Gia công CNC 5 trục là gì? Quy trình, ứng dụng, ưu điểm và hạn chế

06-07-2024 519

Gia công CNC 5 trục là một quy trình sản xuất linh hoạt và tiên tiến được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp do khả năng sản xuất hình học phức tạp và các bộ phận chính xác nhanh chóng.

Mục lục
Gia công CNC 5 trục là một quy trình sản xuất linh hoạt và tiên tiến được áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp do khả năng sản xuất hình học phức tạp và các bộ phận chính xác nhanh chóng.

Phương pháp gia công này cho phép dụng cụ cắt và phôi di chuyển theo năm trục khác nhau, tạo ra hình học phức tạp với độ chính xác cao và bề mặt hoàn thiện vượt trội. Trong bài viết này, hãy tìm hiểu cách thức hoạt động của gia công CNC 5 trục cũng như ứng dụng, lợi ích và hạn chế của nó. 
 

Gia công CNC 5 trục là gì?


Gia công CNC 5 trục là một thiết lập gia công trong đó phôi và dụng cụ cắt có thể di chuyển theo 5 trục. Trong gia công CNC, một dụng cụ cắt sẽ loại bỏ một cách có chọn lọc các phần của khối vật liệu cho đến khi tạo thành vật thể mong muốn. Trong quá trình này, đầu máy và bàn làm việc di chuyển dụng cụ cắt và phôi tương ứng để cho phép dụng cụ cắt tiếp cận các khu vực khác nhau của phôi. Hướng của các chuyển động này tạo thành các trục gia công.

Gia công CNC 5 trục bao gồm năm trục gia công, ba trục tuyến tính và hai trục quay. Các trục tuyến tính là trục X (chuyển động từ trái sang phải), trục Y (chuyển động tiến và lùi) và trục Z (chuyển động lên và xuống). Tùy thuộc vào máy, hai trục quay là bất kỳ hai trong số các trục A (quay dọc theo trục X), trục B (quay dọc theo trục Y) và trục C (quay dọc theo trục Z).

Gia công CNC 5 trục

Ví dụ, một máy CNC 5 trục cụ thể có thể có khả năng di chuyển theo các trục X, Y, Z, A và B, trong khi một máy khác có thể di chuyển theo các trục X, Y, Z, B và C. Các trục được mô tả trong hình ảnh bên dưới.
 
Gia công 5 trục
 
Gia công CNC 5 trục là một bước tiến so với gia công ba trục thông thường hơn trong đó phôi và dụng cụ cắt di chuyển theo ba trục tuyến tính. Quy trình gia công tiên tiến này nhanh hơn và có khả năng hơn so với gia công 3 đến 4 trục. Tuy nhiên, nó cũng phức tạp hơn, đòi hỏi lập trình đường dẫn dụng cụ tiên tiến hơn. Ngoài ra, nó có thể gấp đôi chi phí phay 3 trục do chi phí của máy và sự phức tạp của quy trình.
 

Các loại máy móc và kỹ thuật gia công CNC 5 trục


Có nhiều loại kỹ thuật và máy gia công CNC 5 trục khác nhau. Các máy này có thể được phân loại theo thời gian chuyển động và hoạt động gia công. Các loại máy CNC 5 trục, theo danh mục này, là:
 

- Gia công CNC 5 trục có chỉ số


Còn được gọi là gia công 3+2 trục, đặc điểm phân biệt chính của gia công CNC 5 trục có chỉ số là chuyển động không liên tục theo cả năm trục. Trong quá trình gia công, máy liên tục cắt theo ba trục tuyến tính. Các chuyển động này là một phần của hoạt động cắt. Mặt khác, hai chuyển động quay có tác dụng định vị lại dụng cụ cắt hoặc phôi. Quá trình cắt dừng tạm thời trong quá trình quay.

Gia công 5 trục có chỉ số

Tóm lại, quá trình cắt diễn ra trên ba trục tuyến tính. Khi cần thiết, quá trình cắt dừng lại và máy sẽ định vị lại dụng cụ cắt hoặc phôi, xoay theo một góc cụ thể. Sau đó, quá trình cắt tiếp tục dọc theo ba trục tuyến tính ở vị trí mới. Các bước này diễn ra nhanh chóng và tiếp tục ngắt quãng cho đến khi bộ phận được hình thành.

Trong hầu hết các cấu hình máy CNC 5 trục được lập chỉ mục, bàn máy cung cấp chuyển động quay, thường là theo trục A và trục C, trong khi đầu cắt thực hiện các chuyển động tuyến tính. Gia công 5 trục được lập chỉ mục ít tốn kém hơn so với gia công liên tục nhưng tốn kém hơn 65% so với phay 3 trục thông thường.
 

- Gia công CNC 5 trục liên tục


Tương tự như các máy CNC có chỉ số, máy CNC 5 trục liên tục có thể di chuyển theo năm trục. Tuy nhiên, không giống như máy có chỉ số, máy CNC 5 trục liên tục có thể di chuyển theo cả năm trục mà không dừng lại. Điều này có nghĩa là không có thời gian dừng trong quá trình cắt để máy định hướng lại phôi hoặc dụng cụ cắt.

Công cụ cắt liên tục tác động vào phôi khi nó di chuyển và quay theo cả năm trục, tạo ra quy trình làm việc trơn tru, không bị gián đoạn. Gia công CNC 5 trục liên tục nhanh hơn và có khả năng hơn so với gia công lập chỉ mục, vì nó giúp tiếp cận phôi dễ dàng hơn và không có thời gian tạm dừng. Ngược lại, nó phức tạp hơn, đòi hỏi đường dẫn công cụ tinh vi hơn. Trong hầu hết các máy CNC 5 trục liên tục, trục chính cung cấp chuyển động quay. Trục chính hoặc bàn có thể thực hiện các chuyển động tuyến tính. Gia công 5 trục liên tục có chi phí gấp đôi so với phay 3 trục.
 

- Trung tâm tiện phay CNC 5 trục


Trung tâm tiện phay CNC 5 trục kết hợp máy tiện và máy phay. Có khả năng thực hiện cả phay CNCtiện CNC, máy lai này tạo ra hình dạng phức tạp hơn so với các máy riêng lẻ.
 
Trung tâm tiện phay CNC

Trong hầu hết các trung tâm tiện phay CNC 5 trục, phôi gắn trên trục chính quay dọc theo trục A. Đồng thời, đầu cắt phay cung cấp chuyển động tuyến tính theo trục X, Y và Z và chuyển động quay theo trục B.
 

Ứng dụng của gia công CNC 5 trục


Gia công CNC 5 trục được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau do khả năng tạo ra các bộ phận phức tạp và chính xác. Hoạt động này thường được sử dụng trong các lĩnh vực sau khi yêu cầu hình học cực kỳ phức tạp, chi tiết chính xác và tốc độ:

Nhìn chung, gia công CNC 5 trục là công nghệ không thể thiếu trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác, hiệu quả và chất lượng.
 

- Hàng không vũ trụ


Khả năng gia công CNC 5 trục để tạo ra các hình dạng chi tiết phức tạp với độ chính xác đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác của ngành hàng không vũ trụ. Các thành phần, chẳng hạn như cánh tua bin, các bộ phận khung máy bay cấu trúc và các bộ phận động cơ đòi hỏi độ chính xác và chất lượng mà gia công 5 trục cung cấp. Ngoài ra, khả năng gia công các hình dạng phức tạp trong một lần thiết lập duy nhất giúp giảm thêm lỗi và tăng cường độ tin cậy cũng như hiệu suất của các thành phần hàng không vũ trụ.
 

- Ô tô


Độ chính xác đặc biệt quan trọng đối với các thành phần truyền động và động cơ trong ngành ô tô. Các thành phần này thường có hình dạng phức tạp và chuyển động liên tục so với nhau. Gia công CNC 5 trục đáp ứng các yêu cầu cần thiết cho các điều kiện này, cho phép thiết kế phức tạp và duy trì dung sai chặt chẽ. Điều này dẫn đến hiệu suất, hiệu quả và khả năng tùy chỉnh được cải thiện trong sản xuất xe.
 

- Các thiết bị y tế


Các bộ phận giả và cấy ghép y tế thường có hình dạng phức tạp mô phỏng các bộ phận cơ thể. Một lớp phức tạp bổ sung được thêm vào khi các bộ phận giả này được làm riêng để phù hợp với từng bệnh nhân cụ thể. Hơn nữa, độ chính xác cao, dung sai cực kỳ chặt chẽ và bề mặt hoàn thiện chất lượng là rất quan trọng đối với chức năng và sự an toàn của các dụng cụ y tế, cấy ghép và bộ phận giả. Gia công CNC 5 trục là một trong số ít quy trình sản xuất đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành y tế, khiến nó trở nên không thể thiếu trong ngành.
 

- Năng lượng


Ngành năng lượng, bao gồm các ngành công nghiệp dầu khí, năng lượng gió và năng lượng mặt trời, được hưởng lợi từ sự mạnh mẽ và độ chính xác của gia công CNC 5 trục. Các thành phần như cánh tua bin, vỏ bơm và giá đỡ phức tạp đòi hỏi độ bền và kỹ thuật chính xác để hoạt động hiệu quả trong điều kiện khắc nghiệt. Khả năng gia công các bộ phận phức tạp một cách chính xác trong một lần thiết lập khiến gia công CNC 5 trục trở nên lý tưởng cho các ứng dụng này.
 

- Quân sự và Quốc phòng


Gia công CNC 5 trục cung cấp độ chính xác và khả năng cần thiết để sản xuất các bộ phận chuyên dụng, phức tạp đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của ứng dụng quân sự. Ngành công nghiệp quốc phòng đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy cao đối với các thành phần được sử dụng trong hệ thống vũ khí, xe cộ và máy bay, vì lỗi trong các thành phần này có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng.
 

- Tạo mẫu và sản xuất theo yêu cầu


Tính linh hoạt của gia công CNC 5 trục khiến nó trở nên vô giá đối với việc tạo mẫu nhanh và sản xuất tùy chỉnh. Các nhà thiết kế và kỹ sư có thể nhanh chóng tạo ra các nguyên mẫu chi tiết và chính xác, cho phép lặp lại và đổi mới nhanh hơn. Khả năng gia công các hình dạng phức tạp trong một lần thiết lập mà không cần nhiều đồ gá hoặc định vị lại giúp giảm thời gian và chi phí sản xuất, khiến nó trở thành lựa chọn hiệu quả cho sản xuất các bộ phận tùy chỉnh.

Gia công cnc 5 trục
 

Lợi ích của gia công 5 trục


Khả năng di chuyển theo năm trục mang lại cho gia công CNC 5 trục nhiều đặc điểm có lợi. Một số đặc điểm như sau.
 

- Hình học phần phức tạp


Máy CNC 5 trục có thể tạo ra các hình dạng rất phức tạp. Nhiều hạn chế về hình dạng vốn có trong gia công 3 trục xuất phát từ việc dụng cụ cắt không thể tiếp cận một số khu vực nhất định của phôi và thực hiện các đường cắt phức tạp. Gia công CNC 5 trục khắc phục được vấn đề này, cho phép tạo ra các hình dạng cực kỳ phức tạp.
 

- Bộ phận tiện CNC 5 trục


Với điều kiện bạn tạo ra một thiết kế theo hướng dẫn thiết kế gia công CNC , gia công CNC 5 trục có thể tạo ra thiết kế đó.
 

- Giảm thời gian và công sức gia công


Gia công CNC 5 trục có thể sản xuất các bộ phận hoàn chỉnh trong một chu kỳ và hiếm khi phải tạm dừng hoặc nghỉ để định vị lại dụng cụ cắt hoặc phôi theo cách thủ công. Việc tăng cường tự động hóa dẫn đến giảm 30-40% thời gian và công sức sản xuất. Tuy nhiên, lưu ý rằng những lợi thế này chỉ có thể đạt được trong sản xuất khối lượng thấp. Thời gian và công sức gia công tăng theo cấp số nhân trong các đợt sản xuất từ ​​trung bình đến lớn.
 

- Bề mặt hoàn thiện chất lượng


Sự sẵn có của các trục bổ sung làm giảm độ rung trong quá trình gia công, cho phép sử dụng các công cụ chính xác hơn và cho phép các công cụ cắt gần hơn với bề mặt của phôi. Các yếu tố này góp phần tạo nên bề mặt hoàn thiện chất lượng cao hơn.
 

Hạn chế của gia công 5 trục


Mặc dù gia công 5 trục mang lại nhiều lợi ích nhưng nó cũng có những hạn chế cố hữu sau đây.
 

- Chi phí thiết lập cao


Chi phí thiết lập ban đầu của gia công 5 trục tương đối cao, với các máy công nghiệp 5 trục cao cấp có giá lên tới 150.000 - 1.000.000 bảng Anh. Việc sử dụng chúng chủ yếu mang tính thực tế đối với các hình dạng không thể gia công chính xác thông qua gia công 3 trục. So với phay 3 trục, các hoạt động phay-tiện thường tốn kém hơn 25%, gia công 5 trục có chỉ số tốn kém hơn 65% và gia công liên tục tốn kém hơn 100%.

Sự khác biệt về chi phí giữa gia công CNC 5 trục liên tục và có chỉ mục bắt nguồn từ sự khác biệt về cấu trúc và độ phức tạp của máy móc. Máy 5 trục có chỉ mục ít phức tạp hơn máy 5 trục liên tục. Trong những máy này, hoạt động cắt diễn ra trên ba trục tuyến tính trong khi các trục quay có chức năng định vị lại phôi. Quá trình cắt tạm dừng để định vị lại khi quay và tiếp tục ngay sau đó. Ngược lại, trong máy 5 trục liên tục, quá trình cắt diễn ra đồng thời trên cả năm trục.
 

- Lập trình phức tạp


Hai trục gia công bổ sung làm tăng đáng kể độ phức tạp của lập trình đường chạy dao trong các hoạt động gia công CNC 5 trục.
 

- Chi phí gia công, thời gian và công sức trong sản xuất số lượng lớn


Bằng cách tiếp cận nhiều khu vực của phôi, gia công 5 trục tạo ra các bộ phận nhanh hơn gia công 3 trục đối với sản xuất một lần và khối lượng thấp. Tuy nhiên, thời gian gia công, công sức và chi phí tăng theo cấp số nhân đối với khối lượng sản xuất lớn hơn. Do các chuyển động được sử dụng trong gia công 5 trục, các máy thường cắt từng bộ phận tại một thời điểm. Do đó, người vận hành phải tải và dỡ máy cho từng bộ phận riêng lẻ. Điều này trái ngược với gia công 3 trục, trong đó nhiều bộ phận được gia công đồng thời
 

Dịch vụ gia công CNC nhiều trục đáng tin cậy


Cơ khí Intech là công ty gia công cơ khí hàng đầu cung cấp dịch vụ gia công 5 trục tùy chỉnh. Đảm bảo rằng nhóm sản xuất của chúng tôi đã hoạt động trong một khoảng thời gian đáng kể. Chúng tôi có kinh nghiệm và kỹ năng cao để đảm bảo chất lượng công việc và thời gian quay vòng. 

Hãy liên hệ với Cơ khí Intech để được tư vấn và báo giá gia công cơ khí chính xác. Chúng tôi chắc chắn về những gì bạn nhận được và phù hợp với chất lượng sản phẩm mà bạn mong muốn.
  • Hotline: 0966 966 205
  • Địa chỉ: Lô 5+6 KCN Lai Xá, Kim Chung, Hoài Đức, Hà Nội

Bài viết liên quan: