Trong lĩnh vực gia công cơ khí hiện đại, máy khoan và máy phay CNC là hai thiết bị máy công cụ phổ biến và quan trọng, có sự khác biệt đáng kể về chức năng, cấu trúc và ứng dụng. Để giúp bạn hiểu sâu hơn và toàn diện hơn về hai loại máy công cụ này, nhà sản xuất máy phay CNC sẽ cung cấp cho bạn giải thích chi tiết dưới đây.
1. Độ tương phản cứng
Đặc tính độ cứng của máy khoan
Máy khoan chủ yếu được thiết kế để chịu được lực thẳng đứng lớn, lực ngang tương đối nhỏ. Nguyên nhân là do phương pháp gia công chính của máy khoan là khoan, và mũi khoan chủ yếu khoan theo phương thẳng đứng trong quá trình vận hành, lực tác dụng lên phôi chủ yếu tập trung theo phương trục. Do đó, kết cấu của máy khoan đã được gia cố theo phương thẳng đứng để đảm bảo độ ổn định, giảm rung động và độ lệch trong quá trình khoan.
Tuy nhiên, do khả năng chịu lực ngang của máy khoan yếu, điều này cũng hạn chế ứng dụng của chúng trong một số tình huống gia công phức tạp. Khi cần gia công mặt bên trên phôi hoặc khi có sự can thiệp ngang đáng kể trong quá trình khoan, máy khoan có thể không đảm bảo được độ chính xác và độ ổn định gia công.
Yêu cầu về độ cứng cho máy phay CNC
Không giống như máy khoan, máy phay CNC đòi hỏi độ cứng vững cao vì lực sinh ra trong quá trình phay phức tạp hơn. Lực phay không chỉ bao gồm lực thẳng đứng lớn mà còn phải chịu được lực ngang lớn. Trong quá trình phay, diện tích tiếp xúc giữa dao phay và phôi rất lớn, và dao phay quay theo phương ngang khi cắt, dẫn đến lực phay tác động theo nhiều hướng.
Để đối phó với những tình huống ứng suất phức tạp như vậy, thiết kế kết cấu của máy phay CNC thường chắc chắn và ổn định hơn. Các bộ phận chính của máy công cụ, chẳng hạn như bệ máy, cột máy và ray dẫn hướng, được làm bằng vật liệu có độ bền cao và cấu trúc được tối ưu hóa để cải thiện độ cứng tổng thể và hiệu suất chống rung. Độ cứng tốt cho phép máy phay CNC duy trì gia công chính xác cao trong khi vẫn chịu được lực cắt lớn, phù hợp để gia công nhiều hình dạng phức tạp và các chi tiết có độ chính xác cao.
2. Sự khác biệt về cấu trúc
Đặc điểm cấu trúc của máy khoan
Cấu trúc của máy khoan tương đối đơn giản, và trong hầu hết các trường hợp, chỉ cần đạt được độ dịch chuyển thẳng đứng là có thể đáp ứng được yêu cầu gia công. Máy khoan thường bao gồm thân máy, trụ máy, hộp trục chính, bàn làm việc và cơ cấu dịch chuyển.
Bệ máy là bộ phận cơ bản của máy khoan, được sử dụng để đỡ và lắp đặt các bộ phận khác. Cột được cố định trên bệ máy để hỗ trợ hộp trục chính. Hộp trục chính được trang bị trục chính và cơ cấu biến tốc, được sử dụng để điều khiển chuyển động quay của mũi khoan. Bàn làm việc được sử dụng để đặt phôi và có thể dễ dàng điều chỉnh và định vị. Cơ cấu cấp liệu chịu trách nhiệm điều khiển chuyển động cấp liệu dọc trục của mũi khoan để kiểm soát độ sâu khoan.
Do phương pháp gia công tương đối đơn giản, cấu trúc của máy khoan cũng tương đối đơn giản và chi phí tương đối thấp. Tuy nhiên, cấu trúc đơn giản này cũng hạn chế chức năng và phạm vi gia công của máy khoan.
Cấu tạo của máy phay CNC
Cấu trúc của máy phay CNC phức tạp hơn nhiều. Nó không chỉ cần đạt được tốc độ tiến thẳng đứng mà quan trọng hơn là còn cần có chức năng tiến ngang, tiến dọc và tiến ngang. Máy phay CNC thường bao gồm các bộ phận như bệ máy, trụ máy, bàn máy, yên máy, hộp trục chính, hệ thống CNC, hệ thống truyền động tiến, v.v.
Bệ máy và cột máy tạo nên cấu trúc hỗ trợ ổn định cho máy công cụ. Bàn máy có thể di chuyển theo chiều ngang để đạt được tốc độ nạp liệu ngang. Yên máy được lắp trên cột máy và có thể dẫn động hộp trục chính di chuyển theo chiều dọc, đạt được tốc độ nạp liệu dọc. Hộp trục chính được trang bị trục chính hiệu suất cao và thiết bị truyền động tốc độ biến thiên chính xác, đáp ứng yêu cầu của các kỹ thuật gia công khác nhau.
Hệ thống CNC là bộ phận điều khiển cốt lõi của máy phay CNC, chịu trách nhiệm tiếp nhận lệnh lập trình và chuyển đổi thành tín hiệu điều khiển chuyển động cho từng trục của máy công cụ, đạt được các thao tác gia công chính xác. Hệ thống truyền động cấp liệu chuyển đổi lệnh của hệ thống CNC thành chuyển động thực tế của bàn làm việc và yên xe thông qua các bộ phận như động cơ và vít, đảm bảo độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt.
3. Chức năng xử lý
Công suất xử lý của máy khoan
Máy khoan chủ yếu là một thiết bị sử dụng mũi khoan để khoan và gia công chi tiết. Trong điều kiện bình thường, chuyển động quay của mũi khoan là chuyển động chính, còn chuyển động dọc trục của máy khoan là chuyển động đưa phôi. Máy khoan có thể thực hiện các thao tác gia công lỗ xuyên, lỗ mù và các thao tác gia công khác trên chi tiết, và có thể đáp ứng các yêu cầu về khẩu độ và độ chính xác khác nhau bằng cách thay thế các mũi khoan có đường kính và loại khác nhau.
Ngoài ra, máy khoan còn có thể thực hiện một số thao tác khoan và taro đơn giản. Tuy nhiên, do hạn chế về cấu trúc và chức năng, máy khoan không thể thực hiện gia công hình dạng phức tạp trên bề mặt chi tiết gia công, chẳng hạn như bề mặt phẳng, rãnh, bánh răng, v.v.
Phạm vi gia công của máy phay CNC
Máy phay CNC có phạm vi khả năng gia công rộng hơn. Nó có thể sử dụng dao phay để gia công bề mặt phẳng của phôi, cũng như các hình dạng phức tạp như rãnh và bánh răng. Ngoài ra, máy phay CNC cũng có thể gia công các phôi có biên dạng phức tạp, chẳng hạn như bề mặt cong và bề mặt không đều, bằng cách sử dụng các công cụ cắt và phương pháp lập trình đặc biệt.
So với máy khoan, máy phay CNC có hiệu suất gia công cao hơn, tốc độ nhanh hơn và có thể đạt được độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt cao hơn. Điều này khiến máy phay CNC được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như sản xuất khuôn mẫu, hàng không vũ trụ và linh kiện ô tô.
4. Dụng cụ và đồ đạc
Dụng cụ và đồ gá cho máy khoan
Dụng cụ chính được sử dụng trong máy khoan là mũi khoan, hình dạng và kích thước của mũi khoan được lựa chọn theo yêu cầu gia công. Trong quá trình khoan, các đồ gá đơn giản như kìm, khối chữ V, v.v. thường được sử dụng để định vị và kẹp chặt phôi. Do lực tác động của máy khoan chủ yếu tập trung theo hướng trục, thiết kế của đồ gá tương đối đơn giản, chủ yếu đảm bảo phôi không bị dịch chuyển hoặc xoay trong quá trình khoan.
Dụng cụ và đồ gá cho máy phay CNC
Ngoài các loại dao phay thông thường, máy phay CNC còn sử dụng nhiều loại dụng cụ cắt khác nhau, bao gồm dao phay đầu bi, dao phay đầu ngón, dao phay mặt đầu, v.v. Mỗi loại dụng cụ cắt khác nhau phù hợp với các kỹ thuật gia công và yêu cầu hình dạng khác nhau. Trong phay CNC, yêu cầu thiết kế đồ gá cao hơn, và các yếu tố như phân bố lực cắt, độ chính xác định vị của phôi và cường độ lực kẹp cần được xem xét để đảm bảo phôi không bị dịch chuyển và biến dạng trong quá trình gia công.
Để nâng cao hiệu quả và độ chính xác gia công, máy phay CNC thường sử dụng đồ gá và thiết bị chuyên dụng như đồ gá kết hợp, đồ gá thủy lực, v.v. Đồng thời, máy phay CNC cũng có thể chuyển đổi nhanh chóng các dụng cụ cắt khác nhau bằng cách sử dụng thiết bị thay đổi dụng cụ tự động, giúp cải thiện hơn nữa tính linh hoạt và hiệu quả gia công.
5. Lập trình và vận hành
Lập trình và vận hành máy khoan
Việc lập trình máy khoan tương đối đơn giản, thường chỉ cần thiết lập các thông số như độ sâu khoan, tốc độ và tốc độ chạy dao. Người vận hành có thể hoàn tất quá trình gia công bằng cách vận hành tay cầm hoặc nút bấm của máy, và cũng có thể sử dụng hệ thống CNC đơn giản để lập trình và điều khiển.
Do công nghệ gia công của máy khoan tương đối đơn giản, thao tác tương đối dễ dàng, yêu cầu kỹ thuật đối với người vận hành tương đối thấp. Tuy nhiên, điều này cũng hạn chế việc ứng dụng máy khoan trong gia công chi tiết phức tạp.
Lập trình và vận hành máy phay CNC
Việc lập trình máy phay CNC phức tạp hơn nhiều, đòi hỏi phải sử dụng các phần mềm lập trình chuyên nghiệp như MasterCAM, UG, v.v. để tạo chương trình gia công dựa trên bản vẽ và yêu cầu gia công của chi tiết. Trong quá trình lập trình, nhiều yếu tố như đường chạy dao, thông số cắt và trình tự gia công cần được xem xét để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả gia công.
Về mặt vận hành, máy phay CNC thường được trang bị màn hình cảm ứng hoặc bảng điều khiển. Người vận hành cần phải quen thuộc với giao diện vận hành và chức năng của hệ thống CNC, có khả năng nhập lệnh và thông số chính xác, đồng thời theo dõi trạng thái trong quá trình gia công. Do công nghệ gia công phức tạp của máy phay CNC, yêu cầu trình độ kỹ thuật và kiến thức chuyên môn của người vận hành rất cao, đòi hỏi phải được đào tạo chuyên sâu và thực hành thành thạo.
6、 Lĩnh vực ứng dụng
Các tình huống ứng dụng của máy khoan
Do cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và vận hành thuận tiện, máy khoan được sử dụng rộng rãi trong một số xưởng gia công cơ khí nhỏ, xưởng bảo trì và hộ gia đình gia công riêng lẻ. Máy chủ yếu được sử dụng để gia công các chi tiết có cấu trúc đơn giản và yêu cầu độ chính xác thấp, chẳng hạn như chi tiết dạng lỗ, chi tiết kết nối, v.v.
Trong một số doanh nghiệp sản xuất hàng loạt, máy khoan cũng có thể được sử dụng để gia công các quy trình đơn giản, chẳng hạn như khoan lỗ trên tấm kim loại. Tuy nhiên, đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp và độ chính xác cao, máy khoan không thể đáp ứng được yêu cầu.
Phạm vi ứng dụng của máy phay CNC
Máy phay CNC đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như sản xuất khuôn mẫu, hàng không vũ trụ, linh kiện ô tô, thiết bị điện tử, v.v. nhờ ưu điểm về độ chính xác gia công cao, hiệu suất cao và chức năng mạnh mẽ. Máy có thể gia công nhiều loại khuôn mẫu có hình dạng phức tạp, chi tiết chính xác, chi tiết hộp, v.v., đáp ứng nhu cầu gia công chính xác và hiệu quả cao của sản xuất hiện đại.
Đặc biệt trong một số ngành sản xuất cao cấp, máy phay CNC đã trở thành thiết bị chủ chốt không thể thiếu, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm, rút ngắn chu kỳ sản xuất và giảm chi phí.
7、 So sánh các ví dụ gia công
Để chứng minh trực quan hơn sự khác biệt về hiệu ứng gia công giữa máy khoan và máy phay CNC, hai ví dụ gia công cụ thể sẽ được so sánh bên dưới.
Ví dụ 1: Gia công một bộ phận tấm lỗ đơn giản
Gia công bằng máy khoan: Đầu tiên, cố định phôi trên bàn làm việc, chọn mũi khoan phù hợp, điều chỉnh độ sâu khoan và tốc độ tiến dao, sau đó khởi động máy khoan để gia công khoan. Do máy khoan chỉ có thể khoan thẳng đứng, yêu cầu về độ chính xác vị trí lỗ và chất lượng bề mặt không cao, hiệu suất gia công tương đối thấp.
Gia công máy phay CNC: Khi sử dụng máy phay CNC để gia công, bước đầu tiên là mô hình hóa chi tiết 3D và tạo chương trình gia công theo yêu cầu của quy trình gia công. Sau đó, lắp phôi lên đồ gá chuyên dụng, nhập chương trình gia công thông qua hệ thống CNC và khởi động máy công cụ để gia công. Máy phay CNC có thể gia công đồng thời nhiều lỗ thông qua lập trình, đảm bảo độ chính xác vị trí và chất lượng bề mặt của lỗ, cải thiện đáng kể hiệu quả gia công.
Ví dụ 2: Xử lý một bộ phận khuôn phức tạp
Gia công bằng máy khoan: Đối với các chi tiết khuôn có hình dạng phức tạp như vậy, máy khoan hầu như không thể hoàn thành nhiệm vụ gia công. Ngay cả khi được gia công bằng một số phương pháp đặc biệt, vẫn khó đảm bảo độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt.
Gia công bằng máy phay CNC: Nhờ tận dụng các chức năng mạnh mẽ của máy phay CNC, trước tiên có thể gia công thô các chi tiết khuôn, loại bỏ phần lớn phần thừa, sau đó thực hiện gia công bán chính xác và gia công chính xác, cuối cùng thu được các chi tiết khuôn có độ chính xác và chất lượng cao. Trong quá trình gia công, có thể sử dụng nhiều loại dao khác nhau và tối ưu hóa các thông số cắt, giúp cải thiện hiệu quả gia công và chất lượng bề mặt.
Khi so sánh hai ví dụ trên, có thể thấy rằng máy khoan phù hợp với một số gia công lỗ đơn giản, trong khi máy phay CNC có khả năng gia công nhiều hình dạng phức tạp và các chi tiết có độ chính xác cao.
8、 Tóm tắt
Tóm lại, máy khoan và máy phay CNC có sự khác biệt đáng kể về độ cứng, cấu trúc, chức năng gia công, đồ gá dụng cụ, thao tác lập trình và lĩnh vực ứng dụng. Máy khoan có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, phù hợp cho gia công khoan và mở rộng lỗ đơn giản; máy phay CNC có đặc điểm là độ chính xác cao, hiệu suất cao và đa chức năng, có thể đáp ứng nhu cầu gia công chi tiết phức tạp của ngành sản xuất hiện đại.
Trong sản xuất thực tế, máy khoan hoặc máy phay CNC nên được lựa chọn hợp lý dựa trên nhiệm vụ và yêu cầu gia công cụ thể để đạt được hiệu quả gia công và lợi ích kinh tế tốt nhất. Đồng thời, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự phát triển của ngành sản xuất, máy khoan và máy phay CNC cũng không ngừng được cải tiến và hoàn thiện, hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ hơn cho sự phát triển của ngành gia công cơ khí.