Gia công CNC là phương pháp gia công cơ khí bằng các máy móc ứng dụng công nghệ hiện đại CNC (computer numerial control) nhằm đạt độ chính xác cao và tốc độ làm việc nhanh chóng.
Trong gia công CNC, các máy móc sẽ loại bỏ vật liệu khỏi một khối rắn để tạo ra chi tiết dựa trên mô hình CAD. CNC sản xuất các bộ phận với dung sai rất chặt chẽ và tính chất vật liệu tuyệt vời, độ lặp lại cao, do đó tối ưu được chi phí khi sản xuất các chi tiết với khối lượng thấp đến trung bình (lên đến 1000 chi tiết).
Nhắc đến gia công CNC, 2 phương pháp gia công chính thường được sử dụng trong sản xuất chính là phay và tiện. Bài viết này sẽ cung cấp cho các bạn cái nhìn tổng quan về các nguyên tắc cơ bản của công nghệ 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 biến nhất. Trong phay CNC, các chi tiết được gắn trên bàn máy và vật liệu được loại bỏ bằng các công cụ cắt chuyển động quay.
Quy trình phay CNC cơ bản gồm các bước:
- Mô hình CAD được chuyển đổi thành một chuỗi các lệnh có thể được hiểu với máy CNC (mã G). Điều này thường được thực hiện trên máy bởi người vận hành, sử dụng các 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 chính xác cho quá trình gia công, phôi cần được định vị và căn chỉnh chính xác nhờ các công cụ đo lường đặc biệt (đầu dò cảm ứng).
- Vật liệu được loại bỏ khỏi khối để tạo hình chi tiết nhờ các công cụ cắt chuyên dụng quay với tốc độ rất cao (hàng nghìn vòng/phút). Để đạt được tạo hình chính xác, trước hết phôi được gia công thô bằng cách loại bỏ vật liệu nhanh chóng với độ chính xác thấp (hình dạng gần 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 có các vị trí mà công cụ cắt không thể gia công được trong một lần gá duy nhất (ví dụ: có một khe ở phía sau), thì phần đó cần được lật và tiến hành lại các bước trên.
.jpg)
Một chi tiết phay CNC điển hình, được gia công bằng cách loại bỏ vật liệu từ một khối phôi hình chữ nhật
Sau khi gia công, chi tiết cần được loại bỏ bavia để loại bỏ các khuyết tật nhỏ còn sót lại trên các 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, các kích thước tới hạn sẽ được kiểm tra. Những chi tiết đã sẵn sàng sẽ được sử dụng cho các thao tác tiếp theo.
Hầu hết các hệ thống phay CNC đều có 3 bậc tự do tuyến tính: trục X, Y, Z. Các hệ thống tiên tiến hơn với 5 bậc tự do cũng cho phép xoay bàn hoặc đầu công cụ xoay (trục A và B). Hệ thống CNC 5 trục có khả năng gia công các chi tiết có độ phức tạp hình học cao và có thể loại bỏ yêu cầu phải sử dụng nhiều máy.
Ưu điểm và nhược điểm của gia công CNC
Ưu điểm:
- Gia công CNC cho độ chính xác và độ lặp lại rất tốt, và có thể sản xuất các chi tiết với dung sai rất nhỏ, phù hợp với các yêu cầu cao cấp
- Vật liệu CNC có tính chất vật lý tuyệt vời và đồng nhất trong các môi trường khác nhau và phù hợp với hầu hết các ứng dụng kỹ thuật
- Gia công CNC là phương pháp sản xuất hiệu quả nhất về chi phí để sản xuất các chi tiết kim loại với số lượng thấp hoặc trung bình (từ việc sản xuất mẫu đến sản xuất hàng loạt lên tới 1000 đơn vị)
Nhược điểm:
- Do bản chất của phương pháp gia công CNC là loại bỏ vật liệu trên phôi, một số khối hình tốn chi phí rất cao hoặc không thể sản xuất
- Chi phí khởi đầu của gia công CNC cao do phải đầu tư về máy móc
