Máy phay CNC là gì? Hướng dẫn vận hành máy phay CNC chi tiết nhất

Hiện nay, rất nhiều doanh nghiệp và cơ sở kinh doanh ứng dụng các loại máy phay CNC trong hoạt động sản xuất nhằm mục đích tối ưu hóa công việc, giúp giảm thiểu chi phí và nhân công, đồng tăng tăng độ chuẩn xác, nâng cao chất lượng đầu ra sản phẩm. Hệ thống máy phay CNC được phát triển từ cuối những năm 1940 đầu 1950 và ngày nay được cải tiến đa dạng với nhiều mẫu mã, công năng khác nhau. Vậy máy phay CNC là máy gì, các loại máy phay CNC nào được sử dụng nhiều nhất hiện nay và tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy phay CNC.

Máy phay CNC là gì?

Định nghĩa

Gia công CNC chính là hình thức gia công tiên tiến, điều khiển bằng hệ máy tính thông minh với các phần mềm chuyên dụng.

Và gia công phay CNC cũng vậy, đây là một quá trình phay cắt gọt vật liệu được điều khiển bằng máy tính, các thông số được lập trình sẵn trước để máy phay có thể tự động chạy mà không cần có thợ vận hành một cách thủ công. Những máy phay hoạt động theo nguyên lý đó được gọi là máy phay CNC.

Máy phay CNC hiện đang được ứng dụng rất rộng rãi trong hoạt động sản xuất gia công, đặc biệt là gia công cơ khí. Dòng máy này giúp các nhà máy giảm chi phí, tăng năng suất, cải thiện tốc độ gia công, tạo ra những chi tiết với độ chính xác và độ thẩm mỹ cao nhất.

Cấu tạo

Máy phay CNC được cấu tạo bởi nhiều thành phần, mỗi một thành phần sẽ có chức năng riêng, giúp cho toàn bộ máy có thể vận hành được một cách hoàn hảo. Cụ thể bao gồm:

Giao diện máy: Đây là bộ phận để khởi tạo máy, hiển thị các chương trình điều khiển và vận hành các công đoạn gia công CNC.
Cột máy và thân máy: Bộ phần này có chức năng nâng đỡ toàn bộ kết cấu máy.
Bàn máy: Bộ phận này chứa phôi gia công, thông thường bàn có thể được điều chỉnh theo các hướng khác nhau hoặc cố định tùy theo loại máy và các yêu cầu gia công khác nhau. Với mỗi một máy phay CNC thì kích thước và thiết kế của bàn máy sẽ khác nhau, đảm bảo có lợi nhất về mặt vận hành và công suất gia công.
Trục chính: Trục chính được xem là bộ phận quyết định chính đến chất lượng của một chiếc máy phay CNC. Bởi vì trục chính có ổn định thì hiệu quả điều khiển của động cơ mới đảm bảo và toàn bộ hệ thống mới vững chắc được.
Dụng cụ cắt: Giống như chính tên của bộ phận này, dụng cụ cắt là dùng để thực hiện thao tác cắt, gọt phôi, tạo ra các chi tiết gia công theo thiết kế ban đầu. Tùy từng yêu cầu gia công mà sử dụng các loại dao cụ khác nhau.

Công dụng của máy phay CNC

Sở dĩ máy phay CNC đang được ứng dụng rất phổ biến từ nhà xưởng nhỏ cho tới những nhà máy có quy mô lớn là bởi vì dòng máy này có nhiều công dụng vượt trội.

So với máy phay truyền thống thì với hệ điều khiển số, lập trình thông minh, máy phay CNC giúp cho hoạt động gia công phay diễn ra với tốc độ nhanh hơn, độ chính xác cao hơn và tính thẩm mỹ cũng như độ tinh vi của thành phẩm vượt trội hơn.

Các công dụng chính của máy phay CNC gồm:

Dùng để phay, cắt, gọt, khoan các vật liệu một cách chính xác.
Có khả năng cắt gọt nhiều chi tiết, nhiều loại vật liệu khác nhau, đảm bảo chất lượng thành phẩm có độ đồng đều về chất lượng và tính thẩm mỹ cao nhất.
Về nguyên lý máy phay CNC tích hợp bộ điều khiển bằng máy tính nên toàn bộ quá trình phay là hoàn toàn tự động.
Người dùng chỉ cần cài đặt máy trước và sau khi phay. Do vậy, đây là thiết bị giúp giảm chi phí nhân công sản xuất.
Máy phay CNC còn có công dụng đo khoảng cách với độ chính xác cao nhất.

Phân loại máy phay CNC

Phân loại theo phương trục chính

Máy phay đứng: trục chính có phương vuông góc với bàn máy.

Máy phay ngang: trục chính có phương song song với bàn máy.

Phân loại theo cấu tạo của bàn máy

Máy phay công xôn: bao gồm bàn máy dọc nằm phía trên bàn máy ngang, hai bàn máy này di chuyển theo 2 hướng X, Y. Phía dưới 2 bệ máy có bệ công xôn nâng đỡ, bệ công xôn di chuyển theo hướng Z. Cả 3 phần này kết hợp với nhau giúp di chuyển phôi di chuyển theo 3 trục X, Y, Z.

Máy phay cố định: kết cấu bàn máy chỉ di chuyển được theo chiều dọc và ngang (X, Y), còn chiều đứng (Z) là chuyển động tịnh tiến lên xuống của đầu dao phay.

Máy phay thân ngang: là loại máy phay có thân ngang nằm phía trên thân máy.

Máy phay giường: là loại máy phay thân cố định loại lớn có các cổng trục ngang mang nhiều đầu dao.

Phân loại theo công dụng của máy

Máy phay chuyên dụng: dùng để gia công một dạng bề mặt nhất định nào đó như phay răng, then hoa, phay chép hình…
Máy phay vạn năng: cho phép gia công nhiều bề mặt khác nhau trên cùng một máy, cũng có thể dùng để gia công khoan, khoét…

Ưu nhược điểm của phương pháp phay CNC

Ưu điểm

Cắt được đa dạng vật liệu rắn như: Nhôm, thép, đồng, kẽm, nylon, PVC, ván ép, gỗ, đá…
Kỹ thuật phay CNC có tốc độ gia công nhanh, rút ngắn thời gian sản xuất tăng sản lượng và năng suất, đồng thời đảm bảo độ chính xác cao và đồng nhất cho tất cả sản phẩm.
Dao phay có nhiều lưỡi cắt, thời gian sử dụng dài, lượng chạy dao lớn.
Phôi đứt đoạn, đảm bảo an toàn cho người thợ trong quá trình thi công.
Gia công được bề mặt vật liệu dưới nhiều dạng định hình khác nhau: Mặt phẳng, mặt trụ, rãnh then, trục then hoa, bề mặt phức tạp, mặt tròn xoay, cắt ren, phay bánh răng…
Máy phay CNC có thể giải quyết 20% lượng công việc của quy trình gia công cắt gọt vật liệu.

Nhược điểm

Độ chính xác, chất lượng bề mặt và độ bóng bề mặt của sản phẩm có thể bị ảnh hưởng do sự va đập trong quá trình di chuyển của lưỡi cắt và bề mặt vật liệu cần gia công.

Tuy nhiên, nếu chọn những dòng máy phay CNC hiện đại, bạn không cần phải lo lắng đến vấn đề này.

Sự khác biệt giữa phương pháp phay CNC và máy khoan

Sự khác biệt giữa máy phay và máy phay CNC là gì? Đây chắc hẳn là câu hỏi nhiều người thắc mắc khi sử dụng hai loại máy này. Thực tế, máy phay và máy khoan chỉ khác nhau ở khả năng đa dạng góc cắt.

Máy phay CNC cắt được vật liệu trên nhiều dạng bề mặt khác nhau, có thể thay đổi góc cắt tùy theo cài đặt của người sử dụng. Ngược lại máy khoan có chuyển động khá hạn chế, chỉ cắt được vật liệu ở những góc nhất định.

Góc cắt của các loại máy phay CNC hiện nay:

Máy phay 2 trục: Cắt lỗ và khe trong không gian 2D (trục x và z). Hay nói một cách đơn giản hơn, loại máy phay này chỉ sử dụng để cắt một hướng theo chiều dọc và chiều ngang.
Máy phay 3 trục: Đây là loại máy phay được sử dụng khá phổ biến, nó có thể cắt bất kỳ hướng nào theo chiều dọc. Tuy nhiên, với những chi tiết không có bề mặt phẳng tiếp xúc như hình cầu, máy phay 3 trục không thể cắt từ bên dưới nên nó chỉ có thể gia công được hình bán cầu (một nửa hình cầu).
Máy phay 4 trục: Được bổ sung thêm khả năng xoay trục x nên loại máy phay này có góc cắt gần như tương tự với máy tiện.
Máy phay 5 trục: Là loại máy phay kết hợp khả năng xoay trục x và y. Nếu đang tìm kiếm một sản phẩm phù hợp với doanh nghiệp, máy phay CNC 5 trục sẽ là lựa chọn hoàn chỉnh nhất trên thị trường hiện nay. Thiết bị có khả năng tạo ra khung sản phẩm, mô hình xe hơi, vật dụng y tế, hàng không vũ trụ…

Hướng dẫn chi tiết cách vận hành máy phay CNC

Bước 1: Hãy làm sạch bề mặt chi tiết

Kiểm tra và làm sạch các bề mặt chi tiết, bàn máy, gồ gá bằng vải. Và để đảm bảo chắc chắn rằng không có giọt dầu, dao cắt hay vật liệu liệu còn sót lại.

Bước 2: Lắp đặt dao để vận hành máy phay CNC

Bạn cần chuẩn bị các dao phay cần cho quá trình gia công và đặt chúng vào kho dao. Khi đó, máy sẽ tự động đưa từng công cụ vào đầu dò. Và sau đó sẽ phát ra một tiếng bíp khi dao được đưa vào đúng vị trí.

Ở máy máy phay CNC, bộ dao cắt sẽ gồm 2 phần, chính là mũi dao và giá đỡ dao. Trong đó giá đỡ dao sẽ được gắn ở trực tiếp vào đầu trục chính. Nhưng hãy tùy vào đường kính dao mà chọn đồ gá cho phù hợp. Giá đỡ dao chính là một dụng cụ tiêu chuẩn, có độ côn nhất định và thường được đi kèm theo máy. Tùy theo loại và kích thước của mũi dao mà chọn giá đỡ dao.

Bước 3: Thực hiện Offset dao

Quá trình offset dao và offset phôi sẽ làm ảnh hưởng trực tiếp đến hình dáng, kích thước của chi tiết sau gia công. Vì vậy người vận hành cần thực hiện phải thật chính xác các thao tác thiết lập, như đo kiểm chuẩn trong quá trình offset dao.

Các bước offset dao trong quá trình vận hành máy phay CNC như sau:

Để đầu chạm trên băng máy, nên nhớ mặt đầu ê tô hoặc mặt đầu phôi.
Chọn dụng cụ cắt cần offset, ví dụ như là dao số T03.
Hãy di chuyển trục Z nhấn vào mặt đầu của đầu chạm cho đến vị trí 0. Lúc này mặt đầu dao sẽ cách mặt đầu phôi làm 50mm. Nhưng lưu ý: Trục chính không quay, ghi nhớ tọa độ Z Machine.
Mở bảng offset dao và chọn vào mục offset, di chuyển trỏ đến vị trí ở Geom (H).
Chọn vị trí nhập giá trị offset cho chiều dài dao số 3 ở chính hàng số 3. Nhập giá trị Z Machine đã ghi nhớ ở trên vào vị trí, ví dụ như là -236.36, sau đó nhấn Input. Tiếp đến máy sẽ xuất kết quả offset dao trên màn hình bảng điều khiển.

Sau khi offset dao, bạn cần kiểm tra lại các thông số như sau:

Di chuyển dao ra thật xa chi tiết gia công.
Dùng chế độ MDI để kiểm tra tọa độ ở offset dao, bằng cách cho chạy lệnh G (G54 – G59).
Di chuyển bàn và đánh giá bằng các tọa độ X, Y, Z trên ô ABSOLUTE.
Di chuyển trục X đến các điểm X0, Y0, Z0.
Nếu X0, Y0, Z0 phù hợp với vị trí điểm chuẩn thì cần thiết lập thì các thao tác thiết lập điểm chuẩn gia công đã chính xác.
Nếu thấy không phù hợp thì phải kiểm tra lại các bước làm sai. Thông thường sẽ sai ở bước tính giá trị X, Y và nhập giá trị vào ô nhớ.

Bước 4: Thực hiện Set phôi

Để gia công phay CNC phôi cần phải được đặt vào đồ gá trên bàn máy. Người thực hiện gá phôi cũng cần có những kỹ năng và cùng kinh nghiệm để nó không va chạm với dao khi di chuyển. Và tránh bị lệch khi gia công, đảm bảo rằng phôi không bị trầy hay móp tại những điểm quan trọng. Sau đó sẽ thực hiện offset phôi như sau để xác định vị trí X0, Y0.

Chọn đầu dò cạnh trên đài dao hoặc là thay đầu dò cạnh vào trục chính.
Cho trục chính quay và thực hiện đánh lệnh đầu dò cạnh.
Di chuyển trục X, Y để đầu dò cạnh chạm vào vị trí cần báo là X0. Y0. Cho đến khi đầu dò không còn bị đảo. Chú ý quan sát không còn khe hở ở giữa đầu dò và mặt cạnh của chi tiết.
Mở bảng offset dao và chọn vào mục Work.
Chọn vị trí nhập giá trị offset cho X, Y ở tại gốc G54 – G59. Nhập X+ (-) bán kính đầu chạm, sau đó nhấn Measure.
Kiểm tra lại quá trình set phôi: So sánh giá trị X, Y trong bảng offset và cùng giá trị tọa độ X, Y Machine của máy. Giá trị X,
Y trong bảng offset sẽ bằng với các toạ độ X, Y Machine.

Thực hiện set phôi theo trục Y

Di chuyển trục Z hướng lên trên (+), để khi di chuyển trục Y tránh bị va chạm với chi tiết. Chọn trục Y để di chuyển dao cắt về với tọa độ gia công (G54).
Di chuyển trục Y sao cho khoảng cách giữa chi tiết nằm ở trên bàn máy và dao cắt gần chạm vào nhau. Nên nhớ giảm cấp tốc độ di chuyển xuống 0,01 mm, đặt một mảnh giấy ở giữa dao cắt và chi tiết gia công.
Tiếp tục di chuyển chậm, tại một thời điểm giấy sẽ chạm tới dao cắt thì dừng di chuyển trục Y, đây chính là giá trị vị trí trục được yêu cầu cho cài đặt bù.
Nhập giá trị trục Y vào với bảng Offset trên màn hình điều khiển máy CNC.

Thiết lập bù trừ phôi theo trục Y

Di chuyển thủ công trục Z xuống dần cho đến khi đầu của công cụ ở gần với vị trí Z0. Lấy một mảnh giấy đặt giữa dao cắt cùng với chi tiết gia công và giữ nó. Giảm cấp tốc độ di chuyển xuống còn 0,01 mm cho đến khi mảnh giấy bị kẹt và không thể còn kéo được do dao cắt đã chạm đến bề mặt chi tiết gia công.

Sau khi đã hoàn thành quy trình trên, khi chương trình chạy với chế độ tự động, máy cắt sẽ bắt đầu tại các điểm G00 X0 Y0 hoạt động.

Bước 5: Thực hiện bù trừ gia công

Trong quá trình gia công, dao có thể bị mòn. Khi đó cần phải thực hiện bù trừ phần mòn này cho dao.

Bù vị trí theo trục Z: Tính năng bù vị trí chỉ áp dụng cho trục X, Y và không áp dụng cho trục Z. Trong hầu hết các trường hợp, trục Z sẽ được bù bằng cách khác, gọi là bù chiều dài dao. Các lệnh liên quan đến bù chiều dài dao đó là: G43, G44, G49.
Bù chiều dài dao thường được lập trình ở trong chế độ tuyệt đối G90. Mục nhập chương trình là các lệnh G43, G44l, tiếp theo là vị trí trên trục Z và chỉ số bù H.

Bước 6: Hãy kiểm tra dầu tưới nguội, làm mát

Dầu tưới nguội có tác dụng giúp làm giảm lượng nhiệt, độ mài mòn dao và cũng làm tăng tuổi thọ máy. Giúp máy có thể hoạt động lâu dài, hiệu suất cao, chất lượng thành phẩm đáp ứng được đúng thiết kế kỹ thuật,…

Cần chọn loại dầu tưới nguội để phù hợp với từng loại máy phay CNC. Trong quá trình vận hành máy, bạn cần kiểm tra lượng dầu tưới nguội để có thể đảm bảo máy được làm mát đầy đủ.

Bước 7: Tải chương trình CNC

Tải chương trình CNC từ máy tính đến máy CNC dùng giao tiếp RS – 232, bộ nhớ USB, hoặc có thể đĩa mềm. Chương trình CNC sẽ được viết ra từ các phần mềm CAD/ CAM.

Sử dụng các phần mềm kiểm tra chương trình để giúp loại bỏ hết các lỗi có thể xảy ra trước khi chạy.

Chọn chế độ là EDIT, chọn PRG.
Nhập tên chương trình, ví dụ là O0001 > Bấm nút INSERT > EOB > INSERT. Tên chương trình O0001 sẽ được hiện trên màn hình. Nếu tên này được đã tồn tại trong bộ nhớ thì máy sẽ mở ra, còn nếu chưa có thì phải tạo file mới.
Sau đó tiếp tục tiến hành nhập các câu lệnh.

Ví dụ bạn nhập câu lệnh “G90 G94 G21 G17 G40 G49 G80;”, có thể thực hiện bấm như sau: G90 G94 G21 G17 G40 G49 G80; Và bấm INSERT.

Tuần tự như vậy, nhập cho đến hết tất cả các câu lệnh chương trình vào máy.
Để xóa một lệnh, bạn cần di chuyển con nháy đến vị trí cần xóa và sau đó bấm DELETE.
Dùng phím ALT để thay thế.
Để chèn một lệnh, hãy di chuyển con nháy đến trước vị trí cần chèn và sau đó bấm INSERT.

Bước 8: Tiến hành chạy máy

Quá trình chạy thử (test máy) luôn rất cần thiết cho gia công hàng loạt, hoặc là gia công lần đầu tiên. Để đảm bảo rằng không có bất thường nào xảy ra khi vận hành máy.

Chọn chế độ EDIT > Nhấn chọn chương trình cần gia công > Bấm mũi tên hướng xuống.
Bấm RESET để cho con trỏ về đầu chương trình.
Chuyển sang vị trí là AUTO.
Bấm CYCLE START để cho chạy máy.
Bấm POS để kiểm tra giá trị của các tọa độ.
Sau khi máy đã bắt đầu chạy ổn định, có thể tăng tốc độ chạy dao lên đến 25% hoặc 50%.
Để dừng tạm thời chương trình gia công và bấm FEEDHOLD.
Tiếp tục bấm START để tiếp tục gia công.

Người vận hành cần cẩn thận đọc tất cả dòng lệnh được lập trình. Theo dõi từng chuyển động của máy, để có thể thực hiện dừng máy kịp lúc nếu xảy ra lỗi.

Bước 9: Tắt máy và sau đó kiểm tra sản phẩm

Sau khi đã gia công sản phẩm hoàn thành, hãy bấm nút thoát khỏi chương trình để tắt máy. Sau đó bạn cần tháo dao khỏi mâm cặp và dọn sạch vùng làm việc. Cần đặt dao ở đúng vị trí ban đầu để dễ dàng tìm thấy được nó khi gia công lần sau.

Người vận hành phải kiểm tra và đo lường các sai số của sản phẩm cùng với đánh giá chất lượng. Để có thể đảm bảo sản phẩm gia công có được chất lượng và độ chính xác cao nhất.

Từ những thông tin trong bài viết trên do thegioidienco.vn tổng hợp được mong rằng bạn đã hiểu được phay CNC là gì và lợi ích thiết thực của chúng mang đến cho doanh nghiệp. Như vậy, có thể thấy việc vận hành máy phay CNC đòi hỏi bạn phải hiểu và nắm được các câu lệnh trong mã lệnh G-code cũng như thành thạo quá trình vận hành máy. Qua bài viết này, nhằm truyền đạt đến người đọc các bước vận hành máy phay CNC là như thế nào? Chúc các bạn thành công!