Máy tiện đùn là gì? Nguyên lý, cấu tạo của máy tiện kiểu Thụy Sĩ

Máy tiện đùn ra đời tại Thụy Sĩ vào cuối thế kỷ 19, ban đầu nhằm mục đích sản xuất các bộ phận cực kỳ nhỏ và chính xác cho ngành công nghiệp đồng hồ. Ngày nay, nó đã trở thành giải pháp tối ưu cho việc gia công những chi tiết nhỏ, dài, mảnh và đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối mà máy tiện thông thường khó có thể làm được.

Trong bài viết này, VNTECH sẽ chia sẻ tới các bạn toàn bộ thông tin về máy tiện đùn: cấu tạo, nguyên lý, ưu nhược điểm và ứng dụng.

Nội dung bài viết

1 Máy tiện đùn là gì?
2 So sánh máy tiện đùn với máy tiện CNC
3 Cấu tạo của máy tiện đùn CNC
4 Nguyên lý hoạt động máy tiện đùn
5 Ưu điểm nổi bật của máy tiện đùn
6 Hạn chế của máy tiện đùn
7 Ứng dụng của máy tiện đùn

Máy tiện đùn là gì?

Máy tiện đùn hay máy tiện kiểu Thụy Sĩ (Swiss-type Lathe / Sliding Headstock Lathe), là một loại máy tiện CNC chuyên dụng, được thiết kế đặc biệt để gia công các chi tiết có kích thước nhỏ, chiều dài lớn và yêu cầu độ chính xác cực kỳ cao.

Điểm khác biệt cốt lõi của máy tiện đùn so với máy tiện kim loại thông thường là toàn bộ cụm trục chính và thanh vật liệu sẽ di chuyển tịnh tiến dọc theo trục Z. Trong khi các dụng cụ cắt lại được đặt cố định hoặc di chuyển rất ít ngay tại điểm gia công.

Điểm đặc trưng của máy tiện đùn:

– Toàn bộ cụm trục chính và ống kẹp giữ thanh phôi sẽ di chuyển tịnh tiến dọc theo trục Z (đùn phôi).

– Thanh phôi được đẩy qua một bạc dẫn hướng nằm ngay sát điểm mà dụng cụ cắt tiếp xúc.

+ Bạc này có nhiệm vụ kẹp và hỗ trợ phôi ngay tại vị trí gia công, đảm bảo độ cứng vững tối đa cho phần phôi đang được cắt.

+ Điều này giúp loại bỏ rung động và uốn cong của phôi dài, cho phép gia công các chi tiết mảnh với độ chính xác rất cao.

– Các dụng cụ cắt (dao tiện, mũi khoan, dao phay) được bố trí xung quanh bạc dẫn hướng và thường được giữ cố định.

– Máy tiện đùn luôn được trang bị hệ thống cấp phôi tự động (bar feeder) để liên tục cung cấp thanh vật liệu dài vào máy, tối ưu hóa sản xuất hàng loạt.

Nhờ nguyên lý hoạt động độc đáo này, máy tiện đùn đặc biệt hiệu quả trong việc sản xuất các chi tiết nhỏ, dài và phức tạp cho các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối như: y tế, điện tử, đồng hồ và hàng không vũ trụ.

>>> Xem thêm: Báo giá máy tiện cấp phôi tự động

So sánh máy tiện đùn với máy tiện CNC

Trong thế giới của máy tiện CNC, máy tiện đùn (Swiss-type Lathe) là một phân khúc chuyên biệt với nguyên lý hoạt động và ưu điểm độc đáo so với máy tiện CNC thông thường (ví dụ: máy tiện ngang CNC, máy tiện đứng CNC, hoặc các trung tâm tiện CNC 3 trục, 4 trục tiêu chuẩn).

Dưới đây là so sánh chi tiết giữa hai loại máy này:

Đặc điểm	Máy tiện CNC	Máy tiện đùn
Nguyên lý chính	Dao di chuyển trên phôi cố định	Trục chính/phôi trượt qua dao cố định tại bạc dẫn hướng
Hỗ trợ phôi dài	Dùng ụ động	Dùng bạc dẫn hướng, hỗ trợ ngay điểm cắt
Đường kính phôi	Rộng rãi, cả lớn và nhỏ	Chuyên cho đường kính nhỏ (phổ biến <42mm)
Tỷ lệ Dài/Đường kính	Có giới hạn (thường < 5:1)	Lý tưởng cho tỷ lệ lớn (thường > 5:1, có thể >10:1)
Độ chính xác	Cao	Cực kỳ cao
Năng suất	Cao (cho chi tiết phù hợp)	Cực kỳ cao
Hoàn thiện chi tiết	Có thể cần 2 lần gá (trừ máy 2 trục chính)	Hoàn thiện trong 1 lần gá
Chi phí đầu tư	Thấp hơn	Cao hơn
Phức tạp vận hành/lập trình	Ít phức tạp hơn	Phức tạp hơn
Ứng dụng lý tưởng	Đa dạng chi tiết tiện	Chi tiết nhỏ, dài, độ chính xác cao (y tế, điện tử, đồng hồ)

Cấu tạo của máy tiện đùn CNC

Máy tiện đùn CNC có cấu tạo độc đáo, được tối ưu hóa cho nguyên lý hoạt động đặc thù của nó:

1. Trục chính trượt (Sliding Headstock): Đây là đặc điểm nhận dạng chính của máy tiện đùn.

– Toàn bộ cụm trục chính và ống kẹp (collet) giữ phôi di chuyển tịnh tiến dọc theo trục Z.

– Thanh phôi được đùn liên tục qua một ống dẫn và một bạc dẫn hướng ngay tại điểm cắt.

2. Bạc dẫn hướng (Guide Bushing): Là bộ phận cực kỳ quan trọng, nằm ngay sát điểm dụng cụ cắt.

– Bạc dẫn hướng kẹp và dẫn hướng thanh phôi đảm bảo phôi được gia công tối đa.

– Điều này làm giảm thiểu rung động, uốn cong của phôi dài và nâng cao độ chính xác.

– Có 2 loại phổ biến: bạc dẫn hướng quay (rotary guide bushing) hoặc bạc dẫn hướng cố định (static guide bushing).

3. Bàn dao/Hệ thống dụng cụ cắt:

– Các dao tiện thường được gắn cố định trên các khối dao xung quanh bạc dẫn hướng.

– Máy tiện đùn CNC có khả năng chạy dao sống (mũi khoan, dao phay, ta-rô) để thực hiện các nguyên công không đồng tâm biến máy tiện thành một trung tâm gia công tiện phay thu nhỏ.

– Tháp dao (Turret): Một số mẫu máy lớn hơn có thể có tháp dao nhỏ để tăng số lượng dụng cụ.

>>> Xem thêm máy tiện CNC:

Máy Tiện Đứng CNC VT320 – VT400 – VT600
Máy Tiện Phay CNC TMC40V, TMC400Y
Máy Tiện Ngang CNC Cỡ Lớn ATB300E, ATB500, ATB600E
Máy Phay Tiện CNC SL450-MT, SL580-MT

4. Trục chính phụ (Sub-Spindle): Thường được trang bị trên các máy tiện đùn hiện đại.

– Trục chính phụ nằm đối diện trục chính.

– Có nhiệm vụ gắp chi tiết đã gia công một phần từ trục chính chính.

– Sau đó tự động tiếp tục gia công mặt sau mà không cần tháo lắp hay gá đặt lại.

– Điều này giúp hoàn thiện chi tiết trong một lần gá đặt (one-and-done machining).

5. Bộ cấp phôi thanh tự động:

– Tự động cung cấp thanh phôi dài vào trục chính một cách liên tục và không ngừng nghỉ, đảm bảo quá trình sản xuất liên tục.

Nguyên lý hoạt động máy tiện đùn

Nguyên lý hoạt động của máy tiện đùn khác biệt đáng kể so với máy tiện truyền thống:

1. Chuyển động chính:

– Thay vì dao di chuyển dọc theo phôi, thì ở máy tiện đùn – phôi di chuyển tịnh tiến dọc theo trục Z.

– Dao cắt lại cố định hoặc chỉ di chuyển ngang (X, Y) rất ít tại một điểm cắt duy nhất.

2. Vị trí gia công:

– Việc cắt gọt luôn diễn ra tại một điểm cố định rất gần bạc dẫn hướng.

– Điều này đảm bảo phần phôi được gia công tối đa bởi bạc dẫn hướng giúp loại bỏ rung động và biến dạng.

3. Quy trình làm việc:

– Thanh phôi từ bộ cấp phôi được đẩy qua bạc dẫn hướng đến vị trí cắt.

– Dụng cụ cắt (cố định hoặc di chuyển ngang) thực hiện tiện phá thô, tiện tinh phần đầu chi tiết.

– Trục chính phụ tiến tới, gắp lấy chi tiết đã gia công một phần.

– Một dao cắt đứt chuyên dụng sẽ cắt rời phần chi tiết đã hoàn thành từ thanh phôi chính.

– Trục chính phụ lùi về và bắt đầu gia công mặt sau của chi tiết.

– Chi tiết hoàn chỉnh được đẩy ra máng hoặc băng tải sản phẩm.

Ưu điểm nổi bật của máy tiện đùn

Máy tiện đùn mang lại những lợi thế vượt trội, đặc biệt cho các chi tiết mảnh và chính xác:

– Độ chính xác cực cao.

+ Nhờ bạc dẫn hướng, phần phôi được gia công luôn được hỗ trợ tối đa.

+ Giảm thiểu độ lệch và rung động của chi tiết mảnh.

+ Đảm bảo độ chính xác kích thước và độ nhẵn bề mặt vượt trội.

– Lý tưởng cho chi tiết nhỏ, dài, mảnh.

+ Là giải pháp tối ưu cho việc gia công các chi tiết có tỉ lệ chiều dài/đường kính rất lớn (ví dụ: chốt, trục nhỏ, kim.

– Tăng năng suất và giảm thời gian chu kỳ.

+ Khả năng gia công liên tục từ thanh phôi dài mà không cần dừng máy để thay phôi.

+ Kết hợp với khả năng hoàn thiện chi tiết trong một lần gá đặt.

=> Giúp giảm đáng kể thời gian chết do gá đặt lại phôi.

– Giảm lượng phoi thải (Bar End Waste).

+ Nhờ cách thức đùn phôi và cắt tại vị trí gần bạc dẫn hướng, lượng phôi thừa cuối thanh vật liệu thường rất nhỏ.

>>> Xem thêm: Máy tiện cụt là gì?

Hạn chế của máy tiện đùn

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, máy tiện đùn cũng có một số hạn chế cần cân nhắc:

– Chi phí đầu tư ban đầu cao: So với máy tiện CNC thông thường.

– Phức tạp trong vận hành và lập trình: Đòi hỏi kỹ năng và kinh nghiệm cao hơn do có nhiều trục hoạt động đồng thời và quy trình phức tạp.

– Phù hợp với chi tiết nhỏ: Khả năng gia công đường kính phôi bị giới hạn (thường tối đa khoảng 32-42mm). Không phù hợp để gia công các chi tiết lớn.

– Chi phí dụng cụ cao hơn: Một số dụng cụ cắt chuyên biệt và bạc dẫn hướng có thể đắt hơn.

Ứng dụng của máy tiện đùn

Máy tiện đùn được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác và sản lượng lớn các chi tiết nhỏ, dài:

– Ngành y tế: Các thiết bị cấy ghép nhỏ (ốc vít xương, ống nhỏ), dụng cụ phẫu thuật, chi tiết máy móc y tế chính xác (kim, ống tiêm).

– Đồng hồ và Trang sức: Các bộ phận đồng hồ cơ khí, linh kiện trang sức nhỏ và tinh xảo.

– Điện tử và Thiết bị chính xác: Các chi tiết kết nối nhỏ, trục nhỏ, linh kiện cảm biến, bộ phận quang học.

– Hàng không vũ trụ: Các chốt, đinh tán, linh kiện nhỏ chính xác và có độ bền cao.

– Ô tô: Các van nhỏ, trục cảm biến, kim phun nhiên liệu chính xác.

Máy tiện đùn không chỉ là một cỗ máy, mà là một giải pháp toàn diện cho việc sản xuất các chi tiết tinh vi, mang lại hiệu quả vượt trội cho các ngành công nghiệp đòi hỏi sự tỉ mỉ đến từng micromet. Hãy liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn giải pháp tiện tự động phù hợp nhất với doanh nghiệp.

VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.