Máy phay CNC là gì? Phân loại, cấu tạo, giá máy và ứng dụng

Máy phay CNC là thiết bị gia công cơ khí sử dụng công nghệ điều khiển số bằng máy tính để thực hiện các thao tác cắt gọt kim loại với độ chính xác cao. CNC là viết tắt của “Computer Numerical Control”, cho phép máy hoạt động tự động dựa trên chương trình lập trình sẵn.

Hiện nay, máy phay CNC được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo khuôn mẫu, linh kiện điện tử, ô tô, xe máy và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác. So với máy phay truyền thống, máy CNC mang lại năng suất cao hơn, độ chính xác ổn định hơn và giảm đáng kể sai sót trong quá trình sản xuất.

Cấu tạo máy phay CNC

1. Thân máy: Thân máy đóng vai trò là chân đế của toàn bộ máy nơi các bộ phận khác nhau được gắn vào nó. Nói chung rất cứng chắc về cấu trúc, thân máy được đúc bằng gang cường lực.

2. Băng máy: Máy phay có băng bi ( thanh trượt vuông ) và băng bản ( băng cơ ), băng bản thì cứng vững hơn, bền hơn băng bi và chịu tải trọng lớn hơn nhiều. Máy phay CNC sử dụng vitme bi có độ chính xác cao, không bị rơ như vitme thường

3. Bàn máy: Cấu tạo bằng thép đúc có rãnh T để kẹp phôi

4. Ổ dao: Lưu trữ các loại dao cụ chờ trong quá trình gia công. Nó có cánh tay để thực hiện việc thay dao tự động vào trục chính

5. Trục chính: Thực hiện chuyển động quay tròn của dao . Với máy có thay dao tự động hay dùng loại đầu phay BT, đầu phay NT là loại dùng thanh ren phía trên hay dùng với máy phay cnc không có hệ thống thay dao tự động, nói chung không tiện lợi bằng đầu phay BT

5. Bảng điều khiển CNC: Trung tâm lưu trữ của máy, bảng điều khiển CNC lưu trữ tất cả các chương trình và hướng dẫn CNC, thực hiện các thao tác vận hành máy tại bảng này.

6. Động cơ truyền động: Động cơ truyền động giúp di chuyển bàn máy và tạo chuyển động quay của dao cụ, do đó điều khiển toàn bộ máy. Động cơ AC Servo có nắp phía sau màu đỏ thì đời cao hơn là loại động cơ DC Servo nắp vàng.

Khi chọn máy phay CNC thì chúng ta dựa vào vùng làm việc của máy, loại băng trượt , khả năng thay dao tự động , tốc độ trục chính tối đa. Ngoài ra cần phải chú ý tới phiên bản hệ điều hành và dung sai của máy cũng là điều rất quan trọng

Hiện tại máy phay CNC chủ yếu là hàng Nhật bãi, hệ điều khiển phổ biến là Fanuc, Mazack, Okuma… tuy nhiên chúng ta nên lựa chọn máy hệ Fanuc từ OM trở lên là tốt nhất tại vì có sẵn linh kiện thay thế khi hỏng hóc, khả năng nội suy 3D khá mượt.

Ví dụ về thông số kĩ thuật máy phay như sau :

• Hành trình trục X/Y/Z: 1600/650/590
• Tốc độ trục chính: 12.000Rpm
• Kích thước bàn: 1700 x 650
• Số dao: 24
• Hệ thống điều khiển: Mitsubishi M80VB
• Công suất động cơ (định mức/thời gian ngắn): 7,5/11kW
• Độ chính xác định vị (X/Y/Z): 0,008mm
• Kích thước máy: 2240*3121*3026mm

Nguyên lý hoạt động máy phay CNC

Máy phay CNC hoạt động dựa trên chương trình G-code được lập trình sẵn bằng phần mềm CAD/CAM.

Quy trình gia công cơ bản:

• Thiết kế bản vẽ sản phẩm
• Lập trình đường chạy dao
• Nạp chương trình vào máy
• Gá đặt phôi và dao cắt
• Máy tự động gia công theo chương trình

Trong quá trình hoạt động, dao cắt sẽ quay với tốc độ cao trong khi bàn máy di chuyển theo các trục để tạo hình sản phẩm theo yêu cầu.

Các loại máy phay CNC hiện nay trên thị trường

Hiện nay có nhiều dòng máy phay CNC phục vụ các nhu cầu gia công khác nhau.

• Máy phay CNC đứng : Đây là dòng máy phổ biến nhất với trục chính đặt theo phương đứng, phù hợp gia công chi tiết cơ khí thông dụng.
• Máy phay CNC ngang: Máy có trục chính nằm ngang, thường dùng cho gia công nặng và chi tiết lớn.
• Máy phay CNC giường: Dòng máy có kết cấu lớn, độ cứng cao, phù hợp gia công khuôn và chi tiết kích thước lớn.
• Máy phay CNC 5 trục: Cho phép gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác cực cao.
• Máy khoan taro CNC: Chuyên dùng để khoan và taro tốc độ cao trong sản xuất hàng loạt.

Các loại dụng cụ cắt thông dụng

Dụng cụ cắt trên máy phay CNC được chia làm nhiều loại, tùy thuộc vào mục đích gia công để có sự lựa chọn phù hợp

• Dụng cụ gia công lỗ : Mũi khoan tâm , mũi khoan ruột gà, mũi vát mép , mũi ta ro và mũi doa ….
• Dao phay : Bao gồm dao phay ngón, dao phay mặt đầu , dao phay ren….
• Máy phay CNC thường có 3 trục trục X , trục Y và trục Z. Quy ước là Trục Z dọc theo đường tâm của dao, trục X nằm ngang và trục Y nằm dọc theo bàn máy, phương và chiều như hình vẽ.
• Các điểm không “0“ và điểm chuẩn trên máy CNC
• MCS ( Machine coordinate system ) : Điểm gốc máy
• WCS ( Workpiece coordinate system) : Điểm gốc phôi.
• Thiết bị kẹp phôi trên máy phay cnc chủ yếu dùng đồ gá vạn năng như ê tô hoặc vấu kẹp. Cơ cấu kẹp có thể tự động hóa bằng xi lanh khí nén hoặc thủy lực

Ưu điểm của máy phay CNC

• Máy phay CNC có tốc độ cắt nhanh và độ chính xác rất cao. Điều đó giúp cho việc gia công tiết kiệm được thời gian.
• Dao cắt của máy phay CNC có thể cắt được các đường thẳng, ngang, tròn, di chuyển đa dạng nên cắt được nhiều chi tiết đa dạng khác nhau, từ đơn giản đến phức tạo.
• Máy phay CNC có thể hoạt động một cách liên tục mà vẫn đảm bảo được độ chính xác.

Chức năng của máy phay CNC

Máy phay dùng để làm gì? Chức năng của máy phay CNC như sau:

• Công dụng chủ yếu của máy phay là dùng để phay, cắt gọt, khoan,… một cách tỉ mỉ và chính xác.
• Máy phay CNC có khả năng cắt gọt nhiều chi tiết máy khác nhau và cắt gọt được nhiều chi tiết cùng một lúc nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm.
• Ngoài ra, máy phay CNC cũng có công dụng để đo khoảng cách với độ chính xác cao.

 Ứng dụng của máy phay CNC

Máy phay CNC đáp ứng được rất nhiều nhu cầu của con người nên nó cũng được ứng dụng và thực tế trong đời sống. Các ứng dụng của máy phay CNC là:

• Gia công, cắt gọt các sản phẩm theo khuôn đúc theo nhu cầu của khách hàng.
• Được ứng dụng vào ngành gia công và sản xuất đồ gia dụng cho con người.
• Được ứng dụng ở trong các công ty, xưởng máy chuyên chế tạo các phụ tùng, chi tiết máy.
• Có thể cắt gọt, phay các vật dụng từ gỗ và được ứng dụng trong ngành chế biến đồ gỗ. Nó cũng giúp người điều khiển trong việc chạm khắc các hoạ tiết, các chi tiết gỗ.
  Sơ đồ kết cấu của máy phay CNC.

Những lưu ý khi mua máy phay CNC

Khi mua máy phay CNC, điều quan trọng nhất là phải lựa chọn máy phù hợp với nhu cầu gia công thực tế. Cần xác định rõ loại sản phẩm, vật liệu gia công và sản lượng để chọn dòng máy phù hợp, tránh đầu tư quá lớn nhưng không khai thác hết công suất.

Ngoài ra, nên chú ý đến:

• Độ cứng vững của máy
• Hệ điều khiển CNC
• Tốc độ trục chính
• Hệ thống thay dao tự động
• Hành trình làm việc của máy

Một chiếc máy ổn định sẽ giúp gia công chính xác hơn, hạn chế rung động và tăng tuổi thọ dao cụ.

Bên cạnh giá mua ban đầu, cũng cần tính đến chi phí vận hành lâu dài như:

• Điện năng
• Dao cụ
• Bảo trì
• Linh kiện thay thế

Nếu mua máy cũ, nên kiểm tra kỹ tình trạng spindle, ray trượt, vít me và chạy thử thực tế trước khi quyết định.

Cuối cùng, hãy ưu tiên các thương hiệu uy tín và đơn vị cung cấp có hỗ trợ kỹ thuật tốt để đảm bảo quá trình sử dụng ổn định và lâu dài.

Bảng giá máy phay CNC tại Việt Nam

Giá máy phay CNC tại Việt Nam phụ thuộc vào thương hiệu, cấu hình, kích thước và tình trạng máy mới hoặc cũ.

Mức giá tham khảo hiện nay:

• Máy khoan taro CNC: từ 250 triệu – 800 triệu
• Máy phay CNC đứng (Máy phay CNC 3 trục): từ 500 triệu – 2 tỷ
• Máy phay CNC giường: từ 2 tỷ – 10 tỷ
• Máy phay CNC 5 trục: từ 3 tỷ – 20 tỷ

Ngoài chi phí mua máy, doanh nghiệp cũng cần tính thêm:

• Chi phí vận chuyển
• Lắp đặt
• Dao cụ
• Điện 3 pha
• Bảo trì định kỳ

Việc đầu tư đúng dòng máy phay CNC phù hợp sẽ giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, cải thiện chất lượng sản phẩm và tối ưu hiệu quả sản xuất lâu dài.