Chinh phục chi tiết mỏng – Thách thức lớn trong gia công CNC hiện đại

Gia công chi tiết mỏng bằng CNC là một trong những công việc đòi hỏi trình độ kỹ thuật và kinh nghiệm cao trong lĩnh vực cơ khí chính xác. Do đặc tính dễ biến dạng, rung lắc và khó kiểm soát dung sai, các chi tiết mỏng thường gây nhiều thách thức hơn so với chi tiết thông thường.

Trong bài viết này, SYNCE TOOL sẽ phân tích những khó khăn điển hình khi gia công chi tiết mỏng bằng CNC, đồng thời chia sẻ giải pháp công nghệ thực tế giúp nâng cao độ chính xác, giảm sai số và tối ưu hiệu suất gia công.

Chi tiết mỏng là gì?

Chi tiết mỏng (Thin-Wall Part) là các bộ phận có tỷ lệ chiều dày nhỏ so với chiều dài hoặc chiều rộng, thường dưới 3 mm đối với thép và 1.5 mm đối với nhôm.
Chúng xuất hiện phổ biến trong ngành hàng không, khuôn mẫu, thiết bị điện tử, và gia công linh kiện chính xác, nơi yêu cầu trọng lượng nhẹ, độ cứng cao và sai số hình học nhỏ.

Ví dụ điển hình: vỏ housing, tấm cover, gá kẹp mỏng, hoặc chi tiết dạng khung có thành vách mỏng.

Thách thức khi gia công chi tiết mỏng

Gia công chi tiết mỏng bằng CNC đặt ra hàng loạt khó khăn kỹ thuật, bao gồm:

1. Biến dạng và rung động
   Do thành mỏng, chi tiết dễ bị uốn cong hoặc rung khi lực cắt tác dụng, dẫn đến sai số kích thước, bavia và bề mặt nhám.

2. Mất ổn định gá đặt
   Độ cứng vững của chi tiết thấp khiến việc định vị và kẹp chặt trở nên khó khăn. Kẹp quá chặt sẽ biến dạng, kẹp quá lỏng thì rung hoặc lệch tâm.

3. Khó kiểm soát nhiệt và ứng suất
   Lượng nhiệt sinh ra khi cắt không được phân tán tốt, gây biến dạng nhiệt cục bộ và làm thay đổi kích thước sau khi nguội.

4. Độ chính xác và độ nhẵn bề mặt giảm
   Rung động kết hợp với dao mòn nhanh khiến bề mặt xuất hiện vân sóng, độ bóng không đạt yêu cầu, đặc biệt ở vùng thành mỏng dài.

Cách khắc phục khi gia công CNC chi tiết mỏng

Để đảm bảo độ chính xác và ổn định, kỹ sư CNC cần áp dụng đồng bộ giải pháp công nghệ – dụng cụ – gá đặt như sau:

1. Tối ưu dụng cụ cắt

   • Sử dụng dao phay góc xoắn cao (45°–55°), dao phay bán cầu hoặc corner radius để giảm lực cắt hướng trục.

   • Chọn dao cắt sắc bén, lớp phủ TiAlN hoặc DLC để giảm ma sát và nhiệt.

   • Ưu tiên dao carbide micrograin hoặc dao HSS-Co8 cho vật liệu khó gia công.

2. Giảm lực cắt và phân bố hợp lý đường chạy dao

   • Dùng phay trochoidal, phay climb milling (thuận chiều) để giảm tải.

   • Tăng tốc độ cắt (Vc), giảm lượng chạy dao (fz) và chiều sâu cắt (ap, ae).

   • Chia nhiều lần ăn dao mỏng để tránh lực cắt tập trung.

3. Tăng độ cứng vững của gá đặt

   • Dùng vacuum chuck, keo dán tạm thời, hoặc fixture đàn hồi để giữ ổn định bề mặt lớn.

   • Với chi tiết mỏng dạng khung, có thể để lại xương liên kết (rib) và phay tinh sau cùng.

4. Kiểm soát nhiệt và ứng suất

   • Sử dụng dung dịch làm mát áp lực cao, hoặc phun sương MQL.

   • Giữ nhiệt độ ổn định, hạn chế dao nóng – nguội đột ngột.

Lưu ý khi gia công chi tiết mỏng

• Luôn kiểm tra biến dạng sau mỗi nguyên công bằng đồng hồ so hoặc CMM.

• Bù sai lệch (offset compensation) trong chương trình nếu chi tiết có xu hướng đàn hồi.

• Gia công thô trước – tinh sau, kết hợp stress-relief giữa các công đoạn.

• Ưu tiên dao ngắn, holder cứng, góc thoát phoi lớn để tăng ổn định.

• Ghi lại dữ liệu lực cắt, rung động, và độ chính xác để cải thiện quy trình.

Từ chuyên gia SYNCE TOOL

“Gia công chi tiết mỏng là bài kiểm tra trình độ thực sự của kỹ sư CNC. Sự khác biệt nằm ở hiểu vật liệu, chọn dao đúng, và kiểm soát lực cắt chính xác.”