Gia công cơ khí chính xác là gì?

Gia công cơ khí chính xác là gì?

Gia công cơ khí chính xác là loại hình gia công tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao với trị số dung sai cực kỳ nhỏ. Hầu hết quá trình gia công cơ khí chính xác được thực hiện với những máy móc hay thiết bị hiện đại như các máy gia công CNC, máy đo lường có độ chính xác cao, robot tốc độ cao.

Để đạt được độ chính xác cao trong sản phẩm được gia công thì quy trình gia công cần thực hiện và kiểm soát 1 cách chặt chẽ. Bởi độ chính xác gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như loại máy gia công, dụng cụ cắt, chế độ cắt, thiết bị đo lường kiểm tra và kỹ năng của kỹ thuật viên.

Quy trình gia công cơ khí chính xác là gì?

Quy trình gia công cơ khí chính xác là quá trình loại bỏ nguyên liệu thô thừa ra khỏi 1 chi tiết gia công. Đồng thời giúp giữ các sản phẩm có dung sai gần nhau, nhằm tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh.

Nói theo cách đơn giản, nghĩa là định hình các mảnh vật liệu lớn thành các bộ phận chính xác hơn để chúng có thể đáp ứng các thông số kỹ thuật chính xác. Quá trình này có thể bao gồm gia công phay CNC, cắt, tiện và phóng điện. Chúng thường được thực hiện bằng các loại máy điều khiển số được gọi là máy công cụ CNC.

Để quá trình gia công cơ khí chính xác diễn ra được thuận lợi và nhanh chóng thì chúng phải đúng với các bản thiết kế 1 cách chuẩn xác. Cụ thể, quy trình gia công này được thực hiện bởi chương trình thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính (CAD) hoặc gia công với sự hỗ trợ của máy tính (CAM).

Công nghệ gia công CNC này tạo ra các sơ đồ hoặc phác thảo 3D cần thiết để tạo 1 sản phẩm có thể là vật thể, máy móc, thiết bị hoặc công cụ,… Các bản thiết kế phải được tạo ra chi tiết để đảm bảo chất lượng cũng như độ chính xác của sản phẩm sau khi gia công.

Những vật liệu thường được dùng cho quy trình gia công cơ khí chính xác

Quy trình gia công cơ khí chính xác có thể tạo ra các sản phẩm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như:

• Kim loại.
• Vật liệu tổng hợp.
• Thép.
• Đồng.
• Than chì.
• Thủy tinh.
• Nhựa.
• Gốm…

Để thực hiện các đường cắt chính xác và loại bỏ vật liệu thô theo ý muốn thì người vận hành máy CNC có thể sử dụng kết hợp các loại máy móc khác nhau tùy vào loại nguyên liệu thô đó. Bao gồm máy tiện, máy phay, máy phóng điện, máy cưa, máy mài.

Các loại máy này được điều khiển bởi máy tính và được thiết kế, sử dụng để loại bỏ vật liệu nền. Chúng tạo ra các bộ phận và chi tiết kích thước lớn, nhỏ, mỏng hay dày tùy vào yêu cầu kỹ thuật trong bản thiết kế.

Trong 1 số trường hợp, có thể sử dụng quy trình robot và quang hóa tốc độ cao để đạt kết quả như mong muốn cho sản phẩm cuối cùng.

Có thể bạn quan tâm: Nêu quy trình tạo ra sản phẩm cơ khí?

12 bước trong quy trình gia công cơ khí chính xác

Để tạo ra sản phẩm cơ khí cần trải qua quá trình dài gồm nhiều bước quan trọng sau đây:

Bước 1: Nghiên cứu và thiết kế bản vẽ cơ khí

Thông thường những bản vẽ thiết kế cơ khí được gửi từ phía khách hàng, tuy nhiên cũng có trường hợp khách hàng gửi sản phẩm mẫu cần gia công cho phía phụ trách gia công để học tự dựng bản vẽ thiết kế theo nguyên mẫu. Có 1 bản vẽ thiết kế sản phẩm là bước đầu tiên cực kỳ quan trọng để quyết định tất cả bước tiếp theo.

Bản vẽ thiết kế được thực hiện bằng những phần mềm chuyên dụng như Autocad, SolidWorks, Inventor,… Những bản thiết kế này phải mô hình hóa được chính xác các kích thước, biên dạng và thể hiện rõ những trị số dung sai cần thiết. Chúng có thể ở dạng 2D hoặc 3D tùy lĩnh vực gia công cũng như yêu cầu của khách hàng.

Kỹ thuật viên cơ khí cần nghiên cứu chi tiết bản vẽ, tìm hiểu kỹ chức năng của các bộ phận và phân loại chúng sao cho thực hiện đúng yêu cầu về mặt kỹ thuật, đảm bảo tính công nghệ hiện đại ở mỗi thời điểm và phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế.

Xem thêm: Công dụng của bản vẽ chi tiết là gì?

Bước 2: Xác định phương thức sản xuất

Phương thức sản xuất thể hiện những thông tin về sản lượng hoặc tính ổn định của sản phẩm gia công. Xác định được phương thức sản xuất giúp cho việc lựa chọn cách thức, phương pháp, công nghệ gia công hay phương án quản lý được phù hợp, chặt chẽ và đảm bảo chất lượng thành phẩm cũng như hiệu quả kinh tế.

Hiện tại có 3 phương thức sản xuất chính đó là:

• Sản xuất đơn chiếc: Là những sản phẩm có sản lượng ít, thường chỉ sản xuất từ một vài đến vài chục sản phẩm trong năm và ít có nhu cầu sản xuất lại. Chúng thường là những sản phẩm đặc biệt nên cần gia công tỉ mỉ, tốn nhiều thời gian và có độ chính xác rất cao.
• Sản xuất hàng loạt: Thường áp dụng cho những sản phẩm có sản lượng hàng năm tương đối lớn, thường được đặt hàng theo từng đợt và có chu kỳ xác định. Những sản phẩm này thường được sản xuất nhanh chóng nhưng lại khó đảm bảo chất lượng.
• Sản xuất hàng khối: Phù hợp khi gia công số lượng lớn sản phẩm, chúng được chế tạo liên tục và lâu dài.

Bước 3: Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Từ những yêu cầu của khách hàng, thông tin từ bản vẽ cũng như đảm bảo yếu tố kinh tế, phù hợp phương thức sản xuất; bạn cần lựa chọn phôi gia công phù hợp. Theo đó, phôi cần đảm bảo cơ tính của chi tiết gia công, kích thước phôi được xác định theo lượng dư gia công và cần đảm bảo chi phí vật liệu, chi phí gia công được giảm thiểu. Qua đó, giúp nâng cao năng suất và hạ giá thành sản phẩm. Vật liệu phôi đa dạng từ kim loại, hợp kim cho đến vật liệu phi kim tùy vào thực tế sản xuất.

Các phương pháp chế tạo phôi phổ biến gồm có:

• Đúc: Phôi được tạo hình bởi quá trình đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc áp lực,…
• Gia công áp lực như: cán, rèn, dập thể tích,…
• Gia công hàn.

Bước 4: Xác định thứ tự nguyên công và các bước thực hiện gia công

Để đảm bảo chu trình gia công 1 chi tiết diễn ra thuận lợi, hoàn chỉnh và đảm bảo thời gian gia công ngắn nhất cũng như tiết kiệm chi phí nhất thì cần tính toán, xác định thứ tự các nguyên công sao cho hợp lý. Cùng với đó, kỹ thuật viên cần phải chọn sơ đồ gá đặt ở từng nguyên công, đưa ra những phương án công nghệ khác nhau để chế tạo các chi tiết.

Thứ tự gia công bề mặt chi tiết phụ thuộc vào tính hợp lý của quá trình thay đổi trạng thái, cấu trúc và tính chất của chi tiết sản phẩm. Ngoài ra, còn phụ thuộc vào công nghệ và điều kiện sản xuất dựa trên thực tế.

Bước 5: Chọn thiết bị cho các nguyên công

Khi đã xác định được những bước thực hiện các nguyên công cần thiết thì hãy chọn những thiết bị, dụng cụ gia công và hỗ trợ gia công phù hợp dựa vào thông số của sản phẩm cần gia công, theo thực tế sản xuất và cần đảm bảo chất lượng của sản phẩm đạt yêu cầu, nâng cao năng suất và giảm giá thành của sản phẩm. Chính vì vậy, đây là 1 bước rất quan trọng cần phải phân tích và cân nhắc thật kỹ khi lựa chọn thiết bị, dụng cụ.

Tham khảo: Các loại vật tư cơ khí chính xác

Bước 6: Lựa chọn các thiết bị và dụng cụ phù hợp để đo lường

Ở bước này kỹ thuật viên cần nắm bắt được những dụng cụ đo lường cần thiết cho quá trình tính toán, kiểm tra độ chính xác của chi tiết gia công suốt quá trình gia công. Tùy điều kiện thực tế để lựa chọn những thiết bị và dụng cụ đo lường phù hợp, tuy nhiên cần đảm bảo độ dung sai theo yêu cầu.

Bước 7: Xác định lượng dư gia công trong mỗi nguyên công

Quá trình gia công cắt gọt sẽ cần hớt bỏ đi 1 lượng kim loại nhất định trên phôi gọi là lượng dư gia công. Kỹ thuật viên cần đưa ra các phương án công nghệ hợp lý để gia công chi tiết, sau đó so sánh các phương án để chọn ra 1 phương án hiệu quả và hợp lý nhất trong điều kiện sản xuất thực tế. Tùy phương án sẽ xây dựng các tài liệu, phiếu hướng dẫn sản xuất, phục vụ quản lý, theo dõi.

Bước 8: Xác định chế độ cắt trong các nguyên công, các bước

Tùy vật liệu gia công cơ khí, phương pháp gia công, các dụng cụ cắt gọt và máy gia công nhằm để tính toán lựa chọn chế độ cắt (s, v, t…) phù hợp với từng nguyên công nhằm đảm bảo đạt độ chính xác cao nhất trên sản phẩm.

Bước 9: Chọn đồ gá cho từng nguyên công

Người đứng máy CNC cần lựa chọn đồ gá phù hợp từng nguyên công để đảm bảo kẹp chặt chi tiết khi gia công nhằm đảm bảo độ chính xác và an toàn trong lao động. Trong nhiều trường hợp, cần phải thiết kế đồ gá để đáp ứng cho các sản phẩm cụ thể.

Bước 10: Xác định bậc thợ cho các nguyên công

Xác định bậc thợ cho các nguyên công là việc làm cần thiết nhằm giúp quá trình gia công diễn ra thuận lợi, đảm bảo độ chính xác cho sản phẩm gia công. Việc này cũng giúp kiểm soát các lỗi xảy ra tại các công đoạn gia công nhằm khắc phục kịp thời.

Bước 11: Tiến hành gia công trên các máy công cụ

Tùy thuộc vào nguyên công sẽ thực hiện gia công sản phẩm trên các máy phù hợp như máy tiện CNC, máy phay CNC, máy bào, máy khoan, máy xọc, doa,…

Bước 12: Kiểm tra sản phẩm sau khi gia công

Bước cuối cùng đó là thực hiện kiểm tra sản phẩm sau khi gia công có đạt chất lượng hay không. Sản phẩm được kiểm tra về kích thước, độ nhám bề mặt, biên dạng,… xem có đạt yêu cầu hay chưa. Các thiết bị hay dụng cụ thường được sử dụng gồm có thước cặp, dưỡng kiểm, panme, thước đo cao, thước đo lỗ, máy đo 2D, máy đo 3D, máy đo độ nhám,…

Ưu điểm của gia công cơ khí chính xác

Gia công cơ khí chính xác hay gia công CNC hiện nay được đa số doanh nghiệp, xưởng gia công ưa chuộng vì nó mang lại nhiều ưu điểm:

• Sản phẩm được sản xuất có độ chính xác cao và đúng yêu cầu kỹ thuật.
• Gia công được hầu hết vật liệu, bao gồm các vật liệu có độ cứng cao và phức tạp.
• Đảm bảo đạt năng suất gia công.
• Quy trình có thể được lưu lại tạo điều kiện thuận lợi cho các công việc gia công sau đó.
• Rút ngắn thời gian, đồng thời tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.