Gia Công và Quản Lý Sản Xuất Trong Một Dự Án Chi Tiết Chính Xác

Với sự tiến bộ của công nghệ, năng lực gia công chính xác của các quá trình CNC đã được nâng cao, đáp ứng chính xác nhu cầu về các chi tiết độ chính xác cao trong ngành hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và thiết bị công nghiệp.

Bài viết này sẽ chia sẻ chuyên môn của Sendot Technology trong gia công chi tiết độ chính xác cao thông qua mô tả chi tiết toàn bộ quy trình, bao gồm công nghệ, thiết bị, hiệu chỉnh và đo lường, dựa trên một trường hợp sản xuất đã hoàn thành.

Bối Cảnh Sản Phẩm

Sản phẩm trong trường hợp này là một chi tiết chính xác cho thiết bị công nghiệp, với số lượng đơn hàng 1.000 chiếc. Kích thước của nó khoảng 66×38×40mm, và được làm bằng vật liệu AL2024, yêu cầu xử lý bề mặt oxit đen.

Sản phẩm này thể hiện các đặc điểm điển hình của chi tiết nhỏ độ chính xác cao, với kích thước kết cấu đầy đủ và bản vẽ rõ ràng. Có sự hiểu biết rõ ràng về dung sai kích thước giữa các kết cấu quan trọng và thông thường.

Yêu Cầu Chuẩn và Dung Sai 

Chuẩn

Chuẩn A là trục của các lỗ đồng tâm có đường kính ∅13 và ∅11, có yêu cầu độ vuông góc 0.02 với chuẩn B (mặt phẳng). Chuẩn C là trục của lỗ ∅5, cũng có yêu cầu độ vuông góc 0.02 với chuẩn B.

Dung Sai Kích Thước

• ∅13+0.018/0;
• ∅11+0.018/0;
• ∅5+0.012/0;
• ∅5+0.03/0.

Dung Sai Hình Học

• Độ đồng tâm của ∅13 và ∅11 là 0.01;
• Độ đảo của mặt đáy ∅13 (mặt đỏ) so với trụ ∅13 là 0.01;
• Độ đối xứng của rãnh xuyên ∅5 so với tâm của đường tròn ∅5 là 0.02.

Phân Tích Thách Thức Gia Công Của Chi Tiết Chính Xác

• Các chuẩn A, B và C phân bố theo ba hướng pháp tuyến khác nhau, với các yêu cầu dung sai hình học lẫn nhau.
• Các kích thước quan trọng phân bố theo hai hướng pháp tuyến, liên quan đến cả dung sai kích thước và dung sai hình học. Điều này làm tăng độ khó gia công so với các chi tiết chính xác chỉ có một nhóm kích thước quan trọng theo một hướng pháp tuyến duy nhất.
• Ba lỗ chính xác (∅5, ∅11, ∅13) đều có dung sai cấp H7, với dung sai ∅5 là +0.012, yêu cầu kiểm soát dung sai trong phạm vi 8 μm trong quá trình gia công. Điều này gây thách thức lớn cho phay thông thường.
• Dung sai cho ∅11 và ∅13 là +0.018, không quá khó nếu xét riêng lẻ. Độ chính xác có thể đạt được bằng dao phay để gia công tinh. Tuy nhiên, việc kết hợp độ tròn, độ đảo và độ song song, vốn là các dung sai hình học, vào khâu kiểm soát khiến việc phay tinh trở thành một thách thức lớn.

So Sánh và Xác Định Các Giải Pháp Quy Trình Công Nghệ

1. Phay 3 Trục và Quá Trình Dao Thông Thường

• Ưu điểm: Kết cấu của chi tiết có thể được gia công hoàn chỉnh, với chi phí thấp hơn và thao tác đơn giản hơn.
• Nhược điểm: Là một thách thức để đảm bảo liên tục và ổn định dung sai hình học và đường kính lỗ.

2. Phay Thô 3 Trục, Phay 5 Trục và Quá Trình Dao Chuyên Dụng

Ưu điểm của Phay Thô 3 Trục

• Giảm tải và chi phí gia công cho phay 5 trục, giải phóng ứng suất phay thô sớm.
• Giảm độ dày kẹp trong gia công 5 trục, rút ngắn chiều dài gá dao, và tăng độ cứng vững của dao.

Ưu điểm của Phay 5 Trục

• Phay được thực hiện trong cùng một nguyên công, giảm số lượng nguyên công.
• Đảm bảo độ chính xác hình học giữa các hướng pháp tuyến khác nhau.

Ưu điểm của Dao Chuyên Dụng

• Một dao gia công tinh chuyên dụng được phân bổ cho mỗi kích thước chính xác;
• Dao gia công tinh ∅4 được dùng cho rãnh xuyên ∅5.0+0.03, với độ ổn định dung sai khoảng 0.015mm.
• Một dao doa chuyên dụng được bố trí cho lỗ ∅5+0.012 do đường kính nhỏ của nó, không thể doa bình thường, với độ ổn định dung sai khoảng 4 μm.
• Dao doa lỗ chuyên dụng được dùng cho các lỗ chính xác ∅11 và ∅13, với độ ổn định dung sai đạt 1.5 μm.

Sau quá trình tối ưu hóa liên tục và thảo luận sâu rộng bởi bộ phận Kỹ thuật của Sendot Technology, cuối cùng chúng tôi đã chọn Quy Trình 2 làm giải pháp sản xuất phù hợp nhất.

Làm Thế Nào Để Đảm Bảo Kết Quả Tốt Nhất Cho Chi Tiết Gia Công Chính Xác?

Lựa Chọn Thiết Bị

Sau khi xác định một quy trình công nghệ hợp lý, việc chọn máy móc phù hợp là rất quan trọng. Sendot Technology có nhiều máy 5 trục, và cho trường hợp này, máy liên động 5 trục Beijing Jingdiao JDGR300 đã được chọn, rất phù hợp để gia công các chi tiết chính xác kích thước nhỏ như vậy. Máy này có các đặc điểm sau:

• Được lắp đặt trong xưởng kiểm soát nhiệt độ và trang bị thước quang độ chính xác cao. Nó có thể ổn định đạt được định vị và cắt theo trục ở cấp micromet (μm).
• Bàn xoay kiểu nôi trục AC với độ chính xác định vị 6″ và độ chính xác định vị lặp lại 4″.
• Được trang bị đầu dò trong máy Renishaw để đo trước khi tháo sản phẩm khỏi máy, đảm bảo kích thước đạt tiêu chuẩn.

Xác Minh Độ Ổn Định Của Xử Lý Bề Mặt

Quy trình hợp lý và thiết bị tiên tiến đặt nền tảng cho gia công chi tiết độ chính xác cao. Tuy nhiên, đạt được độ chính xác cao cũng đòi hỏi quy trình làm việc nghiêm ngặt và kiểm soát chất lượng khoa học.

Trong trường hợp này, dung sai kích thước cho ba lỗ chính xác là +0.012 và +0.018mm (12μm và 18μm). Hơn nữa, các dung sai này là cho kích thước sản phẩm hoàn thiện sau khi oxy hóa. Để đảm bảo giao hàng chính xác, cần cân nhắc các yếu tố sau:

• Tác động của độ dày màng oxit đến dung sai kích thước.
• Sai số đo lường và biến động trong giá trị đo trước và sau khi oxy hóa.

Do đó, trong quá trình hiệu chỉnh, Sendot Technology đã điều chỉnh các yếu tố khác nhau về giữa các dung sai tương ứng sau khi cân nhắc kỹ lưỡng. Ngoài ra, một sự so sánh dữ liệu đo CMM trước và sau khi oxy hóa đã được thực hiện để nắm bắt các biến số ảnh hưởng đến sự thay đổi.

Thiết Bị Đo Lường và Kết Quả

Chúng tôi sử dụng máy đo tọa độ Zeiss để kiểm tra nghiêm ngặt:

• Chi tiết chính xác hoàn thiện được cố định trên bàn đo, và tất cả phép đo dữ liệu được hoàn thành trong một lần chạy bằng đầu dò xoay tự động.
• Một đầu dò kéo dài được dùng để đo dung sai kích thước hình học của độ đồng tâm 0.01 giữa các lỗ ∅11 và ∅13 theo cùng hướng pháp tuyến. Nó cải thiện độ chính xác đo so với phương pháp đo bằng đầu dò xoay 180°.

Kết Luận

Năng lực sản xuất hàng loạt các chi tiết độ chính xác cao đòi hỏi không chỉ thiết bị gia công và đo lường tiên tiến mà còn cả môi trường kiểm soát nhiệt độ và một đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm để hỗ trợ.

Sendot Technology liên tục phát triển một quy trình phát triển dự án khoa học và hoàn chỉnh, một hệ thống xét duyệt quy trình nghiêm ngặt, và chuẩn bị chính xác các tài liệu kỹ thuật để đạt được giao hàng chất lượng cao. Hãy liên hệ với chúng tôi để bắt đầu dự án của bạn ngay hôm nay!