Trong bài phỏng vấn với tờ Tin tức Thiết bị gia công kim loại Châu Á Thái Bình Dương (APMEN), giám đốc ứng dụng John Nelson của Haas Automation đã chia sẻ về những điểm nổi bật của công nghệ gia công cao tốc HSM.
Một số nét nổi bật của công nghệ HSM và khả năng cạnh tranh
HSM mang ý nghĩa khác nhau đối với mỗi người. Đây có thể được xem như một chiến lược trong công nghệ gia công cắt gọt tạo ra những vết cắt nông với tốc độ trục chính cũng như tốc độ ăn dao cao.
Đối với máy phay CNC của Haas, HSM có nghĩa chỉ các thuật toán điều khiển hoạt động tùy chọn của chúng tối. Thuật toán này được gọi là “gia tốc trước nội suy” và khai thác hết ưu điểm nói trên cho phép đánh dấu với tốc độ ăn dao cao mà không làm méo những phần đã lập trình. Thuật toán này tạo ra nhát cắt với tốc độ cao nhất đồng thời có thể kết hợp với nhát cắt tiếp theo mà không bị gián đoạn.
Ông John Nelson cũng đưa ra một ví dụ về việc đua xe công thức để minh họa cho thuật toán này. Ông nói: “Nếu cho tôi leo lên một chiếc xe công thức 1 đang đậu trên đường đua, tôi sẽ cảm thất thật khủng khiếp. Tôi sẽ không biết khi nào cần hãm phanh và khi nào cần tăng tốc để hoàn thành vòng đua dẫn đến việc chạy chệch khỏi đường đua rất nhiều lần. Khác với tôi, một tay đua xe công thức 1 sẽ biết chính xác khi nào và chỗ nào anh ta cần tăng tốc hay hãm phanh để hoàn thành vòng đua với tốc độ nhanh nhất có thể. Tương tự như vậy, thuật toán áp dụng cho công nghệ HSM của chúng tôi phân tích và xem xét chương trình trước khi hoạt động và xác định chính xác chỗ nào cần chậm lại để tiếp xúc phần được lập trình và chỗ nào có thể tăng tốc để đạt tốc độc đã lập trình”.
Điểm khác biệt giữa HSM và công nghệ truyền thống khác
Chiều sâu cắt là điểm khác biệt chủ yếu giữa HSM và công nghệ truyền thống khác, ông John Nelson nhấn mạnh. Với những vết cắt nông hơn, công nghệ HSM giúp mang lại tốc độ trục chính cao. Chính nhờ tốc độ trục chính cao sẽ cho phép tốc độ ăn dao cao hơn. Các nhà sản xuất gia công đã phối hợp với các khách hàng chủ chốt và các nhà chế tạo công cụ máy nhằm phát triển hình thức và bề mặt các thiết bị giúp các thiết bị cắt gọt hoạt động với tốc độ ăn dao cao hơn nhiều so với các công nghệ gia công cắt gọt truyền thống khác.
Những yếu tố quan trọng tác động đến việc ứng dụng thành công công nghệ gia công cao tốc
a. Tốc độ trục chính
HSM bắt đầu với tốc độ trục chính. Thông thường, tốc độ trục chính cao cho phép các vật liệu được loại bỏ nhanh hơn. Cần lựa chọn tốc độ trục chính xác, phù hợp với vật liệu được cắt. Sau đó, xác định năng suất của các thiết bị cắt được sử dụng.
b. Trục chính của HSM
Một trục của HSM có tốc độ quay ít nhất là 7500 rpm (vòng/ phút), Ông John Nelson đã đề cập, nhưng trường hợp này không thường xảy ra. Các vật liệu cứng hơn và xù xì hơn với đường kính lớn hơn thường chỉ yêu cầu công cụ cắt với tốc độ 3000 rpm. Với tốc độ cao, 30000 rpm là tốc độ thông thường đối với hầu hết các ứng dụng công nghệ HSM.
c. Lựa chọn thiết bị cắt
Lựa chọn thiết bị cắt là công việc hết sức quan trọng. Hình dạng và lớp phủ của thiết bị cắt đối với vật liệu cắt sẽ mang đến sự khác biệt rất lớn giữa thành công hay thất bại.
Hầu hết các máy ứng dụng công nghệ HSM thường nóng hơn các phương pháp truyền thống. Các thiết bị cho tác dụng vượt trội khi cắt nhôm thường không hoạt động thực sự hiệu quả khi cắt thép.
d. Lựa chọn nguyên liệu cắt
Lựa chọn nguyên liệu cắt thường không phải do người phát triển công nghệ HSM quyết định. Nguyên liệu là một trong những yếu tố quan trọng tác động đến cách tiếp cận công nghệ cắt, tuy nhiên việc lựa chọn nguyên liệu thông thường là do kỹ sư thiết kế quyết định.
e. Cân bằng đầu dao
Cân bằng đầu dao cũng rất quan trọng xuất phát từ hai lý do chủ yếu. Đầu tiên là hoàn thiện bề mặt. Một đầu dao không cân bằng chạy với tốc độ cao sẽ gây ra rung động và từ đó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoàn thiện bề mặt. Lý do thứ hai là trục. Máy chạy trên 7.000 hoặc 8.000 rpm với đầu dao không cân bằng sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến sức chịu lực của trục. Qua một thời gian, sẽ khiến cho trục bị hư hỏng trước thời hạn.
f. Đầu dao cho công nghệ gia công cao tốc HSM
Đầu dao cân bằng rất quan trọng trong ứng dụng HSM, do đó chất lượng các thành phần cấu tạo nên đầu dao cũng rất quan trọng. Quy trình thực tế để cân bằng đầu dao bằng cách khoan để giảm trọng lượng hoặc thêm chì để tăng trọng lượng có thể rất khó khăn và tốn nhiều thời gian.
Nhiều đầu dao có vành khung cân bằng dễ dàng thay đổi phân phối trọng lượng để làm giảm cân bằng. Đầu dao lắp ép nóng là đầu dao cơ bản cho công cụ cắt các bua rắn, do tính đồng tâm của đầu dao. Trở ngại là chi phí tăng thêm cho việc mua máy gia nhiệt để đưa công cụ cắt ra vào đầu dao.
Ngoài ra, ông John Nelson cũng đồng ý với quan điểm rằng công nghệ HSM là bước đột phá lớn nhất trong ngành gia công kim loại kể từ NC.
Những khó khăn trong quá trình sử dụng công nghệ HSM dẫn đến những cản trở cho quá trình thực hiện
Có những quy trình mới để thực hiện thành công chiến lược HSM, tuy nhiên kết quả lớn nhất là năng suất và hiệu quả; điều đó khiến chủ xưởng không thể không lựa chọn lộ trình này. Thử dùng phép loại suy từ chính bạn, cản trở có thể là những khó khăn khi bạn ở giai đoạn bắt đầu, nhưng qua thời gian, khi cuộc đua kết thúc, nó có thể mang đến những thành tựu nho nhỏ.
Cuối cùng, khi được APMEN hỏi về việc công nghệ HSM có thể giúp các xưởng, tiệm dập khuôn cạnh tranh trên thị trường bằng cách giảm thời gian chu kỳ sản xuất và thời gian chờ đồng thời giảm bớt chi phí nhân công so với các công nghệ cũ, ông John Nelson cũng chia sẻ: “Nhiều cuộc nghiên cứu đã chứng minh rằng tỷ lệ loại bỏ nguyên liệu cao hơn khi sử dụng công nghệ HSM. Chương trình kiểm tra và phần mềm CAM là đường dẫn công cụ tối ưu hóa tốt đến nỗi mà chương trình NC có thể chạy dễ dàng trên đó ngay từ lần đầu tiên. Bạn có thể sử dụng máy tính kiểm tra xem liệu một chương trình có đục được một khuôn không, thậm chí trước khi bạn cắt một vỏ tiện.
(Theo Asia Pacific Metalworking Equipment News)
