DÂY CHUYỀN GIA CÔNG MẶT BÍCH CÔNG NGHIỆP BẰNG MÁY CNC – TỪ PHÔI ĐẾN THÀNH PHẨM

Mặt bích là một trong những chi tiết cơ khí được sử dụng rất rộng rãi trong đường ống, bơm, van, thiết bị áp lực, dầu khí, hóa chất, đóng tàu, xi măng và các hệ thống máy công nghiệp. Nhìn hình dạng bên ngoài, mặt bích tương đối đơn giản: phần lớn là một chi tiết dạng đĩa hoặc vòng tròn, có lỗ tâm và hệ thống lỗ bulông phân bố xung quanh. Tuy nhiên để một mặt bích lắp ghép chính xác, làm kín tốt và hoạt động ổn định, quá trình gia công phải kiểm soát đồng thời nhiều yếu tố như đường kính ngoài, đường kính trong, chiều dày, độ phẳng, độ song song, độ đồng tâm, bề mặt làm kín và vị trí vòng chia lỗ bulông.

Vì phần lớn hình học của mặt bích là dạng tròn xoay, máy tiện CNC sẽ đảm nhiệm phần chính của quá trình gia công. Sau đó, trung tâm gia công đứng VMC được sử dụng để xử lý vòng lỗ bulông, lỗ ren, rãnh, lỗ định vị và những hình dạng không thuận lợi để thực hiện bằng dao tiện. Với mặt bích đường kính lớn, phương án máy tiện đứng CNC lại có lợi thế rõ rệt hơn vì phôi có thể đặt trực tiếp trên bàn quay, hạn chế vấn đề gá phôi nặng trên máy tiện ngang.

1. Chuẩn bị phôi mặt bích

Phôi mặt bích có thể xuất phát từ thép rèn, thép đúc, inox, thép tròn hoặc phôi đĩa được cắt từ tấm dày. Tùy tiêu chuẩn áp lực và môi trường làm việc, doanh nghiệp lựa chọn vật liệu và phương pháp tạo phôi khác nhau.

Phôi ban đầu thường được để lớn hơn kích thước hoàn thiện một lượng nhất định. Phần vật liệu dư này dành cho các nguyên công tiện thô, tiện tinh và hiệu chỉnh sai số của phôi.

Trước khi đưa lên CNC, cần kiểm tra đường kính phôi, chiều dày, độ cong vênh và lượng dư của cả hai mặt. Đối với phôi rèn hoặc đúc lớn, việc phân bố lượng dư không đều phải được tính tới ngay khi lập quy trình.

2. Tiện mặt chuẩn – lựa chọn máy theo kích thước mặt bích

Nguyên công đầu tiên thường là tiện mặt đầu để hình thành mặt chuẩn. Sau khi có chuẩn, máy tiếp tục gia công đường kính ngoài và các bậc của chi tiết.

Với mặt bích cỡ nhỏ và trung bình, HCK-50 – máy tiện CNC băng nghiêng là một lựa chọn hợp lý. Máy có đường kính cắt khoảng 360 mm và được thiết kế cho cả chi tiết dạng trục lẫn dạng đĩa, phù hợp để tiện mặt, OD, ID, côn và các bề mặt tròn xoay. May Van Nang

Khi kích thước chi tiết tăng lên, có thể chuyển sang KDCK-25 – máy tiện CNC Kaida hoặc KDCK-40 – máy tiện CNC Kaida. KDCK-25 có đường kính tiện qua băng khoảng 500 mm, trong khi KDCK-40 tăng lên 750 mm và có lỗ trục chính 105 mm. Đây là khoảng kích thước khá phù hợp với nhiều loại mặt bích cơ khí thông dụng. May Van Nang

Như vậy, ngay ở bước tiện đầu tiên đã có thể chia sản phẩm thành nhiều nhóm: HCK-50 cho mặt bích nhỏ, KDCK-25 cho nhóm trung bình và KDCK-40 cho những sản phẩm lớn hơn.

3. Tiện đường kính ngoài, đường kính trong và các bậc

Sau khi tạo mặt chuẩn, dao tiện tiếp tục bóc lượng dư của đường kính ngoài. Nếu mặt bích có cổ, bậc định vị hoặc vai, những vị trí này cũng nên được thực hiện trong cùng lần gá.

Tiếp theo là gia công đường kính trong. Có thể khoan hoặc khoét sơ bộ, sau đó sử dụng dao tiện lỗ để đưa ID tới kích thước yêu cầu.

Một nguyên tắc quan trọng là OD và ID nên được gia công trong cùng hệ gá khi có thể, bởi như vậy độ đồng tâm giữa hai đường kính được đảm bảo tốt hơn.

Đối với mặt bích lắp trên trục hoặc ổ, độ đồng tâm này đặc biệt quan trọng. Nếu lỗ tâm bị lệch so với đường kính ngoài, chi tiết có thể gây mất cân bằng hoặc khó lắp ráp vào cụm máy.

4. Gia công bề mặt làm kín

Bề mặt sealing của mặt bích có thể là flat face, raised face hoặc dạng rãnh đặc biệt tùy tiêu chuẩn.

Đây là khu vực tiếp xúc trực tiếp với gioăng và mặt bích đối diện nên độ phẳng và chất lượng bề mặt có ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng làm kín.

Dao CNC có thể tạo mặt, bậc và các rãnh tròn cần thiết trong cùng chương trình.

Đối với sản phẩm sản xuất hàng loạt, thông số dao, tốc độ cắt và lượng chạy dao phải được giữ ổn định để bề mặt làm kín giữa các chi tiết không biến động quá lớn.

5. Gia công hai mặt với máy chuyên dụng khi sản lượng lớn

Một nhược điểm của quy trình tiện thông thường là sau khi hoàn thiện mặt thứ nhất, công nhân phải tháo phôi, đảo chi tiết rồi gá lại để gia công mặt còn lại.

Nếu sản lượng mặt bích lớn, đây chính là thời gian phụ đáng kể.

Cường Thịnh hiện có GV400 / GV500 – máy tiện CNC đứng kiểu trục chính đảo, tổ hợp gia công hai mặt. Dòng máy này được thiết kế để xử lý thuận – nghịch hai phía của chi tiết trong quá trình tự động, đặc biệt phù hợp với chi tiết dạng đĩa, mặt bích và trục ngắn trong sản xuất hàng loạt. May Van Nang

Do đó với khách hàng chỉ sản xuất lượng vừa, HCK/KDCK là phương án kinh tế hơn. Nhưng với nhà máy chuyên sản xuất mặt bích hàng loạt, GV400/GV500 có thể trở thành một cấu hình đáng cân nhắc nhằm giảm thao tác đảo phôi.

6. VMC gia công vòng lỗ bulông

Sau khi các bề mặt tròn được hoàn thiện, mặt bích được chuyển sang trung tâm gia công đứng.

Với chi tiết nhỏ, VMC640 có bàn 700 × 420 mm, tải khoảng 300 kg và ATC 24 dao. Máy phù hợp để khoan vòng bulông, doa, khoét bậc, taro và gia công các rãnh phụ trên mặt bích cỡ nhỏ – trung bình. May Van Nang

Nếu đường kính và khối lượng chi tiết lớn hơn, có thể chuyển lên VMC850 với bàn 500 × 1.000 mm hoặc VMC855 với bàn 1.000 × 550 mm, tải tới 500 kg. May Van Nang

VMC xác định chính xác tâm chi tiết, sau đó chương trình tự động chia các vị trí theo đường kính vòng bulông. Máy có thể thực hiện khoan, doa, khoét counterbore hoặc taro ngay trong cùng lần gá.

Đây là phương án chính xác và ổn định hơn nhiều so với việc chia lỗ thủ công.

7. Mặt bích lớn – chuyển sang máy tiện đứng CNC

Khi đường kính mặt bích vượt khỏi khả năng hợp lý của máy tiện ngang, phương án máy tiện đứng trở nên hiệu quả hơn.

Ở phân khúc đường kính khoảng 1.250–2.000 mm, Cường Thịnh có CK5112 / CK5116 / CK5120. Ba model tương ứng có khả năng gia công đường kính tối đa khoảng 1.250, 1.600 và 2.000 mm; tải bàn cũng tăng dần theo model. May Van Nang

Với mặt bích lớn hơn nữa, CK5225 / CK5231 / CK5240 mở rộng đường kính gia công lên khoảng 2.500–4.000 mm và được Cường Thịnh định hướng trực tiếp cho mặt bích, vòng lớn, bánh răng và chi tiết tải nặng. May Van Nang

Ở cấp độ cơ khí siêu nặng, CK5250 / CK5263 có khả năng gia công đường kính tới khoảng 5.000 và 6.300 mm. Đây không còn là nhóm mặt bích thông thường mà hướng tới dầu khí, đóng tàu, thiết bị năng lượng và kết cấu công nghiệp cực lớn. May Van Nang

Như vậy Cường Thịnh có thể xây dựng giải pháp mặt bích từ vài trăm milimet tới nhiều mét mà không cần cố ép một model máy vào mọi kích thước sản phẩm.

8. Cấu hình dây chuyền theo quy mô

Dây chuyền cơ bản có thể tổ chức:

Phôi → tiện mặt đầu → tiện OD → tiện ID → gia công sealing face → đảo phôi/tiện mặt 2 → VMC khoan vòng bulông → doa/taro → QC → mặt bích hoàn thiện.

Với xưởng nhỏ, cấu hình có thể là HCK-50 + VMC640.

Với xưởng sản xuất mặt bích cỡ trung, có thể nâng lên KDCK-25/KDCK-40 + VMC850/VMC855.

Với sản xuất hàng loạt dạng đĩa, GV400/GV500 giúp giảm công đoạn đảo phôi.

Với mặt bích từ 1–2 m có thể chuyển sang CK5112/CK5116/CK5120, còn nhóm siêu lớn sẽ sử dụng CK5225–CK5263.