Thuật ngữ “gia công cơ khí” được nhắc đến rất nhiều trong công nghiệp và đời sống hiện nay. Vậy gia công cơ khí là gì, gia công cơ khí gồm những gì và được thực hiện như thế nào? Chúng ta hãy xem ở đây.
1. Gia công là gì? sản phẩm gia công
Gia công là việc sử dụng máy móc, công nghệ và các nguyên lý vật lý để tạo ra thành phẩm từ các khối/tấm ban đầu. Nhờ những tiến bộ to lớn trong công nghệ, gia công ngày càng đạt được độ chính xác cao hơn và tiết kiệm thời gian hơn.
Gia công cơ khí mang lại nhiều ứng dụng trong đời sống nên việc đầu tư phát triển nó là vô cùng quan trọng. Các vật liệu như sắt, thép, inox đều qua quá trình gia công để trở thành những vật dụng, đồ trang trí, chi tiết máy hữu ích phục vụ đời sống và sản xuất.
2. Bạn có những loại gia công nào?
Sau khi trả lời được câu hỏi “Gia công là gì?”, một trong những băn khoăn tiếp theo của nhiều khách hàng là “Có những loại hình gia công nào?” Hiện nay, có một số cách phân loại gia công. Tuy nhiên, phổ biến nhất là sự phân biệt giữa gia công không phôi và gia công phôi.
2.1. gia công phi phôi
Gia công không phôi còn được gọi là gia công cơ khí, gia công nóng hoặc gia công áp lực. Đây là một quy trình gia công kim loại trong đó khối kim loại không bị tách ra khỏi máy mà vẫn giữ nguyên vị trí. Các hoạt động gia công bao gồm đúc, rèn, kéo, ép, dập nóng, dập nguội, cán, hàn, v.v.
Gia công không phôi thường được áp dụng cho các sản phẩm không yêu cầu độ chính xác và độ tinh xảo cao. Sản phẩm thu được được gọi là bộ khởi động có độ tinh xảo thấp. Để tăng độ chính xác và độ mịn, người thợ áp dụng các phương pháp gia công khác như cắt laser, gia công phẳng, khoan, chuốt, v.v.
2.2. gia công phôi
Đây là phương pháp gia công có sự trợ giúp của máy và kim loại được giải phóng trong quá trình gia công. Người vận hành có thể áp dụng các phương pháp gia công phôi như tiện, mài, doa, bào, phay.
Gia công phôi thường được áp dụng cho các sản phẩm yêu cầu hình dạng, kích thước, độ nhẵn và độ chính xác cao. Người thợ vận dụng các phương pháp gia công từ phôi có sẵn để tạo ra sản phẩm theo thiết kế của mình.
3. Các phương pháp gia công hiện nay
Ngày nay, nhiều phương pháp gia công đã ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của doanh nghiệp. Nói chung, các phương pháp gia công này thuộc hai loại chính: gia công truyền thống và gia công chính xác (gia công CNC).
3.1. gia công truyền thống
Gia công truyền thống là phương pháp gia công kim loại trong đó người thợ sử dụng dụng cụ có độ cứng cao hơn phôi kết hợp với chuyển động để tạo thành sản phẩm. Gia công truyền thống bao gồm các phương pháp như tiện, mài giác, phay, khoan, mài, doa và doa.
Bằng việc áp dụng phương pháp “cắt cứng, cắt mềm”, gia công truyền thống có thể đáp ứng hầu hết các gia công vật liệu hiện có trên thị trường. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là khó đạt yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo chất lượng đối với vật liệu mới có độ cứng cao hơn.
3.2. Gia Công Chính Xác, Gia Công CNC
Gia công chính xác (CNC Machining) là phương pháp gia công sử dụng các hệ thống máy móc hiện đại để tạo ra các sản phẩm giống hệt như khuôn mẫu hoặc bản vẽ thông thường.
Do được hệ thống máy tính tính toán chính xác cao nên các chi tiết của sản phẩm rất tinh xảo. Phương pháp này có thể áp dụng cho mọi vật liệu và mọi chi tiết cơ khí, giúp doanh nghiệp tăng tính linh hoạt và tự động hóa trong hoạt động sản xuất.
Ngoài những ưu điểm trên, phương pháp gia công CNC cũng có những nhược điểm nhất định. Với nhiều loại máy nhập từ nước ngoài, đôi khi thợ máy có thể gặp khó khăn trong việc đọc hiểu ngôn ngữ lập trình sẵn của máy. Người vận hành sử dụng máy CNC cũng phải có trình độ kiến thức và hiểu biết nhất định về các bước và quy trình gia công phức tạp của máy.
Các loại máy CNC phổ biến được sử dụng để gia công cơ khí chính xác bao gồm:
Máy định tuyến CNC là một trong những máy phổ biến nhất. Thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp chế biến gỗ, nhựa, kim loại mềm và composite. Đối với các vật liệu cứng như thép, hợp kim thì khả năng làm việc của bộ định tuyến không hiệu quả bằng máy phay CNC.
Máy cắt plasma CNC được sử dụng để cắt vật liệu dẫn điện bằng tia plasma. Loại máy này tạo ra những vết cắt sạch hơn, ngọt hơn so với các dụng cụ cắt kim loại truyền thống.
Giống như máy cắt plasma CNC, máy khắc laser CNC sử dụng chùm tia laser để cắt phôi. Ngoài việc cắt các vật liệu không quá dày, máy khắc laser còn được dùng để khắc hoa văn trên nhựa, gỗ,...
Máy CNC nhiều trục có thể gia công bề mặt thành phẩm và thực hiện các phôi phức tạp với độ chính xác cao hơn. Máy sử dụng chuyển động quay và tịnh tiến đồng thời nhiều trục để gia công phôi.
Máy in 3D CNC được sử dụng như một phương pháp gia công phụ trong quá trình tạo bộ phận. In 3D CNC sử dụng phương pháp tạo sản phẩm bằng cách thêm dần các lớp thay vì loại bỏ các mảnh vật liệu khỏi phôi cho đến khi phôi có hình dạng yêu cầu.
4. Các loại vật liệu gia công
Ngoài việc sử dụng công nghệ mới nhất thì việc lựa chọn vật liệu gia công phù hợp cũng là một công việc rất quan trọng để tạo ra những sản phẩm gia công đạt chất lượng cao. Hiện nay, vật liệu gia công được chia thành hai nhóm chính: vật liệu kim loại và vật liệu phi kim loại.
4.1. Nhóm vật liệu gia công kim loại
Đầu tiên nói đến vật liệu phải kể đến nhóm gia công kim loại và gia công hợp kim. Những tài liệu này bao gồm:
- Sắt: Có ưu điểm là khả năng chịu lực tốt, độ cứng cao, độ dẻo cao và giá thành tương đối thấp. Do đó, chế biến sắt hiện chiếm khoảng 95% tổng lượng kim loại được sản xuất trên toàn thế giới. Gia công sắt thường được ứng dụng trong các lĩnh vực như xây dựng, sản xuất ô tô, đóng tàu.
- Đồng: Là kim loại dẻo, dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, đặc biệt dễ uốn, dễ kéo sợi, cán mỏng…
- Gang: Ngoài sắt nguyên tố, cacbon với hàm lượng 2,14% trở lên cũng là thành phần chính của gang. Mặc dù có những ưu điểm vượt trội như tính lưu động cao, khả năng đúc tuyệt vời, ít co ngót và chống mài mòn, nhưng gang có nhược điểm là giòn và không thể chịu được lực. Gia công gang được thực hiện để sản xuất các chi tiết máy đòi hỏi độ phức tạp như bánh răng, dây đai, trục cán, v.v.
- Nhôm: Có khả năng dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, bền, cứng và dai nên có thể kéo thành hoặc dát mỏng dễ dàng. Gia công nhôm được ứng dụng trong sản xuất vỏ máy bay, thiết bị gia dụng (nồi, chảo, v.v.) và đồ nội thất (tủ, cửa, thang, v.v.).
- Thép: Được cấu tạo chủ yếu từ sắt và cacbon (hàm lượng dưới 2,14%) và các chất khác. Hiện nay, trên thị trường có hai loại thép chính là thép hợp kim và thép cacbon. Nhu cầu gia công thép ngày càng tăng, đặc biệt trong các lĩnh vực như xây dựng, đóng tàu, sản xuất ô tô.
- Inox: Hay còn gọi là thép không gỉ. Ưu điểm của nó bao gồm độ bền, khả năng chống lại các tác động của môi trường, thép không gỉ, dễ gia công. Gia công inox được ứng dụng trong sản xuất máy móc công nghiệp, đồ gia dụng, nội thất và tất cả các thiết bị, dụng cụ y tế.
4.2. Nhóm vật liệu gia công phi kim loại
Để đáp ứng các mục đích sử dụng khác nhau của khách hàng, các sản phẩm gia công được làm từ kim loại cũng như vật liệu phi kim loại ra đời. Hiện nay, các vật liệu gia công phi kim loại phổ biến nhất là:
- Nhựa: có khả năng cách điện, cách âm tốt và đặc biệt dễ gia công. Gia công nhựa được ứng dụng trong sản xuất bao bì sản phẩm, chi tiết máy, dụng cụ gia đình, vỏ bọc ống luồn dây điện…
- Cao su: Là loại vật liệu có tính đàn hồi cao, khả năng chống nước, cách điện cực tốt. Vật liệu này được sử dụng rộng rãi để sản xuất lốp xe, ống dẫn khí, ống dẫn khí, v.v.
- Vật liệu tổng hợp: Có hai loại thường được sử dụng trong máy móc. Đây là vật liệu tổng hợp được gia cố bằng hạt và vật liệu tổng hợp được gia cố bằng sợi. Nó được xử lý để chế tạo lốp ô tô, các bộ phận máy móc, tàu thủy, tấm lót sàn, máy bay, v.v.
- HDPE: Là loại vật liệu có tính mềm dẻo cao, dễ gia công và chế tác. Gia công nhựa HDPE được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất đồ gia dụng, sản xuất ống dẫn nước, sản xuất đồ chơi, sản xuất bồn, bể chứa hóa chất công nghiệp…
- Gỗ: hút ẩm, nhẹ, chắc, dễ gia công nhưng dễ bị mục, mối mọt và nhiều khuyết tật. Nguyên liệu gỗ chủ yếu được sử dụng trong sản xuất hàng tiêu dùng, xây dựng, chế tạo máy móc, giao thông vận tải…
5. Quy trình 12 bước gia công
Để có được một sản phẩm hoàn thiện và hạn chế tối đa sai sót, các kỹ sư phải trải qua toàn bộ quy trình 12 bước gia công:
- Bước 1: Tiến hành tạo bản vẽ thiết kế cơ khí. Theo yêu cầu của khách hàng, các kỹ sư cơ khí tiến hành nghiên cứu kỹ lưỡng và tạo ra các bản vẽ thiết kế cơ khí chi tiết.
- Bước 2: Quyết định hình dạng của bản dựng. Các kỹ sư phải quyết định nên sản xuất một trong ba loại hình sản xuất: sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt hay sản xuất hàng loạt.
- Bước 3: Chọn phôi, cách làm. Việc lựa chọn phôi liên quan đến yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm. Sau khi chọn được phôi hợp lý, người kỹ sư cần tính toán phương pháp chế tạo phù hợp với loại phôi đã chọn.
- Bước 4: Xác định trình tự các hành động, các bước và phương pháp sản xuất. Bước này giúp đảm bảo quá trình gia công được diễn ra hoàn hảo đảm bảo chất lượng và tiến độ.
- Bước 5: Chọn thiết bị bạn sẽ sử dụng cho công việc. Điều này có ảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất và chi phí trước khi người vận hành chuyển sang bước gia công cụ thể.
- Bước 6: Xác định số lượng vượt quá như một nhiệm vụ. Người kỹ sư lập và so sánh nhiều phương án gia công để tìm ra phương pháp hiệu quả và hợp lý nhất.
- Bước 7: Chọn dụng cụ gia công và đo đạc. Để đạt được hiệu quả gia công cao nhất, các kỹ sư phải lựa chọn các công cụ cần thiết trong quá trình gia công.
- Bước 8: Xác định phương thức và giai đoạn xử lý cơ học. Ở giai đoạn này, người kỹ sư chọn chế độ xử lý cho vật liệu và quyết định thực hiện các bước xử lý nào.
- Bước 9: Chọn đồ gá và thiết kế đồ gá cho công việc. Người kỹ sư chọn đồ gá hoặc thiết kế các chi tiết của đồ gá sao cho phù hợp với vật liệu sẽ sử dụng.
- Bước 10: Xác định bậc thợ vận hành.
- Bước 11: Gia công được thực hiện trên máy công cụ.
- Bước 12: Kiểm tra chất lượng xử lý cơ học. Bước cuối cùng này có tác dụng quyết định sản phẩm gia công có đảm bảo chất lượng hay không.
6. Đánh giá chất lượng gia công
Quá trình gia công không dừng lại sau khi đã tạo ra sản phẩm cuối cùng. Các kỹ sư phải liên tục đánh giá chất lượng thành phẩm ở nhiều khía cạnh để đảm bảo rằng những gì đến tay khách hàng là thành phẩm thực sự.
Ba tiêu chí chính để đánh giá chất lượng gia công là:
- Độ chính xác của sản phẩm gia công: Sản phẩm gia công cơ khí có sai số nhất định. Sai số càng nhỏ, sản phẩm càng chính xác.
- Tính thẩm mỹ của thành phẩm: Khi nói đến hàng tiêu dùng, tính thẩm mỹ là một trong những tiêu chí quan trọng nhất. Sản phẩm hoàn thiện có tính thẩm mỹ và chất lượng hoàn thiện tốt hơn được người tiêu dùng đánh giá cao.
- Chất lượng bề mặt gia công: Có thể đánh giá chất lượng bề mặt gia công thông qua hai yếu tố là tính chất cơ lý của lớp kim loại và độ nhám bề mặt. Yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Chiếu sáng thích hợp là cần thiết tùy thuộc vào sản phẩm.
Bài viết trên đã cung cấp thông tin về hầu hết các vấn đề liên quan đến xử lý cơ khí. Chúng tôi hy vọng rằng những thông tin mà chúng tôi cung cấp cho đến nay sẽ giúp quý khách hàng và quý công ty có thêm những kiến thức hữu ích trong lĩnh vực gia công cơ khí.
