Trong sản xuất hiện đại, công nghệ gia công CNC (điều khiển số bằng máy tính) đã trở thành công nghệ cốt lõi để nâng cao hiệu quả sản xuất và độ chính xác gia công. Theo các yêu cầu gia công khác nhau, cắt nặng và gia công tốc độ cao là hai chế độ gia công CNC phổ biến. Mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau và phù hợp với các tình huống ứng dụng khác nhau. Bài viết này sẽ so sánh và phân tích hai chế độ gia công này để giúp các công ty đưa ra quyết định tốt nhất khi lựa chọn phương pháp gia công.
1. Cắt nặng
Thuận lợi:
Thích hợp cho vật liệu có kích thước lớn và độ cứng cao: Chế độ cắt nặng đặc biệt thích hợp để gia công các phôi có kích thước lớn và độ cứng cao, chẳng hạn như các bộ phận được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô và khuôn mẫu. Do lực cắt lớn nên nó có thể xử lý hiệu quả các vật liệu có độ bền cao và chịu mài mòn để đáp ứng nhu cầu gia công quy mô lớn.
Loại bỏ hiệu quả lượng lớn vật liệu: Trong quy trình cắt nặng, độ sâu và chiều rộng cắt lớn thường được sử dụng, điều này giúp loại bỏ lượng lớn vật liệu dư thừa rất hiệu quả. Điều này rất phù hợp cho các công việc gia công đòi hỏi phải loại bỏ nhanh chóng lượng lớn vật liệu trong giai đoạn gia công thô.
Độ mài mòn của dụng cụ thấp hơn: Mặc dù lực cắt lớn nhưng các dụng cụ cắt hạng nặng thường sử dụng vật liệu có độ cứng cao và kết cấu chắc chắn, có thể chịu được tải trọng và áp suất lâu dài một cách hiệu quả nên độ mòn của dụng cụ thấp và có thể đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.
Nhược điểm:
Lực cắt cao và tải trọng máy nặng: Do việc cắt ở cường độ cao đòi hỏi lực cắt cao hơn nên yêu cầu về độ cứng và công suất của máy công cụ cũng cao hơn. Tải trọng lớn của máy công cụ dễ bị rung và biến dạng nhiệt, có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình xử lý.
Tốc độ xử lý chậm: So với gia công tốc độ cao, tốc độ xử lý khi cắt ở cường độ cao thường chậm hơn, đặc biệt khi cần gia công tinh. Mặc dù độ sâu cắt và tốc độ tiến dao lớn hơn có thể tăng tốc độ loại bỏ của một lần cắt nhưng hiệu quả xử lý tương đối thấp.
Tiêu thụ năng lượng cao: Cắt ở cường độ cao đòi hỏi lực cắt và nguồn điện hỗ trợ cao hơn nên mức tiêu thụ năng lượng tương ứng cũng cao hơn. Điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn có thể có tác động lớn hơn đến môi trường.
2. Gia công tốc độ cao
Thuận lợi:
Hiệu suất xử lý cao: Gia công tốc độ cao có thể cải thiện đáng kể hiệu quả xử lý bằng cách loại bỏ nhanh chóng vật liệu thông qua tốc độ cao và tốc độ tiến dao cao. Để xử lý tinh các bộ phận phức tạp, nó đặc biệt thích hợp cho các lĩnh vực có yêu cầu độ chính xác cao, chẳng hạn như sản xuất khuôn mẫu và xử lý sản phẩm điện tử.
Chất lượng bề mặt tốt: Xử lý tốc độ cao có thể làm giảm tác động nhiệt và vết cắt trong quá trình xử lý, do đó có thể thu được chất lượng bề mặt mịn hơn. Đối với một số bộ phận chính xác đòi hỏi chất lượng bề mặt cao, xử lý tốc độ cao có những ưu điểm rõ ràng.
Giảm mài mòn dụng cụ: Trong quá trình xử lý tốc độ cao, nhiệt độ cắt tương đối thấp, giúp giảm mài mòn dụng cụ. Điều này kéo dài tuổi thọ của công cụ, do đó giảm chi phí sản xuất.
Tiêu thụ năng lượng thấp hơn: Xử lý tốc độ cao thường sử dụng lực cắt nhỏ hơn, do đó mức tiêu thụ điện năng của máy công cụ thấp hơn và mức tiêu thụ năng lượng tương đối ít hơn, phù hợp với xu hướng sản xuất xanh hiện đại.
Nhược điểm:
Vật liệu áp dụng hạn chế: Gia công tốc độ cao thường phù hợp với các vật liệu mềm hoặc vật liệu tương đối dễ cắt, chẳng hạn như hợp kim nhôm, nhựa, v.v. Đối với các vật liệu có độ cứng và độ dẻo dai cao hơn, hiệu quả của việc xử lý tốc độ cao sẽ bị hạn chế.
Yêu cầu thiết bị cao hơn: Gia công tốc độ cao đòi hỏi máy công cụ phải có độ cứng cao, độ chính xác cao và hệ thống truyền động tốc độ cao nên yêu cầu thiết bị cao hơn. Điều này có nghĩa là việc xử lý tốc độ cao thường đòi hỏi các máy công cụ tiên tiến hơn và đắt tiền hơn.
Độ sâu gia công và tốc độ tiến dao hạn chế: Gia công tốc độ cao thường sử dụng độ sâu cắt và tốc độ tiến dao nhỏ hơn, điều này hạn chế ứng dụng của nó trong gia công nặng. Đối với gia công thô các phôi có kích thước lớn, gia công tốc độ cao thường không thể loại bỏ đủ vật liệu.
Vấn đề biến dạng nhiệt: Mặc dù nhiệt độ cắt khi gia công tốc độ cao thấp nhưng do tập trung nhiệt cắt trong quá trình gia công nên vấn đề biến dạng nhiệt của phôi vẫn có thể xảy ra. Đối với một số bộ phận có yêu cầu độ chính xác cực cao, biến dạng nhiệt có thể ảnh hưởng đến kết quả gia công.
3. Các kịch bản ứng dụng cắt nặng và gia công tốc độ cao
Cắt nặng:
Thích hợp để gia công thô các phôi có kích thước lớn và nặng, chẳng hạn như khuôn lớn, các bộ phận kết cấu nặng, v.v.
Thích hợp cho các vật liệu có độ cứng cao và khó cắt, chẳng hạn như thép hợp kim cao, hợp kim titan, v.v.
Gia công tốc độ cao:
Thích hợp cho các nhiệm vụ gia công hàng loạt nhỏ, có độ chính xác cao, chẳng hạn như khuôn chính xác, bộ phận hàng không và gia công bề mặt cong phức tạp.
Thích hợp cho các sản phẩm yêu cầu chất lượng bề mặt cao và khối lượng gia công nhỏ, chẳng hạn như vỏ sản phẩm điện tử, thiết bị y tế, v.v.
Phần kết luận
Mỗi loại cắt hạng nặng và gia công tốc độ cao đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Khi lựa chọn chế độ xử lý phù hợp, công ty cần cân nhắc toàn diện dựa trên các yếu tố như kích thước, vật liệu, yêu cầu về độ chính xác và hiệu quả sản xuất của phôi. Nếu nhiệm vụ chính là loại bỏ một lượng lớn vật liệu và phôi tương đối thô, thì việc cắt nặng chắc chắn là lựa chọn tốt nhất; nếu trọng tâm là độ chính xác cao và chất lượng bề mặt, đồng thời vật liệu phôi mềm thì xử lý tốc độ cao sẽ phù hợp hơn. Bằng cách chọn chế độ xử lý hợp lý, hiệu quả sản xuất có thể được tối đa hóa và chất lượng xử lý có thể được đảm bảo.
