Intech Group - Chuyên Gia Công Cơ Khí Chính Xác CNC

Gia công chính xác là một loại hình sản xuất kỹ thuật quan trọng để tạo ra các công cụ và bộ phận theo cách chính xác, ổn định và có thể lặp lại với tính nhất quán. Đây là một quá trình gia công (Machining) được sử dụng trong trường hợp vật liệu cần được loại bỏ khỏi sản phẩm thô để tạo ra thành phẩm. Khả năng lặp lại và dung sai được kiểm soát tốt là điểm nổi bật của gia công chính xác.

Gia công CNC chính xác cho phép đạt được các hình dạng phức tạp và các tiêu chuẩn chất lượng cao về dung sai và độ nhám bề mặt, điều mà các quy trình sản xuất khác không thể đạt được. Các quy trình cơ khí được thực hiện thông qua máy điều khiển số liên quan đến nhiều lĩnh vực sản phẩm đòi hỏi tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng và độ chính xác trong kết quả. Gia công CNC chính xác hoàn toàn phù hợp với độ phức tạp yêu cầu của các lĩnh vực quan trọng, cho phép thu được các sản phẩm với thời gian sản xuất ngắn.

Trong các giao thức CNC ngày nay, việc sản xuất các bộ phận thông qua phần mềm được lập trình sẵn hầu hết được tự động hóa. Kích thước của một bộ phận nhất định được thiết lập đúng vị trí bằng phần mềm thiết kế có hỗ trợ máy tính (CAD) và sau đó được chuyển đổi thành sản phẩm hoàn chỉnh thực tế bằng phần mềm sản xuất có hỗ trợ máy tính (CAM).
 

CNC là viết tắt của Computerized Numerical Control. Đây là một quá trình sản xuất được vi tính hóa trong đó phần mềm và mã được lập trình sẵn điều khiển chuyển động của thiết bị sản xuất. Gia công CNC điều khiển một loạt máy móc phức tạp, chẳng hạn như máy mài, máy tiện và máy phay, tất cả đều được sử dụng để cắt, tạo hình và tạo ra các bộ phận và nguyên mẫu khác nhau. Ngày nay, các thợ gia công CNC kết hợp các yếu tố của thiết kế cơ khí, bản vẽ kỹ thuật, toán học và kỹ năng lập trình máy tính để sản xuất nhiều loại chi tiết bằng kim loại. 

Máy CNC là máy tự động, được vận hành bởi máy tính thực hiện các chuỗi lệnh được lập trình sẵn. Các máy CNC hiện đại ngày nay hiểu và hoạt động bằng cách sử dụng ngôn ngữ gia công CNC - cho chúng biết các phép đo chính xác để sản xuất, như tốc độ tiến dao, vị trí và sự phối hợp.

Các bộ phận thiết kế và cơ khí ngày nay cho các hệ thống CNC được tự động hóa cao. Kích thước cơ học của các bộ phận được xác định bằng phần mềm thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD), và sau đó được dịch thành các chỉ thị sản xuất bằng phần mềm sản xuất có hỗ trợ máy tính (CAM). Vì vậy, điều quan trọng là phải có thợ gia công CNC và lập trình viên am hiểu trong ngành để vận hành máy móc công nghệ cao này.
 

Gia công chính xác là một lĩnh vực đang phát triển trong lĩnh vực sản xuất và công việc của nó ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nhiều sản phẩm của gia công CNC là những thứ chúng ta sử dụng ngày nay. Từ sản xuất ô tô đến các thiết bị phẫu thuật và các bộ phận máy bay, gia công chính xác có liên quan đến mọi công nghệ và ngành công nghiệp. Vì vậy, nếu một sản phẩm có chứa các bộ phận, nó yêu cầu một số gia công chính xác.

Gia công chính xác là một quá trình loại bỏ nguyên liệu thô thừa khỏi một chi tiết gia công, đồng thời giữ các kết thúc có dung sai gần nhau, để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Nói một cách đơn giản, nó có nghĩa là định hình các mảnh vật liệu lớn thành các bộ phận chính xác hơn, để chúng có thể đáp ứng các thông số kỹ thuật rất chính xác. Quá trình này bao gồm gia công cắt, phay, tiện và thường được thực hiện bằng thiết bị CNC.

Gia công chính xác thành công đòi hỏi khả năng tuân theo các bản thiết kế cực kỳ cụ thể được thực hiện bởi các chương trình Thiết kế có sự hỗ trợ của Máy tính (CAD) hoặc Sản xuất có Sự hỗ trợ của Máy tính (CAM). Công nghệ gia công CNC này tạo ra các sơ đồ hoặc phác thảo 3D cần thiết để sản xuất một máy móc, vật thể hoặc công cụ. Các bản thiết kế phải được tạo ra rất chi tiết để đảm bảo chất lượng và thành công.
 

Gia công cơ khí chính xác bao gồm một loạt các chức năng để phù hợp với yêu cầu của các máy móc và ngành công nghiệp khác nhau. Sự đa dạng và linh hoạt này rất quan trọng đối với hiệu quả và hiệu suất của gia công chính xác trong việc tạo ra nhiều loại bộ phận và sản phẩm. Khả năng của gia công chính xác là đạt được những kết quả chính xác và vượt trội. 

Khả năng của gia công chính xác đề cập đến mức độ chính xác mà nhà cung cấp có thể tạo ra một bộ phận, vật thể, bất kể lớn và phức tạp, hay nhỏ và chính xác. Do mức độ cực kỳ chính xác, nhiều bộ phận cần phải được chế tạo nên việc duy trì mức độ chính xác này trên một loạt các kích thước và hình dạng vật thể khác nhau là điều cần thiết. Khả năng của gia công chính xác là đạt được điều này.

Khả năng gia công chính xác có thể được xác định bởi kỹ năng của các nhà thiết kế và tính sẵn có của máy móc và công cụ do nhà cung cấp gia công chính xác cung cấp. Các nhà cung cấp gia công chính xác cung cấp các bộ phận và sản phẩm trong nhiều loại vật liệu khác nhau, có thể yêu cầu các công cụ và kỹ năng khác nhau để thiết kế.

Gia công chính xác có thể làm việc với nhiều loại vật liệu. Các công cụ được sử dụng trong gia công chính xác được thiết kế đặc biệt để tạo ra các bộ phận và sản phẩm theo các thông số kỹ thuật rất nghiêm ngặt và dung sai chặt chẽ.

Các công cụ và máy móc được sử dụng để tạo ra các thành phần chính xác cần phải có chất lượng cao và có thể hoạt động theo các thông số kỹ thuật rất nghiêm ngặt. Có một loạt các công cụ được sử dụng cho các khía cạnh khác nhau của gia công chính xác. Các công cụ này thường được điều khiển bằng CNC hoặc điều khiển máy tính. Loại điều khiển này chuyển đổi các thiết kế rất chính xác do máy tính hỗ trợ thiết kế (CAD) tạo ra thành các số được sử dụng làm tọa độ để điều khiển quá trình gia công chính xác. Điều này giúp đảm bảo độ chính xác và tuân thủ dung sai chặt chẽ, bất kể bản chất của bộ phận được chế tạo.

Mỗi công cụ có khả năng khác nhau, xác định đường kính theo kích thước và các đặc tính cụ thể của vật liệu. Dụng cụ cùng với các tính năng thiết kế cụ thể, khả năng làm việc khô hoặc với chất bôi trơn sẽ dẫn đến mức độ phức tạp và năng suất sản phẩm khác nhau. Cuối cùng, phạm vi và tính linh hoạt mà các công cụ và máy móc có thể được sử dụng để tạo ra các bộ phận và đối tượng khác nhau bao hàm khả năng của cơ khí chính xác.
 

Gia công CNC dựa vào các chương trình máy tính để tạo ra bố cục của quy trình mà máy công cụ sẽ hoạt động. Vì người dùng không thể giao tiếp trực tiếp với các máy công cụ nên phần mềm Thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) sẽ được sử dụng.

Phần mềm CAD tạo ra các mô hình 2 chiều và 3 chiều cho các bộ phận gia công CNC cần thiết. Với thiết kế này, máy biết được phần cuối cùng trông như thế nào. Bộ điều khiển được vi tính hóa thực hiện các phép tính cần thiết để loại bỏ vật liệu, do đó phôi trông giống như phần cuối cùng được tạo trong phần mềm CAD.

Chúng ta hãy phân tích các quy trình khác nhau xảy ra trong quá trình gia công CNC. Gia công CNC xảy ra trong bốn giai đoạn:

Giai đoạn 1: Tạo mô hình CAD
 

Trước khi bắt đầu gia công CNC, cần có mô hình 2D hoặc 3D của thiết kế cuối cùng. Mô hình này được tạo bằng phần mềm CAD. Có rất nhiều chương trình phần mềm CAD có sẵn trực tuyến, miễn phí và trả phí.

Tạo mô hình CAD không khó và có thể dễ dàng học được. Tuy nhiên, một số bộ phận phức tạp có thể yêu cầu nhiều kinh nghiệm hơn với CAD và có thể thuê các nhà thiết kế chuyên nghiệp để làm việc đó.

Giai đoạn 2: Chuyển đổi mô hình CAD sang tệp CNC
 

Không có máy CNC nào hiểu được ngôn ngữ CAD một cách trực tiếp. Máy CNC chỉ nhận biết chuyển động dựa trên tọa độ. Do đó, mô hình CAD phải được chuyển đổi thành tệp CNC dễ hiểu được gọi là mã G.

Nhiều chương trình phần mềm CAD có thể ghi tệp đầu ra trực tiếp bằng mã G bằng cách sử dụng cài đặt cụ thể trước khi lưu tệp.

 

Trong các trường hợp khác, việc chuyển đổi thiết kế CAD sang mã G sẽ yêu cầu phần mềm chuyên dụng có tên Computer Aided Manufacturing (CAM). Phần mềm CAM là một công cụ rất hữu ích khi nói đến việc tự động hóa các quy trình máy.

 

Bên cạnh việc sử dụng phần mềm CAM, nhiều công cụ miễn phí đơn giản có thể chuyển đổi các thiết kế CAD đơn giản sang mã G chỉ bằng một nút bấm. Tuy nhiên, chúng không có nhiều tính năng mà phần mềm CAM cung cấp.

Giai đoạn 3: Cấu hình máy CNC

Trước khi bắt đầu quy trình sản xuất, máy CNC phải được thiết lập đúng cách. Hãy coi điều này giống như việc định cấu hình máy in trước khi bạn in thứ gì đó. Bạn cần nạp các trang cho máy in và kiểm tra các cài đặt cụ thể. Máy CNC hoạt động tương tự.

Trước khi bắt đầu gia công, có nhiều quy trình thiết lập cần hoàn tất. Ví dụ: bạn phải đảm bảo phôi được đặt đúng vị trí trên máy. Các khuôn cũng phải được đặt chính xác và các cài đặt vị trí khác.

Giai đoạn 4: thực hiện thao tác gia công

Khi giai đoạn cấu hình hoàn tất, hoạt động của máy có thể bắt đầu. Để làm điều này, bạn có thể thực hiện chương trình trên bảng hiển thị của máy CNC. Tùy thuộc vào nội dung bạn thiết kế, bạn có thể phải xem qua nhiều lời nhắc của chương trình để chọn các loại cài đặt và tùy chọn khác nhau.

Sau khi chương trình CNC được thực thi, máy sẽ tiếp tục hoạt động cho đến khi kết thúc chương trình. Nó chỉ dừng nếu người vận hành tắt hoặc trong trường hợp xảy ra lỗi không mong muốn hoặc mất điện.

Gia công cơ khí CNC cho phép gia công trên nhiều loại vật liệu. Trên thực tế, bạn không cần nhiều loại máy khác nhau cho các vật liệu gia công CNC khác nhau. Hầu hết các loại máy CNC đều hỗ trợ nhiều vật liệu cho phép chúng chuyển đổi giữa việc sản xuất các bộ phận máy khác nhau với một chút thay đổi về dụng cụ.

1 - Kim loại

Kim loại là một trong những vật liệu phổ biến nhất trải qua quá trình gia công CNC. Độ cứng của nó làm cho việc sử dụng gia công được điều khiển thủ công lâu dài, gian khổ và kém chính xác hơn. Máy CNC cung cấp cách tốt nhất và nhanh nhất để gia công các bộ phận kim loại.

Một số kim loại được sử dụng để sản xuất các bộ phận bằng máy CNC là:

 

2 - Hợp kim

Máy CNC có thể hoạt động trên hợp kim kim loại cũng như kim loại. Dưới đây là các hợp kim phổ biến được gia công CNC:
 

3 - Nhựa

Nhiều người không biết, nhưng gia công CNC cũng có thể được sử dụng để tạo hình các bộ phận bằng nhựa. Các loại nhựa phổ biến được sử dụng trong sản xuất hiện đại bao gồm:
 

4 - Gỗ

Gỗ là một vật liệu phổ biến khác được sử dụng trong gia công CNC. Không chỉ vậy, nó còn thực sự khá dễ gia công do tính chất mềm của nó. Ứng dụng phổ biến nhất là làm đồ nội thất.

 

Có một số yếu tố ảnh hưởng đến giá CNC, bao gồm loại máy chính xác được áp dụng trong quá trình gia công, vật liệu được sử dụng và dung sai của chính thành phần. Khi bạn tăng dần khả năng chịu đựng của bất kỳ thành phần nào được gia công, nó sẽ làm tăng chi phí sản xuất, bởi vì:

 

Đó là nhưng tiêu chí cơ bản, bện cạnh còn rất nhiều tiêu chí khác cần phải có để trở thành đơn vị gia công đáp ứng được yêu cầu của khách hàng;

Ở Việt Nam hiện nay các đơn vị gia công nhỏ lẻ, thiếu quy mô, thiếu độ chuyên nghiệp, thiếu máy móc hiện đại,...thì rất nhiều, do vậy mà các doanh ngiệp cần liên kết lại với nhau, thay đổi tư duy về quản lý, cải thiện về chất lượng,...để đáp ứng được yêu cầu khách hàng và tăng sự cạnh tranh trong kinh doanh, tiềm năng phát triển trong mảng gia công cơ khí chính xác vẫn là rất lớn;