Trong thực tế, các chi tiết như khuôn mẫu, sản phẩm công nghiệp thiết kế tự do (freeform surface), hoặc các linh kiện hàng không – y tế thường có bề mặt cong phức tạp. Những bề mặt này không đơn thuần là mặt phẳng hay mặt trụ, mà là sự kết hợp liên tục của các đường cong, mặt loft, sweep...
1. Tổng quan về bề mặt cong phức tạp trong gia công CNC
Để gia công được các bề mặt này hiệu quả, kỹ thuật viên cần chọn đúng chiến lược gia công thô và tinh, nhằm đảm bảo:
- Độ chính xác bề mặt cao.
- Thời gian gia công tối ưu.
- Tăng tuổi thọ dao cụ.
2. Chiến lược gia công thô
Mục tiêu: Loại bỏ nhanh vật liệu dư với độ an toàn cao, chuẩn bị tốt cho bước gia công tinh sau đó.
2.1. Dạng chiến lược nên dùng
- 3D HSR (High Speed Roughing): Chiến lược gia công thô tốc độ cao, kiểm soát tốt lượng dư, thích hợp với bề mặt cong nhiều lớp.
- 3D iMachining: Giảm tải cho dao, điều chỉnh bước tiến tự động, tối ưu thời gian gia công mà vẫn an toàn.
2.2. Cài đặt quan trọng
- Step Down (Độ sâu cắt): Nên chọn theo dao (dao cầu thường từ 0.5–1.5 mm).
- Step Over (Bước cắt ngang): Thường để 40–60% đường kính dao, để đảm bảo lượng dư đều.
- Stock to Leave (Chừa dư): Thường để chừa 0.3–0.5 mm ở bề mặt và thành để gia công tinh sau.
2.3. Dao cụ gợi ý
- Dao cầu (Ball Nose Endmill): Cho phép tiếp xúc tốt với bề mặt cong.
- Dao ngón bo (Bull Nose): Gia công được nhanh hơn ở mặt phẳng gần đáy nhưng vẫn giữ được độ mịn ở các đoạn cong nhẹ.
3. Chiến lược gia công tinh
Mục tiêu: Đạt được độ nhẵn và chính xác cao nhất trên bề mặt cong.
3.1. Dạng chiến lược nên dùng
- HSM (High Speed Machining) – dạng Constant Z hoặc Spiral: Di chuyển mượt, ít đổi hướng gắt, phù hợp cho bề mặt cong dạng dốc liên tục.
- HSS (High Speed Surface) – nếu muốn chỉ gia công một bề mặt chọn lọc mà không ảnh hưởng các vùng lân cận.
- 3D Equal Step/3D Constant Step Over: Cho độ nhẵn đồng đều ở toàn bộ bề mặt cong.
3.2. Cài đặt quan trọng
- Step Over nhỏ: Từ 0.1 – 0.3 mm để đảm bảo chất lượng bề mặt sau khi gia công tinh.
- Stock to Leave: Đặt về 0 hoặc -0.01 tùy yêu cầu dung sai.
- Cutting Direction: Chọn Climb Milling để kéo dài tuổi thọ dao và bề mặt mịn hơn.
3.3. Dao cụ gợi ý
- Dao cầu đường kính nhỏ: Giúp vét chính xác các vùng cong nhỏ, tránh bỏ sót vật liệu.
- Dao gốm hoặc phủ TiAlN: Phù hợp với vật liệu cứng và tốc độ cao.
4. Một số lưu ý thực tế
- Chia nhỏ vùng gia công: Không nên lập trình toàn bộ bề mặt cong trong 1 lần nếu dao nhỏ hoặc chi tiết lớn.
- Tách riêng vùng dốc và vùng đáy: Dùng chiến lược khác nhau cho từng vùng để tối ưu hóa đường chạy dao.
- Kiểm tra mô phỏng kỹ càng: Tránh dao đi "lướt" hoặc chạy không hiệu quả ở những vùng khó tiếp cận.
- Sử dụng Rest Machining sau khi gia công thô bằng dao lớn, để gia công các vùng còn dư bằng dao nhỏ hơn.
Việc lựa chọn đúng chiến lược gia công thô và tinh cho bề mặt cong phức tạp trong SolidCAM không chỉ giúp nâng cao chất lượng chi tiết, mà còn giúp giảm thời gian lập trình và gia công, tăng tuổi thọ dao cụ, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất. Kỹ thuật viên nên thường xuyên thử nghiệm và so sánh các chiến lược, kết hợp mô phỏng và kiểm tra thực tế để tìm ra cấu hình phù hợp nhất cho từng loại chi tiết.