Trung tâm gia công đứng CNC
Blog

Nguyên lý gia công và làm việc năm trục

May 14, 2024

Gia công CNC 5 trục là một trong những quy trình tiên tiến nhất hiện nay. Nó sử dụng công nghệ gia công trừ để cung cấp khả năng vô tận cho việc tạo chi tiết. Công nghệ này sử dụng các công cụ cắt hoạt động trên năm trục để cắt phôi thành hình dạng và kích thước mong muốn. Gia công 5 trục mang lại độ chính xác và độ chính xác, hiệu quả và độ tin cậy cao hơn. Việc tăng số lượng trục cũng giúp máy phay 5 trục có khả năng hoạt động tốt hơn so với các sản phẩm cùng loại. Hơn nữa, quy trình này cho phép tự động hóa và quản lý hoàn toàn bằng Điều khiển số máy tính (CNC). Do đó, nhiều cửa hàng máy CNC đáng tin cậy đã dựa vào công nghệ này cho các dịch vụ gia công CNC chính xác của họ.

 

Gia công CNC năm trục là gì?

Quá trình này liên quan đến việc dụng cụ cắt di chuyển đồng thời theo năm trục. Máy CNC 5 trục cung cấp ba trục tuyến tính và hai trục quay hoạt động đồng thời để đạt được các bộ phận phức tạp. Điều này thường liên quan đến việc tăng độ nghiêng của bàn hoặc dụng cụ, từ đó làm tăng khả năng xoay và chuyển động.

Trục thứ 5 cho phép thợ máy chế tạo tối đa 5 mặt trong một nguyên công. Điều này làm cho quá trình rất hiệu quả và chính xác. Nó cũng làm cho nó phù hợp để tạo các cấu trúc và tính năng phức tạp với thiết lập tối thiểu. Với nhiều bộ phận yêu cầu gia công đồng nhất 5 mặt, quy trình này ngày càng trở nên có giá trị đối với nhiều ngành công nghiệp.

Để giúp hiểu các trục trong một Máy phay CNC 5 trục, hãy giải thích tầm quan trọng của số trục trong gia công CNC. Số trục gia công là số hướng mà dụng cụ cắt (hoặc nguyên liệu thô) có thể di chuyển để tạo ra sản phẩm mong muốn. Ví dụ, máy CNC truyền thống có số lượng ba trục. Do đó, công cụ của họ chỉ có thể di chuyển theo trục X, Y và Z.

Chuyển động của dụng cụ:

Nằm ngang trên trục X;

Trục Y thẳng đứng;

Di chuyển qua lại trên trục Z.

Trung tâm gia công 5 trục bổ sung thêm chức năng trục tuyến tính bằng cách nghiêng (và xoay) bàn. Có hai trục quay bổ sung, được gọi là trục A và trục C. Trục A còn được gọi là trục bàn nghiêng, còn trục B là trục xoay bàn. Việc bao gồm các trục này cho phép gia công các hình dạng phức tạp hơn so với máy CNC 2 hoặc 3 trục.

 

Gia công CNC năm trục hoạt động như thế nào?

Giống như các máy CNC khác, máy phay CNC 5 trục dựa vào hướng dẫn của máy tính. Các lệnh được lập trình của máy điều khiển chuyển động của dụng cụ cắt và phôi. Quá trình gia công 5 trục bắt đầu bằng việc tạo mô hình CAD 3D của thành phần mong muốn.

Sau đó, mô hình CAD được xuất sang phần mềm CAM để chuyển đổi nó thành chương trình máy tính (mã G). Mã G chứa các hướng dẫn cho máy CNC. Nó chứa các đường chạy dao được tạo theo hình dạng phần được yêu cầu. Các lệnh này điều khiển chuyển động của dụng cụ cắt dọc theo các trục tuyến tính (X, Y và Z). Nó cũng điều khiển hướng của bàn dọc theo trục quay (A và B) để tạo ra chi tiết mong muốn.

Quá trình này cho phép gia công 5 mặt của phôi bằng một lần kẹp. Nhờ đó, nó tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất, giúp bạn đưa sản phẩm của mình ra thị trường nhanh hơn. Tuy nhiên, lưu ý rằng tốc độ và hướng chuyển động phụ thuộc vào loại và cấu hình của máy 5 trục.

 

Các loại máy công cụ CNC 5 trục

Máy 5 trục có thể nâng cao chương trình gia công của bạn và tăng khả năng mở rộng. Các trung tâm gia công này có thể có nhiều loại khác nhau để đáp ứng nhu cầu của ngành sản xuất.

Ba loại máy CNC năm trục chính là:

Cái đầu

Trục quay của máy Head/Head nằm ở phần đầu. Các đỉnh 5 trục của chúng nằm trên một bệ di chuyển ngang qua một bàn cố định, giữ phôi ở đúng vị trí. Do đó, bạn không cần phải lo lắng về sự can thiệp của dao vào đầu trục chính của máy công cụ.

Bằng cách này, các đỉnh có cơ hội di chuyển xung quanh phôi cao hơn, khiến nó phù hợp để sản xuất các chi tiết lớn, nặng. Bàn máy có thể chịu được trọng lượng nặng mà không ảnh hưởng đến độ chính xác của quân át đang quay. Tuy nhiên, thiết kế của những máy này hạn chế chuyển động của chúng dọc theo trục quay.

 

Tiêu đề/Bảng

Thiết lập máy đầu/bàn có một trục quay ở đầu và một trục quay khác ở bàn xoay. Chúng có phạm vi trục quay hạn chế nằm ở đầu. Mặt khác, trục quay có phạm vi rộng hơn (không giới hạn) và nằm trong bàn.

Thiết lập này có lợi vì nó cho phép phôi được xoay một cách nhất quán mà không có bất kỳ hạn chế nào. Tuy nhiên, có giới hạn về số lượng bộ phận nó có thể sản xuất. Điều này là do phôi nằm trên một trục quay.

 

Bàn/Bảng

Trong thiết lập này, trục quay của máy 5 trục được đặt trong bàn làm việc. Do đó, mọi chuyển động quay đều diễn ra trên bàn và đầu không chuyển động. Thiết kế của những máy này làm cho chúng phù hợp để gia công các đường khoét chân. Ngoài ra, do đầu cắt không quay nên người thợ máy có thể dễ dàng biết cách cắt sẽ được thực hiện trong giai đoạn lập trình.

Tuy nhiên, cách bố trí máy không phù hợp lắm để gia công các chi tiết lớn hoặc nặng. Hạn chế này là do bàn không có khả năng chịu được nhiều trọng lượng.

Cấu hình gia công CNC năm trục | Phương thức hoạt động

Như đã đề cập trước đó, chuyển động của các trục trong quá trình gia công 5 trục được xác định bởi các hướng dẫn của chương trình CNC. Về cơ bản có hai loại nguyên công gia công CNC phù hợp với máy 5 trục:

phong cách trunnion

Nguyên lý làm việc của máy trunnion là trục A quay quanh trục X và trục C quay quanh trục Z. Chuyển động của bảng tượng trưng cho trục quay. Tức là cả hai trục quay đều nằm trong bàn, trong khi phần đầu vẫn đứng yên (bàn/bàn). Máy công cụ CNC 5 trục Trunnion phù hợp cho:

Khối lượng công việc nặng nề

Loại bỏ kim loại nặng mà không cần di chuyển đầu

Khả năng cắt xén tốt hơn

 

Xoay Xoay kiểu

Nguyên lý làm việc của máy CNC 5 trục quay là trục B quay quanh trục Y, còn trục C quay quanh trục Z. Chuyển động này khác với kiểu Trunnion ở chỗ cái bàn vẫn giữ nguyên trong suốt toàn bộ đường cắt. Vì vậy, nó có thể hỗ trợ các thành phần nặng hơn. Máy quay quay thích hợp cho:

Gia công các chi tiết lớn hơn

Sử dụng dụng cụ cắt ngắn hơn

 

Ưu điểm của gia công CNC năm trục

Khả năng di chuyển đồng thời dụng cụ cắt và phôi lên đến 5 mặt mang lại nhiều lợi thế cho nhiều ngành công nghiệp. Nó cho phép sản xuất các bộ phận phức tạp một cách hiệu quả về mặt chi phí.

Thao tác thiết lập đơn giản

Máy CNC 5 trục cho phép gia công năm bề mặt cùng một lúc. Với gia công 3 trục truyền thống, bạn có thể cần nhiều thiết lập để xử lý một chi tiết có nhiều mặt. Công nghệ năm trục hoàn thiện việc gia công các bộ phận có đường viền và các bộ phận nhiều mặt khác trong một cấu trúc. Điều này cho phép bạn sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp với ít thiết lập hơn.

 

Xử lý các hình dạng phức tạp (Chú thích GD&T)

Việc xoay bổ sung trong quá trình này giúp bạn đạt được các thiết kế và hình học phức tạp hơn. Máy cho phép gia công liền mạch các cung và góc mà trước đây chỉ có thể thực hiện được bằng nhiều đồ gá đặc biệt. Quá trình phay 5 trục có thể xoay một bộ phận để có được hình dạng mong muốn chỉ trong một thao tác, loại bỏ nhu cầu cố định phức tạp. Ngoài ra, công nghệ này kết hợp hoàn hảo với chú thích GD&T để tạo ra các đặc điểm chuẩn chỉ trong một thao tác. Phay 5 trục cũng thích hợp cho các ứng dụng gia công CNC yêu cầu dung sai biên dạng bề mặt trên các bề mặt đường viền phức tạp.

 

Độ chính xác và độ lặp lại cao

Việc thiết lập bổ sung liên quan đến gia công thủ công so với gia công CNC khiến thợ máy mất đi sự căn chỉnh chính xác trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, thiết lập tối thiểu liên quan đến phay CNC 5 trục giúp giảm khả năng xảy ra lỗi và tăng độ chính xác cần thiết để đạt được chất lượng vượt trội. Các loại máy 5 trục khác nhau hiện nay loại bỏ nhu cầu định vị lại phôi ở các góc khác nhau trong quá trình gia công. Vì vậy, bạn có thể chắc chắn về dung sai gia công được cải thiện. Ngoài ra, một số cấu hình máy cho phép sử dụng các dụng cụ cắt ngắn hơn. Điều này làm tăng tuổi thọ dụng cụ và đảm bảo khả năng lặp lại.

 

Tốc độ cắt cao

Gia công 5 trục đảm bảo dụng cụ cắt tiếp tuyến với bề mặt cắt. Sự sắp xếp này cho phép loại bỏ nhiều vật liệu hơn mỗi khi dụng cụ quay. Vì vậy, nó làm giảm thời gian chu kỳ và chi phí gia công tổng thể.

 

Bề mặt mịn

Các trục bổ sung trong công nghệ này đảm bảo hướng chính xác của phôi, đưa chúng đến gần dụng cụ cắt hơn. Do đó, bạn có thể sử dụng công cụ cắt ngắn hơn để tạo hình dạng mong muốn. Những công cụ ngắn hơn này có thể cắt ở tốc độ rất cao với ít rung động. Ít rung động hơn nữa làm giảm khả năng xuất hiện các vết "lắc cạch" trên thành phẩm. Gia công dọc cũng cải thiện việc sử dụng trục chính để gia công các bề mặt góc cạnh. Bằng cách này, bạn có thể đạt được bề mặt hoàn thiện tốt hơn bằng cách sử dụng công nghệ này và giảm chi phí cũng như thời gian liên quan đến xử lý hậu kỳ.

 

Tiết kiệm thời gian và tiền bạc của chu kỳ

Do tốc độ xử lý cao, các bộ phận gia công 5 trục thường được hoàn thành chỉ trong một nguyên công. Việc thiết lập duy nhất liên quan giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc. Ngoài ra, tuổi thọ dài hơn và dụng cụ cắt ngắn hơn giúp loại bỏ nhu cầu thay dụng cụ thường xuyên, tiết kiệm tiền bạc và thời gian. Ngoài ra, quy trình phay 5 trục có thể được tự động hóa, giảm các thao tác thủ công và yêu cầu về lao động. Điều này làm giảm chi phí lao động liên quan đến quá trình này. Do đó, gia công CNC 5 trục là giải pháp tiết kiệm chi phí để đưa sản phẩm của bạn ra thị trường nhanh hơn.

 

Nhược điểm của gia công CNC năm trục

Mặc dù công nghệ CNC 5 trục có nhiều ưu điểm nhưng việc sử dụng nó không phù hợp với một số ứng dụng.

Chi phí ban đầu cao

Chi phí mua máy CNC 5 trục và phần mềm cơ bản của nó cao. Nó cao hơn nhiều so với mức cần thiết cho một trung tâm gia công 3 trục. Tương tự như vậy, yêu cầu bảo trì của máy cũng khó khăn hơn so với máy công cụ truyền thống. Khía cạnh này cũng trực tiếp làm tăng chi phí xử lý các bộ phận gia công 5 trục.

 

Lập trình khó

Hai chuyển động quay bổ sung này và quỹ đạo không gian của chúng rất trừu tượng và phức tạp. Ví dụ: để xử lý các bề mặt dạng tự do, bạn cần:

Thông qua nhiều phép biến đổi tọa độ;

Thực hiện các phép toán hình học không gian phức tạp;

Hãy xem xét sự phối hợp chuyển động của từng trục.

Tất cả điều này là cần thiết để tránh va chạm và nhiễu và đảm bảo lượng chuyển động nội suy chính xác. Do đó, việc lập trình để đạt được độ chính xác, độ chính xác và chất lượng bề mặt gia công cần thiết sẽ khó khăn hơn.

 

Yêu cầu cao hơn đối với người vận hành

Phay CNC 5 trục là một công nghệ tiên tiến bao gồm lập trình, thiết lập và vận hành máy nâng cao. Vì vậy, quá trình này đòi hỏi người vận hành có kỹ thuật có tay nghề cao. Điều này thường dẫn đến chi phí lao động tăng lên.

 

Tận dụng lợi thế của gia công CNC năm trục

Việc sử dụng không đúng chức năng 5 trục là một hiện tượng phổ biến. Một số người vận hành không hiểu hết khả năng của máy. Những người khác có thể không có kiến thức lập trình cho các hoạt động tiên tiến.

Những lời khuyên sau đây sẽ giúp bạn tận dụng được quy trình sản xuất này:

Chọn phần mềm và điều khiển phù hợp

Hãy cố gắng thu thập đủ thông tin trước khi quyết định sử dụng công nghệ 5 trục. Phân tích dữ liệu nhận được từ khách hàng và kiểm tra tính chính xác và chính xác. Hãy xem xét kỹ các thành phần và kiểm tra xem có cần thử nghiệm trước hay không. Phần mềm mô phỏng sẽ giúp xác thực quy trình trước khi chuyển thiết kế CAD sang mô hình CAM. Phần mềm sẽ giúp theo dõi chiều dài dao, độ nhiễu và kích thước bộ phận. Cần đầu tư vào các chương trình và phần mềm bổ sung cho khả năng của máy 5 trục. Ngoài ra, bạn nên thực hiện phân tích chi phí để đảm bảo bạn đang sử dụng quy trình làm việc hiệu quả nhất về mặt chi phí.

 

Tránh va chạm

Việc tạo đường chạy dao 5 trục thường liên quan đến sự cân bằng thông thường giữa cắt tốc độ cao và giảm nguy cơ va chạm. Va chạm có thể khiến các bộ phận bị hỏng, hư hỏng máy hoặc khiến bạn làm rơi bộ phận đó. May mắn thay, điều này có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng một số công cụ phần mềm. Chương trình phần mềm sẽ kiểm tra trước mọi chuyển động của công cụ để xem liệu nó có gặp phải điều gì không. Miễn là thiết kế gia công CNC được mô hình hóa chính xác, phần mềm sẽ phát hiện va chạm trước khi nó xảy ra.

 

Chọn hệ thống phát hiện công cụ

Gia công CNC 5 trục đảm bảo năng suất cao nhưng cũng có thể làm tăng nguy cơ sai sót. Điều này có thể biểu hiện bằng việc sử dụng sai dụng cụ hoặc dụng cụ cắt bị hỏng. Sử dụng hệ thống phát hiện công cụ có thể giảm thiểu các lỗi như vậy. Hệ thống sẽ giúp phân tích các công cụ bạn muốn sử dụng, đảm bảo bạn chọn đúng công cụ.

 

Chạy động lực

Động lực chạy sẽ đạt được độ chi tiết của từng chức năng với độ chính xác cao hơn. Nó sẽ giúp bạn hiểu được vị trí chính xác của dụng cụ cắt so với điểm quay trục.

 

Các ứng dụng phổ biến của gia công CNC năm trục

Quy trình sản xuất này phù hợp cho các ứng dụng trong nhiều ngành đòi hỏi độ chính xác cao, hình dạng phức tạp và dung sai chặt chẽ.

Các ứng dụng điển hình là:

Bộ phận hàng không vũ trụ

Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ yêu cầu các bộ phận có hình dạng hữu cơ, có đường viền và hình dạng phức hợp. Các bộ phận hàng không vũ trụ có hình dạng độc đáo và phức tạp, khiến gia công 5 trục trở thành lựa chọn công nghệ lý tưởng. Quá trình này đạt được mức độ chi tiết cao và giảm nhu cầu cố định lại đầu cắt. Do đó, các bộ phận dành cho ứng dụng hàng không vũ trụ được giữ chính xác nhất có thể và tuân thủ các tiêu chuẩn ngành.

 

Các thiết bị y tế

Khi sản xuất thiết bị y tế, chất lượng và độ chính xác không thể bị ảnh hưởng. Khả năng có độ chính xác cao của quy trình sản xuất 5 trục tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất bộ phận cấy ghép, thiết bị và các thiết bị khác nhằm đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về chăm sóc sức khỏe. Hầu hết các thành phần đều nhỏ và phức tạp. Một số khác là thiết bị giám sát và quét điện tử phức tạp. Công nghệ 5 trục cung cấp một phương pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí để sản xuất các bộ phận này.

 

Sản xuất năng lượng

Ngành năng lượng thường yêu cầu các linh kiện phức tạp và tiên tiến, bao gồm hệ thống năng lượng mặt trời và nhà máy điện. Sự xuất hiện nhanh chóng của gia công 5 trục mang lại sự đảm bảo cho việc gia công chính xác CNC các bộ phận tinh tế và chuyên dụng của thiết bị năng lượng. Các bộ phận này được gia công để đảm bảo độ bền và mang lại sự ổn định cho không gian làm việc.

 

Tại sao chọn gia công CNC năm trục thay vì các công nghệ khác

Việc quyết định giữa trung tâm gia công 5 trục và các công nghệ khác có thể rất khó khăn. Có nhiều yếu tố cần xem xét để đảm bảo bạn đưa ra lựa chọn tốt nhất. Đây là sự so sánh giữa kỹ thuật này và các phương pháp khác.

 

Gia công CNC 5 trục so với Gia công CNC 3+2 trục

Nhiều người có xu hướng nhầm lẫn giữa hai kỹ thuật này. Gia công CNC năm trục, còn được gọi là gia công năm trục liên tục, liên quan đến việc quay liên tục của dụng cụ dọc theo năm trục. Ngược lại, gia công 5+5 trục thực hiện chương trình 3 trục. Trong quá trình này, dụng cụ bị khóa ở một góc nhất định. Hai trục quay xác định góc này.

Ưu điểm chính của gia công CNC 5 trục so với gia công CNC 3+2 trục là tốc độ. Điều thứ hai liên quan đến việc liên tục dừng và khởi động máy giữa mỗi hướng dao. Tuy nhiên, cái trước hoàn thành việc cắt chỉ trong một lần. Ngoài ra, gia công 5 trục phù hợp hơn với các bề mặt phức tạp, trong khi gia công CNC 3 + 2 trục chủ yếu được sử dụng để gia công mặt phẳng.

Vì máy 5 trục yêu cầu ít đồ gá hơn và không có đồ gá đặc biệt nên chi phí gia công thấp hơn máy 3+2 trục. Tuy nhiên, bạn nên lưu ý rằng việc lập trình liên quan đến công nghệ 5 trục phức tạp hơn nhiều so với gia công 3+2 trục.

 

Gia công CNC năm trục và in 3D

Không giống như gia công CNC 5 trục, in 3D là một quy trình sản xuất phụ trợ, xây dựng từng lớp thành phần một. Mặc dù các công nghệ này có các phương thức hoạt động khác nhau nhưng ứng dụng của chúng có nhiều điểm chồng chéo hơn. Tất cả đều cung cấp độ chính xác cao, quay vòng nhanh, độ lặp lại được cải thiện và độ hoàn thiện bề mặt tuyệt vời.

Không cần đồ đạc hoặc công cụ đặc biệt để in 3D. Vì vậy, chi phí thiết lập ban đầu cũng thấp. Tuy nhiên, máy CNC 5 trục mang lại độ chính xác về kích thước tốt hơn so với in 3D. Họ có thể gia công cả chi tiết nhỏ và chi tiết lớn một cách chính xác. Để có được dung sai cực kỳ chặt chẽ thông qua in 3D sẽ yêu cầu các hoạt động xử lý hậu kỳ bổ sung.

 

Phần kết luận

Yangsen là nhà cung cấp dịch vụ gia công CNC hàng đầu có mặt trên toàn thế giới. Chúng tôi có một số máy CNC 5 trục, bao gồm YSMT-6042, YSMV-3018, YS650-5AX, YSV-855, v.v. Dịch vụ gia công CNC 5 trục mạnh mẽ của chúng tôi có thể sản xuất các bộ phận gia công CNC có độ chính xác cao với chất lượng cao, dẫn nhanh lần và giá cả cạnh tranh.

Các kỹ thuật viên có tay nghề cao của chúng tôi cũng cung cấp hỗ trợ kỹ thuật để giúp bạn lựa chọn giữa công nghệ xử lý và vật liệu sản xuất của chúng tôi. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để chúng tôi có thể thảo luận về dự án của bạn.

 

Để lại lời nhắn

Để lại lời nhắn
Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi và muốn biết thêm chi tiết, vui lòng để lại tin nhắn ở đây, chúng tôi sẽ trả lời bạn ngay khi có thể.
nộp

Trang chủ

Các sản phẩm

whatsApp

tiếp xúc