Gia công là một thuật ngữ sản xuất bao gồm một loạt các công nghệ và kỹ thuật. Nó có thể được định nghĩa một cách đại khái là quá trình loại bỏ vật liệu khỏi phôi bằng cách sử dụng máy công cụ điều khiển bằng năng lượng để định hình nó thành một thiết kế dự định.
Hầu hết các thành phần và bộ phận kim loại yêu cầu một số hình thức gia công trong quá trình sản xuất. Các vật liệu khác, chẳng hạn như nhựa, cao su, và hàng hóa bằng giấy, cũng thường được chế tạo thông qua quá trình gia công. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về gia công là gì, quy trình của nó cũng như công cụ và Công nghệ sử dụng cho nó.
Gia Công Là Gì?
Gia công là một quá trình tạo mẫu và sản xuất nhằm tạo ra hình dạng cuối cùng mong muốn bằng cách loại bỏ vật liệu không mong muốn khỏi một mảnh vật liệu lớn hơn. Trong các quy trình này, một bộ phận được xây dựng bằng cách loại bỏ vật liệu, quy trình này còn được gọi là sản xuất trừ lùi, ngược lại với sản xuất phụ gia, trong đó việc bổ sung vật liệu có kiểm soát được sử dụng.
Chính xác những gì mà phần “được kiểm soát” của định nghĩa ngụ ý có thể khác nhau, nhưng nó thường ngụ ý việc sử dụng các công cụ máy móc.
Gia công là một phần của quá trình sản xuất nhiều sản phẩm kim loại, nhưng nó cũng có thể được sử dụng trên các vật liệu khác như gỗ, nhựa, gốm và vật liệu composite. Người chuyên gia công được gọi là thợ máy.
Một căn phòng, tòa nhà hoặc công ty nơi gia công được thực hiện được gọi là xưởng máy. Phần lớn quá trình gia công ngày nay được thực hiện bằng điều khiển số máy tính (CNC), trong đó máy tính được sử dụng để điều khiển chuyển động và hoạt động của các nhà máy, máy tiện và các máy cắt khác. Điều này làm tăng hiệu quả, vì máy CNC chạy không người lái, do đó giảm chi phí lao động cho các cửa hàng máy.
Các Loại Gia Công Khác Nhau Là Gì?
Ba quá trình gia công chính được phân loại là tiện, khoan và phay. Các hoạt động khác thuộc các danh mục khác bao gồm định hình, lập kế hoạch, doa, chuốt và cưa. Họ đang:
Tiện – Tiện hoặc Tiện liên quan đến việc xoay phôi trên máy, trong khi dụng cụ cắt một lưỡi vẫn đứng yên. Dụng cụ cắt được di chuyển từ từ song song với trục quay của phôi, loại bỏ vật liệu khi nó di chuyển.
Khoan – Việc khoan tạo ra một lỗ tròn bằng cách quay một dụng cụ hình trụ song song với trục quay của phôi. Lỗ được tạo ra có đường kính bằng với đường kính của dụng cụ đã được sử dụng.
Phay – Phay là quá trình loại bỏ vật liệu, sử dụng máy cắt quay, từ phôi theo chuyển động tiến dao vuông góc với trục quay của dụng cụ cắt. Đây là một trong những hình thức gia công phổ biến nhất được sử dụng ngày nay.
Các hoạt động khác là các hoạt động mà nói một cách chính xác có thể không phải là hoạt động gia công ở chỗ chúng có thể không phải là hoạt động sản xuất hàng loạt nhưng những hoạt động này được thực hiện trên một máy công cụ điển hình. Đốt cháy là một ví dụ của một hoạt động linh tinh. Quá trình nung không tạo ra vết mài mòn nhưng có thể được thực hiện ở máy tiện, máy nghiền hoặc máy khoan.
Công Việc Gia Công Như Thế Nào?
Một phôi chưa hoàn thành yêu cầu gia công sẽ cần phải cắt bỏ một số vật liệu để tạo ra thành phẩm. Một sản phẩm hoàn thiện sẽ là một phôi đáp ứng các thông số kỹ thuật đã đề ra cho phôi đó bằng bản vẽ kỹ thuật hoặc bản thiết kế.
Ví dụ, một phôi có thể được yêu cầu có đường kính ngoài cụ thể. Máy tiện là một máy công cụ có thể được sử dụng để tạo ra đường kính đó bằng cách xoay một phôi kim loại để dụng cụ ac utting có thể cắt kim loại đi, tạo ra một bề mặt tròn, nhẵn phù hợp với đường kính và độ hoàn thiện bề mặt cần thiết.
Có thể dùng mũi khoan để loại bỏ kim loại có dạng lỗ hình trụ. Các công cụ khác có thể được sử dụng để loại bỏ các loại kim loại khác nhau là máy phay, máy cưa và máy mài. Nhiều kỹ thuật tương tự được sử dụng trong chế biến gỗ.
Gần đây hơn, các kỹ thuật gia công tiên tiến bao gồm gia công CNC chính xác, gia công phóng điện (EDM), gia công điện hóa (ECM), cắt laser hoặc cắt tia nước để tạo hình phôi kim loại.
Trong quá trình phát triển sản phẩm hiện đại, việc gia công thường được thực hiện bằng máy CNC, viết tắt của Computer Numeric Control. Về bản chất, máy sử dụng phần mềm máy tính để lấy các mô hình thiết kế CAD và vạch ra các đường chạy dao, biến các thiết kế thành các bộ phận được gia công 3D. Máy CNC có thể tạo ra các bộ phận từ nhiều loại vật liệu khác nhau, với nhiều kiểu hoàn thiện khác nhau, với dung sai được tạo ra chính xác đến 0,001 ”từ vật liệu rắn.
Không giống như tạo mẫu nhanh, các bộ phận được gia công bằng vật liệu thực phản ánh mật độ, độ hoàn thiện và độ xốp của thiết kế hoàn thiện. Các bộ phận được gia công có thể được sử dụng để thử nghiệm đại diện, các mô hình bao gồm các bộ phận trượt trong đó ma sát là một yếu tố và đối với các bộ phận kín yêu cầu 0 vòng và bề mặt miếng đệm.
Bây giờ chúng ta biết gia công là gì và nó được thực hiện như thế nào, chúng ta biết gia công được thực hiện bằng công cụ gia công, vì vậy chúng ta hãy tìm hiểu về các công cụ gia công khác nhau và công dụng của chúng.
Công Cụ Gia Công Là Gì?
Máy công cụ là một máy để xử lý hoặc gia công kim loại hoặc các vật liệu cứng khác, thường bằng cách cắt, doa, mài, xén hoặc các dạng biến dạng khác. Máy công cụ sử dụng một số loại công cụ để cắt hoặc tạo hình.
Tất cả các máy công cụ đều có một số phương tiện để hạn chế phôi và cung cấp chuyển động có hướng dẫn của các bộ phận của máy. Do đó, chuyển động tương đối giữa phôi và dụng cụ cắt (được gọi là đường chạy dao) được điều khiển hoặc hạn chế bởi máy ở một mức độ nào đó, chứ không phải hoàn toàn là “thủ công” hoặc “tự do”.
Đây là một máy cắt kim loại truyền động bằng năng lượng, hỗ trợ quản lý chuyển động tương đối cần thiết giữa dụng cụ cắt và công việc làm thay đổi kích thước và hình dạng của vật liệu gia công.
Định nghĩa chính xác của thuật ngữ máy công cụ khác nhau giữa những người dùng, như được thảo luận bên dưới. Mặc dù tất cả các máy công cụ đều là “máy giúp con người tạo ra mọi thứ”, nhưng không phải tất cả các máy trong nhà máy đều là máy công cụ.
Ngày nay, các máy công cụ thường được cung cấp năng lượng khác với cơ của con người (ví dụ: điện, thủy lực hoặc thông qua trục đường dây), được sử dụng để chế tạo các bộ phận (thành phần) được sản xuất theo nhiều cách khác nhau bao gồm cắt hoặc một số loại biến dạng khác. Với độ chính xác vốn có, máy công cụ cho phép sản xuất kinh tế các bộ phận có thể hoán đổi cho nhau.
Các Loại Công Cụ Và Công Nghệ Gia Công Khác Nhau
Các Loại Công Cụ Gia Công
Có nhiều loại dụng cụ gia công và chúng có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp với các công cụ khác ở các bước khác nhau của quá trình sản xuất để đạt được hình dạng chi tiết dự định. Các loại công cụ gia công chính là:
Dụng cụ doa: Chúng thường được sử dụng như thiết bị hoàn thiện để mở rộng các lỗ đã cắt trước đó trên vật liệu.
Dụng cụ cắt: Các thiết bị như cưa và kéo cắt là những ví dụ điển hình của dụng cụ cắt. Chúng thường được sử dụng để cắt vật liệu có kích thước xác định trước, chẳng hạn như kim loại tấm, thành hình dạng mong muốn.
Dụng cụ khoan: Loại này bao gồm các thiết bị quay hai cạnh tạo ra các lỗ tròn song song với trục quay.
Dụng cụ mài: Những dụng cụ này sử dụng một bánh xe quay để đạt được độ hoàn thiện tốt hoặc để tạo ra những vết cắt nhẹ trên phôi.
Công cụ phay: Một công cụ phay sử dụng một bề mặt cắt quay với một số lưỡi dao để tạo ra các lỗ không tròn hoặc cắt các thiết kế độc đáo ra khỏi vật liệu.
Công cụ tiện: Những công cụ này quay một phôi trên trục của nó trong khi một công cụ cắt định hình nó để tạo hình. Máy tiện là loại thiết bị tiện phổ biến nhất.
Các Loại Công Nghệ Gia Công Đốt
Máy công cụ hàn và nung sử dụng ăn để tạo hình phôi. Các loại công nghệ gia công hàn và nung phổ biến nhất bao gồm:
Cắt laser: Máy laser phát ra chùm ánh sáng hẹp, năng lượng cao có tác dụng làm nóng chảy, bốc hơi hoặc đốt cháy vật liệu. Laser CO2 và Nd: YAG là loại phổ biến nhất được sử dụng trong gia công. Quá trình cắt laser rất thích hợp để tạo hình thép hoặc khắc các mẫu vào một phần vật liệu. Lợi ích của nó bao gồm chất lượng hoàn thiện bề mặt cao và độ chính xác cắt cực cao.
Cắt nhiên liệu bằng ôxy: Còn được gọi là cắt bằng khí, phương pháp gia công này sử dụng hỗn hợp khí nhiên liệu và ôxy để làm tan chảy và cắt bỏ vật liệu. Axetylen, xăng, hydro và propan thường được dùng làm môi trường khí do tính dễ cháy cao của chúng. Các lợi ích của phương pháp này bao gồm tính di động cao, ít phụ thuộc vào nguồn điện sơ cấp và khả năng cắt các vật liệu dày hoặc cứng, chẳng hạn như các loại thép cứng.
Cắt plasma: Ngọn đuốc plasma bắn ra một hồ quang điện để biến đổi khí trơ thành plasma. Plasma này đạt đến nhiệt độ cực cao và được áp dụng cho phôi ở tốc độ cao để làm tan chảy vật liệu không mong muốn. Quy trình này thường được sử dụng trên các kim loại dẫn điện yêu cầu chiều rộng vết cắt chính xác và thời gian chuẩn bị tối thiểu.
Các Loại Công Nghệ Gia Công Ăn Mòn
Trong khi các dụng cụ đốt áp dụng nhiệt để làm tan chảy lượng dư thừa, các thiết bị gia công ăn mòn sử dụng nước hoặc điện để làm xói mòn vật liệu ra khỏi phôi. Hai loại công nghệ gia công bào mòn chính là:
Cắt tia nước: Quá trình này sử dụng một dòng nước có áp suất cao để cắt qua vật liệu. Có thể thêm bột mài mòn vào dòng nước để tạo điều kiện xói mòn. Cắt tia nước thường được sử dụng trên các vật liệu có thể bị hư hỏng hoặc biến dạng từ vùng ảnh hưởng nhiệt.
Gia công phóng điện (EDM): Còn được gọi là gia công tia lửa, quá trình này sử dụng phóng điện hồ quang để tạo ra các hố nhỏ nhanh chóng dẫn đến các vết cắt hoàn toàn. EDM được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu hình dạng hình học phức tạp trong vật liệu cứng và có dung sai gần. EDM yêu cầu vật liệu cơ bản phải dẫn điện, điều này hạn chế việc sử dụng nó đối với các hợp kim đen.
Cơ Khí CNC
Gia công điều khiển số bằng máy tính (gia công CNC) là một kỹ thuật có sự hỗ trợ của máy tính có thể được sử dụng cùng với nhiều loại thiết bị. Nó yêu cầu phần mềm và lập trình, thường bằng ngôn ngữ G-code, để hướng dẫn một công cụ gia công định hình phôi theo các thông số đặt trước.
Trái ngược với các phương pháp được hướng dẫn thủ công, gia công CNC là một quá trình tự động. Một số lợi ích của nó bao gồm:
Chu kỳ sản xuất cao: Một khi máy CNC đã được mã hóa thích hợp, nó thường cần bảo trì hoặc thời gian ngừng hoạt động tối thiểu, cho phép tốc độ sản xuất nhanh hơn.
Chi phí sản xuất thấp: Do tốc độ quay vòng và yêu cầu lao động thủ công thấp, gia công CNC có thể là một quá trình tiết kiệm chi phí, đặc biệt là đối với các hoạt động sản xuất khối lượng lớn.
Sản xuất đồng nhất: Gia công CNC thường chính xác và mang lại mức độ đồng nhất cao về thiết kế giữa các sản phẩm của nó.
Gia Công Chính Xác
Bất kỳ quá trình gia công nào yêu cầu dung sai cắt nhỏ bất thường (từ 0,013 mm đến 0,0005 mm, theo quy tắc chung) hoặc bề mặt hoàn thiện tốt hơn 32T có thể được coi là một hình thức gia công chính xác. Giống như gia công CNC, gia công chính xác có thể được áp dụng cho nhiều phương pháp và công cụ chế tạo.
Các yếu tố như độ cứng, giảm chấn và độ chính xác hình học có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của đường cắt của một dụng cụ chính xác. Điều khiển chuyển động và khả năng đáp ứng tốc độ tiến dao nhanh của máy cũng rất quan trọng trong các ứng dụng gia công chính xác.
Lợi Ích Của Gia Công Là Gì?
Có một số lợi thế của việc gia công:
1. Độ Tin Cậy
Quá trình gia công diễn ra liên tục không xảy ra hiện tượng đứt gãy bất chấp thời gian hay ngày trong tuần. Các chip và nguyên liệu thô được chuyển thành thành phẩm và tung ra thị trường như những công cụ chất lượng cao. Sự cố là rất ít vì chúng có thể xảy ra khi cần bảo trì hoặc trong quá trình sửa chữa. Máy móc hoạt động đáng tin cậy; nó không quan trọng cho dù đó là một ngày trong tuần, cuối tuần hay ngày lễ.
2. Yêu Cầu Ít Lao Động Của Con Người Hơn
Do sự phát triển của công nghệ, việc gia công trong các ngành sản xuất được tự động hóa. Quá trình này chủ yếu được điều khiển bởi máy tính hoặc rô bốt thường cắt giảm chi phí sản xuất bằng cách loại bỏ sức lao động của con người. Trong quá trình bổ sung vật liệu được kiểm soát, quá trình này cần có sự giám sát và giám sát tối thiểu cho các mục đích bảo trì.
3. Sản Xuất Đạt Hiệu Quả Cao
Quá trình này mang lại năng suất cao vì chúng thường thực hiện một lượng lớn công việc như khoan, hoàn thiện bề mặt tốt hơn, phay và kéo sợi trong một khoảng thời gian tương đối ngắn.
4. Sản Phẩm Giống Hệt Nhau
Các thành phẩm, chẳng hạn như kim loại cắt, đồng nhất và có rất ít hoặc không có lỗi mặc dù tỷ lệ sản xuất cao. Do đó, các sản phẩm trở nên bán được trên thị trường do chất lượng được cải thiện.
5. Tăng Lợi Nhuận Và Giảm Sức Lao Động
Một lý do tuyệt vời khác mà bạn cần gia công các thiết bị kim loại của mình là để giúp tăng lợi nhuận và giảm bớt công sức. Một số người có thể tự hỏi, gia công có liên quan như thế nào đến việc tăng lợi nhuận? Thực tế là gia công làm cho các thiết bị đắt hơn một chút, nhưng mặt khác, nó rất có lợi.
Với kim loại đã qua quá trình gia công, bạn không chỉ giảm được chi phí sản xuất mà còn tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức của bạn. Mặc dù có ưu điểm như vậy, nhưng nếu bạn muốn mua một chiếc máy vẫn luôn được khuyến khích để đảm bảo kiểm tra xem máy có đúng không và máy có bị lỗi khi đang hoạt động hay không.
6. Cải Thiện Hiệu Quả
Gia công là một trong những cách tốt nhất có thể giúp tăng hiệu quả trên kim loại của bạn. Khi gia công kim loại, chúng luôn được gắn với máy dò đảm bảo chất lượng bên trong. Điều này mang lại rất nhiều hiệu quả về việc tăng tốc độ sản xuất kim loại và đảm bảo sử dụng tốt nguyên liệu thô.
Hơn nữa, gia công luôn được coi là một cách đáng chú ý để đảm bảo các tiêu chuẩn cấp cao về gia công kim loại và chế tạo bộ phận. Để tăng hiệu quả, gia công được coi là một trong những cách để cắt giảm chi phí chi tiêu.
Điều này là do khả năng giảm chi phí tiêu thụ; do đó, giảm lãng phí tiền bạc. Trong ngắn hạn, nó làm giảm chi tiêu; do đó, làm tăng thêm lợi ích của việc thực hiện quá trình gia công.
7. Tăng Độ Chính Xác
Hầu hết các kim loại trải qua quá trình gia công đều được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất. Điều này bao gồm những nơi yêu cầu quy trình tiện và phay thủ công. Chúng cũng có thể được sử dụng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, nhưng điểm bạn cần lưu ý ở đây, tất cả các lĩnh vực này liên quan đến rất nhiều độ chính xác.
Trên đó, chúng biến thành kim loại đã trải qua quá trình gia công do mức độ chính xác của chúng. Đây là bằng chứng rõ ràng về việc gia công là cần thiết như thế nào để đảm bảo độ chính xác tăng lên trên kim loại của bạn, điều này có nghĩa là độ chính xác trong việc hoàn thành nhiệm vụ của bạn.
