Gia công phay CNC là gì?

– Gia công phay CNC là một quy trình gia công sử dụng máy công cụ được điều khiển bằng máy tính để loại bỏ dần vật liệu khỏi phôi bằng cách gắn dao phay, mũi khoan… lên trục chính
– Quá trình này phù hợp để gia công nhiều loại vật liệu, chẳng hạn như kim loại, nhựa, thủy tinh và gỗ, đồng thời sản xuất nhiều bộ phận và sản phẩm được thiết kế riêng.

Quy trình Gia công phay CNC

– Giống như hầu hết các quy trình gia công cơ khí CNC thông thường, quy trình gia công phay CNC sử dụng các điều khiển máy tính để vận hành và thao tác các máy công cụ cắt và định hình vật liệu gốc. Ngoài ra, quy trình này tuân theo các giai đoạn sản xuất cơ bản giống nhau mà tất cả các quy trình gia công CNC đều thực hiện, bao gồm:

1. Thiết kế mô hình CAD

– Quá trình gia công phay CNC bắt đầu bằng việc tạo ra một thiết kế chi tiết CAD 2D hoặc 3D. Hiện nay, đa số Công ty gia công sử dụng mô hình 3D để gia công phay CNC. Quá trình này thường được thực hiện bởi các kỹ sư cơ khí. Các phần mềm CAD phổ biến hiện nay: Fusion 360, Inventor, Solidworks, Top solid…

2. Lập trình gia công phay CNC

– Người lập trình CNC sẽ sử dụng mô hình 3D để tiến hành lập trình CNC. Dựa vào hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cần gia công.
– Người lập trình sẽ đưa ra quy trình công nghệ gia công, thiết kế đồ gá, lên danh sách các thiết bị cần thiết để chuẩn bị cho quá trình gia công. Sau đó họ sẽ dùng các lệnh chức năng của phần mềm CAM để tạo ra đường chạy dao cho máy phay CNC.
– Sau khi đã có đường chạy dao và các thông số về chế độ cắt phù hợp (tốc độ cắt và vận tốc trục chính), họ sẽ tiến hành biên dịch đường chạy dao qua một phần mềm biên dịch (post processor).
– Phần mềm biên dịch này được thiết kế riêng cho mỗi máy. Nó sẽ dịch những đường chạy dao này thành những dòng lệnh G code . Máy phay CNC hiểu được những dòng lệnh G code này và thực thi những đường chạy dao giống như những đường chạy dao đã được lập trình trong phần mềm CAM.
3. Thao tác chuẩn bị trên máy phay CNC

Trước khi tiến hành gia công phay CNC được bắt đầu, Người vận hành máy phải thực hiện các bước như sau:

Đặt đồ gá và phôi lên bàn máy

– Đồ gá có thể là ê tô hoặc khối kim loại đở chi tiết gia công chuyên dụng đã được gia công sắn. Sau khi gắn đồ gá lên bàn máy, ta tiến hành gắn phôi cần gia công lên đồ gá. Nếu phương án gia công không cần đồ gá ta có thể đặt trực tiếp phôi gia công lên bàn máy.

– Yêu cầu của bước này là phải đảm bảo phôi và đồ gá có vị trí và hướng chính xác theo hướng dẫn của người lập trình. Đồng thời, bước này phải đảm bảo phôi cố định chặt trên bàn máy và không bị di chuyển trong quá trình gia công.

Gắn dao phay lên ổ dao

– Dựa vào bảng dao mà người lập trình gởi kèm chương trình gia công CNC. Người vận thành tiến hành gắn dao phay vào bầu kẹp dao.
Trong bước này yêu cầu người vận hành phải chọn đúng bầu kẹp dao và loại dao theo yêu cầu. Đồng thời phải kiểm tra chính xác chiều dài gá dao theo bảng dao, dao gá vào không bị đảo và được siết kỹ để không bị tụt dao trong quá trình gia công.
– Sau khi chuẩn bị dao xong, người vận hành tiến hành gắn dao phay vào ổ dao máy phay. Bước này yêu cầu người vận hành gắn đúng dao vào ổ dao được ghi trển bảng dao.

Nhập thông số chiều dài so dao vào ô nhớ của máy phay CNC

– Người vận hành gọi từng dao phay gắn vào trục chính sau đó di chuyển mũi dao phay tiếp xúc với bề mặt xác định ( khối thép có bề mặt đã được gia công phẳng, đồng hồ so dao). Sau khi dao phay đã tiếp xúc với bề mặt này, người đứng máy sẽ ghi nhận giá trị tọa độ chiều dài dao so với vị trí gốc của máy và nhập vào ô nhớ chiều dài dao.
– Thực hiện tuần tự bước này cho tất cả các dao.
– Có rất nhiều phương pháp định nghĩa chiều dài dao cho máy CNC. Trên đây chỉ là một trong nhiều phương pháp đó.
– Hiện nay, để hạn chế lỗi con người phát sinh trong quá trình vận hành lấy chiều dài dao. Các máy CNC hiện nay đã được trang bị thiết bị lấy chiều dài dao tự động. Người vận hành chỉ việc gọi dao ra và chạy chương trình con lấy chiều dai dao. Máy phay CNC sẽ tự động di chuyển đến vị trí so dao nhà nhập giá trị đo được vào ô nhớ của máy
– Đây là quá trình rất dễ bị sai sót nên yêu cầu người vận hành nhập và kiểm tra lại giá trị nhập kỹ càng.

Nhập tọa độ chuẩn gia công mà chương trình CNC yêu cầu

– Người vận hành xác định vị trí chuẩn gia công và người lập trình đưa ra sau đó tiến hành xác định chuẩn gia công thực tế trên máy. Giá trị chuẩn gia công này được chứa cho các ô nhớ G54 cho đến G59. Một số máy có thể có thêm ô nhớ mở rộng. Thông thường, mỗi chương trình chỉ có một chuẩn gia công và chuẩn này được chứa trong ô nhớ G54.
– Người vận hành gắn đầu dò đánh tâm vào trục chính. Đối với dò cơ thì phải quay trục chính với vận tốc khoảng 300 vòng/phút rồi tiến hành lấy vị trí chuẩn theo trục X và vị trí chuẩn theo trục Y. Nhập hai giá trị này vào ô nhớ X và Y trong chuẩn phôi G54. 
– Đối với vị trí chuẩn theo hướng trục Z ta tiến hành xác định khoảng cách từ vị trí đo chiều dài dao đã thực hiện ở bước trên cho đến vị tí được người lập trình yêu cầu. 
– Giá trị này được nhập vào ô nhớ Z trong trong chuẩn phôi G54. Chú ý, tùy vào vị trí đo chiều dài dao cao hơn hay thấp hơn vị trí lấy chuẩn Z mà chúng ta nhập dấu dương hoặc âm cho phù hợp.
– Nếu vị trí so dao thấp hơn vị trí chuẩn Z thì ta nhập dấu âm để đưa vị trí so dao về vị trí chuẩn Z. Ngược lại, nếu vị trí so dao cao hơn vị trí chuẩn Z thì ta sẽ nhập dấu dương.
– Quy ước này nên được thống nhất và nhất quán cho tất cả các máy để hạn chế nhầm lẫn.
– Để xác định khoảng cách giữa vị trí so dao và vị trí chuẩn Z ta đó thể dùng bầu gá dao có chứa dao phay hoặc cán dao phay hoặc dùng đầu dò 3D.

Kiểm tra lại các thông số gá đặt lần cuối

– Kiểm tra lại tất cả các thông số lần cuối, đảm bảo không bỏ lọt sai sót. Bước này rất quan trọng vì nếu còn sai sót thì có khả năng gây đâm máy gây thiệt hại lớn cho nhà máy.

4.Thực hiện quá trình gia công cắt gọt

– Máy phay CNC sẽ đọc mã lệnh đưa tất cả các mã G code về giá trị mặc định.
– Máy phay CNC sẽ đọc chuẩn phôi và chương trình chọn. Thông thường là G54, máy CNC sẽ di chuyển chuẩn phôi từ vị trí home máy cho đến vị trí chuẩn phôi của chương trình bằng giá trị bù X,Y,Z được nhập trong chuẩn Phôi G54.
– Máy tiếp theo sẽ đọc dọc lệnh bù chiều dài so dao (thông thường là G43) để lấy chiều dài so dao trong ô nhớ H. Mỗi dao có một ô nhớ H. Thông thường, vị trí ô nhớ H trùng với số thự tự của dao.
– Sau khi máy nhận biết được vị trí ô nhớ H. Máy CNC sẽ cộng giá trị trong ô nhớ H này với gí trị vị trí chuẩn Z trong chuẩn phôi G54. Tổng hai giá trị này là khoảng cách bù Z từ chuẩn máy đến chuẩn gia công Z.
– Máy phay CNC sẽ tiếp tục ghi nhận các thông số cắt gọt như tốc độ quay của trục chính, vận tốc cắt các lệnh chức năng như bật nước tưới nguội, đóng cửa. Các giá trị này sẽ thay đổi dựa vào chương trình CNC trong quá trình chạy.
– Máy phay CNC sẽ tuần tự đọc từng câu lệnh từ trên xuống dưới để xác định vị trí cần di chuyển đến. Mỗi dòng lệnh sẽ chứa vị trí cần di chuyển hoặc các lệnh chức năng hoặc đồng thời bao gồm cả vị trí cần di chuyển đến và các lệnh chức năng.
– Máy CNC sau khi nhận vị trí cần di chuyển sẽ tiến hành phát xung cho động cơ servo để tiến hành di chuyển. Máy phay CNC sẽ hoàn thành di chuyển đầu dao đến vị trí được gọi trong chương trình rồi mới tiến hành đến vị trị trí tiếp theo.
– Quá trình này tuần tự thực thi tạo nên chuyển động gia công cắt gọt mà người lập trình đã tạo ra trước đó trên phần mềm CAM.