (HHPCS)
- Máy nạp thanh tự động: thực hiện sản xuất không cần ánh sáng
Máy tiện CNC kim loại hàng đầu được đề xuất: Máy tiện kiểu Thụy Sĩ dòng Z của JIANKE
Đặc điểm của Máy tiện CNC JIANKE:
Hệ thống truyền động độc lập hai trục chính, hỗ trợ xử lý đồng bộ.Được trang bị hai trục chính độc lập, mỗi trục chính có thể thực hiện các thao tác gia công riêng biệt. Hai trục chính có thể hoạt động đồng bộ và gia công phối hợp phôi, giúp nâng cao đáng kể hiệu quả gia công.
Thiết bị căn chỉnh tiêu chuẩn đảm bảo tính đồng tâm của các vòng tròn bên trong và bên ngoài.Thiết bị căn chỉnh (định tâm) tích hợp có thể kiểm soát độ đồng tâm của vòng tròn bên trong và bên ngoài của phôi trong thời gian thực trong quá trình gia công, đảm bảo hiệu quả các yêu cầu gia công chính xác cao.
Chế độ xử lý linh hoạt, chuyển đổi trục chính đơn/đôi theo yêu cầuVới độ linh hoạt cao, tùy theo yêu cầu quy trình khác nhau có thể lựa chọn chế độ gia công một trục chính hoặc hai trục chính, để thích ứng với việc sản xuất nhiều loại chi tiết.
Ống dẫn hướng tùy chọn/ống dẫn hướng di động, có thể tự do điều chỉnh phù hợp với phôi gia công.Hỗ trợ tùy chọn ống dẫn hướng hoặc ống dẫn hướng di động, có thể chuyển đổi tùy theo đặc điểm của phôi, mở rộng phạm vi gia công của máy công cụ.
Trục chính động cơ làm mát bằng dầu có khả năng làm mát đồng đều hơn và hoạt động ổn định hơn.Trục chính động cơ làm mát bằng dầu có khả năng làm mát đồng đều hơn so với trục chính động cơ làm mát bằng không khí; so với trục chính cơ khí, nó có độ ổn định cao hơn và phù hợp cho quá trình gia công liên tục trong thời gian dài.
Động cơ giá trị tuyệt đối, bộ nhớ vị trí ban đầu khi tắt nguồn, tiết kiệm thời gian và công sức.Được trang bị động cơ giá trị tuyệt đối, máy tự động ghi nhớ vị trí ban đầu khi bật/tắt máy, không cần lặp lại thao tác đưa về vị trí 0, tiết kiệm thời gian, an tâm và giảm sự can thiệp thủ công.
Những điểm khác biệt chính: Máy tiện CNC so với máy tiện thủ công
| Tính năng | Máy tiện kim loại CNC | Máy tiện thủ công |
|---|---|---|
| Kiểm soát | Máy tính (mã G) | Tay quay và cần gạt |
| Độ lặp lại | ±0.001 mm hoặc tốt hơn | phụ thuộc vào nhà điều hành |
| Thiết lập thời gian | Dài hơn (lập trình) | Ngắn gọn hơn cho các trường hợp riêng lẻ. |
| Khối lượng sản xuất | Cao | Thấp đến trung bình |
| Yêu cầu kỹ năng | Lập trình + gia công cơ khí | Kỹ năng gia công thực hành |
| Trường hợp sử dụng lý tưởng | Sản xuất hàng loạt, hồ sơ phức tạp | Tạo mẫu thử nghiệm, công việc sửa chữa |
Hiểu rõ những điểm khác biệt nêu trên sẽ giúp bạn xác định xem máy tiện CNC hay máy tiện kim loại thủ công phù hợp hơn với quy trình làm việc của mình trước khi tìm kiếm thông tin về bất kỳ máy tiện kim loại nào đang được bán.
7 công nghệ máy tiện kim loại CNC: Nâng cao toàn diện hiệu quả gia công
7 công nghệ sau đây là những điểm khác biệt cố hữu giữa các nhà máy CNC năng suất cao và các nhà máy thông thường. Mỗi công nghệ đều hướng đến giải quyết một vấn đề cụ thể trong quá trình gia công tiện kim loại CNC.
CSS, cắt tốc độ bề mặt không đổi
Một trong những chức năng có ảnh hưởng nhất của máy tiện kim loại CNC là... tốc độ bề mặt không đổi (CSS) chế độ, đó là G96 hướng dẫn trong mã G tiêu chuẩn. Không giống như khi chạy với tốc độ vòng quay cố định, CSS tự động điều chỉnh tốc độ trục chính khi... công cụ tiện kim loại Vị trí đặt dao cắt gần hoặc xa tâm phôi sao cho tốc độ cắt tại đầu dao luôn không đổi trong suốt quá trình cắt.
Tại sao tốc độ bề mặt không đổi lại quan trọng đến vậy? Vì nó có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ dụng cụ và làm cho độ nhám bề mặt đồng đều hơn. Và vì luôn được gia công ở tốc độ cắt tối ưu, thời gian chu kỳ cũng được rút ngắn.
Tốc độ cắt khuyến nghị cho từng loại vật liệu (giá trị tham khảo ban đầu, dụng cụ bằng hợp kim cứng):
- Thép nhẹ: 120 ~ 180 m/phút
- Thép không gỉ 304: 60 ~ 100 m/phút
- Nhôm: 300 ~ 600 m/phút
- Titanium: 30 ~ 60 m/phút
Hãy chắc chắn sử dụng dữ liệu do nhà sản xuất dụng cụ tiện kim loại cung cấp và điều chỉnh theo màu sắc phôi và hiệu ứng bề mặt thực tế.
Cung cấp chất làm mát áp suất cao (HPC)
Dung dịch làm mát dạng lỏng tiêu chuẩn có thể rửa trôi chip và giảm nhiệt độ tổng thể, trong khi... chất làm mát áp suất cao (HPC, thường ở áp suất 70 ~ 150 bar) được bắn chính xác vào vùng cắt, giúp phá vỡ phoi trước khi tích tụ, kéo dài tuổi thọ của mảnh dao cắt cacbua lên 2 ~ 4 lần và cho phép cắt sâu hơn với tốc độ tiến dao cao hơn.
Nếu máy tiện kim loại CNC của bạn hỗ trợ HPC, bạn cần bật tính năng này trong các ứng dụng sau:
- Các vật liệu khó gia công (hợp kim titan, hợp kim Inconel, thép tôi cứng)
- Các thao tác tạo rãnh sâu và tách rời Các thao tác tạo rãnh sâu và tách rời
- Quá trình thoát phoi quan trọng trong khoan lỗ dài
Đối với các nhà máy đang đánh giá các loại máy tiện kim loại để bán, HPC là cấu hình ưu tiên khi gia công bất kỳ hợp kim siêu bền hoặc hợp kim đặc biệt nào.
Tối ưu hóa đường chạy dao: chiến lược chạy dao thô + chạy dao tinh
Việc lập trình máy tiện kim loại CNC hiệu quả hầu như luôn tách biệt quá trình gia công thô và gia công tinh, thay vì cố gắng đạt được kích thước cuối cùng chỉ với một dụng cụ duy nhất.
- Đường cắt thôTốc độ tiến dao cao (0.3 ~ 0.5 mm/vòng), chiều sâu cắt lớn (2 ~ 5 mm), dung sai theo hướng đường kính 0.3 ~ 0.5 mm.
- Đường chuyền bán hoàn thiện (tùy chọn)Tốc độ tiến dao trung bình (0.15 ~ 0.25 mm/vòng), chiều sâu cắt 0.5 ~ 1 mm, dung sai 0.05 ~ 0.1 mm.
- Đường chuyền kết thúcTốc độ tiến dao thấp (0.05 ~ 0.1 mm/vòng), độ sâu cắt tối thiểu (0.05 ~ 0.1 mm), lưỡi dao mới hoặc lưỡi dao có góc hình học đặc biệt để hoàn thiện.
Cách tiếp cận có cấu trúc như trên đối với việc sử dụng dụng cụ tiện kim loại giúp kéo dài tuổi thọ của mảnh dao bằng cách giữ lại các cạnh cắt mới cho các công đoạn hoàn thiện quan trọng và cho phép gia công thô mạnh mẽ mà không gây nguy hại đến bề mặt cuối cùng.
Gia công trực tiếp và vận hành trục Y
Trung tâm gia công tiện CNC hiện đại được trang bị dụng cụ cắt xoay (tức là dụng cụ phay có thể xoay được gắn trên tháp dao) cho phép máy tiện kim loại CNC thực hiện các thao tác phay, khoan, khoan ngang và xẻ rãnh mà không cần chuyển phôi sang trung tâm gia công độc lập.
Các lợi ích:
- Loại bỏ việc phải chỉnh sửa lại vị trí: đây là nguyên nhân chính gây ra lỗi định vị.
- Giảm tổng thời gian chu kỳ và lượng hàng tồn kho bán thành phẩm (WIP).
- Quá trình kẹp phôi hoàn tất chỉ một lần trên máy tiện kim loại cỡ nhỏ.
- Các thao tác gia công phổ biến trên máy tiện kim loại CNC bao gồm: phay phẳng hình lục giác, khoan lỗ xuyên, tạo rãnh then, gia công chi tiết lệch tâm và phay ren.
TNRC, bù bán kính đầu mũi dao, G41/G42
Mỗi lưỡi dao tiện kim loại đều có bán kính mũi, thường là 0.2, 0.4, 0.8 hoặc 1.2 mm. Khi máy tiện kim loại CNC thực hiện gia công vát cạnh hoặc gia công đường viền bề mặt cong, điểm cắt thực tế sẽ lệch khỏi đường dẫn lập trình, trừ khi... Bù bán kính đầu mũi dụng cụ (TNRC) được kích hoạt bởi G41 (bù trừ bên trái) hoặc G42 (bù trừ bên phải).
Việc bỏ qua TNRC sẽ dẫn đến sai số kích thước ở phần côn, bán kính và vát cạnh, và độ lệch đôi khi có thể cao bằng giá trị bán kính đầu mũi dao. Sau khi kích hoạt chức năng bù trừ, máy tiện sẽ tự động dịch chuyển đường chạy dao và tạo ra các hình dạng hình học chính xác ngay cả trên các bề mặt có đường viền phức tạp.
Tự động hóa trục phụ và bộ phận thu gom phôi
Đối với các chi tiết cần gia công ở cả hai đầu, máy tiện kim loại CNC được trang bị trục phụ có thể kẹp bề mặt đầu trước đã hoàn thiện, tự động đảo chiều phôi và hoàn thành quá trình gia công mặt sau trong cùng một chương trình, loại bỏ hoàn toàn thao tác kẹp thứ hai.
Với bộ phận gắp phôi hoặc băng tải, quy trình gia công tự động có thể được hình thành và máy tiện có thể được hoàn thiện:
- Cấp liệu tự động từ bộ cấp liệu dạng thanh (bar feeder)
- Hoàn tất toàn bộ quá trình xử lý bề mặt phía trước.
- Chuyển phôi sang trục phụ.
- Sau khi hoàn tất tất cả các công đoạn xử lý bề mặt cuối cùng.
- Tự động hiển thị các bộ phận đã hoàn thành
Đối với máy tiện gia công kim loại khối lượng lớn, chức năng đơn lẻ này có thể tăng năng suất lên gấp hai đến ba lần so với máy tiện một trục chính yêu cầu gia công bằng tay.
Đo lường trong quá trình sản xuất và điều khiển thích ứng
Công nghệ máy tiện kim loại CNC tiên tiến nhất là điều khiển kích thước vòng kín: đầu dò chạm Hoặc thiết bị đo sau gia công sẽ đo kích thước phôi trong hoặc ngay sau quá trình gia công, và bộ điều khiển CNC sẽ tự động điều chỉnh độ lệch dụng cụ dựa trên kết quả đo. Để khắc phục sự sai lệch kích thước do... mài mòn dụng cụ, sự giãn nở nhiệt or sự thay đổi vật liệu.
Các lợi ích:
- Giảm đáng kể lượng phế phẩm và công đoạn làm lại.
- Thực hiện gia công tiện tự động trong đêm mà không cần người giám sát.
- Tự động bù mòn dao tiện kim loại, sử dụng dao đến giới hạn thực tế thay vì chỉ thay dao theo kế hoạch định sẵn.
- Cung cấp các bản ghi theo dõi dữ liệu cần thiết cho các tài liệu chất lượng để hỗ trợ cải tiến quy trình liên tục.
Làm thế nào để lựa chọn dụng cụ và hệ thống dụng cụ cho máy tiện kim loại CNC?
Không có máy tiện kim loại CNC nào có thể vượt quá giới hạn năng lực của chính dụng cụ cắt. Lựa chọn loại dao cắt:
- Hạng P (màu xanh)thép và gang
- Hạng M (màu vàng): thép không gỉ và hợp kim chịu nhiệt
- Lớp K (màu đỏ): gang, vật liệu tôi cứng
- Hạng N (xanh lá cây): kim loại màu (nhôm, đồng, đồng thau)
- Hạng S (màu nâu): hợp kim siêu bền chịu nhiệt và titan
| WELFARE | Lợi thế | tốt nhất cho |
|---|---|---|
| Giá đỡ tháp VDI | Lập chỉ mục nhanh, rất chặt chẽ | Máy tiện kim loại CNC sản xuất |
| Capto/HSK-T | Độ cứng cao nhất, dạng mô-đun | Gia công hạng nặng |
| Bài viết về công cụ thay đổi nhanh | Dễ dàng thay thế cho máy CNC thủ công/cỡ nhỏ. | Máy tiện kim loại cỡ nhỏ, chế tạo nguyên mẫu |
| Tháp pháo BMT | Tích hợp công cụ trực tiếp | Máy tiện phay |
Dành cho máy tiện kim loại mini hoặc máy tiện kim loại cỡ nhỏ trong môi trường sản xuất quy mô nhỏ hoặc dành cho người chơi nghiệp dư. Aloris or Dân Doris Hệ thống tháp dao thay dụng cụ nhanh có thể cung cấp sự linh hoạt cần thiết với chi phí thấp hơn nhiều so với hệ thống tháp dao hoàn chỉnh.
Làm thế nào để bảo trì máy tiện kim loại CNC của bạn?
Máy tiện kim loại CNC được bảo trì tốt có thể cung cấp độ chính xác ổn định trong nhiều thập kỷ. Các công việc bảo trì cốt lõi như sau:
- Hàng ngàyKiểm tra và bổ sung nồng độ chất làm mát; làm sạch băng tải phoi và phoi trong khu vực làm việc; kiểm tra độ mòn cạnh dao tiện kim loại.
- Hàng tuầnBôi trơn ray dẫn hướng, vít me bi và tháp dụng cụ theo kế hoạch của nhà sản xuất; kiểm tra mức dầu bôi trơn trục chính; vệ sinh bộ lọc.
- Hàng thángSử dụng thanh thử và đồng hồ đo độ chính xác để kiểm tra độ chính xác hình học; kiểm tra độ mòn và hư hỏng của má kẹp mâm cặp.
- Hang nămKiểm tra độ chính xác toàn diện; thay thế dung dịch làm mát; kiểm tra ổ trục chính; hiệu chỉnh các thông số bộ điều khiển CNC.
Việc bỏ qua công tác bôi trơn ray dẫn hướng là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến việc giảm độ chính xác sớm ở tất cả các loại máy tiện.
Kết luận
Các nguyên tắc cốt lõi khi lựa chọn máy CNC gia công kim loại đều nhất quán: hiểu rõ khả năng của máy, lựa chọn hệ thống dụng cụ gia công kim loại phù hợp, sử dụng các kỹ thuật hiệu quả đã được chứng minh để lập trình thông minh và bảo trì thường xuyên hàng ngày.
Khi đánh giá bất kỳ máy tiện kim loại CNC nào đang được bán, hãy đối chiếu thông số kỹ thuật của máy với kích thước phôi thực tế và lô sản xuất, ưu tiên bộ điều khiển và dịch vụ hậu mãi, và coi việc lựa chọn dụng cụ là một khoản đầu tư chứ không chỉ đơn thuần là một dự án kiểm soát chi phí.
