Hơn 10 loại máy CNC phổ biến trong gia công cơ khí

Một quy trình gia công CNC có khả năng mở rộng cao và có thể tạo ra mọi thứ từ các linh kiện điện tử nhỏ đến các bộ phận máy bay và hàng không vũ trụ quy mô lớn.

Máy phay CNC và gia công Điều khiển số bằng máy tính là trụ cột chính mà Công nghiệp 3.0 đã phát triển. Công nghệ CNC mang đến cơ hội cho các quy trình sản xuất có thể đáp ứng các con số sản xuất khổng lồ. Do những lợi ích to lớn của công nghệ CNC, nó được ứng dụng trong hầu hết mọi ngành sản xuất bất kể quy mô. Các nhà sản xuất luôn tìm kiếm các công nghệ CNC mới mà họ có thể sử dụng để tăng tốc độ sản xuất hơn nữa và tiết kiệm chi phí. Bài viết này đề cập đến công nghệ gia công CNC khác nhau và các loại máy CNC được phân loại dựa trên nhiều yếu tố.

Gia công CNC là gì?

Máy điều khiển số máy tính (máy CNC) tự động hóa các quy trình sản xuất công nghiệp. Những máy công cụ này thực hiện tất cả các công việc truyền thống được thực hiện bằng tay, chẳng hạn như tạo hình và xử lý vật liệu.

Gia công cơ khí chính xác CNC sử dụng một thuật toán do các nhà thiết kế viết để hướng dẫn máy công cụ di chuyển đến đâu cũng như cách vận hành và kiểm soát các quy trình thứ cấp khác. Một quy trình gia công CNC có khả năng mở rộng cao và có thể tạo ra mọi thứ từ các linh kiện điện tử nhỏ đến các bộ phận máy bay và hàng không vũ trụ quy mô lớn.

Các loại máy CNC chính sử dụng hiệu quả trong gia công cơ khí

Như chúng ta sẽ tìm hiểu trong các phần sau, có nhiều cách để phân loại máy CNC. Dạng cơ bản nhất là theo thiết kế và chức năng của máy CNC. Theo cách phân loại này, gia công CNC có các loại sau:

1 - Máy phay CNC

Máy phay CNC sử dụng các công cụ cắt để loại bỏ vật liệu khỏi phôi và tạo hình chính xác theo thông số kỹ thuật yêu cầu. Phôi gia công thường được cố định tại một vị trí trong khi dụng cụ cắt quay tốc độ cao loại bỏ vật liệu khỏi nó.

Máy phay CNC có thể có nhiều loại công cụ cắt, mỗi loại có một mục đích khác nhau. Một số dụng cụ cắt điển hình là dao phay ngón, dao doa, dao phay mặt, vòi và mũi khoan. Những máy này có cả phiên bản dọc và ngang.

Ứng dụng của máy phay CNC

Một số ứng dụng điển hình của gia công CNC là: tủ, nội thất, mô hình nguyên mẫu, bảng chỉ dẫn, nhạc cụ,...

Hạn chế của máy phay CNC

Phay CNC là công nghệ được áp dụng rộng rãi vì nó đáp ứng thành công mục đích của nó, cung cấp khả năng sản xuất tốc độ cao với gia công CNC chính xác. Một số yếu tố có thể được coi là hạn chế đối với một số người dùng nhất định là:

Giới hạn kích thước: Bất kỳ máy phay CNC cụ thể nào cũng sẽ có giới hạn về kích thước của bộ phận có thể được gia công bằng cách sử dụng nó. Kích thước này thường phụ thuộc vào khoảng cách di chuyển tối đa của các công cụ và kích thước của vỏ bọc.
Kỹ năng của người vận hành: Máy phay CNC yêu cầu người vận hành phải có một bộ kỹ năng tốt. Một lỗi nhỏ của người vận hành có thể dẫn đến những sai lệch đáng kể về độ chính xác và các vấn đề về thiết kế trong các giai đoạn sau.
Chi phí: Một số người dùng thấy chi phí ban đầu tương đối cao của máy phay CNC là một hạn chế của phương pháp. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng chi phí cao cũng mang lại một số lợi ích, chẳng hạn như độ chính xác và gia công CNC chính xác, điều mà các giải pháp thay thế khác không mang lại.
Phí tổn: Khi nói đến chi phí của một máy phay CNC, phạm vi giá nhiều hơn bạn có thể tưởng tượng. Có nhiều lựa chọn rẻ hơn đáng kể để sử dụng tại nhà, thấp tới 10.000 đô la. Mặt khác, người ta thường thấy các máy phay trong các xưởng sản xuất có giá trên 200.000 USD.

2 - Máy định tuyến CNC

Bộ định tuyến CNC cắt các hình dạng và thiết kế khác nhau trên các bề mặt phẳng của bất kỳ vật liệu nào. Những máy này thay thế nhiều công cụ thủ công thường được sử dụng trong các xưởng mộc và gia công kim loại, chẳng hạn như máy công cụ doa, cưa bảng và máy đúc trục chính.

Các ứng dụng của bộ định tuyến CNC

Do khả năng cắt các hình dạng phức tạp của bộ định tuyến CNC, các ứng dụng bao gồm: đồ nội thất bằng gỗ chạm khắc, khuôn đúc, trang trí nội ngoại thất, cửa chạm khắc, bảng chỉ dẫn, nhạc cụ

Hạn chế của bộ định tuyến CNC

Độ ồn cao: Bộ định tuyến CNC thường bao gồm các bộ phận như trục chính, hệ thống trích xuất và hệ thống chân không. Toàn bộ hoạt động của máy có thể tạo ra độ ồn cao.
Bụi còn sót lại: Môi trường làm việc của các bộ định tuyến CNC chứa nhiều bụi gỗ hoặc bụi kim loại.

Chi phí máy định tuyến CNC

Trung bình, giá ban đầu của máy định tuyến CNC dao động trong khoảng từ 3000 đến 100.000 USD. Tỷ lệ hàng giờ cho công việc định tuyến CNC giống như máy phay CNC.

3 - Máy cắt plasma CNC

Máy cắt plasma CNC mang lại đường cắt có độ chính xác cao. Nó sử dụng một hồ quang phóng điện (giống như một ngọn đuốc plasma) để ion hóa không khí và làm tan chảy vật liệu nơi hồ quang điện tấn công. Vì nó hoạt động thông qua hồ quang điện nên quy trình chỉ áp dụng cho các vật liệu dẫn điện.

Ứng dụng của máy cắt plasma CNC

Sản xuất ô tô
Sửa chữa ô tô
Cửa hàng chế tạo
Cứu hộ và tháo dỡ

Hạn chế của máy cắt plasma CNC

Vật liệu: Cắt plasma chỉ cắt qua kim loại và hợp kim dẫn điện. Hạn chế này là một trở ngại đối với những người dùng muốn gia công các vật liệu như gỗ và nhựa.
Vùng ảnh hưởng nhiệt: Cắt plasma là một quá trình cắt nóng hoạt động bằng cách làm nóng chảy vật liệu. Nhiệt để lại các vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) có thể nhìn thấy trên khu vực bị cắt.

Chi phí máy cắt plasma CNC

Chi phí ban đầu của một máy cắt plasma CNC nằm trong khoảng từ 12.000 đến 300.000 USD. Chi phí hàng giờ của việc sử dụng máy cắt plasma CNC là khoảng 20 đô la mỗi giờ.

4 - Máy tiện và máy tiện CNC

Máy tiện CNC hoạt động bằng cách quay vật liệu phôi xung quanh một trục trung tâm. Các công cụ cắt sau đó được áp dụng cho phôi để loại bỏ vật liệu và định hình nó theo yêu cầu. Máy tiện CNC có thể tạo ra thành phẩm nhanh hơn nhiều với độ chính xác cao hơn so với máy tiện thủ công.

Máy tiện CNC lý tưởng cho các quy trình khác nhau, chẳng hạn như cắt, chà nhám, tạo mặt, khoan, tiện, tạo khía, v.v. Trong gia công tiện CNC, một công cụ không quay di chuyển tuyến tính trên một phôi đang quay để tạo đường cắt xoắn ốc.

Ứng dụng của máy tiện và máy tiện CNC

Máy tiện CNC tìm thấy các ứng dụng trong hầu hết mọi ngành sản xuất để chế tạo các mặt hàng như: trục cam, những bộ phận xe ô tô, nòng súng, trục khuỷu, gậy bóng chày, nhạc cụ, bàn ăn, chân đồ nội thất...

Hạn chế của máy tiện và máy tiện CNC

Bản chất đối xứng: Nói chung, máy tiện CNC chỉ có thể tạo ra các bộ phận đối xứng do cách chúng định hình vật liệu. Do đó, những máy này không thành công khi yêu cầu hình dạng tùy chỉnh, không đối xứng.

Chi phí máy tiện và máy tiện CNC

Giá ban đầu của máy tiện CNC bắt đầu từ khoảng 15.000 USD và tăng lên tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của máy. Tỷ lệ hàng giờ cho một máy tiện CNC bắt đầu từ khoảng 40 đô la một giờ.

5 - Máy cắt Laser CNC

Máy cắt laser CNC sử dụng chùm tia laser hội tụ cao để cắt các tấm vật liệu bất kỳ. Máy cắt laser CNC tạo ra các vết cắt với độ chính xác cao hơn cả cắt plasma. Máy cắt laser CNC không giới hạn ở các vật liệu dẫn điện, vì laser trạng thái rắn có thể cắt bất kỳ vật liệu nào.

Ứng dụng của máy cắt Laser CNC

Bộ phận hàng không vũ trụ
Khung ô tô
Thiết bị y tế
Khắc vật liệu

Hạn chế của máy cắt Laser CNC

Độ dày hạn chế: Máy cắt laser bị giới hạn ở độ dày tối đa của vật liệu mà bạn có thể cắt bằng chúng.
Chuyên môn kỹ thuật: Máy cắt laser yêu cầu người vận hành có trình độ cao để làm việc với chúng. Máy cắt laser có thể tiềm ẩn nguy hiểm, vì vậy người vận hành phải biết cách điều khiển chúng khi chùm tia laser di chuyển trên phôi.

Chi phí máy cắt Laser CNC

Chi phí mua một máy cắt laser có thể dao động trong khoảng từ 5000 đến 300.000 đô la. Chi phí hàng giờ của các máy này là khoảng 20 đô la mỗi giờ.

6 - Máy phóng điện CNC (EDM)

Máy phóng điện (EDM) hoạt động tương tự như máy cắt plasma bằng cách sử dụng hồ quang điện để loại bỏ vật liệu tại vị trí cần thiết. Phương pháp gia công phóng điện có thể tạo các vết cắt 2D nhanh chóng trên định dạng tấm kim loại.

Ứng dụng của máy phóng điện CNC

Sản xuất khuôn ép
Đúc chết
Cú đấm trống
Nguyên mẫu

Hạn chế của máy phóng điện CNC

Các ràng buộc về vật liệu: Máy phóng điện CNC chỉ hoạt động đối với các vật liệu dẫn điện. Bạn không thể sử dụng phương pháp này để gia công nhựa, gốm sứ, gỗ hoặc vật liệu không dẫn điện khác.
Tốc độ cắt chậm: Máy EDM rất chậm ở các góc và đường cong do điện cực bị mài mòn cao do phóng điện định kỳ, dẫn đến tăng chi phí và sản xuất tổng thể chậm lại.

Chi phí cắt CNC EDM

Chi phí của một máy cắt EDM mới bắt đầu từ $15.000. Chi phí hàng giờ của các máy này là khoảng 25 đô la một giờ, với chi phí dây điện cực chiếm phần đáng kể nhất trong chi phí hàng giờ.

7 - Máy cắt tia nước CNC

Máy CNC tia nước sử dụng một tia nước rất mỏng để cắt xuyên qua vật liệu. Cắt tia nước CNC là một trong những phương pháp linh hoạt nhất do khả năng làm việc trên mọi vật liệu. Máy cắt tia nước CNC nhiều trục cũng có khả năng cắt 3D. Ngoài ra, độ dày của vật liệu phù hợp để cắt bằng tia nước cao.

Ứng dụng cắt tia nước CNC

Cắt bọt, giấy, đá, gốm, thủy tinh và tấm kim loại
Khai thác mỏ
hàng không vũ trụ
ô tô
chế tạo chung

Hạn chế của máy cắt tia nước CNC

Thời gian cắt: Máy cắt tia nước CNC chậm hơn các phương án khác. Tốc độ chậm hơn, đặc biệt là ở các góc và đường cắt cong.
Sự cố thành phần: Máy cắt tia nước hoạt động bằng cách sử dụng vòi phun áp suất cực cao. Nếu sử dụng hệ thống tia nước chất lượng thấp, có khả năng các bộ phận của máy cắt bị hỏng.

Chi phí máy cắt tia nước CNC

Máy cắt tia nước có nhiều mức giá khác nhau, bắt đầu từ khoảng 50.000 đô la và lên tới 200.000 đô la. Chi phí hàng giờ của những chiếc máy này dao động từ 15 đô la đến 30 đô la một giờ, với chi phí vật liệu mài mòn chiếm phần đáng kể nhất trong tổng chi phí hàng giờ.

8 - Máy mài CNC

Máy mài bề mặt CNC sử dụng bánh mài hỗn hợp gốm xoay để loại bỏ vật liệu phôi cho mục đích chà nhám, hoàn thiện hoặc đánh bóng. Đá mài kim cương có thể cung cấp các chi tiết hoàn thiện thứ cấp có chất lượng đặc biệt cao.

Ứng dụng của máy mài CNC

bánh răng chính xác cao
Những bộ phận xe ô tô
Thiết bị y tế
bộ phận hàng không vũ trụ
dụng cụ

Hạn chế của máy mài CNC

Quy trình chậm: Máy mài CNC loại bỏ vật liệu một cách chính xác, nhưng với tốc độ chậm, khiến nó không thể sử dụng cho bất kỳ ứng dụng nào để tạo hình vật liệu và chỉ hoạt động để hoàn thiện và làm phẳng bề mặt.

Chi phí máy mài CNC

Máy mài CNC rẻ hơn so với các máy CNC khác. Chi phí của máy mài bề mặt, cuộn hoặc hình trụ bắt đầu từ $5000. Chi phí vận hành các máy này vào khoảng 20 đô la mỗi giờ.

9 - Máy khoan CNC

Máy khoan CNC là một trong những loại quy trình gia công CNC phổ biến nhất trong các xưởng. Đó là lý tưởng để khoan lỗ trên bất kỳ vật liệu nào để bắt vít, lắp ráp thứ cấp hoặc yêu cầu thẩm mỹ.

Ứng dụng của máy khoan CNC

Sản xuất ô tô
Đóng tàu
Du hành vũ trụ
Máy móc kỹ thuật
Làm khuôn
Chế biến gỗ và làm đồ nội thất

Hạn chế của máy khoan CNC

Kích thước của lỗ: Kích thước của lỗ bằng cách khoan CNC bị hạn chế, vì phương pháp này không thể tạo ra lỗ sâu hoặc lỗ lớn. Ngoài ra, các đường kính lỗ khoan khác nhau yêu cầu các mũi khoan có kích thước cụ thể.

Chi phí máy khoan CNC

Chi phí của máy khoan CNC trung bình khoảng 25.000 USD.

10 - Công cụ thay đổi tự động

Bộ thay đổi công cụ tự động (ATC) là một biến thể của tất cả các loại máy CNC phổ biến. Khả năng này cho phép tự động thay đổi công cụ cắt của máy, dẫn đến sản xuất nhanh hơn và ít thời gian chết hơn.

ATC được sử dụng để chuyển đổi loại dụng cụ cắt trong máy CNC hoặc để thay thế dụng cụ bị hỏng hoặc mòn. Nó làm tăng mức độ tự động hóa trong quá trình sản xuất. Thay đổi dụng cụ là một trong những nút cổ chai lớn trong hầu hết các máy CNC, vì vậy ATC cải thiện khả năng của bất kỳ thiết bị CNC nào.

Các loại máy CNC dựa trên số lượng trục

Sau khi loại máy CNC được xác định, thiết bị cụ thể có thể được phân chia thêm dựa trên số lượng trục. Chẳng hạn, một máy phay CNC có thể có các biến thể 3 trục, 4 trục và 5 trục, giá cả và khả năng của từng loại sẽ khác nhau đáng kể.

Máy CNC 2 trục

Máy CNC 2 trục là hệ thống CNC cơ bản nhất hiện có. Chúng chứa hai trục chuyển động – trục X (trục dọc) và trục Y (trục ngang). Những máy này thường tạo ra các vết cắt đường thẳng đơn giản hoặc khoan lỗ trên bảng hoặc gia công chỉ một bề mặt của phôi mà không cần định vị lại nó. Những máy này làm việc trên một phôi cố định.

Máy CNC 3 trục

Máy CNC 3 trục là loại máy CNC phổ biến nhất. Chúng có 3 trục chuyển động – trục X, Y và Z (trục độ sâu) và có thể gia công các bộ phận cơ bản theo kích thước 2,5. Chúng có thể hoạt động trên tất cả sáu bề mặt của một khối vật liệu hình vuông hoặc hình chữ nhật thông thường, nhưng khối này yêu cầu phải định vị lại. Những máy này cũng hoạt động trên một phôi cố định.

Máy CNC 4 trục

Máy CNC 4 trục tương tự như máy 3 trục. Bên cạnh ba trục – X, Y và Z, máy 4 trục còn chứa một trục quay. Trục này cho phép dụng cụ cắt quay di chuyển dọc theo trục X, được gọi là trục A. Thay vào đó, phôi cũng có thể được di chuyển dọc theo cùng một trục. Những máy này rất lý tưởng để tạo các đường cắt và cắt dọc theo hình vòng cung.

Máy CNC 5 trục

Máy CNC 5 trục thêm chuyển động xoay của dụng cụ cắt (hoặc bàn làm việc) dọc theo trục Y. Trục quay và xoay được gọi là trục C. Những máy này có thể tạo ra các bộ phận phức tạp và chính xác nhờ khả năng làm việc đồng thời trên năm bề mặt của phôi mà không cần định vị lại bề mặt làm việc. Độ chính xác cao làm cho những máy này rất hữu ích trong việc sản xuất thiết bị y tế và hàng không vũ trụ.

Máy CNC 6 trục

Máy CNC 6 trục thêm hướng quay thứ ba vào dụng cụ cắt (hoặc phôi), được gọi là trục B. Những máy này có thể tạo ra hình dạng của bất kỳ bề mặt hoàn thiện nào có thể bằng cách liên quan đến tất cả các hướng chuyển động có thể có của dụng cụ cắt và phôi gia công. Những máy này là điển hình trong ngành y tế, hàng không vũ trụ và quân sự cho các ứng dụng chính xác (trừ khi các tính năng bên trong được yêu cầu).

Máy CNC 7 trục

Máy CNC 7 trục có 3 trục truyền thống liên quan đến chuyển động của dụng cụ cắt, 3 trục để quay phôi và trục thứ bảy làm quay cánh tay giữ dụng cụ cắt. Trục này được gọi là trục E. Những máy này thường sản xuất thiết bị hàng không vũ trụ, y tế và quân sự do độ phức tạp của các bộ phận mà chúng có thể sản xuất.

Máy CNC 9 trục

Máy CNC 9 trục là thiết lập CNC kết hợp của máy phay 5 trục và máy tiện 4 trục. Máy phay hoạt động trên bề mặt để tạo ra bề mặt hoàn thiện theo yêu cầu, trong khi máy tiện hoàn thiện các tính năng bên trong của phôi. Bằng cách này, một máy 9 trục có thể tạo ra cả các tính năng bên trong và bên ngoài của bộ phận. Những máy này có thể chế tạo cấy ghép nha khoa, dụng cụ phẫu thuật và thiết bị hàng không vũ trụ phức tạp.

Máy CNC 12 trục

Máy CNC 12 trục là máy móc phức tạp nhất trong ngành và có thể quá mức cần thiết cho hầu hết các ứng dụng. Những máy CNC này có hai đầu cắt di chuyển theo tất cả 6 trục có thể – X, Y, Z, A, B và C. Những máy này tăng độ chính xác theo cấp số nhân và có thể tăng gấp đôi tốc độ sản xuất hoặc thậm chí nhiều hơn.

Các loại máy CNC theo hệ thống điều khiển

Nguyên tắc cơ bản của máy CNC là di chuyển dụng cụ cắt và phôi tương đối với nhau. Máy cắt liên tục được định vị lại và đưa đến nơi cần thiết. Có nhiều cách khác nhau để định vị lại công cụ hoạt động, dẫn đến ba loại máy CNC khác nhau:

Điều khiển định vị điểm-điểm

Bộ điều khiển CNC Point to Point (PTP) là loại cơ bản nhất của hệ thống điều khiển số được vi tính hóa. Trong hệ thống điều khiển này, dụng cụ cắt di chuyển đến một điểm được xác định trước, sau đó quá trình gia công bắt đầu xung quanh điểm cắt được xác định trước.

PTP là hệ thống định vị rẻ nhất trong tất cả các hệ thống định vị, thường được sử dụng để khoan, hàn điểm, tarô và hoàn nguyên, những nơi không yêu cầu định vị và gia công đồng thời.

Điều khiển định vị cắt thẳng

Hệ thống điều khiển định vị Straight Cut có thể đồng thời định vị lại dụng cụ cắt và gia công phôi. Tuy nhiên, chuyển động chỉ xảy ra song song với một trục tại một thời điểm nhất định. Việc tái định vị và gia công đều được thực hiện với tốc độ được kiểm soát. Hệ thống điều khiển này được đặt tên như vậy bởi vì quá trình gia công diễn ra theo đường thẳng và các đường cắt cong là không khả thi.

Hệ thống CNC đường viền

Hệ thống CNC Đường viền còn được gọi là Hệ thống CNC Đường dẫn Liên tục. Đây là hệ thống đắt nhất trong cả ba hệ thống điều khiển định vị và có thể tạo ra những bộ phận phức tạp nhất. Các hệ thống này có khả năng định vị PTP và định vị Cắt thẳng. Ngoài ra, họ có thể điều khiển định vị dụng cụ cắt theo nhiều trục cùng một lúc. Tính linh hoạt này có thể tạo ra các bề mặt cong (đường viền) trên phôi. Các máy CNC như phay và tiện sử dụng phương pháp này để vận hành.

Lời kết

Sau khi đọc tất cả thông tin được cung cấp ở đây, rõ ràng là có gần như vô số loại máy CNC. Có thể rất khó để quyết định máy CNC nào phù hợp nhất với mục đích của bạn. Sự lựa chọn khó khăn hơn sau khi bạn quyết định loại máy CNC mà bạn yêu cầu; làm thế nào để đủ khả năng đầu tư ban đầu cao của thiết bị CNC?

May mắn thay, bất kỳ ai cũng có thể sử dụng các khả năng tiên tiến nhất của máy CNC mà không cần mua máy. Làm sao? Bằng cách thuê ngoài các dịch vụ CNC cho các chuyên gia đầu ngành như Cơ khí Intech. Chúng tôi sử dụng tất cả các loại máy CNC có thể, từ máy 3 trục đơn giản để sản xuất giá rẻ đến máy công nghệ cao nhiều trục cho các bộ phận phức tạp nhất. Ngoài ra, đội ngũ kỹ sư chuyên biệt có thể xử lý bất kỳ yêu cầu nào mà bạn đưa ra cho họ. Để biết chi phí dịch vụ gia công CNC của bạn là bao nhiêu, hãy liên hệ với Cơ khí Intech ngay hôm nay

Điện thoại: 0966 966 205
Địa chỉ: Lô 5+6 KCN Lai Xá, Kim Chung, Hoài Đức, Hà Nội
Website: https://cokhiintech.com/

Bài viết liên quan:

Những câu hỏi thường gặp