Giải pháp máy phay CNC lớn cho trục mảnh và ống lớn

Khi ngành công nghiệp sản xuất phát triển hướng tới độ chính xác cao và hiệu quả cao, nhu cầu về việc gia công trục mảnh (tỷ lệ chiều dài trên đường kính L/d >25) và các chi tiết ống lớn đang tăng lên. Do các vấn đề như độ cứng kém, dễ biến dạng và khó kiểm soát độ chính xác trong quá trình gia công, những chi tiết này đặt ra yêu cầu cao hơn đối với thiết kế quy trình, phương pháp kẹp chặt và thông số cắt của máy tiện CNC. DONGS CNC đưa ra một giải pháp hiệu quả cho máy tiện CNC dành cho trục mảnh và ống lớn.

1. Thách thức trong việc gia công trục mảnh và ống lớn

Biến dạng do độ cứng không đủ

Trục mảnh và ống lớn dễ bị ảnh hưởng bởi lực cắt, biến dạng nhiệt và ứng suất kẹp trong quá trình gia công, dẫn đến cong vênh, rung động hoặc sai lệch kích thước, đặc biệt ở phần giữa. Các khuyết tật "hình tre" hoặc "lõm" có xu hướng xảy ra.

Biến dạng nhiệt và kiểm soát độ chính xác

Tích tụ nhiệt cắt sẽ khiến chi tiết gia công giãn nở. Nếu phương pháp kẹp không đúng (chẳng hạn như lực siết quá lớn), có thể gây ra biến dạng nén trục, ảnh hưởng đến độ đồng trục và chất lượng bề mặt.

Cân bằng giữa hiệu suất gia công và chi phí

Gia công truyền thống yêu cầu điều chỉnh thường xuyên các bước quy trình, tốn thời gian và gây mòn dụng cụ cao, khó đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt.

2. Giải pháp cốt lõi

1. Tối ưu hóa phương pháp kẹp

Phương pháp cắt ngược và trung tâm đàn hồi: Phương pháp cắt ngược trong đó công cụ được đưa từ trục chính đến hướng giá đuôi chuyển đổi lực cắt trục thành lực kéo để giảm biến dạng nén của chi tiết; trung tâm đàn hồi bù đắp sự giãn nở nhiệt để ngăn chi tiết bị cong do giãn dài nhiệt46.

Kẹp đa điểm hỗ trợ: Sử dụng bàn đỡ dao, trung tâm đỡ hoặc hệ thống hỗ trợ ổ trục để tăng độ cứng hướng bán kính của chi tiết. Ví dụ, sử dụng trung tâm đỡ ổ trục để cung cấp sự hỗ trợ mạnh mẽ trong quá trình gia công thô, và sử dụng bàn đỡ dao ổ trục trong quá trình gia công tinh để đạt được cắt theo dõi động và giảm rung động67.

Công nghệ kẹp trục: Áp lực căng trục được áp dụng cho chi tiết thông qua đầu kẹp để bù đắp hiệu ứng uốn của lực cắt và bù đắp biến dạng nhiệt, phù hợp cho việc gia công trục siêu dài và mảnh4.

2. Thiết kế công cụ và thông số cắt

Tối ưu hóa hình học công cụ: tăng góc dốc (γ=13°~17°) để giảm lực cắt; góc dốc chính (kr>60°) để giảm lực hướng tâm; góc nghiêng cạnh dương (λs=0°~+10°) để dẫn chips đến bề mặt cần xử lý nhằm tránh xước bề mặt đã gia công47.

Kiểm soát thông số cắt:

Chiều sâu cắt (t): sử dụng chiều sâu cắt nhỏ (0.1~0.3mm) để giảm lực cắt;

Tốc độ tiến dao (f): tăng tốc độ tiến dao một cách hợp lý (0.1~0.2mm/r) để cải thiện hiệu suất;

Tốc độ cắt (v): tốc độ trung bình và thấp (80~150m/min) để cân bằng ảnh hưởng của biến dạng nhiệt và lực ly tâm

3. Quy trình các biện pháp phụ trợ

Hệ thống làm mát dung dịch cắt gọt: sử dụng emulsi áp suất cao hoặc dầu cắt gọt để giảm nhiệt độ vùng cắt, giảm biến dạng nhiệt và tăng tuổi thọ công cụ.

Chia nhỏ quá trình gia công và lập kế hoạch quy trình: Chia trục dài thành nhiều đoạn để gia công, sử dụng giá đỡ giữa trong giai đoạn thô, dần dần tăng các thông số cắt trong giai đoạn bán tinh và tinh, và điều chỉnh quy trình theo thời gian thực với công nghệ kiểm tra trực tuyến.

Công nghệ bù trí tuệ nhân tạo: Bù mòn công cụ và lỗi nhiệt thông qua thuật toán tích hợp của hệ thống CNC, chẳng hạn như sử dụng hệ thống FANUC OI để đạt được hiệu chỉnh đường đi động và cải thiện sự ổn định kích thước.

Để giải quyết các vấn đề gia công của trục mảnh và ống lớn, cần phải tối ưu toàn diện phương pháp kẹp, thông số công cụ và quy trình phụ trợ. Sự tích hợp của các công nghệ như cắt ngược, kẹp đa điểm tự động, bù trí tuệ nhân tạo và các công nghệ khác có thể cải thiện đáng kể độ chính xác và hiệu suất gia công. DONGS Solutions cung cấp cho bạn giải pháp tốt nhất.