Tóm tắt kinh nghiệm gia công CNC

Do tính phức tạp của gia công CNC-bao gồm các biến như máy công cụ, vật liệu, dụng cụ cắt, phương pháp cắt và cài đặt tham số-để đạt được trình độ thành thạo cao trong lĩnh vực này (cho dù là gia công thực tế hay lập trình) đòi hỏi một lượng thời gian đáng kể. Sau đây là tổng hợp kinh nghiệm thực tế được các kỹ sư đúc kết qua thời gian dài sản xuất. Nó bao gồm các khía cạnh như quy trình gia công, các bước vận hành, lựa chọn tham số dao và giám sát quy trình và được dùng để bạn tham khảo.

(1) **Trình tự dựa trên công cụ-:** Các thao tác được phân chia theo công cụ cắt được sử dụng. Một công cụ duy nhất hoàn thành tất cả các tính năng khả thi trên bộ phận đó trước khi sử dụng công cụ thứ hai hoặc thứ ba để hoàn thiện các tính năng còn lại. Cách tiếp cận này giúp giảm số lần thay đổi công cụ, giảm thiểu thời gian không-cắt (cắt khí-) và giảm các lỗi định vị không cần thiết.

(2) **Trình tự dựa trên tính năng-:** Đối với các bộ phận có yêu cầu gia công rộng rãi, công việc có thể được phân chia dựa trên các đặc điểm cấu trúc-chẳng hạn như các tính năng bên trong, cấu hình bên ngoài, bề mặt cong hoặc bề mặt phẳng. Nói chung, các bề mặt phẳng và bề mặt định vị được gia công trước các lỗ; các hình dạng hình học đơn giản được gia công trước những hình dạng phức tạp; và các tính năng có yêu cầu độ chính xác thấp hơn được gia công trước các tính năng yêu cầu độ chính xác cao hơn.

(3) **Trình tự gia công thô và hoàn thiện:** Đối với các bộ phận dễ bị biến dạng, các hoạt động gia công thô và hoàn thiện thường phải được tách riêng. Điều này là do các biện pháp khắc phục (chẳng hạn như-căn chỉnh lại) có thể cần thiết sau khi gia công thô để giải quyết mọi biến dạng gây ra.
Tóm lại, khi phân chia hoạt động, người ta phải xem xét linh hoạt các yếu tố như cấu trúc và khả năng sản xuất của bộ phận, khả năng của máy công cụ, phạm vi gia công CNC cần thiết, số lượng thiết lập và tổ chức sản xuất của cơ sở. Việc lựa chọn giữa các hoạt động tập trung (ít thiết lập hơn) và các hoạt động phân tán (nhiều thiết lập hơn) phải dựa trên tình hình cụ thể, đồng thời luôn cố gắng có cách tiếp cận hợp lý.

Trình tự gia công phải được xác định dựa trên cấu trúc của bộ phận, tình trạng của phôi thô (phôi) và các yêu cầu về định vị và kẹp, với trọng tâm chính là đảm bảo độ cứng của phôi không bị ảnh hưởng. Trình tự thường phải tuân theo các nguyên tắc sau:

(1) Gia công ở bước trước không được cản trở việc định vị và kẹp cần thiết cho bước tiếp theo; các hoạt động liên quan đến-các công cụ máy có mục đích chung xen kẽ giữa các bước cũng phải được tính đến.

(2) Gia công các chi tiết bên trong và các khoang trước khi gia công các đường viền bên ngoài.

(3) Tốt nhất, nên thực hiện các thao tác dùng chung phương pháp định vị và kẹp hoặc cùng một dụng cụ cắt để giảm thiểu số lần thao tác-định vị lại, thay đổi dụng cụ{2}}và điều chỉnh kẹp-.

(4) Đối với nhiều thao tác được thực hiện trong một lần thiết lập, trước tiên hãy lên lịch cho những thao tác có ít tác động nhất đến độ cứng của phôi.

(1) Phấn đấu thống nhất các mốc dữ liệu được sử dụng cho thiết kế, quy trình sản xuất và tính toán lập trình.

(2) Giảm thiểu số lượng thiết lập; nhằm mục đích gia công tất cả các bề mặt cần thiết sau một thao tác định vị.

(3) Tránh các chương trình yêu cầu điều chỉnh thủ công khi máy đang chạy.

(4) Đảm bảo thiết kế của thiết bị cố định mở và dễ tiếp cận; cơ cấu định vị và kẹp không được cản trở đường dẫn dao (ví dụ: gây va chạm). Nếu không thể tránh khỏi sự can thiệp, hãy cân nhắc sử dụng bàn kẹp máy hoặc tấm đế có kẹp-bằng vít.

1. Điểm thiết lập-công cụ có thể được đặt trên chính phôi gia công, miễn là đó là tính năng chuẩn hoặc bề mặt đã được gia công-độ chính xác. Tuy nhiên, nếu điểm thiết lập-công cụ bị hủy trong thao tác đầu tiên thì có thể không thể xác định được điểm đó cho các thao tác tiếp theo. Do đó, trong thao tác đầu tiên, hãy thiết lập vị trí cài đặt công cụ tương đối{6}}tại một vị trí có mối quan hệ chiều cố định với mốc định vị; điều này cho phép khôi phục điểm thiết lập-công cụ ban đầu dựa trên vị trí tương đối của chúng. Vị trí cài đặt công cụ tương đối-này thường nằm trên bàn máy hoặc đồ gá. Nguyên tắc lựa chọn như sau:
1) Dễ dàng căn chỉnh.
2) Thuận tiện cho việc lập trình.
3) Lỗi cài đặt công cụ-ở mức thấp.
4) Thuận tiện cho việc kiểm tra trong quá trình gia công.

2. Gốc của hệ tọa độ phôi do người vận hành thiết lập; nó được xác định thông qua cài đặt dao sau khi phôi được kẹp và phản ánh mối quan hệ vị trí (khoảng cách) giữa phôi và điểm 0 của máy công cụ. Sau khi được thiết lập, hệ tọa độ phôi thường được giữ cố định. Hệ tọa độ phôi và hệ tọa độ lập trình phải thẳng hàng; nghĩa là chúng phải trùng nhau trong quá trình gia công.

Đường chạy dao đề cập đến quỹ đạo và hướng chuyển động của dao so với phôi trong quá trình gia công CNC. Việc lựa chọn đường gia công hợp lý là rất quan trọng vì nó liên quan chặt chẽ đến độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt của bộ phận. Các điểm sau đây cần được xem xét khi xác định đường chạy dao:
1) Đảm bảo bộ phận đáp ứng yêu cầu về độ chính xác gia công.
2) Tạo điều kiện thuận lợi cho việc tính toán số và giảm khối lượng công việc lập trình.
3) Tìm kiếm đường dẫn gia công ngắn nhất và giảm thiểu thời gian "cắt khí" để nâng cao hiệu quả gia công.
4) Giảm thiểu số lượng khối chương trình.
5) Đảm bảo đáp ứng các yêu cầu về độ nhám bề mặt của biên dạng phôi; biên dạng cuối cùng phải được gia công liên tục ở lần cuối cùng.
6) Xem xét cẩn thận đường tiếp cận và rút dao của dụng cụ (vào và ra) để giảm thiểu các vết dao gây ra do tạm dừng tại biên dạng (nơi những thay đổi đột ngột về lực cắt có thể dẫn đến biến dạng đàn hồi) và để tránh làm trầy xước phôi bằng cách nhấn dao thẳng đứng vào bề mặt biên dạng.

Sau khi hoàn tất việc căn chỉnh phôi và gỡ lỗi chương trình, quy trình sẽ chuyển sang giai đoạn gia công tự động. Trong quá trình gia công tự động, người vận hành phải giám sát quá trình cắt để ngăn ngừa các vấn đề về chất lượng hoặc các tai nạn khác do điều kiện cắt bất thường gây ra.

Giám sát quá trình cắt chủ yếu liên quan đến các khía cạnh sau:
1. Giám sát quá trình gia công: Gia công thô tập trung vào việc loại bỏ nhanh chóng vật liệu dư thừa khỏi bề mặt phôi. Trong quá trình gia công tự động, dao đi theo đường dẫn định trước dựa trên các thông số cắt đã đặt. Người vận hành nên quan sát những thay đổi về tải cắt thông qua đồng hồ đo tải và điều chỉnh các thông số cắt dựa trên trạng thái tải của dao để tối đa hóa hiệu quả của máy công cụ.

2. Giám sát âm thanh cắt trong quá trình: Trong quá trình cắt tự động, âm thanh phát ra khi dụng cụ tiếp xúc với phôi thường ổn định, liên tục và sắc nét, kèm theo chuyển động máy êm ái. Khi quá trình diễn ra, sự mất ổn định có thể phát sinh do các yếu tố như tạp chất cứng trong phôi, độ mòn dụng cụ hoặc độ lệch của dụng cụ. Sự không ổn định này biểu hiện dưới dạng những thay đổi trong âm thanh cắt-chẳng hạn như tiếng ồn của dụng cụ tác động lên phôi gia công-và độ rung của máy. Các thông số và điều kiện cắt cần được điều chỉnh kịp thời; nếu việc điều chỉnh tỏ ra không hiệu quả thì nên tạm dừng máy để kiểm tra tình trạng của dụng cụ và phôi.

3. Giám sát quá trình hoàn thiện: Quá trình hoàn thiện tập trung vào việc đảm bảo độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt, thường liên quan đến tốc độ cắt và tốc độ tiến dao cao. Phải chú ý đến tác động của các cạnh-được tạo ra trên bề mặt được gia công. Đối với gia công khoang, người ta cũng phải bảo vệ chống cắt quá mức và độ lệch dụng cụ ở các góc. Để giải quyết những vấn đề này: trước tiên, hãy điều chỉnh vị trí phun chất làm mát để đảm bảo làm mát tối ưu bề mặt gia công; thứ hai, giám sát chất lượng bề mặt gia công và điều chỉnh các thông số cắt để giảm thiểu sự biến động về chất lượng. Nếu các điều chỉnh không mang lại sự cải thiện đáng kể, hãy dừng máy để xác minh tính hợp lệ của chương trình gốc.
Phải đặc biệt chú ý đến vị trí dụng cụ khi tạm dừng hoặc dừng máy để kiểm tra. Việc dừng máy trong khi dụng cụ đang cắt chủ động-khiến trục xoay dừng đột ngột-có thể để lại vết dao trên bề mặt phôi. Lý tưởng nhất là chỉ nên dừng máy sau khi dụng cụ đã được tháo ra khỏi vùng cắt.

1. Đối với phay mặt, nên chọn-các dao phay mặt bằng cacbua không thể mài lại hoặc dao phay ngón. Nhìn chung, chiến lược gia công hai lượt-được ưu tiên: lượt đầu tiên phải là nguyên công gia công thô bằng cách sử dụng máy phay mặt, di chuyển ngang liên tục trên bề mặt phôi. Chiều rộng cắt được khuyến nghị cho mỗi đường chuyền là 60%–75% đường kính dụng cụ.

2. Dao phay ngón và dao phay đầu hạt dao cacbua-chủ yếu được sử dụng để gia công các trùm, rãnh và mặt mở hộp-.

3. Dao phay ngón bi và dao phay hạt dao tròn (còn được gọi là dao phay mũi bò) thường được sử dụng để gia công các bề mặt cong và biên dạng có góc nghiêng thay đổi. Máy nghiền bi-chủ yếu được sử dụng để bán-gia công tinh và hoàn thiện, trong khi máy nghiền hạt dao-chèn vòng-cacbua thường được sử dụng để gia công thô.

Bảng chương trình gia công là một thành phần của thiết kế quy trình gia công CNC và đóng vai trò như một bộ hướng dẫn mà người vận hành phải tuân theo. Nó cung cấp các chi tiết cụ thể về chương trình gia công, nhằm mục đích làm rõ nội dung chương trình, phương pháp giữ phôi và định vị, các dao được chọn cho từng nguyên công gia công và mọi biện pháp phòng ngừa cụ thể.

Bảng chương trình gia công phải bao gồm: tên tệp CAD/CAM, tên phôi, bản phác thảo phôi, tên chương trình, dao được sử dụng cho từng chương trình, độ sâu cắt tối đa, loại gia công (ví dụ: gia công thô hoặc hoàn thiện), thời gian gia công ước tính, v.v.

Sau khi xác định quy trình gia công, trước khi lập trình phải hiểu rõ những điều sau:

1. Phương pháp kẹp phôi;

2. Kích thước của phôi gia công (để xác định phạm vi gia công hoặc có cần nhiều thiết lập hay không);

3. Vật liệu phôi (để lựa chọn dụng cụ cắt phù hợp);

4. Kiểm kê dao có sẵn (tránh sửa đổi chương trình do thiếu dao trong quá trình gia công hoặc chuẩn bị trước các dao cần thiết nếu cần).

Nguyên tắc thiết lập độ cao an toàn nói chung là đặt nó ở trên bề mặt cao nhất của bất kỳ "đảo" nào (các đặc điểm nổi). Ngoài ra, việc thiết lập điểm 0 lập trình ở bề mặt cao nhất cũng có thể giảm thiểu nguy cơ va chạm dụng cụ.

Vì các công cụ máy khác nhau nhận dạng các mã địa chỉ và định dạng chương trình NC khác nhau nên phải chọn định dạng xử lý hậu kỳ-chính xác cho công cụ máy cụ thể đang được sử dụng để đảm bảo chương trình được tạo chạy chính xác.

Các phương pháp truyền chương trình có thể được phân loại thành CNC và DNC. Trong phương pháp CNC, chương trình được truyền qua phương tiện (chẳng hạn như đĩa mềm, đầu đọc băng hoặc cáp truyền thông) tới bộ nhớ của máy công cụ để lưu trữ và sau đó được truy xuất từ ​​bộ nhớ trong quá trình gia công. Vì dung lượng bộ nhớ có hạn nên phương pháp DNC được sử dụng cho các chương trình lớn; vì DNC cho phép máy công cụ đọc chương trình trực tiếp từ máy tính điều khiển (truyền dữ liệu một cách hiệu quả trong quá trình vận hành) nên nó không bị hạn chế bởi giới hạn dung lượng bộ nhớ.