Cách cải thiện độ chính xác của máy công cụ CNC

06/02/2021, 10:04 AM

Đã đến lúc đầu tư vào một công cụ máy CNC mới

Hãy tưởng tượng rằng bạn có một cơ hội hoặc nhiệm vụ sản xuất mới dành cho bạn. Bạn kiểm tra bản vẽ của kỹ sư để hiểu những gì cần phải làm và bắt đầu lập kế hoạch trình tự và quy trình để gia công một bộ phận cụ thể.

Bạn xem qua các máy hiện có và kiểm tra trình độ kỹ năng của người vận hành máy để xem họ có thể chế tạo bộ phận này hay không.

Rất tiếc, máy công cụ CNC hiện tại của bạn không có dung sai cần thiết để chế tạo chi tiết. Chúng có thể có thông số kỹ thuật thấp hơn hoặc quá cũ để đáp ứng nhu cầu mới này.

Khi điều này xảy ra, bạn có thể muốn bắt đầu đầu tư vào một công nghệ mới hơn và hiện đại hơn.

Một câu chuyện về các nhà cung cấp máy công cụ CNC

Lúc này, bạn cần cân nhắc chi phí sản xuất từng bộ phận so với chi phí mua máy CNC mới.

Bạn nhớ những gì bạn đã sử dụng để chi tiêu cho các máy hiện tại của mình và đặt ngân sách càng thấp càng tốt để tối đa hóa lợi nhuận của mình.

10 năm trước, bạn đã chi 80.000-100.000 USD cho Trung tâm gia công đứng của mình. OK, bạn quyết định đặt ngân sách của mình cho một máy CNC mới là 75.000 USD. Hãy xem những gì có sẵn trên thị trường.

Khi nhiều tuần trôi qua, bạn liên hệ với nhiều người bán máy công cụ khác nhau. Họ tham dự với bạn một cách háo hức, cung cấp một loạt các máy CNC phù hợp với ngân sách của bạn.

Một số có giá thấp hơn. Những người khác cao hơn một chút. Tuy nhiên, những người khác có thể tốn kém hơn.

Tất cả những lời hứa của những người bán hàng này đều dựa trên thực tế là máy của họ mới hơn và tốt hơn máy hiện tại của bạn. Tuy nhiên, không nhà cung cấp nào trong số này xem xét các chi tiết và dung sai chặt chẽ của phần được gia công.

Tuy nhiên, một ngày nọ, một nhân viên bán hàng cụ thể đến thăm bạn. Sau khi bạn thông báo cho anh ấy về yêu cầu cụ thể của bạn - trong khi cho anh ấy xem bản vẽ công việc mới của bạn - anh ấy sẽ xem xét kỹ và nghiên cứu nó một lúc.

Nhận xét rằng một bộ phận được gia công như vậy có thể "khó cầm", sau đó, anh ấy đề xuất rằng bạn cần những máy có giá đỡ và dụng cụ cắt tốt.

Ông cũng nhấn mạnh rằng kiểm soát nhiệt độ là chìa khóa quan trọng - cụ thể là nhiệt độ của xưởng và máy móc tổng thể của bạn. Ông cho biết thêm rằng máy CNC mới của bạn sẽ cần cân thủy tinh tuyến tính, công cụ đo laser và một đầu dò cảm ứng để đo chi tiết được gia công và thực hiện tự động tắt.

Nhân viên bán hàng giải thích rằng máy CNC của anh ấy tốt hơn các đơn vị hiện tại của bạn và các đối thủ cạnh tranh của anh ấy. Sau khi bạn hỏi anh ta giá ước tính, anh ta báo giá cho bạn - 150.000-200.000 USD - tùy thuộc vào thông số kỹ thuật cuối cùng của bạn.

Con số này cao hơn đáng kinh ngạc so với ngân sách đã đặt của bạn! Bạn thậm chí có thể tưởng tượng rằng người bán đang cố gắng cạo lông cho bạn.

Tuy nhiên, bạn cũng bắt đầu suy nghĩ về những gì anh ấy giải thích, và nhận ra rằng điều đó có lý. Rốt cuộc, các nhà cung cấp khác không bao giờ nói về những yếu tố này. Họ chỉ quan tâm đến trục XYZ của bạn, giá cả và lượng hàng có sẵn trên máy của họ, cung cấp chiết khấu bổ sung nếu cần.

Bạn liên hệ với nhà cung cấp khác có thương hiệu uy tín, nổi tiếng trên thị trường.

Trong chuyến thăm của mình, ông đã đề cập và lặp lại hầu hết các điểm của đại diện bán hàng thứ hai. Ông giải thích thêm rằng máy công cụ của ông sử dụng hệ thống Truyền động Tuyến tính được coi là tốt nhất trên thị trường.

Giá máy CNC của mình? Mức kinh ngạc 280.000-310.000 USD - con số này thậm chí còn cao hơn so với nhà cung cấp thứ hai mặc dù kích thước máy, tốc độ trục chính và bộ điều khiển CNC tương tự nhau.

Bây giờ bạn nên tin ai?

Hiểu về các tiêu chuẩn và độ chính xác của gia công CNC

Những gì chúng tôi vừa mô tả xảy ra hàng ngày trên khắp thế giới. Có nhiều chủng loại, tiêu chuẩn chất lượng và cấp độ khác nhau của máy công cụ CNC - bạn cần biết sự khác biệt để đưa ra lựa chọn phù hợp.

Mặc dù các nhà cung cấp máy công cụ có thể cam kết dung sai +/- 1,5 micron trở xuống, lưu ý rằng các nhà cung cấp từ các địa điểm hoặc quốc gia khác nhau có thể áp dụng các tiêu chuẩn khác nhau.

Ví dụ, có sự khác biệt lớn giữa tiêu chuẩn JIS (được sử dụng chủ yếu bởi các máy CNC do Nhật Bản sản xuất) và tiêu chuẩn VDI (được sử dụng bởi các nhà sản xuất uy tín của Châu Âu cũng như được sử dụng bởi Hwacheon Machine Tool ở Hàn Quốc).

Các tiêu chuẩn này đã được sử dụng trong hơn 30 năm để đo lường và so sánh mức độ chính xác của máy công cụ, đặc biệt là ở Châu Á Thái Bình Dương.

Để hiểu sự khác biệt - và tầm quan trọng của những khác biệt này - cần phải học và hiểu quy trình mà nhà sản xuất máy công cụ CNC sử dụng khi đo máy CNC của họ sau khi lắp ráp xong.

Vai trò của “Máy mẹ” trong Máy công cụ CNC

Tất cả các nhà sản xuất máy công cụ có uy tín cung cấp máy CNC chất lượng cao đều sử dụng “Máy mẹ” để chế tạo các bộ phận quan trọng của riêng họ. Đây là những máy có thể đạt được dung sai cao nhất - thường trong vòng vài micromet. Chi phí của những chiếc máy như vậy thường rất cao, có thể lên đến hàng triệu đô la.

Nếu người dùng cuối nhận được báo giá / ưu đãi cho Trung tâm gia công đứng tiêu chuẩn cơ bản ở mức 70.000-100.000 USD (X = 1000 với trục chính 10-12.000 vòng / phút) và lời hứa từ nhà cung cấp rằng máy này có thể đạt được điều tương tự hoặc thậm chí là “bật giấy chính xác tốt hơn một “Máy mẹ” đắt tiền, anh ta cần phải cực kỳ hoài nghi!

Những tuyên bố như vậy là quá tốt để trở thành sự thật.

Băng dẫn hướng và vít me ảnh hưởng đến độ chính xác như thế nào

Hệ thống truyền động tuyến tính thì sao? Chúng có thực sự cần thiết?

Những hệ thống như vậy đã được thiết kế cách đây rất lâu để giúp máy công cụ đạt được tốc độ nhanh hơn. Hwacheon Machine Tools đã có kinh nghiệm của riêng chúng tôi khi chúng tôi thiết kế và xây dựng Trung tâm Gia công Ngang hơn 18 năm trước.

Ngày nay, nhu cầu về hệ thống truyền động tuyến tính vẫn còn. Tuy nhiên, các máy CNC tiêu chuẩn thường bỏ qua các hệ thống như vậy do chi phí cao hơn và độ phức tạp lớn hơn.

Hệ thống truyền động tuyến tính có thể giúp bạn đạt được độ chính xác và dung sai tốt. Tuy nhiên, các máy móc hiện đại với Vít bi chất lượng tốt và Thanh dẫn hướng con lăn tuyến tính - hoặc Hướng dẫn hộp rắn (cứng, mài và cạo bằng tay để hoàn thiện) - có thể mang lại kết quả tốt hơn về độ chính xác và ổn định lâu dài.

Do đó, một trung tâm gia công CNC với các vít me chất lượng cao ở tất cả các trục cũng như các cách dẫn hướng rắn được mài bằng tay rắn có thể đạt được độ chính xác tương đương hoặc tương tự với phiên bản truyền động tuyến tính.

Các yếu tố ảnh hưởng đến dung sai máy CNC của bạn

Để đạt được dung sai trên một phần trong phạm vi nhỏ hơn mười (10) micrômet thực sự là một thách thức. Để làm như vậy, hãy xem xét các yếu tố sau ảnh hưởng đến dung sai máy công cụ của bạn:

• Nhiệt độ phòng / cửa hàng làm việc

• Nhiệt độ phòng / cửa hàng làm việc dao động và thay đổi

• Không khí được tạo ra bởi cửa, cổng, hệ thống điều hòa không khí có thể làm mất nhiệt độ ổn định trong xưởng của bạn

• Lưu ý rằng nhiệt độ máy của bạn sẽ thay đổi từ sáng sớm (khi người vận hành của bạn mới bắt đầu) đến giờ ăn trưa và nghỉ đến tối

• Trục chính chạy ở tốc độ cao hơn trong thời gian dài (lưu ý đến hệ thống làm mát của vỏ trục chính, mũi và ổ trục)

• Vật liệu được sử dụng để chế tạo máy của bạn (chất lượng vật liệu đúc)

• Thiết kế máy của bạn (nhiệt có được phân bổ đồng đều trên thân máy và các bộ phận của máy không?)

• Hiệu chỉnh máy của bạn trước khi bắt đầu công việc

• Bảo trì thường xuyên

• Và nhiều điểm khác

Để đảm bảo rằng hiệu suất máy công cụ của bạn không bị ảnh hưởng, Hwacheon sử dụng Cách hướng dẫn con lăn tuyến tính do một công ty có uy tín ở Đức thực hiện trên tất cả các Máy CNC của chúng tôi. Chúng bao gồm dòng trung tâm gia công Hwacheon VESTA. Kích thước và số lượng khối / giày được sử dụng trên mỗi thanh ray khác nhau, tùy thuộc vào kích thước và mục đích của từng máy.

Giá của Cách dẫn hướng con lăn tuyến tính có thể rất khác nhau, tùy thuộc vào thương hiệu, loại, kích thước, cấp chất lượng và quốc gia xuất xứ.

Lưu ý: Những yếu tố này thường do người dùng máy trực tiếp xử lý hoặc quản lý

Các yếu tố ảnh hưởng đến dung sai chi tiết máy CNC của bạn

Ngoài máy của bạn, cũng cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến dung sai của bộ phận được gia công của bạn:

• Chất liệu của phần bạn

• Kẹp một phần (công việc dung sai micrômet yêu cầu kẹp micrômet)

• Gia công trong 2-3 Trục hoặc thậm chí lên đến 5 Trục (với nhiều trục được sử dụng hơn, máy của bạn có thể cho phép nhiều dung sai hơn với nhau)

• Hình dạng của bộ phận - tròn, vuông, chữ nhật hoặc các hình dạng khác

• Nhiệt trong quá trình gia công - đảm bảo rằng bạn sử dụng đủ chất làm mát trong quá trình cắt

• Việc loại bỏ quá nhiều vật liệu trong một lần sẽ gây căng thẳng cho phần của bạn. Do đó, bạn nên giải tỏa căng thẳng này trước khi tiếp tục công việc hoàn thành tốt đẹp của mình.

• Độ phân giải của hệ thống đo máy CNC của bạn)

• a) Bộ mã hóa

• b) Hệ thống đo trực tiếp (càng mịn - càng tốt để đạt độ chính xác cao hơn)

• Công cụ của bạn (công cụ chất lượng cung cấp công việc chất lượng)

• Chất lượng và tiêu chuẩn của giá đỡ dụng cụ

• Phương pháp và cách tiếp cận cắt cũng như chương trình CNC

• Và nhiều điểm khác

Lưu ý: Những yếu tố này thường do người dùng máy trực tiếp xử lý hoặc quản lý

Chế tạo máy, đúc và các yếu tố khác ảnh hưởng đến độ chính xác của máy CNC

Ngoài những điều trên, bạn cũng cần xem xét các yếu tố khác liên quan đến bản thân Máy công cụ CNC của bạn. Đối với một công ty như Hwacheon Machine Tools, chúng tôi sẽ đảm bảo rằng các yếu tố sau được quan tâm:

• Được làm bằng chất lượng đúc tốt nhất (đúc tại xưởng đúc của riêng mình)

• Được thiết kế theo cấu trúc Loại Cầu để đạt được độ chính xác cao nhất từ ​​những điều cơ bản

• Đường dẫn hướng con lăn chất lượng của Đức - loại Vít bi tốt nhất về chất lượng, tiêu chuẩn và độ tốt cung cấp mũi khoan chặt hơn và đường kính lớn hơn đường kính bình thường (tùy chọn cũng được làm mát bằng chất lỏng).

• Cân thủy tinh tuyến tính với độ phân giải cao nhất trong tất cả các trục

• Toàn bộ thân máy được bọc trong bọt nhiệt độ đặc biệt để phân bổ đều nhiệt độ thay đổi

• Cảm biến nhiệt độ trên bệ máy, khung và vỏ trục chính để phản ứng và bù đắp cho mọi thay đổi nhiệt độ một cách nhanh chóng và chính xác

• Băng tải hai chip chạy trong các nắp cách nhiệt và có thể tháo rời riêng biệt — các nắp này được gắn trên các miếng đệm hấp thụ rung động để tránh truyền nhiệt và rung động đến thân máy

• Cáp và đường ống được gắn và lắp cẩn thận hơn trong cấu trúc cơ học của máy để tránh rung

• Két làm mát được bố trí ở phía sau máy để tránh nhiệt từ nước làm mát ảnh hưởng đến bệ máy (đồng thời dễ dàng vệ sinh và bảo trì)

• Trục động cơ tích hợp trực tiếp có sẵn từ 20-32-45.000 vòng / phút, với BBT 40 / HSK-A63 đến HSK-E40 và HSK-E32

• Hệ thống làm mát trục chính với hệ thống lọc và làm mát chất lượng cao

• Vỏ và mũi trục chính được cắt ra từng phần nhỏ để làm mát hiệu quả và đồng đều. Điều này ngăn chặn dầu chảy từ trên xuống dưới được thấy ở hầu hết các máy khác.

• Vòng bi được bơm trực tiếp bằng dầu mới được kiểm soát nhiệt độ - điều này đảm bảo rằng vòng bi không chạy liên tục trong dầu nóng.

• Phần mềm tự động hóa tiêu chuẩn được tải vào máy. Đối với Hwacheon, nó bao gồm những điều sau:

• a) HSDC - Hệ thống điều khiển dịch chuyển trục chính Hwacheon

• b) HTDC - Hệ thống kiểm soát dịch chuyển nhiệt Hwacheon

• c) HFDC - Hệ thống kiểm soát độ dịch chuyển khung Hwacheon

• Hệ thống điều khiển CNC và gói động cơ / bộ khuếch đại đã được chứng minh ở tất cả các thị trường và ngành công nghiệp trên toàn thế giới

Lưu ý: Các yếu tố này nên được quản lý bởi các nhà sản xuất máy công cụ của bạn.

Trở lại Khách hàng Máy công cụ của Chúng tôi…

Bây giờ hãy để chúng tôi trở lại với khách hàng của chúng tôi. Anh ta có một đơn đặt hàng gia công mới để lấy nhưng nhận ra với máy móc hiện có của mình rằng anh ta không thể đáp ứng yêu cầu.

Anh ấy sẽ chi tiêu càng thấp càng tốt hay đầu tư vào loại máy công cụ CNC hàng đầu hiện có trên thị trường?

Câu trả lời chắc chắn nằm ở đâu đó giữa.

Sự thật là để đạt được độ chính xác và tiêu chuẩn gia công cao hơn đòi hỏi đầu tư nhiều hơn vào máy công cụ CNC của bạn.

Tuy nhiên, ngay cả máy công cụ CNC tốt nhất và tinh vi nhất cũng không thể mang lại kết quả mong muốn nếu hoàn cảnh xung quanh của bạn không phù hợp với việc triển khai nó - hoặc nếu một máy công cụ cao cấp nhất như vậy được vận hành như một máy tiêu chuẩn cơ bản!

Môi trường xung quanh và xưởng

Môi trường xung quanh và xưởng của bạn phải phục vụ cho máy được đề cập.

Đảm bảo rằng nó sạch sẽ, không có rung động trên sàn cửa hàng của bạn và được kiểm soát nhiệt độ.

Người vận hành máy CNC của bạn sẽ cần hiểu các yêu cầu rất cơ bản và sự cẩn thận cần thiết để đạt được dung sai chặt chẽ khi chế tạo bộ phận của bạn. Không làm như vậy sẽ dẫn đến khoản đầu tư mới của bạn không mang lại những gì cần thiết. Bạn có thể sử dụng danh sách kiểm tra mà chúng tôi cung cấp làm hướng dẫn.

Chất lượng đầu gá dao

Bạn cũng cần phải hiểu rằng, việc sử dụng lại các giá đỡ công cụ cũ chạy trong các máy khác có thể là khôn ngoan nhưng lại ngu ngốc. Làm như vậy có thể làm hỏng máy móc mới của bạn và giảm tuổi thọ của nó — cũng như bạn sẽ không mua một chiếc xe mới và sử dụng lốp từ chiếc xe cũ của mình!

Vì vậy, thiết bị kẹp của bạn cần được lựa chọn phù hợp để cung cấp khả năng kẹp và lặp lại tốt nhất và chính xác nhất.

Kết luận

Một máy CNC sản xuất hàng loạt sẽ luôn mang lại kết quả trung bình. Đó là những gì họ được tạo ra.

Một máy công cụ được thiết kế trong nhà và chế tạo cẩn thận sẽ phù hợp với cả những yêu cầu cao nhất - đương nhiên, điều này sẽ có giá nhất định.

Trong kỹ thuật không có đường tắt. Mặc dù mọi người đều muốn đầu tư giá rẻ để đạt được lợi nhuận cao nhất, nhưng làm như vậy mà không có công cụ và thiết bị phù hợp không chỉ khó mà thường là không thể.

Nếu tất cả các điểm được quan tâm và cân nhắc, Trung tâm gia công đứng CNC 3 trục với hành trình X là 1m và hành trình Y là 600mm được trang bị và chỉ định tốt để đạt được dung sai chặt chẽ hơn cũng như hiệu suất tốt (và của bạn nhu cầu) có thể có mức giá từ 180.000 USD đến 200.000 USD.

Một công cụ như vậy chắc chắn sẽ cung cấp chất lượng và dung sai cần thiết trong vòng mười (10) micrômet trở xuống.

Máy công cụ Hwacheon — Sự lựa chọn của bạn cho độ chính xác cao của máy CNC

Hwacheon ở Hàn Quốc được biết đến với hơn 76 năm là nhà sản xuất máy công cụ hàng đầu. Công ty chúng tôi đặc biệt mạnh trong lĩnh vực Khuôn & Khuôn chất lượng cũng như các ngành sản xuất bộ phận chính xác.

Để phù hợp với nhu cầu của bạn trong việc sản xuất một bộ phận mới — chẳng hạn như tình huống chúng tôi đã vẽ ở trên — bạn nên xem xét Hwacheon’s SIRIUS UM + hoặc SIRIUS UL +. Những máy công cụ CNC mới và cải tiến này được chế tạo trên dây chuyền SIRIUS chất lượng cao và được coi là tốt nhất trên thị trường với giá cả rất cạnh tranh.

Ý kiến bạn đọc