Gia công cơ khí là một thuật ngữ thông dụng trong ngành cơ khí và nhiều ngành nghề lĩnh vực công nghiệp khác. Vậy gia công cơ khí là gì ? Gồm có các phương pháp gia công cơ khí nào phổ biến ? Bài viết này của Gia Công Thanh Phát sẽ giải đáp những thắc mắc trên, cung cấp thêm những thông tin về gia công cơ khí để bạn hiểu rõ hơn về thuật ngữ này.
Gia công cơ khí là gì?
Gia công cơ khí là quá trình sử dụng máy móc, công nghệ và các nguyên lý vật lý để chế tạo nên các sản phẩm, thành phẩm từ những khối vật liệu, tấm vật liệu có sẵn. Quá trình gia công sử dụng các loại máy móc để tác động lên bề mặt vật liệu inox, sắt thép, nhôm, đồng và sử dụng các phương pháp gia công cơ khí như cắt, gọt, chặt, chấn cũng nhiều nguyên lý vật lý khác để tạo nên các sản phẩm có độ chính xác cao, đúng với các thông số quy định trên bản vẽ gia công cơ khí.
Nhờ sử dụng hệ thống máy móc hiện đại, công nghệ tiên tiến, phương pháp gia công tối ưu nên các sản phẩm được tạo nên thường có độ chính xác tuyệt đối, tính thẩm mỹ cao, sáng bóng, không có răng cưa, bề mặt đẹp.
Gia công cơ khí tiếng Anh là gì? Trong tiếng Anh, Gia công cơ khí là Machining Machinery, là quá trình sản xuất các sản phẩm với hình dạng mong muốn bằng cách loại bỏ các mảnh thừa trên vật liệu kim loại thô bằng phương pháp cắt. Khái niệm này có vẻ không chuẩn lắm, vì hiện nay ngoài cắt thì có thể sử dụng nhiều phương pháp khác để gia công, chế tạo thành phẩm.
Hình thức gia công cơ khí thông dụng
Hiện nay, ngành cơ khí có nhiều hình thức gia công khác nhau, trong đó có 2 hình thức phổ biến và được Gia Công Thanh Phát cùng các đơn vị gia công khác sử dụng nhiều nhất, đó là gia công cơ khí không phoi gia công cơ khí có phoi.
Gia công cơ khí không phoi
Gia công cơ khí không phoi là quá trình gia công mà khối vật liệu kim loại vẫn được giữ nguyên, không bị tách ra khỏi thành phẩm. Hình thức này còn được gọi với nhiều cái tên khác như gia công cơ nóng, gia công áp lực, gia công đột dập. Các thao tác gia công của hình thức không phôi bao gồm: Đúc, rèn, ép, kéo, dập (nóng và nguội), càn, hàn…
Hình thức gia công không phoi thường được áp dụng để tạo nên thành phầm không yêu cầu độ chính xác, sự tinh xảo và tính thẩm mỹ. Để có thể tăng thêm sự chính xác, bề mặt nhẵn mịn, tinh xảo, bắt buộc người thợ phải sử dụng thêm các phương pháp gia công cơ khí khác như bào, khoan, chuốt, cắt laser.
Gia công cơ khí có phoi
Gia công cơ khí có phoi là hình thức mà khối vật liệu kim loại trong quá trình gia công sẽ thải ra một lượng kim loại nhất định, đây là lượng kim loại bị dư thừa cần phải loại bỏ để tạo nên một sản phẩm đúng yêu cầu nhất (gia công cơ khí cắt gọt). Các thao tác gia công của hình thức có phôi phổ biến là tiện, khoét, bào, phay, mài, đục…
Hình thức gia công có phoi thường được áp dụng để tạo nên các sản phẩm yêu cầu độ chính xác, tính thẩm mỹ cao, bề mặt đẹp. Từ khối kim loại có sẵn, dưới sự hỗ trợ của máy móc hiện đại, công nghệ và các phương pháp gia công cơ khí, người thợ tiến hành gia công để tạo nên các sản phẩm đúng theo bản vẽ thiết kế gia công cơ khí.
Các phương pháp gia công cơ khí phổ biến
Công nghệ ngày càng phát triển, các phương pháp gia công cơ khí mới cũng ra đời, đáp ứng nhu cầu gia công cơ khí của các doanh nghiệp và tối ưu hơn khi các kim loại mới ra đời ngày càng nhiều. Xét về khía cạnh chung, có thể chia các phương pháp gia công thành 2 loại chính, bao gồm: Gia công cơ khí truyền thống và gia công cơ khí hiện đại, trong mỗi loại sẽ bao gồm các phương pháp gia công khác nhau.
Gia công cơ khí truyền thống
Đây là phương pháp gia công cơ khí, gia công kim loại có nguồn gốc từ lâu đời. Phương pháp này hoạt động chủ yếu dựa trên nguyên tắc “ lấy cứng cắt mềm”, có nghĩa là sử dụng các dụng cụ có độ cứng cao hơn để tác động lên kim loại, vật liệu có độ cứng thấp hơn, từ đó tạo hình và làm ra các sản phẩm để sử dụng.
Hiện nay, phương pháp gia công cơ khí truyền thống vẫn sử dụng tốt và được dùng để gia công nhiều vật liệu kim loại. Tuy nhiên, trong tương lai không xa, khi mà các vật liệu được tạo ra có độ cứng ngày càng cao, thì phương pháp này chắc chắc không hiệu quả và không đáp ứng được nhu cầu sử dụng.
Gia công cơ khí truyền thống bao gồm nhiều phương pháp gia công khác nhau, cụ thể là tiện, phay, khoan, bào, mài, khoét…
Gia công tiện
Tiện là phương pháp gia công cơ khí thông dụng nhất cho đến thời điểm hiện tại. Tại các đơn vị gia công cơ khí, máy tiện chiếm tỉ lệ lên đến 30% trong tông số thiết bị của đơn vị đó.
Gia công tiện hoạt động dựa trên cơ chế chuyển động vòng tròn của phôi, kết hợp với chuyển động tiến của dao cắt để loại bỏ các chi tiết thừa trên phôi.
Gia công mài
Phương pháp mài được sử dụng chủ yếu để làm bề mặt trong hoặc bên ngoài của sản phẩm được trơn, nhẵn bóng, không bị gồ gề, răng cưa, sướt, tăng tính thẩm mỹ của sản phẩm. Có nhiều kểu mài khác nhau như mài vô tâm, mài tròn, mài phẳng, mài tròn có tâm v.v
Gia công phay
Phay cũng là phương pháp thông dụng, chiếm khoảng 20% các hoạt động trong ngành cơ khí, chỉ đứng sau phương pháp tiện.
Gia công phay giúp người thợ có thể tạo nên nhiều chi tiết có kích thước, độ phước tạp, độ chính xác khác nhau một cách dễ dàng, nhanh chóng, không tốn quá nhiều công sức.
Phương pháp truyển thống khác
Ngoài 3 phương pháp trên thì còn nhiều phương pháp gia công truyền thống khác như mài, đánh bóng, ép, lăn, chuốt, khoan, đoa, khoét, taro. Tùy theo từng sản phẩm, từng công đoạn và yêu cầu mà có thể sẽ cần dùng đến các phương pháp này.
Gia công cơ khí hiện đại
Công nghệ ngày càng phát triển, việc gia công trở nên dễ dàng, đơn giản hơn, có thể sử dụng nhiều cách thứ khác nhau để gia công. Gia công cơ khí hiện đại bao gồm nhiều phương pháp khác nhau như sử dụng tia nước, hạt mài, siêu âm, điện hóa, quang hóa, gia công nhiệt để tác động lên vật liệu và tạo hình nên các sản phẩm như mong muốn.
Các phương pháp gia công cơ khí hiện đại thường được thực hiện thông qua các loại máy móc khác nhau, phổ biến là máy CNC, Laser, Plasma.
Phương pháp gia công cơ khí chính xác
Gia công cơ khí chính xác gồm nhiều phương pháp khác nhau như sử dụng tia nước, hạt mài, siêu âm, hoặc gia công kết hợp.
Phương pháp gia công này đáp ứng tốt các nhu cầu gia công trên các vật liệu mà phương pháp gia công truyền thống không làm được, có thể sử dụng tốt trên thủy tinh, vật liệu hữu cơ, composite v.v
Gia công bằng nhiệt
Phương pháp gia công cơ khí bằng nhiệt được sử dụng rất phổ biến hiện nay, các loại máy cắt laser, Plasma, CNC hiện đang sử dụng phương pháp gia công này.
Gia công nhiệt sử dụng cho nhiều công nghệ, kỹ thuật như xung điện, điện tử, cắt laser, plasma…Do sử dụng điện để đốt cháy nên phương pháp này không bị ảnh hưởng bởi tính chất vật lý của kim loại, do đó có thể gia công trên nhiều vật liệu, kể cả những vật liệu có độ cứng cao.
Gia công điện hóa
Phương pháp gia công điện hóa sử dụng cho các kỹ thuật, công nghệ như khoan thông qua mao dẫn, mài xung điện, điện hóa, điện phân v.v Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng các tia điện, nên chỉ áp dụng được với các vật liệu có tính dẫn điện.
Những vật liệu sử dụng trong gia công cơ khí
Để làm ra một sản phẩm chất lượng thì ngoài công nghệ, máy móc sử dụng, vật liệu gia công cũng đóng vai trò rất quan trọng. Vật liệu dùng để gia công cơ khí bao gồm nhiều loại khác nhau, trong đó thường chia thành 2 loại chính là kim loại và phi kim.
Vật liệu kim loại
Vật liệu kim loại bao gồm những kim loại cơ bản và các loại hợp kim bao gồm nhiều kim loại khác nhau. Nhóm vật liệu kim loại bao gồm:
Sắt: là kim loại phổ biến và thông dụng, chiểm hơn 95% kim loại được sản xuất trên thế giới. Sắt được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, sản xuất ô tô, đóng tàu.
Thép: là hợp kim của sắc và carbon và nhiều kim loại khác. Thép gồm có 2 dạng chính là thép carbon và thép hợp kim. Thép cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ xây dựng, cơ khí chế tạo, đóng tàu, ô tô v.v.
Nhôm là kim loại cũng tương đối phổ biến, có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dai và dễ kéo sợi hoặc dát mỏng. Nhôm được sử đụng để làm vỏ máy bay, phụ kiện nhà bếp và các mặt hàng nội thất.
Inox (thép không gỉ) là hợp kim của sắt hớp hàm lượng carbon cao và nhiều nguyên tốt khác, inox bền, tính từ thấp, không gỉ, dễ gia công. Vật liệu này được sử dụng trong nhiều ngành nghề công nghiệp, từ cơ khí, hóa chất, thực phẩm, thiết bị, dụng cụ y tế v.v
Đồng là kim loại có khả năng dẫn điện và nhiệt tốt, dễ kéo sợi, dát mỏng như nhôm. Đồng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chủ yếu là ngành điện, xây dựng, đồ dùng nội thât, trang trí.
Gang có cấu tạo từ sắt, carbon với hàm lượng lớn hơn 2,14%, gang có tính đúc tốt, chịu mài mòn, ít bị co cót nhưng lại khá giòn và không chịu được lực. Gang được dùng để làm các chi tiết máy như bánh răng, bánh đai, hoặc các loại trục cán.
Vật liệu phi kim loại
Hiện nay, không chỉ kim loại mà các vật liệu phi kim cũng được sử dụng nhiều trong ngành gia công cơ khí.
- Chất dẻo: Khả năng dẫn điện tốt, dễ gia công, cách âm tốt. Vật liệu này được dùng nhiều trong sản xuất bao bì, vỏ dây điện, các dụng cụ gia đình và một số chi tiết máy.
- Cao su có tính chất đàn hồi cao, khả năng cách điện và đặc biệt không thảm nước. Cao su được sử dụng nhiều để sản xuất lốp xe, ống dẫn khí, dẫn hơi.
- Composite được dùng để chế tạo vỏ lốp ô tô, dùng làm các chi tiết máy, tấm lót sàn, lót máy bay, tàu biển.
- Nhựa HDPE dễ gia công và chế tạo, lại có tính linh hoạt cao. Nhựa PE được dùng chủ yếu để làm đồ chơi, đồ dùng gia đình, thùng và bể hóa chất dùng trong các ngành công nghiệp.
- Gỗ là vật liệu thông dụng và dễ dàng gia công, nhẹ, chắc chắn, tuy nhiên dễ bị mốt mọt, mục rỗng. Gỗ được dùng để sản xuất vật liệu tiêu dùng, xây dựng, dùng trong giao thông, chế tạo máy.
Các loại máy sử dụng trong gia công cơ khí chính xác
CNC Router
CNC Router là loại máy được sử dụng để gia công cơ khí trên những vật liệu có độ cứng thấp, bao gồm gỗ, nhựa, vật liệu tổng hợp hay các kim loại mềm. Những kim loại như thép, hợp kim có độ cứng cao thì ít khi dùng CNC Router để gia công thì hiệu quả không cao.
Plasma CNC
Máy cắt Plasma CNC thường được dùng để cắt các vật liệu có khả năng dẫn điện bằng các tia plasma, tạo ra những đường cắt đẹp, sạch hơn nhiều so với các loại máy móc gia công tuyền thống.
Máy Laser CNC
Máy khắc laser CNC thường dùng để cắt các vật liệu có độ dày vừa phải bằng cách sử dụng các chùm tia laser. Công nghệ laser cho phép khắc laser các họa tiết trên bề mặt vật liệu một cách chính xác tuyệt đối, có thể sử dụng trên kim loại, nhựa, gỗ và hợp kim.
Máy CNC 6 trục
Với thiết kế 6 trục giúp máy CNC có khả năng gia công các chi tiết phức tạp, độ khó cao một cách dễ dàng, hoàn thiện bề mặt thành phẩm nhanh chóng, chính xác. Máy CNC 5 trục có thể gia công hầu hết các vật liệu dùng trong ngành gia công cơ khí.
Tổng kết
Qua thông tin chúng tôi chia sẻ, hẳn bạn đã hiểu rõ gia công cơ khí là gì, các kỹ thuật, hình thức, các phương pháp gia công cơ khí thông dụng, các vật liệu, các loại máy móc sử dụng trong gia công vật liệu, hi vọng thông tin sẽ hữu ích với bạn.
