Giới thiệu

Trong ngành chế tạo khuôn mẫu và gia công chính xác, công đoạn gia công thô (rough milling) chiếm phần lớn thời gian chu kỳ máy và là giai đoạn dao cụ chịu lực cắt lớn nhất. Các phương pháp gia công thô truyền thống thường gặp hạn chế khi dao di chuyển vào vùng góc hoặc hốc sâu, dẫn đến quá tải đột ngột gây sứt mẻ hoặc gãy dao. Để giải quyết triệt để thách thức này, Cimatron đã tích hợp công nghệ VoluMill Rough – một giải pháp đường chạy dao gia công thô hiệu suất cao hàng đầu thế giới.

VoluMill là công nghệ đường chạy dao (toolpath) hiệu suất cao, tích hợp chặt chẽ trong môi trường Cimatron CAM. Khác với các chiến lược gia công thô truyền thống dựa trên hình học cố định, VoluMill sử dụng thuật toán UHPT (Ultra High-Performance Toolpath) để tạo ra các đường chạy dao mượt mà, duy trì tải trọng cắt không đổi, giúp giảm thời gian chu kỳ từ 50% đến 70% so với phương pháp pocket truyền thống.

Hình 1: VoluMill Rough toolpath trên mold insert với stock hiển thị trong suốt. Nguồn: help.cimatron.com

VoluMill là gì?

VoluMill là một công nghệ đường chạy dao tiên tiến, được cấp bằng sáng chế, tối ưu hóa tốc độ loại bỏ vật liệu (Material Removal Rate – MRR) bằng cách xây dựng các đường chạy dao kiểm soát tối ưu các yếu tố cắt của dao. Công nghệ này được tích hợp như một module bổ sung trong Cimatron, hoạt động dựa trên nguyên lý duy trì chiều rộng chip cắt không đổi (constant chip width) cho tất cả các chuyển động.

Tính năng chính

1. Duy trì tải trọng dao không đổi (Constant Tool Load)

Đây là yếu tố quan trọng nhất của công nghệ VoluMill. Phần mềm kiểm soát chặt chẽ góc cắt (engagement angle) giữa dao và vật liệu, đảm bảo thể tích vật liệu được loại bỏ mỗi đơn vị thời gian luôn không đổi. Dù dao đang cắt dọc theo biên dạng thẳng hay đi vào góc hốc hẹp, tải trọng cắt vẫn được duy trì ổn định, loại bỏ hoàn toàn quá nhiệt và quá tải lực.

2. Đường chạy dao tiếp tuyến (Tangency-Driven Toolpaths)

Tất cả các chuyển tiếp, điểm vào dao và điểm ra dao trong VoluMill đều tuân theo nguyên lý chuyển động tiếp tuyến mượt mà. Dao đi vào vật liệu bằng chuyển động xoắn ốc (helical) hoặc chuyển động dốc (ramping), tránh đâm thẳng (plunging) gây ra sự gia tăng tải trọng đột ngột.

3. Tận dụng toàn bộ chiều dài rãnh cắt

Chiến lược VoluMill khuyến nghị sử dụng độ sâu cắt trục lớn (Ap đến 2-3 lần đường kính dao) kết hợp với bước cắt xuyên tâm nhỏ (Ae). Kết quả là toàn bộ chiều dài rãnh cắt của dao phay tham gia vào quá trình cắt, phân phối mài mòn đều thay vì tập trung ở đỉnh dao.

4. Tốc độ loại bỏ vật liệu tối ưu (Optimized MRR)

Nhờ tải trọng dao ổn định, kỹ sư có thể tự tin tăng tốc độ spindle và tốc độ cấp liệu vượt xa khuyến nghị catalog tiêu chuẩn. Sự kết hợp này tối đa hóa Material Removal Rate (MRR).

5. Tính năng Multi Heights & Multi Pockets (Cimatron 16+)

Từ phiên bản Cimatron 16, VoluMill Pocket có thể gia công nhiều pocket mở và đóng ở các độ cao và độ sâu khác nhau trong một thao tác duy nhất. Sự kết hợp giữa đường chạy dao VoluMill hiệu quả với tính tự động hóa của Pocket Manager mang lại hiệu quả tối ưu.

6. Automatic Multi-Cutters (Cimatron 16+)

Cimatron 16 hỗ trợ lựa chọn tự động nhiều dao cắt có độ dài khác nhau cho trình tự cắt tối ưu. Tính năng này chia đường chạy dao thành nhiều thao tác dựa trên chiều dài cắt, mang lại lựa chọn dao tốt hơn, giảm rung động dao và tốc độ cắt nhanh hơn.

Hình 2: Giao diện Cimatron 16 với VoluMill Multi Heights and Pockets. Nguồn: cimatron.com

Kết luận

VoluMill trong Cimatron là một công nghệ đột phá cho công đoạn gia công thô, mang lại lợi ích to lớn cho ngành khuôn mẫu và gia công chính xác. Với thuật toán UHPT tiên tiến, VoluMill duy trì tải trọng cắt không đổi, tạo ra đường chạy dao mượt mà, giúp giảm thời gian chu kỳ 50-70%, tăng tuổi thọ dao 3-5 lần, và giảm tải cho máy CNC.

Sự tích hợp chặt chẽ với các tính năng mạnh mẽ của Cimatron như holder collision prevention, 3D stock update, cùng với các cải tiến mới trong Cimatron 16 (Multi Heights & Multi Pockets, Automatic Multi-Cutters) làm cho VoluMill trở thành công cụ không thể thiếu cho các xưởng gia công hiện đại.

Việc áp dụng VoluMill không yêu cầu đầu tư máy móc mới – nó hoạt động hiệu quả trên cả các máy CNC cũ. Với thời gian học tập chỉ vài giờ, bất kỳ lập trình viên NC nào cũng có thể bắt đầu tận dụng sức mạnh của VoluMill để nâng cao năng suất và lợi nhuận.