Gia công CNC là gì? Quy trình thực hiện gia công trên máy CNC

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. Công nghệ gia công trên máy CNC là việc tạo ra các thiết kế có hình dạng tùy chỉnh từ phôi thông qua các điều khiển máy tính. Thông qua đó, vật liệu sẽ được tách ra khỏi phôi để tạo thành hình dáng mong muốn.

Gia công CNC là một phương pháp gia công ứng dụng công nghệ sản xuất trừ hiện đại. Vậy phương pháp này có những ưu nhược điểm gì và quy trình gia công trên máy CNC diễn ra như thế nào? Mời các bạn tham khảo bài viết sau đây của Cơ khí KCC.

Quy trình gia công trên máy CNC

Để người dùng có thể hình dung quá trình gia công trên máy CNC diễn ra như nào, mời các bạn tham khảo quy trình sau đây:

Bước 1: Thiết kế bản vẽ

Người phụ trách sẽ thiết kế bản vẽ theo yêu cầu trên các phần mềm mô phỏng theo đúng kích thước mong muốn rồi chuyển tới người lập trình. Công đoạn này rất quan trọng, yêu cầu độ chính xác cao. Sản phẩm đầu ra phụ thuộc rất lớn vào các thông số trên bản vẽ.

Bước 2: Nghiên cứu bản vẽ, đưa ra phương án phù hợp

Sau khi chuyển giáo bản thiết thế cho người lập trình, người lập trình sẽ nghiên cứu bản vẽ, đọc chính xác những thông số trên bản vẽ, đưa ra phương án tốt nhất. Quá trình yêu cầu người lập trình chọn dao phù hợp và phôi được yêu cầu. Việc lựa chọn dao phù hợp cho từng phôi giúp máy hoạt động một cách trơn tru và tránh những hỏng hóc điều này cũng đòi hỏi người lập trình phải có trình độ rất cao, am hiểu các kỹ thuật cũng như phương thức gia công.

Bước 3: Thiết kế quỹ đạo cắt phù hợp

Người phụ trách sẽ lập trình quỹ đạo cắt phù hợp với phôi đảm bảo độ chính xác và hợp lý. Tiếp theo đó sẽ tính toán tọa độ các điểm chuyển tiếp của dao. Qũy đạo của dao là quỹ đạo chuyển động giữa tâm điểm và mặt dao. Với các biên dạng phức tạp thì người lập trình có thể dựa vào biên để làm quỹ đạo chuyển động của dao. Người lập trình cần phải biết tính toán bán kính của dao sao cho phù hợp trước khi cắt

Với hình dạng phức tạp hơn nữa như 3D,4D,5D thì cần phải cần các phần mềm chuyên dụng để thiết kế quỹ đạo của dao.

Bước 4: Lập chương trình điều khiển

Dưới đây là 2 bước lập trình điều khiển máy CNC:

Lập trình bằng phương pháp thủ công

Đây là phương pháp lập trình không phụ thuộc vào máy tính. Với phương pháp này người lập trình sẽ tự biên soạn quỹ đạo và tọa độ của dao. Phương pháp này yêu cầu trình độ cao của người lập trình. Hình dung, điều chỉnh theo thông số một cách chính xác. Phương pháp này hiện nay rất ít được áp dụng bở thời gian lập trình dài, người lập trình cần hiểu biết và chỉ có thể áp dụng với những đường dao đơn giản.

Lập trình bằng phương pháp tự động

Tuy vẫn phụ thuộc vào thao tác của người lập trình nhưng điều quan trọng là được hỗ trợ bởi máy tính lên độ chính xác về quỹ đạo và thông số cao hơn rất nhiều so với phương pháp thủ công. Cùng với đó việc được hỗ trợ bởi nhiều phần mềm như CAD/CAM cũng tối ưu được rất nhiều.

Bước 5: Kiểm tra chương trình điều khiển

Bằng phương trình soạn thảo được nhập vào máy tính, người lập trình cho chạy mô phỏng trên phần mềm. Xem xét và đưa ra những tính toán hợp lý.

Đây là bước vô cùng quan trọng. Người lập trình cần xem xét lại một cách tỉ mỉ xem xét các thông số, các quỹ đạo đạo đã đúng với bản thiết kế và bản lập trình chưa. Sản phẩm cuối cùng có đúng như thiết kế hay không phụ thuộc nhiều bởi bước này.

Bước 6: Điều chỉnh máy CNC

Là bước làm cho máy hiểu được lên chọn loại dao nào, phôi được nằm ở đâu, vị trí đặt dao, góc nghiêng như thế nào…

Muốn gia công được chính xác thì chuỗi kích thước công nghệ của hệ thống công nghệ bao gồm máy – dao – gá – chi tiết phải được khép kín vậy máy CNC mới có khả năng điều chỉnh một cách chính xác.

Bước 7: Gia công trên máy CNC

Chương trình sẽ đưa quá trình gia công ra màn hình chính một lần cuối để người lập trình chỉnh sửa cuối cùng sau đó máy bắt đầu thực hiện gia công theo lập trình sẵn.

Bước 8: Kiểm tra sản phẩm sau khi gia công

Sau khi tạo ra sản phẩm, người phụ trách có trách nghiệm kiểm tra sản phẩm đầu ra một lần nữa có đạt theo yêu cầu sau đó sẽ chuyển cho bộ phận kiểm hàng một lần nữa. Sản phẩm sẽ được đánh giá và đóng gói chuyển đến tay khách hàng.

Ưu nhược điểm của phương pháp gia công cơ khí CNC

Ưu điểm

Các phương pháp gia công truyền thống trước đây phụ thuộc phần lớn vào tay nghề của người thợ nên chất lượng không đồng đều và mất khá nhiều thời gian. Nhưng kể từ khi công nghệ CNC ra đời đã giải quyết hiệu quả các vấn đề này. Phương pháp gia công CNC có nhiều ưu điểm nổi bật như:

• Thời gian gia công nhanh do máy có thể hoạt động liên tục với tốc độ cao.
• Gia công chính xác bởi mọi hoạt động đều được lập trình trên máy tính.
• Có khả năng gia công hàng loạt sản phẩm với chất lượng đồng đều.
• Có thể gia công nhiều loại vật liệu khác nhau.
• Tiết kiệm nhân lực và đảm bảo an toàn lao động cho nhân viên.

Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm kể trên, gia công trên máy CNC vẫn còn tồn tại một số điểm hạn chế đó là:

• Chi phí đầu tư vào hệ thống máy móc và phần mềm khá lớn.
• Để vận hành được hệ thống đòi hỏi nhân viên phải có chuyên môn và kinh nghiệm.
• Bị giới hạn về kích thước sản phẩm.
• Quá trình bảo trì, sửa chữa máy CNC khá phức tạp và tốn kém.
• Phương pháp này chỉ phù hợp khi sản xuất số lượng lớn sản phẩm để tối ưu chi phí.

Các loại máy gia công cơ khí CNC phổ biến hiện nay

Máy gia công CNC là các loại máy móc được điều khiển bằng máy tính với phần mềm được lập trình và mã hóa theo ngôn ngữ của chúng – G-code. G-code đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển máy để thực hiện các thao tác khoan, cắt, mài,..một cách tự động và chính xác.

Hiện nay có rất nhiều loại máy gia công cơ khí CNC khác nhau để phục vụ cho nhu cầu sử dụng của người dùng. Sau đây, mời các bạn hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về các loại máy được sử dụng trong gia công cơ khí:

• Máy tiện CNC: Máy tiện hoạt động dựa trên nguyên tắc xoay tròn của phôi. Máy được ứng dụng để cắt các chi tiết có hình trụ như trục, ống, bánh xe, tạo ren, tiện,…
• Máy phay CNC: Máy phay CNC là thiết bị sử dụng dao phay để cắt và loại bỏ vật liệu khỏi phôi. Máy được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, dùng để chế tạo các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp.
• Máy khoan CNC: Loại máy này sử dụng mũi khoan hoặc lưỡi dao để tạo lỗ trên nhiều bề mặt vật liệu khác nhau.
• Máy mài CNC: Máy mài CNC sử dụng một bánh mài quay để loại bỏ vật liệu từ phôi thông qua quá trình cắt. Loại máy này chủ yếu được dùng để gia công các phôi kim loại cứng, với mục đích tạo ra các bộ phận có độ chính xác cao.
• Máy cắt laser CNC: Máy cắt laser với khả năng cắt chính xác tới 99% nên được rất nhiều doanh nghiệp sử dụng. Máy cắt laser CNC dựa trên việc sử dụng tia laser tập trung để làm nóng chảy, đốt cháy hoặc làm bay hơi vật liệu, từ đó tạo ra các chi tiết.
• Máy cắt plasma: Máy cắt plasma CNC sử dụng tia plasma nhiệt độ cao để cắt các vật liệu dẫn điện như thép, nhôm, đồng và các loại kim loại khác. Tia plasma tạo ra bằng cách dẫn dòng điện qua khí ion hóa, sinh ra nhiệt độ cực cao có thể dễ dàng cắt xuyên qua vật liệu. Máy được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo, cắt tấm kim loại cho các dự án xây dựng, gia công chi tiết máy và các sản phẩm cơ khí.
• Máy cắt tia lửa điện (Electric Discharge Machine – EDM): là loại máy sử dụng tia lửa điện để cắt và gia công các vật liệu cứng như kim loại, hợp kim mà các phương pháp cơ học khác khó xử lý. Máy EDM thường được sử dụng trong gia công khuôn mẫu, chế tạo các bộ phận có độ phức tạp cao và yêu cầu chính xác tuyệt đối như trong ngành hàng không, y tế và chế tạo thiết bị điện tử.
• Máy cắt dây CNC: Máy cắt dây sử dụng một sợi dây mỏng được tích điện để cắt qua các vật liệu như kim loại, nhựa… Với độ chính xác không thua kém máy cắt laser nên cũng được dùng khá phổ biến.
• Máy cắt tia nước: Máy cắt tia nước CNC sử dụng áp lực cao của dòng nước kết hợp với chất mài mòn để cắt các vật liệu. Loại máy này thường được sử dụng trong ngành công nghiệp chế tạo, cắt các chi tiết máy móc, sản xuất gạch ốp lát, gia công vật liệu xây dựng và chế tác các sản phẩm nghệ thuật.

Các phần mềm hỗ trợ máy CNC phổ biến

Phần mềm gia công đóng vai trò rất quan trọng khi sử dụng máy CNC. Hiện nay có rất nhiều phần mềm khác nhau để người dùng có thể lựa chọn sao cho phù hợp với nhu cầu của mình đó là:

• Mastercam: Phần mềm này hỗ trợ cho cả máy tiện và máy phay. Với giao điện dễ sử dụng, tốc độ xử lý nhanh, Mastercam giúp người dùng kiểm soát toàn bộ quy trình gia công một cách hiệu quả.
• Creo: Đây cũng là sự lựa chọn của nhiều người trong việc tích hợp dữ liệu CAD và CAM để tạo ra các chương trình gia công chất lượng. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng còn có chút phức tạp, đòi hỏi người dùng phải có chuyên môn thì mới đạt được hiệu quả.
• SolidCAM: phần mềm này có ưu điểm vượt trội với khả năng mô phỏng quá trình gia công trước khi tiến hành thực tế. Nhờ vậy mà các đơn vị sản xuất có thể giảm thiểu tối đa các rủi ro có thể xảy ra.
• HyperMILL: đây là phần mềm chuyên dùng trong lập trình gia công CNC 5 trục để sản xuất các chi tiết có độ phức tạp cao. HyperMILL có thể kết nối trực tiếp từ máy tính đến máy CNC và hỗ trợ tính năng cắt siêu âm hiệu quả.

Tổng kết

Công nghệ gia công CNC ra đời đã đóng góp to lớn cho ngành gia công cơ khí hiện nay. Nhờ có quy trình, công nghệ hiện đại mà các đơn vị gia công có thể đạt hiệu quả cao hơn, tiết kiệm thời gian, công sức.

Cơ khí KCC là đơn vị gia công kim loại theo yêu cầu với mức giá vô cùng hợp lý. Chúng tôi được đầu tư hệ thống máy CNC chất lượng, hiện đại cùng với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm sẽ đem đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng nhất. Nếu có nhu cầu đặt gia công hay cần tư vấn thêm, các bạn hãy liên hệ với chúng tôi qua số hotline để được hỗ trợ nhanh nhất nhé.