Các tips giúp đạt dung sai chặt chẽ trong gia công cơ khí

Trong bất kỳ hình thức sản xuất nào, dung sai gia công đóng một vai trò quan trọng vì chúng xác định sự thay đổi cho phép về kích thước và tính chất vật lý của một bộ phận được sản xuất. Duy trì dung sai chặt chẽ là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác, hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm. 

Trong bài viết này, chúng tôi giải thích các cách có thể đạt được dung sai chặt chẽ trên các bộ phận được gia công bằng máy CNC.

Chúng tôi hy vọng nó hữu ích cho các xưởng hay nhà máy gia công cơ khí!

Dung sai gia công chặt chẽ là gì?

Dung sai chặt chẽ trong gia công CNC đề cập đến mức độ chính xác và độ chính xác cần thiết trong quá trình sản xuất một bộ phận hoặc bộ phận. Trong gia công CNC, dung sai chặt chẽ thường được yêu cầu đối với các bộ phận cần khớp với nhau một cách chính xác, có bề mặt nhẵn hoặc đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cụ thể.

Dung sai chặt chẽ có thể khó đạt được và có thể yêu cầu chuyên môn, thiết bị và vật liệu chuyên biệt, nhưng chúng rất quan trọng để sản xuất các bộ phận chất lượng cao, đáng tin cậy đáp ứng các tiêu chuẩn chính xác của nhiều ngành.

Điều gì được coi là dung sai gia công chặt chẽ?

Dung sai chặt chẽ trong gia công CNC thường được coi là nằm trong khoảng từ +/- 0,005 mm đến +/- 0,025 mm (hoặc +/- 0,0002 inch đến +/- 0,001 inch), tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và các yêu cầu của một phần được gia công.

Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi dựa trên vật liệu được gia công, kích thước của bộ phận và các yếu tố khác. Điều quan trọng là luôn trao đổi các yêu cầu về dung sai cụ thể của bạn với nhà cung cấp dịch vụ gia công CNC để đảm bảo rằng các bộ phận hoàn thiện đáp ứng nhu cầu của bạn.

Làm thế nào để tạo ra các bộ phận gia công CNC có dung sai chặt chẽ?

Để đạt được dung sai chặt chẽ, máy CNC sử dụng các công cụ cắt và lập trình máy tính tiên tiến với độ chính xác và độ chính xác cao. Quá trình gia công được kiểm soát cẩn thận và các phép đo được thực hiện thường xuyên để đảm bảo rằng chi tiết hoàn thiện đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết.

Sau đây là các cách được dung sai chặt chẽ cho các bộ phận gia công CNC của bạn.

1. Tìm nơi làm việc phù hợp

Khi tìm xưởng, bạn không thể chỉ tập trung vào khu vực lân cận; bạn cũng cần xem xét bạn sẽ ở tầng nào. Theo kinh nghiệm của chúng tôi, tầng một (tầng trệt) là lựa chọn duy nhất. Chúng tôi đã đến thăm rất nhiều cửa hàng CNC nằm trên tầng hai, tầng ba hoặc thậm chí cao hơn — thường là vì giá thuê rẻ hơn. Nhưng độ rung thêm ở các cấp độ này có thể gây ra nhiều vấn đề. Khi các máy CNC đang chạy, bạn có thể cảm nhận được rung động đó và hầu như không thể tạo ra các bộ phận CNC chính xác.

2. Kiểm soát nhiệt độ nhà xưởng

Nhiệt độ xưởng là một yếu tố rất quan trọng khác khi chế tạo các bộ phận chính xác. Giữa ngày và đêm, nhiệt độ trong xưởng có thể chênh lệch hơn 10 độ C, và do đó không thể mong đợi có sự ổn định khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn như vậy. Đó là lý do tại sao nên lắp đặt máy lạnh trong xưởng. Nếu không có điều hòa không khí trong xưởng để ổn định nhiệt độ, mặc dù nhiệt độ có thể lên tới 40 độ trong mùa hè. Nhân viên rõ ràng sẽ gặp khó khăn trong việc tập trung và giữ bình tĩnh trong một môi trường như vậy, và cuối cùng họ sẽ phạm sai lầm.

3. Sử dụng máy CNC chất lượng

Dung sai gia công là một trong những yếu tố quan trọng nhất để đảm bảo chất lượng bộ phận. Nếu dung sai của máy là +/- 0,02 mm, làm thế nào bạn có thể đảm bảo dung sai +/- 0,01 mm? Mặc dù bí quyết của con người đóng vai trò lớn trong việc tạo ra các bộ phận gia công chính xác, nhưng sự thật là người thợ chỉ giỏi bằng công cụ của mình, vì vậy nên tập trung đầu tư vào các trung tâm gia công, sử dụng các loại máy CNC chất lượng. Điều đó góp phần nâng cao độ chính xác khi gia công.

4. Giá đỡ dụng cụ cân bằng

Có rất nhiều giá đỡ dụng cụ có sẵn trên thị trường, với giá từ 30 đến 500 USD và cân bằng động của giá đỡ dụng cụ là rất quan trọng để gia công chính xác. Mất cân bằng có thể do lệch trục, thiết kế rô-to không đối xứng, lỗi đồng tâm và các yếu tố khác, đồng thời có thể dẫn đến các bộ phận kém chính xác hơn. Nói chung, nên cân bằng các đầu cặp dụng cụ mất cân bằng cao bằng cách sử dụng dịch vụ cân bằng chuyên nghiệp, nhưng một số đầu cặp được thiết kế để điều chỉnh dễ dàng thông qua việc bổ sung các vòng gia trọng có thể bù lại sự mất cân bằng. Từ thử nghiệm trước đây của chúng tôi, giá đỡ công cụ chất lượng thấp có thể gây ra hiện tượng giật 0,02 mm trở lên, trong khi giá trị tối đa của giá đỡ công cụ tốt là dưới 0,005 mm. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng đầu cặp dụng cụ co nhiệt của Hispec hoặc Selux.

5. Sử dụng dụng cụ cắt gọt phù hợp

Chất lượng và độ sắc nét của dụng cụ cắt đóng vai trò lớn trong việc đạt được dung sai chặt chẽ. Dụng cụ cùn không chỉ làm cạn kiệt năng lượng của máy mà còn ngăn cản bạn đạt được độ chính xác, vì đầu cùn của dụng cụ cắt có bán kính lớn hơn so với đầu nhọn. Các vết cắt nông cũng khó đạt được, vì dụng cụ cùn có thể không bắt được bề mặt của phôi trong quá trình chạy, thay vào đó chỉ nảy ra. Khi gia công vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp, dụng cụ cùn cũng có thể gây biến dạng bề mặt do tích tụ nhiệt. 

6. Chọn nhà cung cấp vật liệu tốt

Dễ dàng đạt được dung sai chặt chẽ trên vật liệu có thể gia công như hợp kim nhôm, nhưng các nhà cung cấp vật liệu khác nhau có thể cung cấp các phiên bản rất khác nhau của cùng một loại kim loại. Nhiều nhà cung cấp cung cấp chứng nhận với vật liệu của họ, cho thấy rằng các mẫu kim loại đã vượt qua bài kiểm tra chứng minh thành phần của chúng, nhưng chứng nhận chỉ nói lên một nửa câu chuyện. Ví dụ, một thanh nhôm 6082 với tỷ lệ hoàn hảo giữa silicon, magie và mangan vẫn có thể tạo ra kết quả khủng khiếp nếu nó được xử lý nhiệt không đúng cách. 

7. Triển khai hệ thống kiểm tra trên máy

Kiểm tra các bộ phận đã hoàn thiện là một phần quan trọng của kiểm soát chất lượng, nhưng cách tốt hơn để đảm bảo dung sai chặt chẽ là sử dụng hệ thống kiểm tra trên máy, bao gồm một đầu dò nhỏ để kiểm tra độ chính xác của gia công trong khi thực hiện công việc. Chúng tôi sử dụng hệ thống kiểm tra Renishaw cao cấp trên một số máy CNC của mình và các hệ thống kiểm tra này có thể đo chính xác kích thước bộ phận trong quá trình gia công ngoài việc cung cấp hiệu chỉnh bù tự động.

8. Những cân nhắc khác

• Hệ thống điều hành xưởng: Sử dụng hệ thống quản lý xưởng máy tập trung có nghĩa là bạn sẽ không phải làm việc gấp rút, cho phép bạn gia công máy một cách cẩn thận và chính xác.
• Kỹ sư có kinh nghiệm: Các kỹ sư có kinh nghiệm biết cách sửa đổi thiết kế để gia công đơn giản và chính xác sẽ tạo ra kết quả tốt hơn. Các kỹ sư có kinh nghiệm biết đâu là cách tốt nhất để tạo một bộ phận ngay khi họ có tệp CAD và yêu cầu dung sai. Trước hết, cần quyết định cách giữ phôi và sau đó, chúng ta tạo các đường chạy dao. Một kỹ sư có kinh nghiệm sẽ xem xét cả hiệu quả và dung sai. Ví dụ: một số kỹ sư có thể dành hàng giờ để tạo ra một bộ phận, trong khi ai đó có thể tạo ra bộ phận tương tự trong một giờ bằng cách tối ưu hóa các đường chạy dao.
• Người vận hành được đào tạo bài bản: Người vận hành máy lành nghề biết cách chọn dụng cụ cắt, lập trình máy móc và thực hiện các hoạt động gia công và tiện thủ công. Họ cũng biết cách nhận biết chất lượng của dụng cụ cắt và thay đổi các thông số nếu cần thiết. Điều quan trọng không kém là người vận hành giỏi biết cách bảo vệ các bộ phận trong và sau khi gia công.
• Phần mềm lập trình: Phần cứng cao cấp sẽ không hoạt động với khả năng tốt nhất nếu g-code cẩu thả và đường chạy dao không hiệu quả. Chúng tôi sử dụng HyperMill và SurfaceMill để lập trình.
• Bộ phận kiểm soát chất lượng mạnh mẽ: Kiểm soát chất lượng tốt sẽ không tự động cải thiện dung sai, nhưng nó sẽ đảm bảo rằng các bộ phận nằm ngoài dung sai chấp nhận được không bị gửi nhầm cho khách hàng.
• Giao tiếp: Giao tiếp tốt với khách hàng và giữa các nhân viên dẫn đến kết quả tốt hơn trong cửa hàng. Điều quan trọng là bộ phận sản xuất hiểu chính xác những gì khách hàng cần và truyền đạt lại các khả năng thực tế cho khách hàng.

Kết luận

Tóm lại, gia công CNC đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng dung sai gia công chặt chẽ cho các ngành công nghiệp khác nhau, từ hàng không vũ trụ đến các thiết bị y tế. Với những tiến bộ trong công nghệ và sự sẵn có của thiết bị có độ chính xác cao, các nhà sản xuất có thể sản xuất các bộ phận với độ chính xác và độ lặp lại vô song.

Bằng cách tận dụng những lợi ích của gia công CNC, các doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí, năng suất cao hơn và sản phẩm có chất lượng vượt trội. Với nhu cầu ngày càng tăng về dung sai chặt chẽ, gia công CNC sẽ tiếp tục là một công cụ có giá trị cho các nhà sản xuất muốn duy trì tính cạnh tranh và đáp ứng nhu cầu của khách hàng.