Gia công 5 trục giúp giảm số lượng công đoạn và cải thiện độ chính xác

Loại bỏ nhiều lần thiết lập với gia công 5 trục

Hiểu được gia công 5 trục quy trình và tác động đến quy trình làm việc

Máy CNC 5 trục cho phép dụng cụ cắt di chuyển tự do dọc theo cả năm trục cùng lúc, điều này có nghĩa là chúng có thể tiếp cận các chi tiết từ hầu như mọi hướng có thể. Không còn phải dừng máy giữa chừng để điều chỉnh vị trí thủ công nữa—một việc trước đây đòi hỏi phải ngừng hoạt động, thiết lập lại toàn bộ và xử lý các vấn đề có thể xảy ra liên quan đến lệch chuẩn. Việc giữ nguyên mọi thứ trong một lần thiết lập giúp giảm khoảng 63 phần trăm những lần gián đoạn khó chịu trong quy trình làm việc so với các hệ thống 3 trục cũ hơn. Các báo cáo gia công từ năm ngoái cũng xác nhận điều này, cho thấy việc tiết kiệm đáng kể thời gian đối với các xưởng sản xuất các bộ phận phức tạp.

Giảm thời gian thiết lập và số lượng công đoạn thông qua việc tích hợp định vị

Gia công 3 trục kiểu cũ thường đòi hỏi nhiều lần thiết lập để gia công được tất cả các mặt của một chi tiết phức tạp. Chúng ta đang nói đến khoảng từ 4 đến 6 lần thiết lập cho những bộ phận thực sự phức tạp. Và mỗi lần dừng lại và định vị lại như vậy sẽ làm mất đi khoảng 30 đến 45 phút không thực sự cắt gọt kim loại. Thời gian lãng phí này cộng dồn rất nhanh, ví dụ như khi chế tạo một bộ phận hàng không, chúng ta có thể thấy khoảng 165 phút bị mất chỉ riêng cho việc thiết lập máy. Bây giờ hãy nhìn vào điều gì xảy ra với máy 5 trục. Những chiếc máy mạnh mẽ này có thể xử lý hầu hết các chi tiết chỉ trong 1 hoặc 2 lần thiết lập, giảm thời gian lãng phí xuống còn khoảng một giờ đồng hồ tổng cộng. Bí quyết nằm ở những hệ thống định vị tích hợp sẵn có khả năng tự động điều chỉnh góc độ khi cần thiết. Điều này cho phép các kỹ thuật viên tiếp tục gia công mà không phải dừng lại để xử lý những đường cong phức tạp hay những góc độ khó khăn. Hãy lấy một công ty hàng không lớn làm ví dụ điển hình. Họ đã giảm từ năm lần thiết lập riêng biệt để gia công các cánh tuabin xuống chỉ còn duy nhất một lần thiết lập. Kết quả? Một sự cắt giảm đáng kể tới 37% tổng thời gian sản xuất.

Tự động hóa trong CNC 5 trục giảm lỗi do con người gây ra trong quá trình chuyển tiếp như thế nào

Khi công nhân định vị các bộ phận bằng tay, họ thường gây ra các vấn đề lệch trục khoảng một lần trong mỗi tám lần thiết lập, theo dữ liệu ngành công nghiệp gần đây từ Báo cáo Hiệu suất Máy móc năm ngoái. Máy CNC 5 trục giúp giảm các vấn đề này vì chúng tự động xử lý thay đổi đường chạy dao và xoay các phôi gia công. Hầu hết các hệ thống hiện đại đều được trang bị tính năng phát hiện va chạm để đảm bảo mọi chuyển động diễn ra trơn tru trên tất cả các trục. Một số nhà sản xuất cho biết họ đã giảm lượng phế liệu gần 30% trong các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác cao, ví dụ như khi sản xuất thiết bị y tế. Mặc dù các quy trình tự động hóa rõ ràng giúp tăng độ chính xác, vẫn còn một đường cong học tập nhất định đối với các vận hành viên phải quản lý nhiều máy cùng lúc thay vì chỉ tập trung vào một lần thiết lập.

Cải thiện độ chính xác và chất lượng bề mặt của bộ phận

gia công 5 trục nâng cao độ chính xác trong sản xuất nhờ cho phép công cụ tiếp xúc liên tục với các hình dạng phức tạp. Khả năng này giảm thiểu sự can thiệp của người vận hành trong khi vẫn duy trì dung sai ±0,005 mm, điều kiện thiết yếu đối với các bộ phận hàng không và y tế như cánh tuabin hay dụng cụ cấy ghép chỉnh hình.

Độ chính xác và khả năng lặp lại cao hơn trong các hình dạng phức tạp

Khác với máy 3 trục cần phải định vị lại, hệ thống 5 trục giữ được góc cắt tối ưu trong suốt quá trình gia công đường viền. Một đường chạy dao xoắn ốc có thể gia công phần cánh động của một lưỡi tuabin chỉ trong một lần gá đặt — giảm biến động kích thước 18% so với quy trình nhiều giai đoạn.

Đạt được dung sai chặt chẽ hơn thông qua kiểm soát đường chạy dao cải tiến

Phần mềm CAM tiên tiến tối ưu hóa hướng công cụ để tránh độ võng, đặc biệt trong gia công hốc sâu. Bằng cách giữ công cụ vuông góc với các bề mặt cong, hệ thống 5 trục giảm sai số dây cung trong các cung tròn 32% đồng thời đảm bảo chất lượng bề mặt ổn định xuyên suốt các lô sản xuất.

Khả năng phân tích dữ liệu: Cải thiện độ hoàn thiện bề mặt lên đến 40% so với hệ thống 3 trục

Khả năng duy trì tải phoi và tốc độ cắt lý tưởng trên các góc phức hợp giúp giảm dấu vết của dụng cụ cắt và nhu cầu gia công hoàn thiện. Các nhà sản xuất ô tô báo cáo giá trị Ra (độ nhám trung bình) dưới 0.8 μm đối với các vỏ hộp số được gia công trên hệ thống 5 trục—một mức cải thiện 40% so với kết quả thông thường của hệ thống 3 trục.

Tích hợp các quy trình sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả

Tích hợp giữa tiện và phay trong hệ thống 5 trục

Các hệ thống gia công 5 trục mới nhất tích hợp chức năng tiện và phay, cho phép xưởng sản xuất thực hiện nhiều công đoạn mà không cần chuyển đổi máy móc. Việc không còn phải di chuyển các bộ phận qua lại giữa máy tiện và máy phay giúp giảm đáng kể các vấn đề liên quan đến căn chỉnh. Theo báo cáo năm 2024 từ Machinery Trends, việc thiết lập như vậy giúp giảm khoảng 30% các vấn đề căn chỉnh. Đối với những bộ phận phức tạp cần cả chuyển động xoay và cắt thẳng, các hệ thống này có thể xử lý toàn bộ trong một lần kẹp duy nhất. Điều này tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời tránh được những lỗi phát sinh do việc xử lý quá nhiều các bộ phận trong quá trình sản xuất truyền thống.

Tối ưu hóa sản xuất với việc giảm thiểu việc chuyển máy và đồ gá

Các công ty hàng không vũ trụ sử dụng hệ thống 5 trục đã ghi nhận nhu cầu về đồ gá giảm khoảng một nửa khi sản xuất các cánh tuabin. Sự giảm sút này đồng nghĩa với việc ít phải thiết lập lại hơn, từ đó rút ngắn cả thời gian sản xuất và chi phí dụng cụ. Chẳng hạn, một nhà sản xuất phụ tùng ô tô đã thành công trong việc cắt giảm khoảng 22% thời gian sản xuất mỗi bộ phận nhờ giảm bớt việc chuyển đổi giữa các máy móc. Điều khiến phương pháp này hiệu quả là vì nó giúp các bộ phận không bị hư hại trong suốt quá trình kẹp chặt liên tục, đồng thời duy trì độ chính xác vị trí trong phạm vi chỉ 5 micron hoặc tốt hơn. Đối với các xưởng làm việc với dung sai chặt chẽ, những cải tiến như thế này tạo ra sự khác biệt rõ rệt trong hoạt động hàng ngày.

Xu hướng: Áp dụng Lai (Hybrid) máy 5-trục để Tăng Hiệu Quả Sản Xuất

Ngày càng nhiều công ty trong các lĩnh vực sản xuất đang chuyển sang sử dụng các hệ thống lai 5 trục kết hợp giữa gia công truyền thống và khả năng sản xuất theo công nghệ tăng tạo (additive manufacturing) để chế tạo các bộ phận cần ít xử lý sau gia công. Những nền tảng tích hợp này giúp giảm số bước cần thiết để hoàn thiện một chi tiết, đôi khi ít hơn tới 40% so với mức thông thường trước đây. Một nghiên cứu điển hình từ một công ty thiết bị y tế cho thấy các hệ thống này cũng giúp tiết kiệm chi phí - họ ghi nhận giảm khoảng 15% chi phí lao động khi máy móc bắt đầu tự động thực hiện thay đổi dụng cụ và sử dụng thiết lập lập trình đơn thay vì nhiều thiết lập khác nhau. Điều đặc biệt thú vị là xu hướng hướng tới các máy móc có khả năng tự hiệu chỉnh. Phát triển này đã giúp dây chuyền sản xuất vận hành mượt mà hơn giữa các đợt sản xuất, giảm thời gian chờ đợi khoảng 18% theo dữ liệu gần đây. Các nhà sản xuất nhận thấy rằng những cải tiến này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn rất cần thiết để đáp ứng được các yêu cầu sản xuất hiện đại ngày nay.

Giảm Thời Gian Chờ Đợi Thông Qua Tối Ưu Hóa Thiết Lập Và Gá Lắp

Tối Thiểu Hóa Độ Phức Tạp Của Gá Lắp Nhờ Định Hướng Phôi Linh Hoạt

Độ phức tạp của gá lắp được giảm đáng kể khi nói đến gia công 5 trục vì máy thực sự di chuyển phôi trong khi đang gia công. Các hệ thống 3 trục truyền thống cần rất nhiều loại gá lắp đặc biệt mỗi khi thay đổi vị trí đặt phôi, nhưng các máy mới hơn có khả năng di chuyển thêm trên hai trục nữa. Theo một nghiên cứu từ AMT vào năm 2023, các xưởng sản xuất có thể loại bỏ khoảng từ 60 đến 80 phần trăm các loại gá lắp này khi xử lý các hình dạng phức tạp. Lấy ví dụ về các cánh tuabin. Trước đây, việc gia công chúng cần đến khoảng mười hai lần thiết lập riêng biệt trên các thiết bị cũ, nhưng hiện nay các nhà sản xuất chỉ cần từ một đến ba lần thiết lập nhờ các loại ê-tô vạn năng có thể làm việc ở nhiều góc độ khác nhau.

Tiết Kiệm Chi Phí Và Thời Gian Nhờ Giảm Yêu Cầu Kẹp Chặt

Định vị đơn giản hơn trực tiếp làm giảm giờ công lao động và lãng phí vật liệu:

• Thời gian kẹp giảm : Nhanh hơn 50–70% mỗi chi tiết (Báo cáo Hiệu suất Dụng cụ IMTS 2024)
• Chi phí đồ gá : Tiết kiệm từ $2.500–$15.000 cho mỗi dự án phức tạp nhờ tránh sử dụng đồ gá chuyên dụng
  Bàn xoay chính xác duy trì độ chính xác vị trí trong phạm vi 5 micron trong quá trình định vị động, loại bỏ các bước đo thủ công giữa các công đoạn.

Giảm thời gian chờ đợi với Gia công 5 trục nhờ Quy trình Tích hợp

Khi các công ty kết hợp khoan, phay và hoàn thiện trong cùng một lần lắp đặt, họ thường thấy chu kỳ sản xuất của mình giảm từ khoảng 30 đến 60 phần trăm. Ngành hàng không vũ trụ cũng đã ghi nhận một số kết quả ấn tượng. Một nhà sản xuất đã giảm đáng kể thời gian chờ đợi khi chuyển sang hệ thống 5 trục. Đối với những bộ phận thực sự quan trọng cần thiết cho các chuyến bay, công việc trước đây mất hai tuần thì nay chỉ còn hoàn thành trong hơn một tuần. Và còn có thêm tiết kiệm khi xem xét cách di chuyển của các công cụ trong quá trình sản xuất. Một thử nghiệm của Haas Automation cho thấy rằng việc tối ưu hóa các đường đi này có thể đẩy nhanh tiến độ khoảng 15 đến 20 phần trăm chỉ đơn giản vì máy móc dành ít thời gian di chuyển hơn mà không thực sự làm việc trên vật liệu.

Phần Câu hỏi Thường gặp

5-Axis Machining là gì?

gia công 5 trục cho phép các dụng cụ cắt di chuyển đồng thời dọc theo năm trục khác nhau, cho phép gia công các hình dạng phức tạp từ gần như bất kỳ hướng nào.

Gia công 5 trục giảm thời gian lắp đặt như thế nào?

Bằng cách cho phép hầu hết các bộ phận được gia công chỉ trong một hoặc hai lần thiết lập, gia công 5 trục làm giảm đáng kể nhu cầu định vị lại bằng tay, từ đó rút ngắn thời gian thiết lập và chi phí sản xuất tổng thể.

Tại sao gia công CNC 5 trục được coi là chính xác hơn?

máy CNC 5 trục sử dụng phần mềm CAM tiên tiến để tối ưu hóa đường chạy dao và duy trì dung sai, đảm bảo độ chính xác cao hơn và chất lượng bề mặt ổn định trên các hình dạng phức tạp.

Gia công 5 trục ảnh hưởng như thế nào đến thời gian sản xuất?

Bằng cách giảm thiểu độ phức tạp của đồ gá và tích hợp nhiều công đoạn trong một lần thiết lập duy nhất, gia công 5 trục giúp rút ngắn đáng kể thời gian sản xuất.