Công nghệ gia công đồng thời 5 trục đề cập đến khả năng của một máy công cụ để điều khiển ít nhất năm trục tọa độ (ba trục tuyến tính và hai trục quay) có thể di chuyển một cách phối hợp, đồng thời dưới sự điều khiển của hệ thống Điều khiển Số bằng Máy tính (CNC) trong quá trình gia công. Công nghệ này cho phép gia công đa bề mặt của phôi và đặc biệt phù hợp để sản xuất các bề mặt phức tạp và các chi tiết có độ chính xác cao.
Gia công đồng thời 5 trục thể hiện các đặc điểm sau
Hiệu suất Cao và Độ chính xác Cao: Nhiều bề mặt của phôi có thể được gia công trong một lần thiết lập, giảm thời gian thiết lập và cải thiện độ chính xác gia công.
Khả năng Thích ứng với Gia công Bề mặt Phức tạp: Có khả năng gia công chính xác cao các bề mặt không gian phức tạp, phù hợp cho khuôn mẫu hiện đại, linh kiện ô tô, bộ phận kết cấu máy bay, v.v.
Thiết kế Trục chính và Bàn máy Linh hoạt: Trục chính có thể quay quanh trục X hoặc trục Z. Thông qua sự kết hợp của trục A và trục C, các bề mặt nghiêng, lỗ góc, v.v., có thể được gia công, nâng cao tính linh hoạt gia công.
Giảm Nhu cầu về Dụng cụ và Đồ gá Đặc biệt: Sử dụng công nghệ 5 trục làm giảm sự phụ thuộc vào dụng cụ cắt và đồ gá đặc biệt, giảm chi phí.
Kéo dài Tuổi thọ Dụng cụ: Bằng cách tối ưu hóa đường chạy dao, chiều dài lưỡi cắt hiệu quả của dụng cụ có thể được tăng lên, lực cắt có thể được giảm và tuổi thọ dụng cụ có thể được kéo dài.
Trung tâm Gia công 5 Trục Phân loại
Máy công cụ 5 trục chủ yếu được phân loại thành hai loại cơ bản sau dựa trên cấu hình của các trục quay và bố trí cấu trúc, với nhiều hình thức cấu trúc chuyên biệt khác nhau được phát triển từ chúng.
Phân loại theo Cấu hình Trục Quay
| Loại | Cấu hình Trục Quay | Ứng dụng Điển hình | Đặc điểm Cấu trúc | Hạn chế |
| Bàn quay Kép | Cả hai trục quay (A/C hoặc B/C) được tích hợp vào bàn làm việc | Các chi tiết chính xác nhỏ, cánh quạt, khuôn chính xác | Trục chính cố định, độ cứng vững cao, hiệu suất gia công cao | Khả năng tải của bàn hạn chế và kích thước giới hạn |
| Đầu nghiêng Kép | Cả hai trục quay (A/B hoặc A/C) được tích hợp vào đầu trục chính | Các bề mặt phức tạp lớn, thân máy bay, khuôn lớn | Trục chính linh hoạt, cấu trúc phức tạp, khả năng tải bàn cao hơn | Yêu cầu cao về hiệu suất động của trục chính, chi phí cao hơn |
| Một Đầu nghiêng + Một Bàn quay | Đầu nghiêng trục chính + bàn làm việc quay | Các chi tiết cỡ trung bình với góc phức hợp, khối động cơ, các chi tiết không đều | Cân bằng giữa độ cứng vững và tính linh hoạt | Chiều dài dụng cụ ảnh hưởng trực tiếp đến chiều dài cánh tay đòn; sai số tăng theo chiều dài dụng cụ |
Phân loại theo Cấu trúc Trục chính
5-Axis VMC: Đặc điểm xác định của gia công đứng năm trục là một trục chính định hướng theo phương thẳng đứng. Phôi được định vị trên một bàn làm việc nằm ngang. Cấu hình này gần giống nhất với các máy ba trục thông thường. Các trục quay thường được tích hợp vào bàn làm việc. Ưu điểm chính của nó nằm ở việc gia công các chi tiết có đường viền phức tạp, chẳng hạn như cánh quạt và khuôn. Tuy nhiên, các hạn chế về trọng lượng phôi trên các trục quay phải được xem xét.
5-Axis HMC: Các trung tâm gia công ngang năm trục có đặc điểm là một trục chính định hướng theo phương ngang. Các trục quay có thể được tích hợp vào bàn làm việc hoặc đầu trục chính để xoay phôi. Cấu trúc này đặc biệt phù hợp để gia công các chi tiết lăng trụ (như khối động cơ) vì nó cho phép thoát phoi được hỗ trợ bởi trọng lực, ngăn ngừa sự tích tụ phoi trong vùng gia công. Nó thường được sử dụng để gia công đa mặt các phôi như khối động cơ ô tô.
5-Axis Gantry: Những máy này sử dụng một cấu trúc khung cổng, nơi chuyển động dọc theo trục Y thường được cung cấp bởi thanh ngang di chuyển. Thiết kế này đặc biệt phù hợp để gia công các phôi quy mô lớn, chẳng hạn như các thành phần tuabin gió và các thành phần kết cấu hàng không vũ trụ. Cấu trúc cổng cung cấp độ cứng vững và ổn định cao, đảm bảo độ chính xác gia công cho các chi tiết lớn và mang lại các đặc điểm của độ cứng vững và ổn định đặc biệt.
Các Loại Cấu trúc Đặc biệt
Loại Đầu Nghiêng Xuống Dưới Thẳng đứng: Hai trục quay gần đầu dụng cụ, nhưng các trục quay không vuông góc với các trục tuyến tính; đầu di chuyển xuống dưới theo phương thẳng đứng. Được sử dụng để gia công các bề mặt phức tạp, ví dụ, thiết bị y tế và các thành phần chính xác.
Loại Bàn Xuống Dưới Thẳng đứng: Các trục quay trên bàn làm việc, nhưng các trục quay không vuông góc với các trục tuyến tính; bàn có thể nghiêng xuống dưới. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công các phôi cụ thể, ví dụ, các chi tiết chính xác nhỏ, các thành phần cơ khí, khuôn và các phôi có hình dạng đặc biệt.
5 Trục Phức hợp Tiện-Phay: Tích hợp các chức năng tiện và phay, cho phép hoàn thành đa quy trình trong một lần thiết lập.
Máy 5 Trục Động học Song song (PKM): Sử dụng cấu trúc nền tảng Stewart, cung cấp hiệu suất động cao, phù hợp cho cắt nhẹ tốc độ cao.
Làm thế nào để Phân biệt 5 Trục Thật với 5 Trục Giả?
Sự khác biệt chính giữa 5 Trục Thật và 5 Trục Giả nằm ở sự hiện diện của chức năng RTCP. RTCP là viết tắt của chức năng “Rotational Tool Center Point”, thường được gọi là Điều khiển Điểm Tâm Dụng cụ. Nó tự động tính toán bù đắp dựa trên chiều dài trục xoay của trục chính (đối với máy đầu nghiêng) hoặc độ lệch phôi (đối với máy bàn quay), làm cho lập trình đơn giản và hiệu quả hơn.
So sánh Hình thức Cấu trúc và Khả năng Đồng thời
| Mục | 5 Trục Thật | 5 Trục Giả |
| Khả năng Đồng thời | Gia công đồng thời 5 trục (5 trục di chuyển phối hợp đồng thời) | Chủ yếu chế độ “3+2” (hai trục quay chỉ định vị, ba trục tuyến tính nội suy) |
| Cấu trúc Điển hình | Đầu Xoay Kép, Bàn Xoay Kép, Một Đầu Xoay + Một Bàn Xoay | Thường là máy 3 trục được cải tiến với bàn chia độ |
| Khả Năng Chia Độ | Hỗ trợ chia độ ở mọi góc độ | Cấu trúc bàn xoay kép có thể định vị; loại đầu xoay không thể gia công hướng xuống nếu không có sự phối hợp đa trục |
So Sánh Hiệu Suất Ứng Dụng
| Mục | 5 Trục Thật | 5 Trục Giả |
| Độ Chính Xác Gia Công | Cao (bù lỗi phi tuyến tự động) | Thấp (dựa vào bù lỗi thủ công, tích lũy sai số) |
| Linh Hoạt Lập Trình | Hỗ trợ lập trình thủ công, xử lý hậu kỳ đơn giản hơn | Yêu cầu bộ xử lý hậu kỳ chuyên dụng; thay đổi dụng cụ/máy cần lập trình lại |
| Hiệu Quả Thiết Lập | Thiết lập một lần, gia công đa bề mặt | Căn chỉnh lặp lại, hiệu quả thấp |
| Chi Phí | Cao (hệ thống phức tạp, công nghệ lõi độc quyền) | Thấp (phần lớn là máy 3 trục cải tiến) |
Máy 5 Trục Giá Bao Nhiêu?
Giá máy 5 trục chịu ảnh hưởng đáng kể bởi loại máy, cấu hình, thương hiệu và mức độ sản xuất trong nước, dẫn đến phạm vi giá rất rộng.
| Khoảng Giá (USD) | Cấu Hình Điển Hình | Ứng Dụng Mục Tiêu |
| < 70K $ | Máy 5 Trục Giả Cải Tiến | Gia công nhẹ |
| 70K $ — 200K $ | Máy 5 Trục Thật Tiêu Chuẩn Nội Địa | Khuôn mẫu, Linh kiện Ô tô |
| 200K $ — 700K $ | Máy Cao Cấp Nội Địa / Mẫu Cơ Bản Thương Hiệu Quốc Tế Hàng Đầu | Hàng không Vũ trụ, Cấy ghép Y tế |
| > 700K $ | Máy 5 Trục Phức Tạp Thương Hiệu Quốc Tế Hàng Đầu | Thiết bị Năng lượng, Linh kiện Chính xác Quân sự |
Kết Luận
Tóm lại, công nghệ gia công đồng thời 5 trục là công nghệ then chốt trong sản xuất hiện đại, nâng cao đáng kể hiệu suất gia công và chất lượng sản phẩm. Với hàm lượng công nghệ cao và khả năng gia công chính xác, nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không, vũ trụ, quân sự, cơ khí chính xác và thiết bị y tế, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của các ngành công nghiệp này.
