Khám phá hai kỹ thuật gia công cơ khí “hot” nhất hiện nay

Trong bối cảnh ngành sản xuất ngày càng đòi hỏi sự chính xác, hiệu quả và khả năng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật phức tạp, gia công cơ khí đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra các sản phẩm chất lượng cao. Giữa vô vàn các phương pháp gia công khác nhau, việc lựa chọn kỹ thuật phù hợp là yếu tố then chốt để tối ưu hóa quy trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Bài viết này sẽ giới thiệu hai kỹ thuật gia công cơ khí phổ biến và được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay: Gia công tiện CNC và Gia công phay CNC.

Gia công tiện CNC: “Vũ điệu” của sự tròn trịa và chính xác

Gia công tiện CNC là một phương pháp gia công cắt gọt kim loại, trong đó phôi được giữ chặt và quay tròn trên mâm cặp của máy tiện, đồng thời dao tiện được di chuyển dọc theo các phương khác nhau để loại bỏ vật liệu, tạo ra các chi tiết có hình dạng trụ tròn, côn, ren hoặc các biên dạng tròn xoay phức tạp khác. Điểm đặc biệt của kỹ thuật này nằm ở hệ thống điều khiển số (CNC), cho phép lập trình các chuyển động của dao một cách chính xác, đảm bảo độ đồng đều và khả năng lặp lại cao cho các sản phẩm.

Quy trình gia công tiện CNC thường trải qua các bước cơ bản sau:

• Thiết kế chi tiết và lập trình gia công: Kỹ sư sẽ sử dụng phần mềm CAD để thiết kế chi tiết và sau đó chuyển đổi thành chương trình gia công (mã G) bằng phần mềm CAM. Chương trình này sẽ chỉ đạo các chuyển động của máy tiện.
• Chuẩn bị máy móc, dụng cụ và phôi: Lựa chọn dao tiện phù hợp với vật liệu và yêu cầu gia công, gá đặt dao và phôi một cách chính xác trên máy tiện CNC.
• Thực hiện gia công: Máy tiện CNC sẽ tự động thực hiện các thao tác cắt gọt theo chương trình đã được nạp.
• Kiểm tra và hoàn thiện sản phẩm: Sau khi gia công, sản phẩm sẽ được kiểm tra kích thước, hình dạng và chất lượng bề mặt. Các công đoạn hoàn thiện (nếu cần) như mài, đánh bóng sẽ được thực hiện.

Gia công tiện CNC sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật, làm cho nó trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng:

• Độ chính xác cao và khả năng lặp lại tốt: Hệ thống CNC đảm bảo các chi tiết được gia công với độ chính xác cao và đồng nhất trong sản xuất hàng loạt.
• Năng suất cao: Máy tiện CNC có thể hoạt động liên tục và tự động, giảm thiểu thời gian gia công và tăng năng suất.
• Khả năng gia công chi tiết phức tạp: Với khả năng điều khiển đa trục, máy tiện CNC có thể tạo ra các chi tiết có biên dạng phức tạp và độ tinh xảo cao.
• Giảm thiểu sai sót do con người: Quá trình gia công tự động hóa giúp giảm thiểu các lỗi có thể xảy ra do thao tác thủ công.

Nhờ những ưu điểm trên, gia công tiện CNC được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong việc sản xuất:

• Trục, bánh răng, bu lông, ốc vít và các chi tiết liên kết.
• Các bộ phận máy móc trong ngành ô tô, hàng không và thiết bị công nghiệp.
• Linh kiện điện tử và thiết bị y tế có độ chính xác cao.

Gia công phay CNC: “Nghệ thuật” tạo hình đa dạng và linh hoạt

Khác với gia công tiện, gia công phay CNC sử dụng dao phay quay tròn để cắt gọt vật liệu từ phôi được gá chặt trên bàn máy. Điểm đặc biệt là bàn máy có thể di chuyển theo nhiều phương khác nhau (thường là 3 trục X, Y, Z, và có thể nhiều hơn), kết hợp với chuyển động quay của dao phay, cho phép tạo ra các bề mặt phẳng, rãnh, bậc, hốc, và các hình dạng 3D phức tạp.

Quy trình gia công phay CNC bao gồm các bước chính:

• Thiết kế chi tiết và lập trình gia công (CAM): Tương tự như tiện CNC, kỹ sư sử dụng phần mềm CAD để thiết kế và phần mềm CAM để tạo ra chương trình gia công, tối ưu hóa đường chạy dao và lựa chọn dao phay phù hợp.
• Lựa chọn dao phay và gá đặt phôi: Việc lựa chọn đúng loại dao phay (dao mặt đầu, dao ngón, dao cầu…) và gá đặt phôi chắc chắn là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng gia công.
• Thực hiện gia công: Máy phay CNC sẽ thực hiện các chuyển động cắt gọt theo chương trình đã được lập trình.
• Kiểm tra chất lượng bề mặt và kích thước: Sau khi gia công, sản phẩm được kiểm tra kỹ lưỡng về độ chính xác và bề mặt hoàn thiện.

Gia công phay CNC mang lại nhiều lợi ích thiết thực:

• Linh hoạt trong gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp: Khả năng di chuyển đa trục của bàn máy và sự đa dạng của dao phay cho phép tạo ra các chi tiết có hình dạng 3D, khuôn mẫu, cavity với độ chính xác cao.
• Độ chính xác cao và bề mặt hoàn thiện tốt: Máy phay CNC hiện đại có thể đạt được độ chính xác micron và bề mặt gia công mịn màng.
• Khả năng gia công đa dạng vật liệu: Phay CNC có thể gia công được nhiều loại vật liệu khác nhau, từ kim loại mềm như nhôm đến các vật liệu cứng như thép hợp kim và vật liệu composite.
• Tự động hóa quá trình sản xuất: Giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, tăng tính ổn định và hiệu quả của quá trình sản xuất.

Ứng dụng phổ biến của gia công phay CNC bao gồm:

• Chế tạo khuôn mẫu cho ngành nhựa, kim loại và các ngành công nghiệp khác.
• Gia công các chi tiết máy bay, ô tô và các thiết bị vận tải.
• Sản xuất các bộ phận cơ khí chính xác cho thiết bị điện tử và y tế.

So sánh và kết luận:

Mặc dù cả gia công tiện CNC và phay CNC đều là các kỹ thuật gia công cơ khí hiện đại và hiệu quả, chúng có những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt. Gia công tiện CNC đặc biệt phù hợp với việc tạo ra các chi tiết tròn xoay, trong khi gia công phay CNC lại nổi trội trong việc tạo hình các chi tiết phức tạp với nhiều bề mặt và hình dạng khác nhau.

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0, công nghệ CNC tiếp tục phát triển mạnh mẽ với sự ra đời của các máy móc đa trục, tốc độ cao và tích hợp nhiều tính năng thông minh. Việc nắm vững kiến thức và kỹ năng về gia công tiện và phay CNC là vô cùng quan trọng đối với các kỹ sư và những người làm việc trong ngành cơ khí chế tạo, giúp họ đáp ứng được những thách thức và tận dụng tối đa tiềm năng của các kỹ thuật gia công tiên tiến này.