Tính Toán Chế Độ Cắt (Cutting Conditions) Cho Máy CNC 4 Và 5 Trục

Bài viết chia sẻ chi tiết cách tính toán chế độ cắt (cutting conditions) cho máy CNC 4 và 5 trục, bao gồm tốc độ cắt, tiến dao, chiều sâu cắt và ví dụ ứng dụng thực tế. Giúp kỹ sư CNC tối ưu gia công, bảo vệ dao cụ và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Tính Toán Chế Độ Cắt (Cutting Conditions) Cho Máy CNC 4 Và 5 Trục

Việc tính toán chế độ cắt (cutting conditions) trên máy CNC 4 trục và 5 trục thường phức tạp hơn nhiều so với máy CNC 3 trục. Nguyên nhân là do phải xét đến các yếu tố như: góc nghiêng của dụng cụ cắt, hình dạng bề mặt gia công, cũng như sự thay đổi vận tốc cắt tại các vị trí tiếp xúc khác nhau trên bề mặt chi tiết.

Nhà máy gia công cơ khí chính xác

Tuy vậy, nguyên lý cơ bản vẫn dựa trên những thông số cốt lõi gồm: tốc độ cắt (Vc), tốc độ tiến dao (f), và chiều sâu cắt (Ap, Ae).

Trong bài viết này, Tân Hợp Tiến sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết 3 nội dung chính:

I. Các Thông Số Chính Cần Tính Toán trong gia công CNC

Khi lập trình gia công CNC, đặc biệt là trên máy 4 trục và 5 trục, kỹ sư cần chú ý đến 5 thông số quan trọng sau:

1.1. Tốc độ cắt (Vc)

  • Là vận tốc chuyển động của lưỡi cắt so với phôi.
  • Đơn vị: m/phút.
  • Phụ thuộc vào: vật liệu gia công, vật liệu dao, và phương pháp gia công.

1.2. Lượng tiến dao (f)

  • Là quãng đường tiến của dao trong một vòng quay.
  • Đơn vị: mm/vòng hoặc mm/phút.

1.3. Tốc độ trục chính (n)

  • Số vòng quay trục chính trong một phút (vòng/phút).

n= (Vc x 1000 ) / (π×D)

Trong đó:

  • Vc: Tốc độ cắt (m/phút).
  • D: Đường kính dao (mm).

1.4. Tốc độ tiến dao bàn máy (Vf)

  • Là vận tốc di chuyển của dao hoặc phôi.
  • Đơn vị: mm/phút.

Vf = f×n×z

Trong đó:

  • f: Lượng tiến dao trên mỗi răng (mm/răng).
  • n: Tốc độ trục chính (vòng/phút).
  • z: Số lưỡi cắt của dao.

1.5. Chiều sâu cắt (Ap, Ae)

  • Ap: Chiều sâu cắt theo trục (hướng song song với trục dao).
  • Ae: Chiều sâu cắt hướng kính (hướng vuông góc trục dao).

II. Hướng Dẫn Các Bước Tính Toán Chế Độ Cắt

Để lập trình và tính toán chính xác cho CNC 4 và 5 trục, cần thực hiện theo 4 bước cơ bản sau:

2.1. Bước 1: Xác định thông số đầu vào

  • Vật liệu gia công: thép, nhôm, inox, titan, gang…
  • Vật liệu dao: carbide, HSS, gốm…
  • Kích thước dao: đường kính D, số lưỡi cắt z.
  • Chiều sâu cắt Ap, Ae ban đầu (dựa theo kinh nghiệm hoặc bảng tra).

2.2. Bước 2: Tra bảng hoặc dùng phần mềm

  • Sử dụng catalog của nhà sản xuất dao (Seco, CKK , Dijet, Startool,…) để tra Vc và fz.
  • Đây là cơ sở ban đầu cho quá trình tính toán.

2.3. Bước 3: Tính toán tốc độ trục chính và tốc độ tiến dao

Áp dụng công thức ở phần I để tính n và Vf.

2.4. Bước 4: Điều chỉnh thông số cho máy CNC 4 và 5 trục

Đây là phần khác biệt quan trọng nhất so với máy CNC 3 trục:

  • Góc nghiêng của dao: Khi dao nghiêng, chiều sâu cắt và tốc độ cắt hiệu dụng thay đổi → cần giảm Vf hoặc tăng n để duy trì chip load ổn định.
  • Điểm tiếp xúc dao-phôi: Tốc độ cắt biến đổi liên tục trên bề mặt cong. Phần mềm CAM hiện đại sẽ tự động điều chỉnh.
  • Gia công bề mặt phức tạp: Với chi tiết 3D, ap và ae thay đổi theo biên dạng. Cần đảm bảo dao luôn trong giới hạn an toàn.

III. Ví Dụ Ứng Dụng Thực Tế

Bài toán: Gia công tinh bề mặt cong bằng CNC 5 trục.

  • Vật liệu gia công: Hợp kim nhôm 7075.
  • Dao: Dao phay ngón cầu D=10 mm, z=2, vật liệu carbide.
  • Chiến lược gia công: Finishing.

Bước 1: Thông số từ catalog dao

  • Vc = 400 m/phút
  • fz = 0.06mm/răng
  • Ae = 0.4 mm (≈ 4% D)
  • Ap = 0.4mm

Bước 2: Tính tốc độ trục chính (n)

n=400×1000/π×10≈12738 vòng/ phút

Bước 3: Tính tốc độ tiến dao (Vf)

Vf=0.06 ×12738 ×2≈1528 mm/ phút

Bước 4: Điều chỉnh cho 5 trục

  • Sử dụng CAM để chọn chiến lược chạy dao phù hợp (parallel, surface contour…).
  • Phần mềm tự động giảm tốc độ khi dao nghiêng nhiều để tránh gãy dao.
  • Kỹ sư kiểm tra mô phỏng, đảm bảo không va chạm và thông số cắt an toàn.

Kết Luận

Tính toán chế độ cắt CNC 4 và 5 trục đòi hỏi kỹ sư phải nắm vững nguyên lý cơ bản, đồng thời linh hoạt điều chỉnh theo đặc thù bề mặt và chiến lược chạy dao.

Tại Tân Hợp Tiến, với nhiều năm kinh nghiệm trong đào tạo CAD/CAM/CNC và cung cấp giải pháp dao cắt gọt kim loại, chúng tôi không chỉ mang đến sản phẩm mà còn đồng hành cùng khách hàng trong việc tối ưu quy trình gia công.

👉 Nếu bạn đang tìm đối tác cung cấp dao cắt uy tín hoặc cần giải pháp tối ưu chế độ cắt CNC, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn chuyên sâu.

📞 Hotline: 0972 816 623
📧 Email: info@tanhoptien.com

about-star
about-star