Giới thiệu
Trong lĩnh vực sản xuất tiên tiến, trung tâm gia công CNC 5 trục được coi là đỉnh cao của độ chính xác và tính linh hoạt. Nghiên cứu điển hình này, được tiếp cận từ góc độ của một kỹ sư dự án, giới thiệu ứng dụng thực tế của máy CNC 5 trục để chế tạo một bộ phận hàng không vũ trụ phức tạp, thể hiện khả năng, những thách thức đã vượt qua và những hiểu biết kỹ thuật thu thập được trong suốt quá trình.
Tổng quan về dự án
Dự án hiện tại liên quan đến việc gia công khung động cơ máy bay bằng hợp kim titan (Ti-6Al-4V). Bộ phận này yêu cầu các đường viền phức tạp, các hốc sâu và các lỗ chính xác được khoan ở nhiều góc khác nhau, khiến nó trở thành ứng cử viên lý tưởng cho gia công 5 trục. Mục tiêu là đạt được dung sai trong phạm vi 5 micron trong khi vẫn duy trì các yêu cầu về độ bóng bề mặt quan trọng đối với các ứng dụng hàng không vũ trụ.
 Lựa chọn máy
Trung tâm gia công CNC 5 trục được chọn cho dự án này là DMG MORI NLX 2500 SY|700, được công nhận nhờ độ cứng, độ chính xác cao và khả năng xử lý các vật liệu khó khăn như titan. Thiết kế trục xoay tích hợp và bàn nghiêng quay (trục B và trục C) cho phép gia công đồng thời 5 trục đầy đủ, rất quan trọng để sản xuất hiệu quả và chính xác các bộ phận của chúng tôi.
Lập kế hoạch quy trình
Bước 1: Thiết kế CAD/CAM
Bằng cách sử dụng phần mềm Siemens NX, mô hình 3D được thiết kế tỉ mỉ, đảm bảo mọi độ phức tạp hình học đều được thể hiện chính xác. Lập trình CAM được thực hiện với hyperMILL, tối ưu hóa đường dẫn dao để có thời gian chu kỳ tối thiểu và tốc độ loại bỏ vật liệu tối đa trong khi vẫn duy trì tuổi thọ dao.
Bước 2: Chiến lược gia công Dụng cụ
Sự kết hợp giữa dao phay cacbua nguyên khối, dao cắt mũi bi và mũi khoan súng đã được chọn để giải quyết các nguyên công gia công khác nhau. Các công cụ cacbua vonfram được ưa chuộng hơn vì khả năng chịu nhiệt và độ bền khi làm việc với titan.
Các chiến lược làm sạch thích ứng và kỹ thuật gia công tốc độ cao đã được triển khai để giảm thiểu độ rung và đảm bảo thoát phoi hiệu quả.
Bước 3: Thiết kế đồ gá
Một đồ gá kẹp thủy lực tùy chỉnh được thiết kế để giữ chặt phôi trong các hoạt động cắt mạnh đồng thời giảm thiểu biến dạng.
Thực hiện gia công
Thiết lập ban đầu
phôi được gắn chính xác trên bàn quay bằng thiết bị cố định tùy chỉnh, đảm bảo độ lặp lại và độ chính xác.
Quy trình hiệu chuẩn được chạy để xác minh hình dạng của máy và chiều dài dao.
Giai đoạn gia công Gia công
thô: Các vết cắt thô nặng được thực hiện bằng cách sử dụng chiến lược phay trochoidal để loại bỏ vật liệu khối, sau đó là các bước bán tinh để đạt đến hình dạng cuối cùng.
Bán hoàn thiện & Hoàn thiện: Máy cắt mũi bi được sử dụng cho các hoạt động tạo đường viền, với chuyển động 5 trục liên tục duy trì chiều cao hình sò ổn định để có bề mặt hoàn thiện mịn.
Khoan & Taro lỗ: Các lỗ sâu được khoan bằng máy khoan súng dưới chất làm mát áp suất cao để duy trì độ thẳng và ngăn ngừa mài mòn dụng cụ. Sau đó, vòi được sử dụng để tạo luồng với tốc độ tiến dao được kiểm soát.
Kiểm tra lần cuối: Bộ phận đã hoàn thiện đã trải qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt bằng máy đo tọa độ (CMM) để xác nhận độ chính xác về kích thước và các thông số hoàn thiện bề mặt.
Thách thức & Giải pháp
Giãn nở nhiệt: Để giảm thiểu sự tăng trưởng nhiệt của phôi titan, quá trình gia công được tiến hành trong môi trường được kiểm soát nhiệt độ và đường dẫn dao bao gồm các giai đoạn làm mát chiến lược.
Độ mòn của dụng cụ: Giám sát dụng cụ thường xuyên và tốc độ tiến dao thích ứng dựa trên giám sát tải theo thời gian thực đã giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ và duy trì chất lượng bộ phận.
Độ chính xác trong chu kỳ dài: Hiệu chuẩn máy thường xuyên và sử dụng cân tuyến tính chất lượng cao đảm bảo độ chính xác về vị trí trong suốt chu kỳ gia công kéo dài. 
Kết luận Việc thực hiện thành công dự án này nhấn mạnh vai trò then chốt của các trung tâm gia công CNC 5 trục trong việc giải quyết các nhu cầu nghiêm ngặt của sản xuất hiện đại, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Bằng cách tận dụng phần mềm tiên tiến, công cụ chiến lược và lập kế hoạch tỉ mỉ, chúng tôi đã đạt được độ chính xác và hiệu quả vô song, biến một kế hoạch chi tiết phức tạp thành một thành phần hữu hình, có hiệu suất cao. Nghiên cứu điển hình này đóng vai trò là minh chứng cho sức mạnh biến đổi của công nghệ 5 trục trong việc vượt qua các ranh giới về khả năng sản xuất.
|
Lựa chọn máy 
