Động cơ ô tô, bộ phận máy bay và vỏ điện thoại di động mà chúng ta thấy hàng ngày hầu hết đều dựa vào gia công. Nói một cách đơn giản, gia công bao gồm lấy phôi kim loại thô và sử dụng nhiều máy công cụ và máy cắt khác nhau để loại bỏ vật liệu dư thừa, định hình nó thành các kích thước và hình thức cụ thể theo yêu cầu của bản thiết kế.
Tổng quan về 7 phương pháp gia công phổ biến - Zhihu
Tuy nhiên, trong khi tất cả đều liên quan đến cắt, các phương pháp như tiện, phay, bào, mài, khoan và doa khác nhau đáng kể về kỹ thuật cắt, thiết bị được sử dụng và loại công việc chúng có thể thực hiện.
Đầu tiên, hãy làm rõ một khái niệm: độ chính xác gia công.
Trước khi thảo luận về các phương pháp gia công, chúng ta phải hiểu thuật ngữ “độ chính xác”.
Độ chính xác đề cập đến sự khác biệt giữa kích thước của phần hoàn thiện và kích thước được chỉ định trong bản thiết kế. Sự khác biệt càng nhỏ thì độ chính xác càng cao. Tiêu chuẩn quốc gia phân loại độ chính xác thành 20 cấp, từ IT01 đến IT18; số thấp hơn biểu thị độ chính xác cao hơn, trong khi số cao hơn biểu thị độ chính xác thấp hơn.
Các bộ phận cơ khí được sử dụng trong các nhà máy nói chung thường có độ chính xác khoảng IT7, trong khi các bộ phận máy móc nông nghiệp thường ở khoảng IT8.
Một chỉ báo quan trọng khác là độ nhám bề mặt-về cơ bản, bề mặt của bộ phận đó mịn hay phẳng như thế nào. Nó được đo bằng micromet (μm); giá trị càng thấp thì bề mặt càng mịn.
I. Xoay – Cắt trong khi quay
Khi tiện, phôi quay trong khi dụng cụ cắt vẫn đứng yên.
Trong quá trình tiện, phôi được kẹp vào trục chính của máy tiện và quay với tốc độ cao, đồng thời dụng cụ cắt di chuyển tuyến tính dọc theo bề mặt phôi, loại bỏ từng lớp vật liệu thừa.
Máy tiện phù hợp nhất cho việc gì? Các bộ phận có tính đối xứng quay, chẳng hạn như trục, đĩa và ống bọc. Nói một cách đơn giản, hầu hết mọi thứ có hình dạng giống hình trụ đều được sản xuất trên máy tiện. Các bộ phận như trục khuỷu động cơ và ổ trục phụ thuộc vào việc quay.
CK61350 Máy tiện ngang hạng nặng CNC-(Ba-Hướng dẫn)_Dezhou Zhongtuo Machine Tool Manufacturing Co., Ltd.
Độ chính xác khi tiện thường nằm trong khoảng từ IT8 đến IT7, với độ nhám bề mặt trong khoảng từ 1,6 đến 0,8 micromet. Với thao tác tiện chính xác, độ chính xác có thể được cải thiện lên IT6–IT5 và độ nhám giảm xuống 0,4–0,1 micromet. Khi gia công kim loại màu trên máy tiện có độ chính xác cao{11}}bằng công cụ kim cương, bề mặt thu được có thể sáng bóng như gương; quá trình này được gọi là "quay gương."
Máy tiện còn có một ưu điểm khác: khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau chỉ bằng cách thay đổi công cụ. Bằng cách lắp một dụng cụ tiện ngoài, người ta có thể gia công các đường kính ngoài; thanh móc lỗ cho phép gia công lỗ khoan bên trong; và một công cụ tạo ren cho phép cắt ren. Một máy tiện ngang tiêu chuẩn duy nhất có thể xử lý nhiều nguyên công gia công khác nhau.
II. Phay – Cắt đồng thời nhiều-máy cắt
Trong phay, dụng cụ cắt quay trong khi phôi vẫn đứng yên hoặc di chuyển chậm.
Phay sử dụng-các công cụ nhiều răng-cụ thể là dao phay-trong đó mọi răng thực hiện cắt khi dụng cụ quay. Do có nhiều răng và không có "hành trình lùi không tải" thường thấy trong bào, phay mang lại hiệu quả cao.
Máy phay có thể làm được những gì? Họ có thể gia công các bề mặt phẳng, rãnh, bậc thang, bánh răng, trục, ren và các bề mặt khuôn phức tạp-hầu như bất kỳ thứ gì. Do đó, phay được coi là quá trình gia công linh hoạt nhất.
Gia công nhiều trục Mastercam – Giải pháp và kỹ thuật để gia công bề mặt phức tạp hiệu quả (Trang web tiếng Trung Mastercam)
Phay thường đạt được mức độ chính xác từ IT8 đến IT7 và giá trị độ nhám bề mặt trong khoảng từ 6,3 đến 1,6 micromet. Máy phay CNC mang lại độ chính xác cao hơn, đạt mức 0,01-milimét, trong khi máy phay CNC đồng thời năm trục có thể đạt được độ chính xác định vị là ±0,002 mm.
Sự khác biệt chính giữa tiện và phay là gì? Tiện phù hợp với các bộ phận hình trụ và đối xứng, trong khi phay lý tưởng cho các bộ phận hình vuông, phẳng hoặc không đều có các đặc điểm phức tạp. Nói chung, một trục được quay, trong khi một khối vuông có rãnh được phay.
III. Khoan – Chuyên dùng để tạo lỗ
Khoan bao gồm một mũi khoan quay tiến vào vật liệu rắn để tạo ra một lỗ.
Khoan là phương pháp cơ bản nhất để tạo lỗ. Nó có thể được thực hiện trên máy khoan chuyên dụng hoặc trên máy tiện, máy khoan và máy phay.
Z3050×16 Máy khoan xuyên tâm hạng nặng-tốc độ thấp-tốc độ thấp – Tengzhou Gaodi Machine Tool Co., Ltd.
Tuy nhiên, việc khoan có một nhược điểm cố hữu: độ chính xác hạn chế. Vì mũi khoan dài và mảnh nên chúng thiếu độ cứng và có xu hướng lệch khỏi tâm trong quá trình vận hành. Khoan thường mang lại độ chính xác chỉ từ IT13 đến IT11, với độ nhám bề mặt từ 50 đến 12,5 micromet. Mặc dù một số nguồn cho rằng nó có thể đạt IT10 nhưng đó là một ước tính lạc quan.
Do đó, lỗ khoan thường được coi là một tính năng được gia công thô-. Nếu cần độ chính xác cao, lỗ phải trải qua các quá trình hoàn thiện tiếp theo như khoan lỗ hoặc doa.
IV. Nhàm chán – Tinh chỉnh lỗ hổng
Quá trình nhàm chán liên quan đến việc gia công một lỗ hiện có để làm cho nó lớn hơn, tròn hơn và mịn hơn.
Dụng cụ được sử dụng được gọi là thanh doa (hoặc dụng cụ doa); nó thường là một-một công cụ một điểm được gắn trên một thanh kéo dài vào lỗ để thực hiện quá trình cắt.
Ưu điểm lớn nhất của việc móc lỗ là đường kính lỗ không bị giới hạn nghiêm ngặt bởi kích thước dụng cụ. Với khoan, kích thước lỗ được cố định bởi đường kính mũi khoan, trong khi dụng cụ móc lỗ cho phép điều chỉnh độ sâu cắt trong một phạm vi nhất định, mang lại tính linh hoạt cao hơn nhiều.
Việc khoan có thể đạt được độ chính xác từ IT9 đến IT7 và độ nhám bề mặt từ 2,5 đến 0,16 micromet. Móc lỗ chính xác có thể đạt IT7 đến IT6, với độ nhám từ 0,63 đến 0,08 micromet.
Một thao tác gia công mà bạn có thể đã nghe nói đến nhưng chưa bao giờ thấy: trải nghiệm mở mang tầm mắt-một-nhàm chán (Tencent Video).
Sự khác biệt giữa khoan và khoan rất đơn giản: khoan tạo ra một lỗ mới trên vật liệu rắn, trong khi khoan mở rộng và tinh chỉnh lỗ hiện có. Một người biến "không thành gì", trong khi người kia biến "thô thành tinh".
V. Lập kế hoạch – Quay lại-và-Quay lại
Việc bào bao gồm việc dụng cụ di chuyển qua lại theo một đường thẳng trên bề mặt phôi, giống như việc bào gỗ của thợ mộc.
Có hai loại máy bào chính: máy bào hình (hoặc máy bào chuyển động tịnh tiến) và máy bào giàn. Máy bào định hình phù hợp với các phôi có kích thước nhỏ{1}}trung bình, trong khi máy bào giàn được thiết kế cho các phôi lớn.
Máy bào chủ yếu được sử dụng để gia công các bề mặt phẳng và các rãnh thẳng. Đây là phương pháp phổ biến để gia công các thanh dẫn hướng của máy công cụ lớn.
Máy bào giàn
Việc bào thường đạt được độ chính xác từ IT9 đến IT7 và độ nhám bề mặt từ 6,3 đến 1,6 micromet. Lập kế hoạch thô kém chính xác hơn (IT12 đến IT11), trong khi lập kế hoạch hoàn thiện có thể đạt được IT8 đến IT7.
Tuy nhiên, việc lập kế hoạch có một nhược điểm đáng kể: hiệu quả thấp. Trong chuyển động tịnh tiến của máy bào, một nửa hành trình được dành ở trạng thái chạy không-không thực hiện công thực tế. Do đó, trong sản xuất hàng loạt, việc bào ngày càng được thay thế bằng phay. Ngày nay, việc bào chủ yếu được sử dụng cho sản xuất-mảnh hoặc hàng loạt-nhỏ và để gia công các bề mặt phẳng trên các bộ phận lớn.
VI. Mài-Đạt được độ chính xác thông qua mài mòn
Quá trình mài liên quan đến việc sử dụng một bánh xe mài mòn để loại bỏ một lớp vật liệu mỏng khỏi bề mặt phôi.
Các phôi được dùng để mài thường trải qua quá trình làm nguội (làm cứng) và có độ cứng cao; vì các dụng cụ tiện hoặc phay tiêu chuẩn không thể cắt chúng một cách hiệu quả nên cần có bánh mài.
Mài là một quá trình hoàn thiện chính xác có khả năng đạt được độ chính xác cao-thường từ IT8 đến IT5 trở lên-với giá trị độ nhám bề mặt trong khoảng 1,25 đến 0,16 micromet. Mài chính xác có thể đạt 0,16 đến 0,04 micromet, mài-siêu chính xác 0,04 đến 0,01 micromet và mài hoàn thiện gương-có thể đạt được mức dưới 0,01 micromet.
[Hình ảnh]
Mặc dù mài mang lại độ chính xác cao nhưng nó có đặc điểm là hiệu quả thấp và chi phí cao. Vì vậy, đây thường là bước cuối cùng trong trình tự gia công; việc tạo hình ban đầu được thực hiện thông qua tiện, phay hoặc bào, để lại một lượng nhỏ vật liệu (dung lượng) cho bước mài cuối cùng.
Bản tóm tắt
Mỗi phương pháp trong số sáu phương pháp gia công này đều có ứng dụng cụ thể riêng:
Tiện: Phương pháp chính cho các bộ phận quay như trục, đĩa và ống bọc.
Phay: Phương pháp linh hoạt nhất, được sử dụng cho các bề mặt phẳng, rãnh, răng bánh răng và các bề mặt cong phức tạp.
Khoan: Dùng để tạo lỗ mới; điểm khởi đầu cho gia công lỗ.
Khoan: Dùng để phóng to và tinh chỉnh các lỗ hiện có; mang lại độ chính xác cao hơn nhiều so với khoan.
Bào: Dùng cho các bề mặt phẳng và các khe thẳng; hiệu quả thấp nhưng phù hợp với các thành phần lớn.
Mài: Bước hoàn thiện cuối cùng; được sử dụng cho các vật liệu có độ cứng-cao và đạt được độ chính xác cao nhất.
Các bộ phận trong một máy thường yêu cầu sự kết hợp của các phương pháp này. Ví dụ: trước tiên, một trục có thể được biến thành hình dạng, sau đó được khoan và cuối cùng được mài đường kính ngoài-bước tiếp theo-theo-gia công thô, bán-gia công tinh và hoàn thiện.
Với sự tiến bộ của công nghệ CNC và sản xuất thông minh, các phương pháp gia công truyền thống này đang được xác định lại. Các trung tâm gia công máy phay tiện-có thể kết hợp các nguyên công tiện và phay vào một máy duy nhất. Máy công cụ CNC năm{3}}trục cho phép gia công nhiều bề mặt trong một thiết lập. Công nghệ AI thậm chí có thể cho phép các máy công cụ tự động tối ưu hóa đường dẫn gia công, giảm sự phụ thuộc vào kinh nghiệm của các thợ máy kỳ cựu. Máy móc đang phát triển nhưng logic cơ bản-xác định phương pháp cắt nào sẽ sử dụng cho một hình dạng cụ thể-sẽ không thay đổi trong thời gian ngắn.
