Máy tiện CNC là gì? Định nghĩa, thành phần chính, loại và ứng dụng

Một trung tâm dịch vụ thép cần 600 trục giống hệt nhau, mỗi trục quay với dung sai đường kính ±0,01 mm, phải đối mặt với một quyết định đơn giản: tin tưởng vào đánh giá của một số thợ máy có tay nghề cao và chấp nhận sự thay đổi từng bộ phận hoặc đặt công việc trên máy tiện CNC và để một chương trình giữ kích thước cho toàn bộ ca làm việc. Câu trả lời ngắn gọn cho câu hỏi này là: máy tiện CNC là máy tiện được điều khiển bằng máy tính, quay phôi quanh trục của chính nó trong khi dụng cụ cắt cố định đi theo các đường dẫn được lập trình để loại bỏ vật liệu. Sự sắp xếp đó, một bộ phận quay và một công cụ đứng yên, được gọi là tiện, và nó vẫn là cách hiệu quả nhất để sản xuất các bộ phận tròn như trục, đĩa, ống lót, ống lót, và trong công nghiệp nặng, các cuộn cán nặng vài tấn.

Chính xác thì máy tiện CNC là gì?

CNC là viết tắt của Điều khiển số máy tính. Trên máy tiện, phôi được kẹp trong mâm cặp hoặc ống kẹp trên trục chính và quay với tốc độ đã lập trình, trong khi dụng cụ cắt được đưa dọc theo hai trục chính: X, điều khiển đường kính và Z, điều khiển chiều dài. Máy thực hiện một chương trình chi tiết, thường được viết bằng mã G và động cơ servo có phản hồi vị trí sẽ di chuyển dụng cụ đến tọa độ được phân giải đến phần trăm hoặc thậm chí phần nghìn milimét.

Chi tiết xác định là những gì xoay. Trên máy tiện phôi quay; trên máy phay, dụng cụ sẽ quay. Sự phân chia đó giải thích tại sao máy tiện chiếm lĩnh thị trường chi tiết tròn và máy phay chiếm lĩnh thị trường chi tiết lăng trụ. Các máy hiện đại làm mờ đường nét một chút: việc thêm dụng cụ trực tiếp và trục C vào trục chính sẽ tạo ra một máy tiện phay tiện có thể khoan các lỗ chéo, cắt phẳng và phay các biên dạng lục giác mà không cần tháo bộ phận ra khỏi mâm cặp.

Bản thân công nghệ đã trưởng thành. Điều khiển số xuất hiện vào những năm 1950 và điều khiển máy tính lan rộng trong những năm 1970 và 1980; những gì đã thay đổi kể từ đó là chi phí, khả năng sử dụng điều khiển và độ tin cậy của các thành phần phản hồi. Kết quả là các cửa hàng ở hầu hết mọi quy mô hiện nay đều chạy máy tiện CNC hàng giờ với một người vận hành giám sát nhiều máy.

Các thành phần chính, từng phần

Mỗi máy tiện CNC, từ máy tiện để bàn nhỏ gọn đến máy tiện cuộn 30 tấn, đều được lắp ráp từ các nhóm lõi giống nhau:

• Headstock: chứa trục chính, động cơ truyền động và bánh răng; mâm cặp hoặc ống kẹp được gắn ở đây để kẹp phôi
  • Lỗ trục chính: cho phép phôi thanh dài đi qua để thực hiện công việc nạp thanh
  • Hàm kẹp: kẹp thanh theo đường kính ngoài của nó hoặc vòng vào lỗ của nó khi đảo ngược
• Giường và thanh dẫn hướng: xương sống kết cấu; độ cứng ở đây quyết định mức độ nặng mà máy có thể chịu được khi cắt
  • Giường nghiêng: phoi rơi ra khỏi vùng làm việc; phổ biến trên các máy tiện nhanh, cỡ trung
  • Giường phẳng: cách bố trí truyền thống vẫn được ưa chuộng trên các máy cỡ lớn, hạng nặng
• Vận chuyển và trượt ngang: mang trụ dao hoặc tháp dao, tự động lập chỉ mục một số dao vào vị trí cắt
• Đuôi xe: hỗ trợ đầu tự do của phôi dài hoặc mảnh để tránh bị lệch
• Bộ điều khiển CNC: đọc chương trình, nội suy đường chạy dao và ra lệnh cho động cơ servo
• Hệ thống làm mát và xử lý phoi: đẩy nhiệt và phoi ra khỏi vùng cắt

Các hoạt động mà máy tiện CNC thực hiện

Một máy đảm nhiệm hầu hết công việc tiện vì tháp pháo tự động hoán đổi dụng cụ và các thanh trượt có thể đi theo bất kỳ đường dẫn nào được lập trình. Các hoạt động tiêu chuẩn là:

1. Tiện thẳng và côn: giảm đường kính ngoài dọc theo hình trụ hoặc một góc được điều khiển
2. Đối mặt: cắt các bề mặt phẳng vuông góc với trục, thường ở hai đầu của bộ phận
3. Khoan và doa: tạo và mở rộng các lỗ bên trong trên đường tâm trục chính
4. Rãnh và chia tay: cắt các rãnh hẹp hoặc tách phần hoàn thiện ra khỏi thanh
5. Cắt ren: cắt một điểm các ren trong và ren ngoài ở bước xác định
6. Knurling: nhấn mẫu tay cầm vào tay cầm, phụ kiện và trục tâm
7. Tiện theo đường viền: tuân theo một biên dạng đã được lập trình, đó là cách tạo ra mão răng, bán kính và các rãnh cuộn phức tạp

Các loại máy tiện CNC và chúng khác nhau như thế nào

Chọn theo số trục

Máy tiện 2 trục, chỉ di chuyển X và Z, xử lý phần lớn các công việc tiện. Việc thêm dụng cụ trực tiếp và trục C sẽ tạo ra máy phay tiện 3 trục có khả năng khoan chéo và phay. Trục chính phụ di chuyển bộ phận sang trục chính thứ hai để gia công ngược và cấu hình có bốn trục trở lên cho phép cắt nhiều công cụ đồng thời trên khối lượng lớn.

Ngang hoặc Dọc

Máy tiện ngang là cách bố trí mặc định. Máy tiện đứng, trong đó trục chính hướng lên trên và bộ phận nằm phẳng trên bàn quay, phù hợp với các đĩa lớn, nặng như mặt bích, bánh đà và rôto phanh, vì trọng lực đặt bộ phận thay vì dồn toàn bộ trọng lượng của nó lên hàm mâm cặp.

Nền tảng hạng nặng và mục đích đặc biệt

Ở phần cuối nặng hơn, máy móc được chế tạo xung quanh phôi thay vì danh mục. Cặp xích đu của máy tiện ngang hạng nặng được đo bằng hàng trăm mm với khoảng cách giữa các tâm từ 3.500 mm trở lên, bệ đúc lớn và giá tựa vững chắc để nâng phôi nặng vài tấn. Các máy thuộc loại này tồn tại bởi vì một máy tiện tiêu chuẩn, tuy chính xác đến đâu, cũng không bao giờ đủ cứng để thực hiện các vết cắt mà các vật rèn lớn yêu cầu.

Máy tiện tiện cuộn CNC hạng nặng Thông số kỹ thuật Xem sản phẩm →

Máy tiện CNC và máy tiện thủ công

Sự khác biệt thực tế xuất hiện ở khả năng lặp lại và ở chỗ giá trị tồn tại: máy tiện thủ công mang lại lợi ích cho đôi tay của người vận hành, trong khi máy tiện CNC hỗ trợ chương trình và độ cứng của máy. Theo nguyên tắc chung đối với công việc thép nói chung, tiện thủ công lành nghề giữ khoảng ± 0,05 mm, trong khi máy tiện CNC khỏe mạnh giữ khoảng ± 0,01 mm hoặc tốt hơn và lặp lại trên bộ phận số 600 một cách trung thực như trên bộ phận số 1.

Nơi máy tiện CNC hạng nặng kiếm được tiền: Gia công cuộn

Các nhà máy cán thép cho thấy máy tiện sản xuất cần có những gì để tồn tại. Các cuộn làm việc và các cuộn dự phòng bị mất đường kính và hình thành các vết mòn cần phải được trả lại theo lịch trình. Các cuộn cốt thép có các rãnh hình lưỡi liềm và các đường viền gân phải được cắt lại một cách chính xác khi chúng mòn và các máy nghiền thanh dây chạy các vòng cuộn cần có đường kính nhất quán trên toàn bộ mặt vòng.

Không điều nào trong số này giống với việc chuyển đổi cửa hàng việc làm. Những phôi gia công này dài, nặng và cứng khi gia công và chúng làm lộ ra bất kỳ máy nào có bệ nhẹ, đó là lý do tại sao máy tiện CNC dành riêng cho con lăn tồn tại: bệ được gia cố, xích đu cỡ lớn, bệ đỡ ổn định được định mức tính bằng tấn và bộ điều khiển được điều chỉnh cho đường kính lớn và vết cắt chậm, mạnh mẽ. Máy tiện vòng lăn CNC được chế tạo có mục đích được cấu hình chính xác cho chu kỳ hoạt động này và người mua so sánh các máy chuyên dụng cho vòng cuộn có thể bắt đầu với lý do máy tiện vòng con lăn CNC đã giành được danh mục riêng.

Máy tiện cuộn CNC hiệu quả cao Thông số kỹ thuật Xem sản phẩm →

Khi cùng một phôi gia công cũng cần các rãnh được phay thay vì tiện thuần túy, các bệ máy cán kết hợp sẽ cắt cả hai tính năng trong một thiết lập, điều này quan trọng vì việc kẹp lại cuộn nhiều tấn giữa các nguyên công sẽ gây rủi ro cả về độ chính xác và thời gian.

Những điều cần kiểm tra trước khi mua

Thông số kỹ thuật chỉ có ý nghĩa khi chúng phù hợp với các bộ phận của bạn. Làm việc thông qua danh sách kiểm tra theo thứ tự sau:

1. Xoay trên giường và khoảng cách giữa các trung tâm: đường kính và chiều dài lớn nhất mà máy có thể chấp nhận về mặt vật lý, được kiểm tra dựa trên phôi gia công lớn nhất hiện tại và theo kế hoạch của bạn
2. Kích thước lỗ trục chính và mâm cặp: dung tích thanh cho công việc xuyên trục chính và phạm vi hàm cho công việc mâm cặp
3. Độ cứng: trọng lượng máy và kết cấu bệ là những chỉ số trung thực; đế đúc nặng hấp thụ rung động của vết cắt sâu
4. Độ chính xác: yêu cầu độ chính xác định vị và độ lặp lại dưới dạng các số liệu riêng biệt và hỏi cách chúng được kiểm tra
5. Tốc độ và mô-men xoắn trục chính: tốc độ cao phục vụ việc hoàn thiện tốt, trong khi mô-men xoắn tốc độ thấp phục vụ các vết cắt nặng trên đường kính lớn
6. Hệ thống điều khiển: xác nhận lập trình bằng tài liệu, khả năng tương thích CAM và hỗ trợ dịch vụ trong khu vực của bạn
7. Phụ tùng và dịch vụ: xác nhận tình trạng sẵn có của phụ tùng trước khi ký, vì các bộ phận hao mòn như hàm mâm cặp, vòng đệm và nắp cách sẽ quyết định thời gian hoạt động nhiều năm sau đó

An toàn thuộc về cùng một danh sách. Bảo vệ đầy đủ, cửa khóa liên động và người vận hành được đào tạo phải là một phần của việc mua hàng chứ không phải là suy nghĩ lại và người mua máy cuộn có thể xem xét cách cải thiện độ an toàn vận hành của máy tiện con lăn CNC trước khi vận hành máy hạng nặng.

Lý do tương tự cũng được áp dụng khi một bộ phận cần cả tiện và phay. Một máy tiện cán chính xác thực hiện cả hai nguyên công trong một thiết lập duy nhất sẽ loại bỏ rủi ro căn chỉnh khi di chuyển một bộ phận nặng giữa các máy và nó thường bù đắp chênh lệch giá trong năm đầu tiên thông qua giảm việc xử lý và ít bộ phận bị từ chối hơn.

Điểm mấu chốt

Một máy tiện CNC có ba bộ phận hoạt động cùng nhau: một trục xoay quay phôi, các thanh trượt được điều khiển bằng servo giúp định vị các dụng cụ cố định mà không bị trôi và một bộ điều khiển giữ đường dẫn được lập trình từ phần đầu tiên đến phần cuối cùng. Chọn máy 2 trục cho các bộ phận tròn đơn giản, thêm dụng cụ trực tiếp khi các tính năng được nhân lên và nâng cấp lên các bệ dành riêng cho con lăn, chịu tải nặng khi các bộ phận nặng hàng tấn và dung sai vẫn ở mức phần trăm milimét. Hãy ghép máy với phôi trước tiên và tài liệu quảng cáo thứ hai, và khoản đầu tư sẽ tự thu hồi theo từng đợt xuất hiện trên máy có cùng kích thước, mọi lúc.