Dụng cụ cắt tác động như thế nào đến độ chính xác và hiệu quả gia công trong trung tâm gia công đứng？

Trong lĩnh vực sản xuất chính xác, dụng cụ cắt đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng, độ chính xác và hiệu quả của quy trình gia công. Trung tâm gia công dọc (VMC) được sử dụng rộng rãi cho các công việc như phay, khoan và khai thác và hiệu quả của các máy này phần lớn phụ thuộc vào công cụ cắt được sử dụng. Những công cụ này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng, tốc độ sản xuất và hiệu quả chi phí tổng thể.

Độ chính xác của gia công

Độ chính xác đề cập đến khả năng tạo ra các bộ phận đáp ứng các thông số kỹ thuật và dung sai chính xác. Dụng cụ cắt có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng này. Một số yếu tố liên quan đến dụng cụ cắt ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác trong hoạt động gia công của VMC.

Đầu tiên, thiết kế của dụng cụ cắt là rất quan trọng. Hình học của công cụ, bao gồm các đặc điểm như góc trước, lưỡi cắt và góc phụ, xác định mức độ tương tác hiệu quả của nó với vật liệu. Một dụng cụ cắt được thiết kế tốt sẽ giảm thiểu rung động, giảm độ lệch và giúp duy trì sự ổn định của dụng cụ trong quá trình vận hành, dẫn đến độ chính xác cao hơn.

Ngoài ra, khả năng chống mài mòn của dụng cụ cắt ảnh hưởng đến độ chính xác theo thời gian. Khi dụng cụ bị mài mòn, lưỡi cắt của nó trở nên kém sắc hơn, điều này có thể dẫn đến bề mặt cứng hơn, độ chính xác về kích thước không chính xác hoặc kết quả không nhất quán. Việc lựa chọn các công cụ được làm từ vật liệu chịu mài mòn như cacbua hoặc gốm có thể kéo dài tuổi thọ của công cụ và duy trì độ chính xác.

Độ sắc nét và chất lượng cạnh của dụng cụ cắt cũng rất quan trọng đối với độ chính xác. Một dụng cụ cùn sẽ làm tăng lực cắt, điều này có thể gây ra sai số về kích thước của bộ phận và dẫn đến lớp hoàn thiện thô. Mặt khác, các dụng cụ sắc bén cắt với lực tối thiểu, giảm độ lệch của dụng cụ và giữ cho quá trình gia công ổn định, điều này rất quan trọng để duy trì dung sai chặt chẽ.

Cuối cùng, lực cắt và độ rung ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác gia công. Nếu dụng cụ không thể quản lý các lực mà nó gặp phải trong quá trình cắt, nó có thể dẫn đến dụng cụ bị lệch hoặc rung (tiếng kêu). Điều này có thể dẫn đến sự không hoàn hảo hoặc mâu thuẫn trong phần cuối cùng. Dụng cụ cắt chất lượng cao được thiết kế để chịu được lực cắt cao hơn và giảm độ rung có thể cải thiện độ chính xác về mặt này.

Hiệu quả gia công

Hiệu quả gia công liên quan đến việc sản xuất các bộ phận trong thời gian ngắn nhất có thể mà không làm giảm chất lượng. Dụng cụ cắt rất cần thiết để tối ưu hóa hiệu quả, ảnh hưởng đến thời gian chu kỳ, tốc độ loại bỏ vật liệu và tuổi thọ của dụng cụ.

Tốc độ cắt và tốc độ tiến dao là những yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả gia công. Tốc độ cắt xác định tốc độ dao di chuyển qua vật liệu và tốc độ tiến dao là tốc độ dao tiến vào phôi. Bằng cách chọn công cụ cắt phù hợp cho vật liệu cụ thể, nhà sản xuất có thể tăng cả tốc độ cắt và tốc độ tiến dao, dẫn đến thời gian sản xuất nhanh hơn. Các công cụ được làm từ vật liệu như cacbua cho phép tốc độ cao hơn và loại bỏ vật liệu nhanh hơn, do đó giảm thời gian chu kỳ gia công.

Tốc độ loại bỏ vật liệu (MRR) là một yếu tố quan trọng khác. MRR đề cập đến lượng vật liệu được loại bỏ trong quá trình gia công và MRR cao hơn dẫn đến năng suất cao hơn. Dụng cụ cắt có hình học, lớp phủ và vật liệu tối ưu có thể loại bỏ nhiều vật liệu hơn trên mỗi lượt cắt, cải thiện MRR và do đó nâng cao hiệu quả gia công.

Tuổi thọ dụng cụ cũng đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất gia công. Dụng cụ cắt có tuổi thọ cao hơn giúp giảm nhu cầu thay đổi dụng cụ thường xuyên, điều này có thể gây ra sự chậm trễ trong sản xuất. Dụng cụ được làm từ vật liệu bền như lớp phủ cacbua hoặc kim cương giúp cải thiện khả năng chống mài mòn, cho phép tuổi thọ dụng cụ dài hơn và ít bị gián đoạn hơn trong quá trình gia công. Điều này dẫn đến hoạt động ổn định hơn và tiết kiệm chi phí theo thời gian.

Hơn nữa, khả năng thay đổi công cụ nhanh chóng cũng ảnh hưởng đến hiệu quả. VMC thường bao gồm Bộ thay dao tự động (ATC), cho phép hoán đổi dao nhanh chóng giữa các nguyên công. Loại và thiết kế của dụng cụ cắt có thể nâng cao hoặc cản trở quá trình thay đổi dụng cụ. Các công cụ yêu cầu ít thay đổi hơn hoặc được thiết kế để trao đổi nhanh chóng giúp giảm thời gian ngừng hoạt động và giúp hoạt động diễn ra suôn sẻ.

Vật liệu và lớp phủ dụng cụ cắt

Vật liệu và lớp phủ của dụng cụ cắt là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cả độ chính xác và hiệu quả. Các vật liệu và lớp phủ khác nhau được lựa chọn tùy thuộc vào nguyên công gia công, vật liệu được gia công và tuổi thọ dụng cụ mong muốn.

Cacbua là một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất để chế tạo dụng cụ cắt do độ cứng và khả năng chống mài mòn. Dụng cụ cacbua có thể xử lý tốc độ cắt cao và phù hợp để gia công các vật liệu cứng, cải thiện cả tốc độ và độ chính xác. Những công cụ này lý tưởng cho các hoạt động có nhiệt độ cao và độ mài mòn cao.

Thép tốc độ cao (HSS) là một loại vật liệu khác thường được sử dụng để chế tạo dụng cụ cắt, mặc dù nó phổ biến hơn trong các hoạt động ít đòi hỏi khắt khe hơn. HSS mềm hơn cacbua nhưng nó linh hoạt hơn và tiết kiệm chi phí hơn khi gia công các vật liệu mềm hơn ở tốc độ thấp hơn. Tuy nhiên, các công cụ HSS thường kém hiệu quả hơn trong các hoạt động tốc độ cao hoặc tải nặng.

Dụng cụ gốm được sử dụng để cắt tốc độ rất cao, đặc biệt đối với các vật liệu cứng như gang hoặc hợp kim nhiệt độ cao. Chúng có khả năng chống mài mòn cao và có thể chịu được các điều kiện cắt khắc nghiệt, khiến chúng phù hợp với một số nhiệm vụ có hiệu suất cao nhất định.

Các lớp phủ như titan nitride (TiN), titan nhôm nitride (TiAlN) hoặc carbon giống kim cương (DLC) cải thiện hiệu suất của dụng cụ cắt. Những lớp phủ này làm giảm ma sát, tăng cường khả năng chịu nhiệt và cải thiện khả năng chống mài mòn, từ đó cho phép tốc độ cắt nhanh hơn, tốc độ tiến dao cao hơn và tuổi thọ dụng cụ dài hơn.

Các loại dụng cụ cắt cho VMC

Loại dụng cụ cắt được sử dụng trong Trung tâm gia công đứng phụ thuộc vào nhiệm vụ cụ thể và vật liệu được gia công. Các công cụ cắt phổ biến cho VMC bao gồm:

• Máy nghiền cuối : Được sử dụng cho nhiều nguyên công phay khác nhau, dao phay ngón là công cụ linh hoạt có thể gia công cả bề mặt phẳng và bề mặt phức tạp. Thiết kế của chúng cho phép cắt dọc theo nhiều trục, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các hoạt động đòi hỏi độ chính xác cao.

• Máy nghiền mặt : Chủ yếu được sử dụng để gia công các bề mặt phẳng, lớn, máy phay mặt có hiệu quả trong việc loại bỏ vật liệu nhanh chóng trong các nguyên công gia công thô. Những công cụ này có thể xử lý khối lượng vật liệu lớn hơn và thường được sử dụng để bắt đầu quá trình gia công.

• Máy khoan và vòi : Đây là những thứ cần thiết để tạo lỗ và ren bên trong. Dụng cụ khoan chuyên dụng được lựa chọn dựa trên loại vật liệu và độ chính xác cần thiết. Hoạt động khoan được hưởng lợi từ các công cụ được thiết kế để duy trì độ sắc nét và chống tích tụ nhiệt.

• Dụng cụ khía và vát mép : Những công cụ này được sử dụng để tạo các đặc điểm hình học cụ thể, chẳng hạn như các rãnh hoặc các cạnh vát. Độ chính xác và thiết kế của những công cụ này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của các tính năng trên phần cuối cùng.