Các loại máy CNC thông dụng

Ngày nay thì công nghệ CNC đã trở nên phổ biến rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất và ngoài phạm vi giáo dục đến nỗi không có gì ngạc nhiên khi có nhiều loại máy CNC thay nhau được ra mắt trên thị trường, mỗi máy này thực hiện chức năng cụ thể của riêng mình và phục vụ một nhu cầu riêng biệt Trong bài viết này cho dù bạn là người mới chỉ cố gắng tìm hiểu chính xác nguyên lí hoạt động của máy CNC như thế nào, hoặc chủ doanh nghiệp đang tìm kiếm một giải pháp tối ưu cho sản phẩm của công ty,… bạn có thể tìm hiểu được các thông tin bạn cần trong bài viết sau đây.

Gia công CNC là gì?

Mặc dù có nhiều loại máy CNC tồn tại trên thị trường, nhưng tất cả chúng đều hoạt động với một nguyên lí chung, điều này có nghĩa là máy CNC hoạt động bằng cách loại bỏ vật liệu ra khỏi chi tiết ban đầu, thay vì thêm vật liệu mới vào nó. Để làm điều này, ta phải thực hiện một chuỗi các lệnh được lập trình sẵn. Thông thường nhất, họ sử dụng một ngôn ngữ lập trình được gọi là mả lệnh G-code, và một số ngôn ngữ khác có thể sử dụng cho máy CNC: bao gồm Heidenhain, Mazak,…

Mã G kiểm soát cách thức dụng cụ cắt di chuyển xung quanh không gian làm việc, kiểm soát vị trí của nó trên trục X và Y, cũng như độ sâu của nó dọc theo trục Z. Đồng thời cũng kiểm soát tốc độ mà dụng cụ cắt di chuyển, tốc độ xoay của trục chính, v.v.

Phần mềm CAD và CAM rất quan trọng đối với hoạt động của các máy CNC, cho phép các ý tưởng đi từ thiết kế đến lập trình cho máy CNC gia công. Bước đầu tiên trong việc tạo ra một chi tiết hoàn chỉnh đó là giai đoạn thiết kế. Điều này có thể được phác thảo trực tiếp trong phần mềm CAD, được tạo trong chương trình hình ảnh raster hoặc phác thảo trên giấy và quét.

Các loại máy CNC thông dụng

1. Router

Máy Router CNC là một trong những loại máy CNC phổ biến nhất được sử dụng trong ngành gia công gỗ, nhựa, vật liệu tổng hợp hoặc kim loại mềm như nhôm. Khả năng của máy Router CNC khi gia công các cho tiết có vật liệu cứng như thép hoặc hợp kim và cần có độ chính xác cao thì sẽ kém hơn so với máy phay CNC. Thông thường, Router CNC được gắn trên bàn tĩnh và có xu hướng có không gian làm việc lớn. Tuy nhiên, một số bộ máy Router CNC có kích thước nhỏ như máy tính để bàn hiện có sẵn trên thị trường, đưa công cụ mạnh mẽ này vào các xưởng sãn xuất vừa và nhỏ.

Router thường có trục chính di chuyển theo trục XYZ. Trục Y của bộ định tuyến di chuyển tương đối so với bàn máy, trục X sẽ di chuyển tương đối so với trục Y và trục Z của nó di chuyển tương đối so với trục X. Router CNC hầu hết được thiết kế để cắt các vật liệu phẳng hơn, thường đi kèm với bàn chân không và thường được kết nối với hệ thống hút bụi. Chúng hoạt động ở tốc độ cao, khoảng 18.000 vòng / phút hoặc cao hơn. 

2. Máy phay (Milling)

Máy phay CNC thực hiện chức năng cơ bản tương tự với một máy Router CNC điển hình. Tuy nhiên, có một số khác biệt cần kể đến. Thứ nhất, máy Router CNC chủ yếu được sử dụng để cắt qua các vật liệu mềm hơn, máy phay thường được sử dụng để cắt kim loại cứng. Mặc dù máy phay CNC cũng sử dụng các dụng cụ cắt tương tự, tốc độ của chúng chậm hơn nhiều, khoảng 6000 vòng/phút hoặc ít hơn.

Bàn máy phay thường di chuyển theo trục XY. Kết quả là, điều này giới hạn kích thước làm việc. Trục chính của máy di chuyển tuyến tính theo chiều lên xuống phía trên chi tiết. Điều này cũng cho phép máy phay cắt qua các vật liệu dày hơn, và làm cho chúng phù hợp để cắt các mảnh không đều và hình dạng đa dạng.

3. Máy tiện (Lathe)

Cả máy router và máy phay đều có nguyên lí hoạt động tương tự nhau là dụng cụ cắt sẽ quay và chi tiết sẽ đứng yên trên bàn máy. Máy tiện hoạt động theo nguyên tắc ngược lại: máy tiện quay phôi so với dụng cụ cắt cố định. Như vậy, máy tiện được sử dụng để tạo ra các mảnh hình trụ đối xứng, hình cầu hoặc hình vòm. Trong quá trình gia công, chi tiết được cố định vào vị trí và xoay, trong khi công cụ cắt chỉ kiểm soát độ sâu của vết cắt. Các bộ phận được tạo ra với một máy tiện do đó thường đối xứng.

Các máy tiện được cấu hình theo chiều ngang và chiều dọc. Các máy này thực hiện gần giống chức năng: một máy tiện đứng về cơ bản là một phiên bản nâng cấp so với áy tiện ngang. Máy tiện đứng phù hợp với các chi tiết nặng, lớn hơn và có hình dạng vụng hơn. Tuy nhiên, giải phóng ba dớ dễ dàng hơn với máy tiện ngang. Máy tiện ngang cũng phù hợp hơn cho công việc khoan dài vì thường cứng hơn và rung ít hơn.

4. Máy cắt plasma (Plasma Cutter)

Máy cắt plasma CNC hoạt động bằng cách cắt qua các vật liệu dẫn điện bằng cách sử dụng một tia plasma nóng. Plasma được sử dụng được tạo ra bởi máy từ khí nén, thường bao gồm oxy và các chất khác. Khi tia plasma cắt xuyên qua vật liệu, nó tạo thành một mạch điện trở lại máy cắt. Điện được dẫn qua plasma này tạo ra nhiệt cần thiết để tan chảy qua phôi.

Khi so sánh với dụng cụ cắt kim loại truyền thống, máy cắt plasma cung cấp các vết cắt và hoàn thiện sạch hơn. Máy cắt plasma là hoàn hảo để cắt xuyên qua tấm kim loại, tấm kim loại, bu lông và ống, trong số nhiều vật kim loại khác.

5. Máy cắt laser

Nguyên lí làm việc của máy cắt laser tương tự như máy cắt plasma, máy cắt laser CNC hoạt động bằng cách tập trung chùm tia laser vào phôi. Tia laser này sau đó tan chảy, đốt cháy hoặc làm bay hơi vật liệu. Không giống như máy cắt plasma, thường được sử dụng để cắt xuyên qua kim loại, máy cắt laser được sử dụng với nhiều loại vật liệu, bao gồm cả gỗ và nhựa. Ví dụ, bạn thậm chí có thể khắc các họa tiết gỗ bằng máy cắt laser.

Máy cắt laser CNC chính xác hơn và sử dụng ít năng lượng hơn máy cắt plasma khi cắt xuyên qua các tấm thép hoặc nhôm. Tuy nhiên, trong khi máy cắt plasma có khả năng cắt xuyên qua các vật liệu có độ dày khác nhau, máy cắt laser không phù hợp để cắt xuyên qua các tấm kim loại dày hơn. 

6. Máy cắt tia nước (Water Cutter)

Tương tự với máy cắt plasma và máy cắt laser thì máy cắt tia nước có vẻ không phải là một giải pháp thường được sử dụng để gia công gia công. Tuy nhiên, máy cắt tia nước có một vị trí quan trọng trong ngành công nghiệp nặng. Nó làm việc bằng cách đi xuyên qua chi tiết bằng một tia nước áp lực cao, có thể có hoặc không trộn lẫn với chất mài mòn. Máy chỉ dùng nước thường được sử dụng để cắt xuyên qua các vật liệu mềm hơn, chẳng hạn như gỗ hoặc cao su, trong khi các máy có trộn chất mài mòn có khả năng cắt xuyên qua đá và thép. 

Có một số lợi thế khi chọn máy cắt tia nước so với máy cắt plasma hoặc laser. Thứ nhất, máy cắt tia nước được coi là thân thiện với môi trường hơn và thường sử dụng ít nước. Trong khi đó, chúng vẫn có khả năng cắt xuyên qua các vật liệu cứng hơn và làm như vậy với độ chính xác cao trong khoảng 0,13mm. Máy cắt tia nước cũng tránh các vấn đề cong vênh liên quan đến nhiệt có thể xảy ra khi sử dụng máy cắt laser hoặc plasma, giúp ổn định cấu trúc của chi tiết.

7. Gia công tia lửa điện (EDM)

Thường được gọi với nhiều tên gọi khác nhau như: gia công tia lửa điện, gia công phóng điện (EDM) hoạt động bằng cách loại bỏ vật liệu khỏi phôi bằng cách sử dụng một loạt phóng điện (tia lửa điện). Những phóng điện này xảy ra nhanh chóng giữa hai điện cực được ngăn cách bởi một chất lỏng điện môi và chịu một điện áp.

Có hai loại gia công EDM. Đầu tiên là cắt dây EDM. Trong quá trình này, một dây kim loại đơn cùng với nước khử ion, cắt xuyên qua kim loại bằng cách sử dụng nhiệt từ tia lửa điện. Dây EDM cho phép người dùng gia công các bộ phận phức tạp từ vật liệu cứng, dẫn điện.

Quá trình thứ hai là EDM chìm. Trong quá trình này, hai phần kim loại chìm trong một chất lỏng cách điện, được kết nối với một nguồn dòng điện. Khi dòng điện bật, có hai lực căng điện giữa hai phần kim loại. Mang các bộ phận này lại với nhau làm cho căng thẳng xả ra và một tia lửa nhảy giữa chúng. Tia lửa này làm cho phần kim loại nóng lên đến mức nó tan chảy.

Các thợ máy thường sử dụng EDM với các kim loại cứng có thể khó gia công bằng các kỹ thuật khác. Các ứng dụng phổ biến của EDM là trong các ngành sản xuất khuôn và khuôn. Ngày càng nhiều, các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, ô tô và điện tử cũng đang chuyển sang EDM cho các bộ phận sản xuất và nguyên mẫu khối lượng thấp.

8. Máy mài ​

Trong khi các loại máy CNC khác được liệt kê ở đây chủ yếu được sử dụng để gia công cắt gọt kim loại, ứng dụng chính của máy mài là tạo ra một lớp bề mặt hoàn thiện tốt. Một loạt các máy mài CNC tồn tại trên thị trường và mỗi máy phục vụ một mục đích riêng biệt.

Máy mài bề mặt giúp tạo ra một bề mặt mịn trên bề mặt phẳng bằng cách loại bỏ tạp chất và lớp oxit. Trong khi đó máy mài hình trụ hoạt động theo cách tương tự như máy tiện, và cải thiện bề mặt của các bề mặt hình trụ. Máy mài dao và dao cắt khác nhau ở chỗ chúng giúp mài dao phay. Để tự tạo công cụ, thợ máy có thể sử dụng máy mài 5 trục.

9. Máy CNC nhiều trục (Multiaxis)

Nguyên lí làm việc của máy CNC nhiều trục cũng tương tự như các máy CNC 3 trục X, Y và Z tiêu chuẩn, các máy đa trục có thêm các trục quay bổ sung như trục A, B và C.

Gần đây, các máy CNC đã vượt ra khỏi 3 trục truyền thống và hiện có khả năng gia công đa trục. Điều này có nghĩa là các máy CNC đa trục có thể thực hiện chuyển động quay cũng như chuyển động tịnh tiến cùng lúc. Máy nhiều trục có thể hoạt động với tối thiểu 4 trục lên đến 6. Điều này giúp giảm nhu cầu quay thủ công trong quá trình gia công và cho phép hoàn thiện bề mặt tốt hơn và các bộ phận phức tạp hơn.

Như vậy là tôi đã giới thiệu đến các bạn các loại máy CNC thông dụng hiện nay. Bạn đã có thể hiểu được về máy CNC và ứng dụng của chúng trong gia công sản xuất.

Tham khảo: Các khóa học lập trình và vận hành máy CNC tại TechK bên dưới nhé!

 ✨ Khóa học MasterCAM 2D - Lập trình gia công phay CNC

✨ Khóa học MasterCAM 3D - Lập trình gia công phay CNC

✨ Khóa học MasterCAM - Lập trình gia công tiện CNC

✨ Khóa học Lập trình và Vận hành máy phay CNC

✨ Khóa học Lập trình và Vận hành máy tiện CNC

ÔN HỒ HẢO - TRUNG TÂM ĐÀO TẠO VÀ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TECHK