Tin tức & Sự kiện

Gia công CNC 7 trục: Cách hoạt động, ưu nhược điểm và ứng dụng

Hệ thống mạnh mẽ và tinh vi của gia công CNC 7 trục mở rộng khả năng của các máy CNC truyền thống, cung cấp cho các nhà sản xuất khả năng sản xuất các bộ phận phức tạp, có độ chính xác cao chỉ trong một phần nhỏ thời gian.
Nhưng gia công CNC 7 trục chính xác là gì và nó khác biệt như thế nào so với các máy 3 trục hoặc các máy gia công CNC 5 trục ?
 

Gia công CNC 7 trục là gì?


Gia công CNC 7 trục là  hệ thống gia công CNC có bảy trục chuyển động riêng biệt, cho phép gia công đa hướng, cực kỳ phức tạp. Về bản chất, đây là phiên bản nâng cao của công nghệ CNC truyền thống. Điều này cho phép tiếp cận linh hoạt và toàn diện hơn để gia công các bộ phận phức tạp. Trong khi các hệ thống CNC truyền thống thường hoạt động với 3 hoặc 5 trục , máy CNC 7 trục bổ sung chuyển động quay và tính linh hoạt cao hơn để xử lý các hình dạng phức tạp.

Về bản chất, máy CNC 7 trục kết hợp cả trục tuyến tính và trục quay, cung cấp khả năng kiểm soát nâng cao đối với chuyển động của dụng cụ hoặc phôi. Các trục này thường bao gồm:
  1. Trục X:  Di chuyển theo trục ngang (từ trái sang phải).
  2. Trục Y:  Chuyển động dọc theo trục thẳng đứng (tiến và lùi).
  3. Trục Z:  Chuyển động dọc theo trục độ sâu (lên và xuống).
  4. Trục A: Xoay quanh trục X (nghiêng phôi).
  5. Trục B : Xoay quanh trục Y (một dạng nghiêng hoặc xoay khác).
  6. Trục C:  Xoay quanh trục Z (cho phép bộ phận chuyển động tròn).
  7. Trục bổ sung: Có thể khác nhau nhưng thường đề cập đến các chuyển động phụ, chẳng hạn như đầu dụng cụ xoay hoặc nghiêng thứ cấp, mang lại sự linh hoạt và độ chính xác cao hơn trong gia công.

Gia công cnc 7 trục
 

Gia công CNC 7 trục hoạt động như thế nào?


Máy CNC 7 trục hoạt động bằng cách di chuyển đồng thời dụng cụ cắt và phôi dọc theo nhiều trục. Chuyển động đa trục này  cho phép máy tiếp cận phôi từ hầu như mọi góc độ, loại bỏ nhu cầu định vị lại thủ công. Các trục bổ sung cũng cho phép máy thực hiện các hoạt động phức tạp như cắt rãnh, gia công khoang sâu và tạo chi tiết bề mặt phức tạp với độ chính xác vô song. 

Máy phay thông thường sử dụng một trục chính quay và bàn trượt ngang quay để di chuyển dụng cụ cắt theo chiều ngang và chiều dọc. Chuyển động này đòi hỏi máy móc lớn, làm tăng đáng kể chi phí sản xuất.

Trong khi đó, gia công CNC chỉ cần một bàn di chuyển tuyến tính và một trục cố định gắn trên giá đỡ. Không cần cấu trúc phức tạp hoặc các trục bổ sung để điều khiển máy cắt.

Khi nói đến  nguyên lý hoạt động của hệ thống gia công CNC 7 trục , một công cụ được lắp theo chiều dọc tại gốc, trong khi sáu trục còn lại được sắp xếp xung quanh nó. Kiểu sắp xếp này có sáu hướng cố định để đảm bảo độ chính xác làm việc đối xứng trên 360 độ.  Gia công CNC sử dụng các kỹ thuật điều khiển bằng máy tính để cắt hoặc điêu khắc vật liệu  trên máy công cụ.

Phần mềm CAM cũng có thể tự động hóa một số hoặc tất cả các quy trình. Loại gia công này đã thay thế các phương pháp thủ công trong hầu hết các môi trường sản xuất.

Trong quy trình gia công CNC 7 trục, sáu trục được sử dụng để định vị phôi và một trục để cắt. Người vận hành CNC sẽ có kiến ​​thức rất trực quan về thiết lập máy, vẽ biểu đồ tham số, tạo mẫu, lập trình đường chạy dao và các công cụ mô phỏng.
 

Vật liệu có sẵn cho gia công CNC 7 trục


Các trung tâm gia công CNC 7 trục có thể xử lý mọi  loại vật liệu . Độ cứng và khả năng chống rung cao cho phép chúng xử lý ngay cả các vật liệu cứng. Thép Nhôm  Đồng thau  Đồng Nhựa, v.v. Nhưng sản xuất bằng máy CNC bảy trục có thể tốn kém.

Do đó, nhìn chung không nên xử lý những vật liệu tương đối mềm vì có những phương án thay thế rẻ hơn.

Vật liệu có sẵn  của 7 trục trong gia công CNC bao gồm thép cacbon, thép không gỉ, nhôm, đồng thau, kẽm, đồng, chì và niken. Bạn có thể sử dụng 7 trục để gia công hầu như bất kỳ dây hoặc vật thể nào có thành phần quay, chuyển động - nó được thiết kế để sản xuất nhiều trục. Nó có thể có một hoặc nhiều trục trên cả mặt phẳng X và Y.
 
Gia công 7 trục
 

Ưu điểm của gia công CNC 7 trục

 

- Tăng cường độ chính xác và khả năng hình học phức tạp


Ưu điểm quan trọng nhất của gia công CNC 7 trục là khả năng tạo ra các chi tiết có độ chính xác cực cao và hình học phức tạp. Các trục quay bổ sung cho phép công cụ di chuyển theo nhiều hướng cùng lúc, cho phép tạo ra các bề mặt cong, các đường cắt góc cạnh và các tính năng chi tiết mà máy 3 trục hoặc 5 trục khó hoặc không thể đạt được. Điều này làm cho gia công CNC 7 trục trở nên lý tưởng cho các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô và thiết bị y tế đòi hỏi các chi tiết phức tạp và có độ chính xác cao.
 

- Hiệu quả được cải thiện và sản xuất nhanh hơn


Với khả năng tiếp cận phôi từ nhiều góc độ mà không cần định vị lại hoặc thiết lập nhiều lần, máy CNC 7 trục có thể sản xuất các bộ phận nhanh hơn nhiều so với máy truyền thống. Khả năng này làm giảm thời gian chu kỳ, giảm thiểu thời gian chết và loại bỏ nhu cầu phải tái thiết hoặc thiết lập bổ sung, giúp đẩy nhanh quá trình sản xuất. Do đó, các nhà sản xuất có thể đạt được năng suất cao hơn và đáp ứng các thời hạn khắt khe với tốc độ nhanh hơn.
 

- Ít thay đổi công cụ và giảm yêu cầu về đồ gá


Máy CNC 7 trục có thể thực hiện nhiều tác vụ hơn trong một lần thiết lập, giảm nhu cầu thay đổi công cụ thường xuyên hoặc định vị lại phôi. Điều này loại bỏ nhu cầu về đồ gá phức tạp hoặc nhiều máy để hoàn thành các hoạt động khác nhau. Ít thay đổi công cụ hơn cũng có nghĩa là ít có khả năng xảy ra lỗi hoặc không chính xác do căn chỉnh sai và các bộ phận có nhiều khả năng được sản xuất với chất lượng đồng đều hơn.
 

- Khả năng xử lý vật liệu khó


Máy CNC 7 trục rất phù hợp để gia công các vật liệu khó gia công như titan, vật liệu tổng hợp và hợp kim có độ bền cao. Tính linh hoạt và độ chính xác bổ sung cho phép gia công các vật liệu này một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng đến chất lượng. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ và quốc phòng, nơi vật liệu thường đòi hỏi thiết kế phức tạp và điều kiện gia công khó khăn.
 

- Chất lượng hoàn thiện bề mặt được nâng cao


Tính linh hoạt của gia công CNC 7 trục giúp giảm hao mòn dụng cụ và tối ưu hóa đường cắt, trực tiếp chuyển thành bề mặt hoàn thiện vượt trội. Với khả năng kiểm soát chính xác các góc cắt và tốc độ, các nhà sản xuất có thể tạo ra bề mặt mịn hơn với ít vết dụng cụ và ít công đoạn xử lý hậu kỳ hơn. Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng mà chất lượng hoàn thiện bề mặt là rất quan trọng, chẳng hạn như trong cấy ghép y tế hoặc các thành phần mỹ phẩm.
 

- Linh hoạt hơn trong thiết kế bộ phận


Các trục quay bổ sung cung cấp sự tự do để thiết kế và gia công các bộ phận mà không thể tạo ra bằng các phương pháp truyền thống. Các khả năng nâng cao cho phép sản xuất các hình dạng phức tạp, bề mặt có đường viền và các bộ phận nhiều mặt mà không cần nhiều công cụ hoặc thiết lập máy. Tính linh hoạt này đặc biệt có giá trị trong sản xuất tùy chỉnh, tạo mẫu và sản xuất hàng loạt nhỏ.
 

- Giảm thiểu lỗi của con người và tăng tính nhất quán


Tự động hóa quy trình gia công và khả năng gia công nhiều mặt của một bộ phận mà không cần can thiệp thủ công giúp giảm thiểu lỗi của con người. Với ít thiết lập và thay đổi công cụ hơn, nguy cơ sai lệch hoặc kết quả không nhất quán sẽ thấp hơn. Điều này dẫn đến chất lượng đồng đều hơn trên nhiều bộ phận, điều này rất cần thiết cho các ngành công nghiệp có dung sai cao như hàng không vũ trụ và sản xuất y tế.
 

- Cải thiện khả năng truy cập vào các tính năng phức tạp


Máy CNC 8 trục có thể tiếp cận và gia công các khu vực mà các hệ thống CNC truyền thống khó hoặc không thể tiếp cận. Cho dù đó là lỗ sâu, vết cắt hay góc phức tạp, máy có thể định vị dụng cụ theo bất kỳ hướng nào, đảm bảo rằng mọi tính năng của bộ phận đều có thể tiếp cận và có thể gia công theo thông số kỹ thuật chính xác.
 

- Năng suất được nâng cao cho các lần chạy khối lượng thấp và cao


Trong khi máy CNC 7 trục đặc biệt có lợi cho các bộ phận có khối lượng thấp, phức tạp (như nguyên mẫu), chúng cũng vượt trội trong sản xuất khối lượng lớn. Tốc độ và hiệu quả tăng lên trong thời gian chu kỳ giúp chúng có khả năng duy trì mức năng suất cao ngay cả khi sản xuất các lô lớn các bộ phận chính xác.
 
Gia công cnc 7 trục
 

Nhược điểm của gia công CNC 7 trục


Cái nhìn tổng quan về những thách thức hiện tại trong gia công CNC 7 trục và các giải pháp tiềm năng trong tương lai có thể nâng cao hiệu quả máy, giảm chi phí và cải thiện tính dễ sử dụng.
 
  • Chi phí ban đầu cao: Máy CNC 7 trục đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu đáng kể.
  • Lập trình phức tạp: Việc lập trình hệ thống 7 trục phức tạp hơn và đòi hỏi kỹ năng chuyên môn. 
  • Tăng chi phí bảo trì: Độ phức tạp của hệ thống dẫn đến nhu cầu bảo trì cao hơn.  
  • Yêu cầu lao động có tay nghề: Cần có trình độ chuyên môn cao để vận hành và lập trình máy móc.
  • Đường cong học tập dài hơn: Người vận hành phải dành nhiều thời gian để làm chủ hệ thống.
  • Khả năng tương thích của phần mềm: Cần có phần mềm chuyên dụng, có thể không tích hợp tốt với các hệ thống khác.
  • Nguy cơ lỗi cao hơn: Độ phức tạp tăng lên có thể dẫn đến nhiều lỗi lập trình hoặc lỗi cơ học hơn. 
  • Yêu cầu về không gian: Máy CNC 7 trục lớn hơn và cần nhiều diện tích sàn hơn.   
  • Tăng hao mòn: Nhiều bộ phận chuyển động làm tăng nguy cơ hao mòn và hỏng hóc cơ học. 
  • Chi phí dụng cụ: Gia công 7 trục thường yêu cầu các công cụ chuyên dụng, làm tăng chi phí. 
 

Ứng dụng của gia công CNC 7 trục


Biểu đồ này minh họa nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau, trong đó gia công CNC 7 trục được sử dụng để tạo ra các bộ phận và linh kiện phức tạp, có độ chính xác cao.
 
  • Hàng không vũ trụ: Sản xuất cánh tua bin, linh kiện khung máy bay và các bộ phận động cơ có hình dạng phức tạp và dung sai chặt chẽ.
  • Sản xuất thiết bị y tế: Sản xuất các sản phẩm cấy ghép, dụng cụ phẫu thuật và chân tay giả, đòi hỏi độ chính xác cao và thiết kế phức tạp.
  • Ô tô: Tạo ra các bánh răng tùy chỉnh, các bộ phận động cơ hiệu suất cao và các bộ phận truyền động đòi hỏi độ chính xác và hình dạng phức tạp.
  • Chế tạo công cụ và khuôn mẫu: Gia công khuôn mẫu, khoang khuôn và khuôn ép phun, thường có hình dạng và đặc điểm bên trong phức tạp.
  • Năng lượng & Dầu khí: Sản xuất các bộ phận khoan, bộ phận tua-bin và van phức hợp cho các hệ thống năng lượng hiệu suất cao.
  • Quốc phòng và Quân sự: Chế tạo các bộ phận vũ khí, bộ phận phòng thủ hàng không vũ trụ và các công cụ tùy chỉnh cao cấp cho các ứng dụng quân sự.
  • Tạo mẫu và sản xuất theo yêu cầu: Tạo mẫu nhanh các thiết kế sản phẩm phức tạp và sản xuất hàng loạt các bộ phận tùy chỉnh, bao gồm cả mô hình để thử nghiệm.
  • Ngành công nghiệp hàng hải: Sản xuất chân vịt tàu biển, linh kiện thân tàu và các bộ phận động cơ đòi hỏi độ chính xác cao và khả năng chống chịu với môi trường khắc nghiệt.
  • Điện tử tiêu dùng: Sản xuất vỏ máy chính xác, bộ phận kết nối và các thành phần cấu trúc cho các thiết bị công nghệ cao.
  • Điện tử: Gia công chính xác các linh kiện vi mô, giá đỡ mạch điện và các bộ phận điện tử tinh vi.
  • Sản xuất đồ trang sức và nghệ thuật: Tạo ra những thiết kế phức tạp cho đồ trang sức và các chi tiết trang trí theo yêu cầu, thường có các chi tiết tinh xảo và đường viền phức tạp.

Gia công 7 trục
 

Lời kết


Gia công CNC 7 trục đại diện cho công nghệ tiên tiến nhất của sản xuất hiện đại, cung cấp cho các nhà sản xuất khả năng sản xuất các bộ phận có độ phức tạp, độ chính xác và tốc độ phi thường. Tính linh hoạt và hiệu quả của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ngành công nghiệp mà độ chính xác và thiết kế phức tạp là tối quan trọng, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và ô tô.

Mặc dù khoản đầu tư ban đầu và độ phức tạp có thể cao hơn, nhưng lợi ích lâu dài của việc cải thiện năng suất, chất lượng bộ phận và giảm chi phí lao động có thể khiến gia công CNC 7 trục trở thành một công cụ có giá trị trong môi trường sản xuất hiệu suất cao.

Bài viết liên quan:
Tags gia cong 7 truc