Hầu hết các thiết bị điện gia dụng thương mại đều là sản phẩm đặt làm riêng theo nhu cầu của khách hàng. Với sự phát triển của nền kinh tế thị trường và sự gia tăng nhu cầu cá nhân hóa, cạnh tranh trong thị trường đặt làm riêng thiết bị gia dụng thương mại ngày càng gay gắt. Việc gia công các chi tiết kim loại tấm cho sản phẩm thương mại thường bao gồm nhiều công đoạn, trong đó có việc ứng dụng các thiết bị gia công CNC khác nhau, chẳng hạn như máy uốn CNC, máy cắt laser, máy cắt xén CNC, máy đột dập CNC, v.v. Trong đó, công nghệ gia công bằng máy đột dập CNC đóng vai trò quan trọng trong việc rút ngắn chu kỳ phát triển sản phẩm và nâng cao khả năng gia công kim loại tấm. Tuy nhiên, khi sản xuất các cấu trúc đặc biệt và các bộ phận phức tạp, chi phí gia công cao, hiệu suất dập không hiệu quả và khả năng sản xuất quy mô lớn hạn chế đã gây khó khăn cho việc nâng cao hiệu quả hoạt động của nhà máy. Hầu hết các chi tiết kim loại tấm thương mại được sản xuất bằng thiết bị gia công CNC. Quy trình truyền thống tốn nhiều nhân công, thường xuyên vận chuyển và kém hiệu quả, không đáp ứng được nhu cầu phát triển hiệu quả của doanh nghiệp. Để giải quyết những vấn đề này, cần phải nghiên cứu chi tiết đặc điểm của công nghệ gia công CNC kim loại tấm, phân tích các vấn đề tồn tại trong quy trình sản xuất và đề xuất các giải pháp tương ứng. Để nâng cao hơn nữa hiệu quả gia công của máy đột dập CNC đối với các đơn hàng nhỏ và đa dạng chủng loại, dựa trên điều kiện kỹ thuật hiện có và kết hợp với việc ứng dụng hệ thống quản lý thông tin MES, việc gia công kim loại tấm thương mại có thể được nâng cấp lên chế độ gia công CNC hoàn toàn. Trong quá trình ứng dụng, hệ thống phần mềm xử lý dần trở nên thông minh hơn, có thể tự động thực hiện các thao tác cắt laser hoặc gia công khuôn CNC và lựa chọn quy trình. Việc ứng dụng các công nghệ này đã cải thiện đáng kể khả năng vận hành của lập trình CNC và nâng cao đáng kể hiệu quả sản xuất của các phương tiện kỹ thuật hiện có. Trong trường hợp chất lượng gia công kim loại tấm được cải thiện, cũng cần phải phân tích đặc điểm của nó và hoàn thiện việc tối ưu hóa và cải tiến công nghệ gia công, nhằm nâng cao hiệu quả gia công tổng thể của các chi tiết kim loại tấm thương mại. Với sự nâng cao yêu cầu về chất lượng sản phẩm trên thị trường tiêu dùng, các khuyết tật sản xuất về số lượng của khuôn mẫu tiêu hao nhiều ngày càng trở nên rõ rệt. Cần phải tiến hành nghiên cứu, tối ưu hóa và cải tiến công nghệ gia công dựa trên đặc điểm của gia công CNC, nhằm nâng cao hiệu quả gia công tổng thể của các chi tiết kim loại tấm thương mại.
Đặc điểm kỹ thuật của gia công CNC tấm kim loại
Tùy thuộc vào phương pháp làm việc khác nhau, máy đột dập CNC có thể sử dụng kênh chia sẻ bên ngoài của chương trình hệ thống để lấy chương trình gia công theo đơn đặt hàng và chuyển đổi nó thành các lệnh vận hành máy, từ đó thực hiện quá trình đột dập CNC tương ứng trên nguyên liệu thô. Từ góc độ công nghệ xử lý, so với công nghệ gia công khuôn dập truyền thống, công nghệ gia công đột dập CNC có những đặc điểm kỹ thuật điển hình là độ chính xác cao và tính linh hoạt cao, có thể tóm tắt thành ba điểm.
Công nghệ gia công đột dập đơn
Quá trình này có thể được hoàn thành bằng công nghệ đột dập để tạo ra các lỗ có hình dạng khác nhau, chẳng hạn như lỗ vuông, lỗ tròn và các loại lỗ khác nhau, có thể được thực hiện bằng các loại mũi đột lỗ nhỏ với các thông số kỹ thuật và kiểu dáng khác nhau.
Công nghệ gia công đột dập liên tục
Trong quá trình gia công các khung hình chữ nhật lớn và nhỏ, đặc điểm đường viền hình chữ nhật lớn có thể được hoàn thiện bằng cách dập liên tục các khuôn dập chồng lên nhau. Từ góc độ đặc điểm đường viền và kích thước, phương pháp này linh hoạt hơn nhiều so với gia công dập đơn lẻ, và có thể gia công các lỗ khuôn hoặc hình dạng cạnh lớn hơn, điều này có lợi cho việc thích ứng với quá trình gia công chuyển đổi các loại chi tiết khác nhau.
Tối ưu hóa công nghệ gia công CNC kim loại tấm
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ CNC và việc ứng dụng các hệ thống quản lý sản xuất dựa trên thông tin, thông tin chương trình CNC có thể được xử lý tập trung thông qua các kênh chia sẻ nội bộ, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất của chương trình. Từ góc nhìn tổng thể của lĩnh vực gia công CNC kim loại tấm, không chỉ có sự ứng dụng sáng tạo của quản lý quy trình thông tin, mà hiệu suất và công nghệ quy trình của thiết bị gia công kim loại tấm cũng liên tục được nâng cấp, thiết kế cấu trúc sản phẩm hợp lý hơn, công nghệ phần mềm lập trình không ngừng được cải tiến, và chất lượng sản phẩm được nâng cao hơn nữa.
Tối ưu hóa công nghệ gia công CNC kim loại tấm
Là một trong những phương pháp gia công quan trọng nhất trong sản xuất kim loại tấm thương mại, gia công bằng máy đột dập CNC chủ yếu dựa vào đặc tính đột dập của khuôn để phù hợp với đặc điểm cấu trúc của chi tiết, và phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong gia công khuôn CNC là gia công đột dập. Đối với các chi tiết có cấu trúc phức tạp hơn, hiệu quả gia công tổng thể của các phương pháp đột dập CNC truyền thống thấp, và dễ xảy ra các vấn đề về chất lượng như gờ và mép, khiến chất lượng sản phẩm không đáp ứng được yêu cầu của khách hàng.
Hiện nay, vấn đề hiệu suất sản xuất thấp trong gia công CNC tấm kim loại có liên quan mật thiết đến quy trình gia công phức tạp. Để đáp ứng tốt hơn nhu cầu thực tế của sự phát triển ngành công nghiệp, cần phải tối ưu hóa quy trình hiện có. Để nâng cao hiệu quả giao hàng cho khách hàng, lập trình CNC thường yêu cầu sắp xếp nhiều đơn hàng nhỏ gồm các chi tiết có kích thước và hình dạng khác nhau trên một tấm nguyên liệu để gia công. Để cải thiện hiệu quả phân loại chi tiết và giảm thiểu vấn đề chi tiết bị rơi ra trong quá trình gia công, lập trình CNC có thể áp dụng quy trình cắt tỉa + liên kết vi mô, sử dụng khuôn cắt tỉa để tách các chi tiết riêng lẻ nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm, và sử dụng các điểm liên kết vi mô để đảm bảo cấu trúc tổng thể của tấm kim loại ổn định hơn trong quá trình đột dập và di chuyển. Chiều rộng cụ thể của điểm liên kết vi mô cần được xác định bởi độ dày vật liệu, nhưng chiều rộng tổng thể nên được giữ ở mức 0,25-0,5mm. Khi sử dụng khuôn cắt tỉa, các thông số quy trình của thiết bị cần được khớp, và có thể chọn chiều rộng khuôn 5mm hoặc 7mm để đáp ứng các thông số kỹ thuật gia công chi tiết và yêu cầu chất lượng. Bạn cũng có thể cắt trước vật liệu bằng quy trình cắt xén, sau đó sử dụng máy đột dập CNC để cắt đường viền bên trong nhằm nâng cao hiệu quả gia công.
Giới thiệu công nghệ lập trình CNC tiên tiến
Là nguồn cung cấp hướng dẫn vận hành cho thiết bị gia công CNC, quản lý lập trình chương trình CNC là nền tảng để đảm bảo hiệu quả và tính hợp lý của quá trình gia công CNC kim loại tấm. Cần phải đảm bảo tính thích ứng và độ chính xác của chương trình từ lớp dữ liệu để duy trì sự ổn định và chất lượng của quá trình sản xuất, từ đó đảm bảo tiến độ sản xuất suôn sẻ và thực hiện hiệu quả các công việc liên quan. Kết hợp với đặc điểm thiết kế, vật liệu và yêu cầu chất lượng của sản phẩm, phần mềm lập trình tự động do các nhà sản xuất hệ thống phần mềm hàng đầu trong ngành phát triển được đưa vào sử dụng, và quá trình chuyển đổi từ lập trình thủ công sang lập trình tự động được thực hiện dần dần, logic tạo chương trình và các thông số vận hành được liên tục tối ưu hóa, và quá trình tự động hóa toàn bộ được thúc đẩy bởi công nghệ lập trình tự động ngoại tuyến, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất của quá trình gia công CNC kim loại tấm. Việc thực hiện lập trình CNC tự động là lợi thế của công nghệ gia công CNC kim loại tấm. So với lập trình thủ công truyền thống, nó có thể cải thiện hiệu quả chất lượng và hiệu suất đầu ra của chương trình, và có thể thực hiện lập trình tự động ngoại tuyến mà không cần hoặc chỉ cần rất ít người tham gia, giảm thiểu sự không chắc chắn và sai sót nhất quán do sự can thiệp của con người. Do đó, để tối ưu hóa công nghệ gia công CNC kim loại tấm, cần phải kết hợp tình trạng phát triển hiện tại của ngành với thông tin cơ sở dữ liệu, phát triển hệ thống phần mềm lập trình đáp ứng nhu cầu đa dạng của sản phẩm và đặt nền tảng cho việc xây dựng ngành gia công CNC chất lượng cao.
Áp dụng phương pháp gia công sắp xếp các chi tiết
Sau khi hoàn thành thao tác trải phẳng các chi tiết bằng phần mềm CAD, các chi tiết làm từ cùng một vật liệu có thể được sắp xếp trên cùng một nguyên liệu thô để gia công theo tình hình sản xuất. Trong quá trình này, để đảm bảo tính ổn định gia công của toàn bộ tấm vật liệu và việc phân loại, sắp xếp các chi tiết riêng lẻ sau đó, các điểm nối nhỏ có thể được giữ lại ở mép của mỗi chi tiết để đảm bảo kết nối hiệu quả giữa các chi tiết khác nhau và đảm bảo tính toàn vẹn của tấm vật liệu trong quá trình đột dập. Nói chung, kích thước của các điểm nối nhỏ nên được kiểm soát trong khoảng 0,25-0,5mm. Không ảnh hưởng đến chất lượng của các chi tiết, cố gắng đảm bảo trạng thái đồng nhất tổng thể để đảm bảo mức độ hoạt động tổng thể của thiết bị.
Khi lập trình CNC cho các chi tiết lồng nhau, bạn có thể sử dụng dao lớn để đột mép nhằm giảm số lần đột, và sử dụng khuôn dao đột đa năng để giảm số lần thay khuôn. Đồng thời, để tối ưu hóa việc quản lý đường gia công bố trí chi tiết và giảm lãng phí nguyên vật liệu, phương pháp bố trí kết hợp được giới thiệu dưới đây. Sử dụng phương pháp bố trí này, hiệu suất đột có thể được cải thiện 10% so với ban đầu. Trong quá trình lập trình CNC, các cạnh đều đặn của nhiều chi tiết chia sẻ một đường viền CAD, sau đó phương pháp cắt khuôn được sử dụng để hoàn thành việc tách từng chi tiết; ngoài ra, trong quá trình sắp xếp các chi tiết không đều, các thông số trạng thái và thông số kỹ thuật của các chi tiết được điều chỉnh kịp thời, và đường gia công bố trí và đột sau khi các chi tiết được xoay một góc nhất định được xem xét để giảm thiểu phế liệu và các chi tiết dự phòng, đồng thời cải thiện tỷ lệ sử dụng diện tích của tấm. Dưới sự hướng dẫn của phương pháp gia công bố trí này, khuôn có thể được chuyển đổi hiệu quả, số lần chuyển đổi khuôn trong quá trình gia công được giảm thiểu và hiệu quả gia công tổng thể được đảm bảo.
Khi lập trình và thiết kế bố trí cho gia công kim loại tấm CNC, cần thực hiện việc bố trí càng sát với kích thước vật liệu tấm thông thường hiện có càng tốt để giảm thiểu lượng phế liệu. Các chi tiết có thể được lập trình với các đường chạy dao thông thường và các chi tiết quay, đồng thời có thể sử dụng lập trình sắp xếp phôi để cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu. Cùng lúc đó, cần tái sử dụng các phế liệu không thể tránh khỏi, và tích cực tìm kiếm các công dụng mới cho chúng, chẳng hạn như chế tạo dụng cụ, vật tư tiêu hao và phụ kiện, nhằm giảm chi phí sản xuất và giảm lãng phí vật liệu một cách khoa học, hướng đến việc sử dụng nguyên vật liệu hiệu quả.
Công nghệ ứng dụng kết hợp khuôn hình dạng đặc biệt
Hiện nay, các nhà sản xuất trong lĩnh vực công nghệ gia công CNC kim loại tấm đã bắt đầu tập trung vào nghiên cứu các phương pháp gia công CNC khuôn mẫu, sử dụng các tổ hợp khuôn mẫu có cấu trúc đặc biệt để nâng cao hiệu quả gia công và giải quyết một số vấn đề chất lượng hiện có trong công nghệ gia công kim loại tấm. Cơ bản nhất là hoàn thành việc gia công một số chi tiết cơ bản thông qua công nghệ gia công cạnh thông thường, và cải thiện độ cứng cũng như số lần sử dụng của cạnh thông qua xử lý nhiệt và xử lý hóa học. Ví dụ, dựa trên các đặc điểm thống nhất của các chi tiết, khuôn mẫu có cấu trúc tương ứng được phát triển để đảm bảo các chi tiết không có bavia sau khi đột dập hoặc chỉ có bavia trong phạm vi tiêu chuẩn chất lượng, nhằm giảm chi phí xử lý bavia trong quá trình gia công sau đó. Đồng thời, các góc bo tròn nhỏ có thể được tạo ra một cách thích hợp trong quá trình thiết kế chi tiết để cải thiện chất lượng mặt cắt ngang.
Gia công bằng cách tận dụng các chi tiết thừa (cannibalization) là một phương pháp vận hành phổ biến trong công nghệ đột dập CNC. Xét về khía cạnh chuyển đổi sản phẩm và số lần thay khuôn, quá trình tận dụng các chi tiết thừa có thể được coi là một quá trình ăn mòn từ điểm thành đường thẳng, mang lại lợi thế về tính linh hoạt cao trong gia công các đường viền khác nhau. Tuy nhiên, trong thực tế gia công, đột dập bằng cách tận dụng các chi tiết thừa sẽ tạo ra các bavia với mức độ khác nhau, không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng gia công sản phẩm mà còn làm giảm độ chính xác của khuôn, bởi vì việc sử dụng một khuôn duy nhất với tần suất cao để gia công các chi tiết sẽ làm tăng tốc độ mài mòn và cùn khuôn. Để giải quyết vấn đề này, cần phải thiết kế và phát triển các khuôn CNC đặc biệt theo điều kiện sản xuất thực tế để gia công hàng loạt các cấu trúc đặc trưng. Đối với các chi tiết có cấu trúc phức tạp, đặc biệt và không đều, chi phí tổng thể cũng có thể được đánh giá và gia công bằng phương pháp cắt laser, giúp nâng cao hiệu quả chất lượng và năng suất gia công của các chi tiết.
Ngoài ra, các cấu trúc chi tiết đặc biệt thường gặp trong sản xuất cũng bao gồm nhiều đặc điểm tạo hình khác nhau như lỗ gờ, cửa chớp, lỗ lục giác, gân cuộn dài và vỏ lồi. Dựa trên những đặc điểm cấu trúc này, một số khuôn cấu trúc đặc biệt được phát triển nhằm mục đích nâng cao hiệu quả gia công trong khi vẫn đảm bảo chất lượng và độ chính xác hiện có. Ví dụ, khuôn lỗ lục giác tạo hình một lần có thể được sử dụng trong sản xuất các bộ phận tản nhiệt có nhu cầu gia công lỗ lục giác quy mô lớn. Khuôn lỗ gờ có thể được gia công và tạo hình một lần theo kích thước cụ thể. Cụ thể, các ưu điểm ứng dụng của khuôn đặc biệt chủ yếu là: nâng cao hiệu quả vận hành cơ khí của thiết bị, và có thể đồng thời thực hiện gia công nhiều hướng và các cạnh dài hơn trong điều kiện cùng một quỹ đạo vận hành cơ khí; nâng cao chất lượng gia công tổng thể của các bộ phận, và quy trình tạo hình một lần có thể giảm thiểu việc gia công kết nối không cần thiết và chuyển động qua lại, do đó cải thiện độ gọn gàng của các cạnh; ngăn ngừa hiệu quả việc gia công thứ cấp, và khi gia công một bộ tấm theo lịch trình gồm nhiều bộ phận, nó có thể tránh hiệu quả việc lặp lại các cạnh và kết nối, và giảm số lần đột dập và cắt; Rút ngắn thời gian chuẩn bị thiết bị và số lần thay khuôn. Khuôn có hình dạng đặc biệt thường có tính linh hoạt cao hơn và có thể thay thế đầu đột tương ứng, giảm thời gian sản xuất dành cho việc chuyển đổi; có thể cải thiện tuổi thọ của khuôn, bằng cách tăng thời gian vận hành cơ khí hiệu quả của máy dập và việc sử dụng chuyển đổi đầu đột, tổn thất thời gian trên mỗi đơn vị khuôn có thể được giảm thiểu, do đó cải thiện tuổi thọ của khuôn.