Home / Công nghệ CNC / Các chỉ tiêu gia công của máy CNC

Các chỉ tiêu gia công của máy CNC

1. Thông số hình học

Thông số hình học của máy CNC hay của vùng gia công là thông số của không gian mà trong đó dụng cụ cắt và chi tiết gia công có thể tác động qua lại ở bất kì vị trí nào. Như vậy, trên các máy gia công chi tiết tròn xoay vùng gia công là một khối lăng trụ được xác định bằng bán kính và chiều dài dịch chuyển của các tọa độ.

Trên các máy gia công chi tiết hình hộp chữ nhật vùng gia công là một khối hình hộp (đôi khi hình lăng trụ) được xác định bằng các chiều dài dịch chuyển qua các tọa độ.Các điểm giới hạn của vùng làm việc được đánh số tương tự như kí hiệu số của ma trận. Để thuận tiện và dễ nhớ người ta đánh thứ tự các số theo quy tắc sau: số thứ nhất của các chữ số kí hiệu các điểm theo trục thẳng đứng, số thứ hai của các chữ số ký hiệu các điểm theo trục dọc (trục Z) còn số thứ ba của các số ký hiệu các điểm theo trục nằm ngang (trục X, hình 2.20).

2. Thông số gia công.

Thông số gia công của máy CNC là tốc độ chuyển động của các cơ cấu chấp hành và công suất động cơ. Người ta dựa vào các thông số hình học (vùng gia công) như kích thước bàn máy phay hay chiều cao của tâm máy tiện để chọn công suất động cơ, tốc độ quay của trục chính và lượng chạy dao. Ví dụ, đối với các máy nhiều dao để gia công các chi tiết hình hộp chữ nhật người ta chọn các thông số gia công như sau:

3. Năng suất gia công.

Năng suất gia công là số lượng chi tiết được gia công trong một đơn vị thời gian. Công thức tính năng suất gia công được viết dưới dạng:

Để tăng năng suất phải giảm thời gian tcbkl. Muốn giảm thời gian t<bkl phải dùng đồ gá – vệ tinh và giảm số lượng các loạt chi tiết gia cổng trên máy (trên một máy CNC không nên gia công quá 30 4- 50 loại chi tiết trong một năm).

Để tăng năng suất phải giảm tld. Phương pháp giảm tld là dùng hệ thống thay dao tự động. Trên các máy thay dao bằng tay nên sử dụng cơ cấu kẹp nhanh.

Để tăng năng suất còn phải giảm thời gian thay đổi các chi tiết gia công. Việc này có thể đạt được nhờ các cơ cấu nhiều vị trí (để thay chi tiết tự động) và đồ gá – vệ tinh. Đồng thời để tăng năng suất phải giảm thời gian to. Có nhiều cách để giảm to: tăng tốc độ cắt (cần phải tăng công suất động cơ), sử dụng dao có khả năng cắt với tốc độ cao, gia công với chế độ cắt tối ưu và gia công đồng thời bằng nhiều dao.

Một phương pháp nữa để nâng cao năng suất gia công là giảm thời gian phụ. Thời gian phụ được giảm bằng cách tăng tốc độ chạy nhanh của các cơ cấu chấp hành hoặc của dao (cố gắng tăng tốc độ chạy dao nhanh tới 10-15 m/ph).

4. Độ chính xác của máy CNC.

Sai số gia công tổng cộng trên các máy CNC xuất hiện trên các hệ thống truyền động của máy, trong các hệ thống điều khiển và kiểm tra và trong bản thân chi tiết gia công (hình 2.21 và hình 2.22).

5. Độ tin cậy của máy CNC.

Các máy công cụ CNC có giá thành rất cao, cho nên chúng chi mang lại hiệu quả kinh tế khi chúng được sử dụng liên tục (cả hai ca và có khi cả ba ca) và không có hỏng hóc nào trong khi làm việc. Ngoài ra. trong quá trình làm việc các máy phải đảm bảo được độ chính xác gia công và nếu có bị hỏng hóc thì máy phải có khả năng sửa chữa hoặc thay thế một cách dễ dàng, thuận tiện.

Vậy, độ tin cậy của máy CNC là tính chất thực hiện chức năng gia công, giữ được các chi tiêu công nghệ cũng như sửa chữa theo một thời gian quy định. Độ tin cậy của máy được đặc trưng bởi ba tính chất sau đây:

a) Tính làm việc không bị hư hỏng.

Tính chất này được đặc trưng bằng sự làm việc liên tục của máy trong một thời gian nhất định (thời gian chạy rà và làm việc của máy).

 b) Tuổi thọ của máy.

Tính chất này là sự ổn định làm việc cho tới lúc sửa chữa (một phần tuổi thọ) và sau đó lại tiếp tục hoạt động.

Như vậy, hai tính chất trên đều đặc trưng cho khả năng làm việc của máy. Tuy nhiên, tính chất thứ nhất (tính làm việc không bị hỏng) tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định, còn tính chất thứ hai (tuổi thọ) tồn tại trong suốt quá trình máy được sử dụng, kể cả thời gian máy dừng để sửa chữa.

Đối với tính chất thứ nhất (tính làm việc không bị hỏng) còn có khái niệm về xác suất p của tính chất này.

Ví dụ, xác suất của tính làm việc không bị hòng P=0,97 trong thời gian 1000 giờ có nghĩa là 97% thời gian của 1000 giờ máy sẽ làm việc ổn định.

c) Khả năng sửa chữa.

Tính chất này có nghĩa là người ta có khả năng sửa chữa những khuyết tật và hỏng hóc đó.

Đối với các máy CNC thì hai tính chất (tính chất thứ nhất và tính chất thứ ba) là quan trọng nhất bởi vì các máy CNC có cấu trúc rất phức tạp và có rất nhiều cơ cấu có tác động qua lại lẫn nhau.

6. Tính vạn năng của máy CNC

Tính vạn năng của máy CNC được xác định bằng chi phí cần thiết để chuyển công nghệ gia công nhóm chi tiết này sang công nghệ gia công nhóm chi tiết khác. Mỗi loại máy hoặc mỗi máy có tính vạn năng riêng, nghĩa là có điều kiện tối ưu để sử dụng máy. Hình 2.24 biểu diễn quan hệ giữa chi phí gia công và số chi tiết được gia công sau khi phải điểu chỉnh máy. Các đường trên hình được giái thích như sau:

Đường 1: Chi phí khấu hao để gia công các loạt chi tiết.

Đường 2;4: Chi phí cho việc điều chỉnh máy để thay đổi công nghệ gia công các loạt chi tiết (các loạt chi tiết có chi phí theo đường cong 2 nhỏ hơn các loạt chi tiết có chi phí theo đường cong 4).

Đường cong 3;5: Các chi phí tổng cộng (đường 3 là tổng chi phí của đường 1 và đường 2, còn đường 5 là tổng chi phí của đường 1 và 4).

Như vậy N(H và N()2 là số chi tiết trong loạt tối ưu khi gia công trên máy CNC.

Nhưng tính vạn năng và năng suất của máy lại có ý nghĩa trái ngược nhau: tính vạn năng của máy giảm (giảm số loạt chi tiết được gia công trên máy) thì năng suất của máy lại có thể tăng lên (vì phải ít điều chỉnh lại máy).

Khi sử dụng máy CNC người ta có thể xác định được số lượng chi tiết trong loạt là bao nhiêu thì việc gia công trên máy CNC mới có hiệu quả kinh tế.