Máy tiện CNC hai trục chính – Giải pháp hiệu quả cho sản xuất số lượng lớn các chi tiết chính xác

Máy tiện CNC hai trục chính (Double-Spindle CNC Machine) mang đến giải pháp tích hợp gia công hai phía trên cùng một hệ thống, giúp giảm thời gian gá đặt, hạn chế thao tác thủ công và nâng cao khả năng tự động hóa. Vậy khi nào máy CNC 2 trục chính thực sự giúp doanh nghiệp tăng hiệu suất sản xuất?

Máy tiện CNC hai trục chính là gì?

Máy CNC 2 trục chính là dòng máy CNC được trang bị hai cụm trục chính, thường bao gồm:

• Spindle chính (Main Spindle): thực hiện các nguyên công gia công ban đầu
• Spindle phụ (Sub-Spindle): nhận phôi và tiếp tục thực hiện các nguyên công ở mặt sau hoặc các nguyên công thứ cấp

Trong một quy trình tiện CNC truyền thống, nếu một chi tiết cần gia công cả hai đầu, doanh nghiệp thường phải hoàn thành mặt thứ nhất, sau đó tháo phôi và thực hiện một lần gá khác để gia công mặt còn lại.

Với máy hai spindle, quá trình này có thể được tích hợp ngay trên một máy.

Sau khi hoàn thành các nguyên công cần thiết ở spindle chính, spindle phụ có thể tiếp cận và kẹp chi tiết. Phôi sau đó được chuyển sang spindle phụ để tiếp tục gia công mặt sau mà không cần người vận hành tháo ra và gá lại thủ công.

Trên thực tế, giá trị cốt lõi của cấu hình 2 trục chính nằm ở khả năng tích hợp quy trình, chứ không đơn thuần nằm ở việc bổ sung thêm một trục chính lên máy.

Vì sao gia công mặt sau có thể trở thành “nút thắt” sản xuất?

Nhiều chi tiết tiện chính xác không thể hoàn thiện chỉ bằng gia công từ một phía.

Một chi tiết có thể yêu cầu đồng thời:

• Tiện mặt đầu
• Tiện ngoài
• Tiện trong
• Khoan
• Taro
• Tiện rãnh
• Tiện ren
• Cắt đứt
• Gia công mặt sau
• Khoan hoặc gia công các đặc tính ở phía đối diện.

Nếu sử dụng quy trình máy tiện CNC một spindle truyền thống, sau khi hoàn thành mặt thứ nhất, chi tiết phải được lấy ra và chuyển sang công đoạn tiếp theo. Quá trình này phát sinh nhiều thời gian không cắt (non-cutting time).

ĐỪNG BỎ QUA: LIST MÁY TIỆN CNC NGANG TAIKAN CHẤT LƯỢNG CAO, GIÁ TỐT ĐƯỢC NHIỀU DOANH NGHIỆP TIN DÙNG

Những thời gian phát sinh ngoài quá trình cắt

Có thể bao gồm:

• Tháo chi tiết bán thành phẩm
• Chuyển chi tiết sang vị trí hoặc máy khác
• Gá lại chi tiết
• Định vị lại phôi
• Kiểm tra hướng gá
• Kiểm tra độ đảo
• Điều chỉnh vị trí
• Chờ công đoạn trước hoặc sau
• Thực hiện kiểm tra kích thước bổ sung

Với một sản phẩm đơn chiếc, những khoảng thời gian này có thể không quá đáng kể. Nhưng khi doanh nghiệp sản xuất hàng nghìn hoặc hàng chục nghìn chi tiết, chỉ một vài giây hoặc vài chục giây phát sinh trên mỗi sản phẩm cũng có thể tạo ra sự khác biệt lớn về tổng thời gian sản xuất.

Đây là lý do khi đánh giá máy tiện CNC tự động, doanh nghiệp không nên chỉ nhìn vào tốc độ hoặc số lượng dao, mà cần phân tích toàn bộ quy trình từ phôi nguyên liệu đến sản phẩm hoàn thiện.

Những loại chi tiết nào phù hợp với máy tiện CNC hai trục chính?

Máy CNC 2 trục chính đặc biệt phù hợp với các chi tiết:

• Gia công từ vật liệu dạng thanh
• Có yêu cầu gia công cả hai đầu
• Có hình dạng tương đối lặp lại
• Có sản lượng trung bình đến cao
• Yêu cầu độ chính xác và tính ổn định giữa các công đoạn
• Có nhiều nguyên công thứ cấp

Một số nhóm sản phẩm tiêu biểu gồm:

Trục chính xác

• Các loại shaft, pin hoặc trục nhỏ thường có nhiều đặc tính gia công ở cả hai đầu
• Việc sử dụng spindle phụ giúp giảm số lần gá lại và hạn chế sai lệch do định vị lại phôi

Đầu nối và linh kiện ren

• Các loại connector, fitting, chi tiết ren hoặc linh kiện thủy lực – khí nén thường có nhiều nguyên công ở hai phía
• Đây là nhóm sản phẩm phù hợp với khả năng tích hợp gia công của máy hai trục chính

Bạc và ống lót

• Các chi tiết dạng sleeve, bushing thường yêu cầu tiện ngoài, tiện trong, khoan, doa hoặc gia công hai mặt
• Nếu sản lượng lớn, việc tích hợp hai phía trên cùng một máy có thể mang lại hiệu quả đáng kể

Linh kiện ô tô chính xác

Các chi tiết nhỏ trong ngành automotive thường yêu cầu: độ chính xác ổn định, sản lượng lớn, chu kỳ sản xuất lặp lại và có khả năng tự động hoá cao. Trong trường hợp đó, giảm thời gian thao tác thủ công có thể tạo ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất toàn dây chuyền.

Linh kiện điện tử

• Các chi tiết kim loại nhỏ dùng trong điện tử có thể yêu cầu nhiều nguyên công tiện, khoan, ren hoặc gia công mặt sau
• Khi sản lượng cao, khả năng tích hợp nhiều nguyên công trên cùng máy giúp giảm đáng kể các công đoạn trung gian.

Máy tiện CNC hai trục chính kết hợp nhiều trục có lợi thế gì?

Ngoài số lượng trục chính, số trục điều khiển cũng quyết định mức độ linh hoạt của máy.

Một máy tiện CNC hai trục chính có thể được kết hợp với:

• Trục X
• Trục Z
• Trục Y
• Hệ thống dao
• Các cấu hình 5 trục
• Các cấu hình 6 trục

Khi có thêm các trục chuyển động và dao động lực, máy có thể mở rộng từ gia công tiện thông thường sang các nguyên công như:

• Phay
• Khoan ngang
• Taro
• Phay rãnh
• Gia công mặt phẳng
• Gia công lỗ xuyên tâm
• Gia công các đặc tính lệch tâm.

Theo nội dung kỹ thuật của Taikan, cấu hình 6 trục có thể mang lại thêm khả năng tích hợp khi chi tiết yêu cầu nhiều hướng gia công và các nguyên công phức tạp hơn. Tuy nhiên, nhiều trục hơn không đồng nghĩa chắc chắn năng suất cao hơn.

Khi nào nên chọn máy tiện CNC 2 trục chính 5 trục hoặc 6 trục?

Đây là câu hỏi quan trọng khi doanh nghiệp đầu tư máy CNC. Không nên lựa chọn dựa trên suy nghĩ:  “Nhiều trục hơn chắc chắn tốt hơn.”  Thay vào đó, hãy phân tích bản vẽ chi tiết.

• Kiểm tra số hướng gia công: Đảm bảo chi tiết có yêu cầu lỗ ngang, rãnh ngang, mặt phẳng, bề mặt lệch tâm, gia công mặt sau, nhiều hướng tiếp cận dao… Nếu có, cấu hình nhiều trục có thể giúp giảm số lần chuyển máy hoặc gá đặt.
• Kiểm tra khả năng sử dụng dao driven tool: Nếu một nguyên công phay hoặc khoan ngang trước đây phải thực hiện trên máy thứ hai, dao driven tool có thể giúp tích hợp nguyên công đó vào máy tiện CNC. Điều này có thể làm giảm: Số máy → Số lần gá → Thời gian chuyển phôi → Thời gian chờ
• Nếu chi tiết chỉ tiện đơn giản, yêu cầu tiện ngoài, tiện mặt, tiện trong, tiện cắt đứt…và không cần gia công mặt sau phức tạp, một cấu hình đơn giản hơn có thể mang lại hiệu quả kinh tế tốt hơn.

Cách đánh giá và chọn lựa máy CNC 2 trục chính trước khi đầu tư

Doanh nghiệp có thể thực hiện theo quy trình sau.

Bước 1: Phân tích bản vẽ sản phẩm

Xác định toàn bộ nguyên công: tiện, khoan, taro, phay, ren, rãnh, gia công mặt sau.

Bước 2: Xác định sản lượng

Tính sản lượng/ngày, sản lượng/tháng, sản lượng/năm, số lượng đơn hàng lặp lại…

Bước 3: Đo cycle time hiện tại 

Không chỉ đo thời gian cắt, mà cần phải đo cả việc gá và tháo phôi, chuyển phôi, kiểm tra, chờ giữa công đoạn, gia công thức cấp…

Bước 4: Xác định công đoạn có thể tích hợp

Đánh giá xem trục chính phụ có thể loại bỏ máy thứ 2, đồ gá thứ 2, nhân công trung gian, thời gian vận chuyển, thời gian căn chỉnh…

Bước 5: Đánh giá khả năng tự động hóa

Kiểm tra và đánh giá các bước tự động hoá như cấp phôi, thu phôi, thoát phoi, quản lý dao, đo kiểm, khả năng vận hành khi không có người can thiệp…

Bước 6: Tính chi phí trên mỗi sản phẩm

Cuối cùng cần phải so sánh: Chi phí sản xuất/chi tiết = Thời gian máy + Nhân công + Dao cụ + Setup + Kiểm tra + Chi phí chuyển công đoạn. Đây mới chính là cơ sở thực tế để quyết định đầu tư máy tiện CNC 2 trục chính.

Với định hướng phát triển các giải pháp gia công CNC phục vụ sản xuất chính xác và sản lượng cao, Taikan cung cấp nhiều cấu hình máy tiện CNC khác nhau, từ máy tiện CNC 2 trục chính, máy tiện tự động và các giải pháp gia công tích hợp, đáp ứng nhu cầu từ gia công tiện cơ bản đến các ứng dụng yêu cầu nhiều trục và nhiều công đoạn.