GIA CÔNG HÓA Show
I/ NGUYÊN LÝ GIA CÔNG HÓA Người ta sử dụng phương pháp gia công bằng hóa học trong trường hợp không thể cắt gọt kim loại bằng máy công cụ thông thường do vật liệu có độ cứng cao, dòn, có hình dạng kích thước phức tạp. Phương pháp gia công hóa là một phương pháp gia công không truyền thống trong đó vật liệu được tách ra khi tiếp xúc trực tiếp với một chất khắc hoá mạnh, tạo ra hình dạng trên kim loại nhờ tác dụng của axit mạnh hay chất kiềm (ở trong nước), lấy phần cắt bỏ đi trên chi tiết gia công để tạo ra một chi tiết chính xác. Phương pháp gia công này được ứng dụng ngay sau chiến tranh thế giới thứ hai, đầu tiên là trong công nghiệp sản xuất máy bay. Nhiều loại hóa chất khác nhau được dùng để bóc vật liệu từ một chi tiết gia công bằng nhiều cách khác nhau. Tùy theo nhu cầu mà người ta có thể ứng dụng phay hóa, tạo phôi hóa, khắc hóa và gia công quang hóa. Gia công bằng hóa học tạo ra được hình dạng kích thước như mong muốn trên chi tiết gia công nhờ sự tác dụng của hóa học để lấy đi một phần hay toàn bộ lớp kim loại. Những vùng không cần gia công sẽ dùng một tấm chắn (masking) để che lại.  II/ KHẢ NĂNG VÀ CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ. Phương pháp gia công hóa gồm nhiều bước tùy theo nhu cầu ứng dụng và dạng gia công. Các bước thực hiện thường là: - Làm sạch: Bước đầu tiên là nguyên công làm sạch chi tiết để đảm bảo cho - Tạo lớp bảo vệ: Một lớp phủ bảo vệ được đắp lên một số phần nào đó của - Khắc hóa: Đây là bước bóc vật liệu. Khi chi tiết được nhúng chìm trong dung vật liệu được bóc đi đồng đều từ bề mặt gia công. bề mặt chi tiết. Lớp bảo vệ này được làm bằng vật liệu có khả năng chống lại tác động ăn mòn của chất khắc hóa. Vì vậy nó sẽ được phủ lên những phần bề mặt không cần gia công. dịch khắc hóa, những phần của chi tiết không có lớp bảo vệ sẽ bị tác động hóa học. Phương pháp ăn mòn thường dùng là biến vật liệu gia công (ví dụ như kim loại) thành muối hòa tan trong dung dịch khắc hóa và do đó vật liệu được bóc đi khỏi bề mặt. Sau khi một khối lượng vật liệu mong muốn được bóc đi, chi tiết được lấy ra khỏi dung dịch khắc hóa và được rửa sạch. - Loại bỏ lớp bảo vệ: Lớp bảo vệ được bóc ra khỏi bề mặt chi tiết. Hai bước trong gia công hóa có ảnh hưởng đáng kể về mặt phương pháp, vật liệu, các thông số gia công là bước tạo lớp bảo vệ và bước khắc hóa. Những vật liệu của lớp bảo vệ thường là neoprene, polivinil chloride, polyethylene và các polymer khác. Lớp bảo vệ có thể được thực hiện bằng một trong ba phương pháp sau đây: 1. Cắt và bóc 2. Kháng quang. 3. Kháng khung lưới. - 1 - PP Gia Công Đặc Biệt GVHD: Nguyễn Hoài Nam Trong phương pháp cắt và bóc: lớp bảo vệ được phủ lên toàn bộ chi tiết bằng cách đắp, sơn hay phun sương với chiều dày khoảng 0,025 ÷ 0,125 mm. Sau khi lớp bảo vệ đông cứng lại, người ta dùng dao cắt và bóc bỏ đi lớp bảo vệ tại những vùng của chi tiết cần được gia công. Nguyên công cắt lớp bảo vệ được thực hiện bằng tay, dẫn hướng dao bằng một tấm dưỡng mẫu. Phương pháp cắt và bóc thường được sử dụng cho những chi tiết lớn, số lượng sản phẩm ít với độ chính xác không cao. Phương pháp này có sai số thường lớn hơn ± 0,125 mm. Phương pháp kháng quang: sử dụng các kỹ thuật chụp ảnh để thực hiện bước tạo lớp bảo vệ. Các vật liệu của lớp bảo vệ này có chứa những hóa chất cảm quang. Chúng được phủ lên bề mặt của chi tiết và tiếp nhận ánh sáng qua một âm bản của các vùng cần được khắc hóa. Sau đó người ta dùng những kỹ thuật rửa ảnh để bóc đi các vùng này của lớp bảo vệ. Quá trình này sẽ để lại lớp bảo vệ trên những bề mặt của chi tiết cần được bảo vệ và những vùng còn lại của chi tiết không được bảo vệ sẽ bị khắc hóa. Các kỹ thuật tạo lớp phủ kháng quang thường được sử dụng để sản xuất những chi tiết nhỏ với số lượng lớn và dung sai khắc khe, có thể nhỏ hơn ± 0,0125 mm. Trong phương pháp kháng khung lưới: lớp bảo vệ được sơn lên trên bề mặt chi tiết gia công qua một tấm lưới làm bằng lụa hoặc thép không rỉ. Gắn với tấm lưới này là một khuôn tô (stencil) nhằm tránh cho những vùng cần khắc hóa khỏi bị sơn. Vì vậy lớp bảo vệ được sơn lên những vùng của chi tiết không cần gia công. Phương pháp kháng khung lưới thường được dùng cho những ứng dụng trung gian giữa hai phương pháp tạo lớp bảo vệ trên về mặt độ chính xác, kích thước chi tiết và sản lượng. Dung sai đạt được của phương pháp này vào khoảng 0,075 mm. Sự lựa chọn chất khắc hóa phụ thuộc vào vật liệu của chi tiết gia công, chiều sâu mong muốn và tốc độ bóc vật liệu, các yêu cầu về độ nhám bề mặt. Các chất khắc hóa cũng phải phù hợp với loại chất bảo vệ để đảm bảo rằng vật liệu lớp bảo vệ không bị tác động hóa học bởi chất khắc hóa. Bảng 3.1 liệt kê một số vật liệu của chi tiết được gia công bằng phương pháp hóa với các chất khắc hóa thường dùng cho những loại vật liệu này. Trong bảng cũng bao gồm tốc độ thấm và hệ số khắc. Những thông số này sẽ được giải thích ở phần sau. Tốc độ bóc vật liệu trong gia công hóa thường được biểu thị bằng tốc độ thấm (mm/phút), là tốc độ tác động hóa học vào vật liệu của chi tiết gia công bởi chất khắc được hướng thẳng vào bề mặt. Tốc độ thấm không bị ảnh hưởng bởi diện tích bề mặt. Các tốc độ thấm được liệt kê trong bảng 3.1 là các giá trị điển hình cho vật liệu gia công và chất khắc đã cho - 2 - PP Gia Công Đặc Biệt GVHD: Nguyễn Hoài Nam Bảng 3.1. Các vật liệu gia công thường dùng và các chất khắc trong gia công hóa, với tốc độ thấm vào chi tiết điển hình. Vật liệu gia công Chất khắc hóa Tốc độ th Hệ số khắc (mm/ph) Nhôm FeCl3 0,020 1,75 Hợp kim nhôm NaOH 0,025 1,75 Đồng và hơp kim đồng fecal 0.050 2,75 Magnesium và các hợp kim H2SO4 0,038 1,0 Silicon HNO3, HF,H2O rất chậm Thép trung bình HCL,HNO3 0,025 2,0 Titanic HF 0,025 1.0 Hợp kim Titan HNO3, HF 0,025 1.0 Chiều sâu cắt trong gia công hoá có thể đến 12,5mm cho những tấm chi tiết bằng kim loại của máy bay. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp ứng dụng gia công hóa, chiều sâu yêu cầu chỉ vài phần nghìn milimét hay thậm chí ít hơn. Cùng với tác động thấm vào chi tiết, quá trình khắc hóa cũng xảy ra phía dưới mặt bên của lớp bảo vệ như được minh họa ở hình 3.1 u Lớp bảo vệ Cạnh các lớp bảo vệ d Chi tiết gia công Hình 3.1. Cắt lẹm trong gia công hóa. Hiệu ứng này được gọi là cắt lẹm và phải được tính đến khi thiết kế lớp bảo vệ để phần cắt phát sinh có kích thước xác định được. Đối với một vật liệu gia công cho trước, lượng cắt lẹm có quan hệ trực tiếp với chiều sâu cắt. Hằng số tỉ lệ đối với vật liệu này được gọi là hệ số khắc và được xác định như sau: Fe = u/d Trong đó: Fe - hệ số khắc. - 3 - PP Gia Công Đặc Biệt GVHD: Nguyễn Hoài Nam u - lượng cắt lẹm (mm). d - chiều sâu cắt (mm) Các kích thước u và d được định nghĩa trong hình 3.1. Trong gia công hóa, các vật liệu khác nhau sẽ có các hệ số khắc khác nhau và chúng được trình bày trong bảng 3.1.
Vậy hiện có những phương pháp gia công cơ khí nào đang được sử dụng cho việc chế tạo các dụng cụ cơ khí? Bạn sẽ có được câu trả lời thỏa mãn khi đọc bài viết này.
Trong ngành cơ khí nói chung, người ta có hai phương pháp gia công cơ khí phổ biến, đó chính là phương pháp gia công cơ khí theo phương pháp truyền thống và theo phương pháp tân tiến. Ở mỗi phương pháp lại có những thao tác riêng khá phong phú, đa dạng. Ngay sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiểu cụ thể hơn về từng công đoạn bạn nhé. Việc làm Cơ khí - Chế tạo1. Phương pháp gia công cơ khí truyền thốngPhương pháp gia công cơ khí truyền thống là cách gọi chung của công nghệ cắt gọt kim loại bằng việc dùng dụng cụ có độ cứng cao hơn so với độ cứng của phôi – chính là chi tiết được gia công để thực hiện mục đích bóc tách các vật liệu. Lý do làm gia công là bởi vì khi người ta muốn tạo hình cho bề mặt vật liệu thì sẽ cần tạo ra được một mối quan hệ tích hợp giữa hoạt động chuyển động giữa dụng cụ với các chi tiết được gia công. Những hoạt động sau đây được sếp vào nhóm các phương pháp gia công cơ khí truyền thống.
Tiện là phương pháp gia công cơ khí phổ biến nhất do đó công cụ máy tiện thường sẽ chiếm tỷ lệ từ 25 cho tới 35% trong tổng số toàn bộ các thiết bị của nhà máy gia công. Cơ chế hoạt động của tiện dựa trên sự chuyển dộng tròn của phôi (nhằm cắt VC) kết hợp cùng chuyển động tiến dao (gồm hai chuyển động được tổng hợp là dọc Sd và ngang Sng) được thực hiện bởi công cụ dao. Sau tiện chính là phương pháp phay, được dùng phổ biến trong hoạt động gia công cơ khí. Ở trong nhà máy, xí nghiệp cơ khí, phay chiếm khoảng 20%.
Phương pháp này được thực hiện qua hoạt động cắt gọt phoi, từ đó người thợ cơ khí có thể tạo ra nhiều chi tiết nhỏ cho tới những sản phẩm lớn hơn mang dạng cấu trúc phức tạp với độ chính xác của cấu trúc rất cao mà chỉ trong một thời gian cắt gọt ngắn, giúp bạn giảm thiểu công sức thủ công một cách hiệu quả. 1.3. Các phương pháp gia công cơ khí: Khoan – Doa – Khoét – TaroKhoan là cách thông dụng được dùng vào mục đích tạo lỗ từ những dạng phôi đặc. Khoét giúp mở rộng các lỗ nằm sẵn trên một số loại máy như máy Doa, máy Khoan, Tiện, Phay,…
Doa là cách gia công tinh, làm phẳng những lỗ sau khi đã được khoan hoặc khoét, tiện,… Taro là việc thực hiện gia công ren, có thể tạo ra những ren lỗ đáp ứng đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. Bằng phương pháp taro, thợ cơ khí có thể thực hiện việc gia công các loại ren khác nhau như ren hệ mét, ren trụ, ren hệ anh, ren côn,… 1.4. Phương pháp chuốtNgười ta dùng phương pháp này dùng trong kỹ thuật gia công các loại lỗ bao gồm: lỗ định hình, lỗ then, lỗ tròn; ngoài gia công các loại lỗ thì chuốt còn hoạt động gia công tại các bề mặt phẳng hay rãnh xoắn đều được. 1.5. Phương pháp mài
Có nhiều loại mài, trong đó điển hình như mài vô tâm, mài tròn trong, mài tròn ngoài, mài phẳng hoặc mài tròn có tâm,… 1.6. Những phương pháp gia công cơ khí truyền thống khácNgoài 5 phương pháp gia công truyền thống phổ biến trên thì còn có những phương pháp khác được dùng, chủ yếu phục vụ cho các công đoạn gia công sau. Chúng bao gồm: - Phương pháp gia công cơ khí tinh lần cuối: Mài khôn, Mài nghiền, đánh bóng,… - Phương pháp không phôi: Ép, lăn,… Tuyển dụng kỹ sư cơ khí
Cơ sở để bóc tách vật liệu dựa vào nguồn năng lượng. Theo đó, người ta chia phương pháp gia công cơ khí hiện đại thành 4 nhóm cơ bản: 2.1. Phương pháp cơ khíCơ khí là một phương pháp gia công hiện đại gồm có những phương pháp gia công: bằng tia nước, bằng dòng chảy hạt mài, bằng siêu âm, gia công kết hợp giữa hạt mài và tia nước,…
Phương pháp này thường áp dụng cho những vật liệu khó gia công khi dùng kỹ thuật truyền thống vì nó có các tính chất độ cứng, tính chất giòn, độ bền rất cao. Những vật liệu này gồm: vật liệu hữu cơ, Composite, thủy tinh,… Những vật liệu trên thích hợp cho phương pháp gia công dựa trên nguyên lý cơ học. Phần lớn chúng không có tính dẫn điện, có thể hóa thành than, nứt gãy khi được gia công bằng nhiệt hoặc bị phá hủy hoàn toàn khi cháy. 2.2. Phương pháp điện hóaPhương pháp này bao gồm các kỹ thuật: gia công điện hóa, khoan thông qua mao dẫn, mài xung điện hóa, mài điện hóa, gia công điện phân ống hình, khoan thông qua dòng chất điện phân,… Phương pháp gia công cơ khí hiện đại dựa theo các nguyên lý về điện thì sẽ chỉ có phạm vi giới hạn đối với các thiết bị dẫn điện. Phần lớn các loại vật liệu khó thực hiện việc gia công dựa trên phương pháp phổ biến thông thường đã nêu ở phần một đều dùng phương pháp tiên tiến này để thực hiện. 2.3. Phương pháp hóa trong gia công cơ khí hiện đạiPhương pháp này gồm có các kỹ thuật gia công phổ biến sau: Phay hóa, gia công quang hóa,… Phạm vi áp dụng của phương pháp hóa cũng khá rộng rãi bởi vì nó mang lại lợi thế về giá thành đầu tư khá thấp và có thể áp dụng để sản xuất hàng loạt đối với các sản phẩm như lá mô tơ điện, lò xo lá, mặt nạ ống hình vô tuyến.
Do các vật liệu sẽ được bóc tách dựa trên nguyên lý phản ứng hóa học cho nên chi tiết hoàn toàn không bị tác động bởi lực. Chính vì thế mà sản phẩm của gia công cơ khí sẽ không bị phá hủy hoặc biến dạng. Thêm vào đó, phương pháp gia công này sẽ được thực hiện đồng thời ở trên toàn bộ bề mặt chi tiết cho nên sẽ tạo ra năng suất lao động vô cùng cao. 2.4. Phương pháp gia công bằng nhiệt điệnGia công bằng nhiệt điện sẽ sử dụng các kỹ thuật sau: mài xung điện, gia công bằng xung điện, gia công bằng dòng điện tử, cắt dây xung điện, cắt laser, dùng Plasma,… Về cơ bản, phương pháp này sẽ không chịu tác động, ảnh hưởng của những tính vật lý có trong vật liệu gia công bởi vậy mà gia công bằng phương pháp nhiệt điện sẽ được dùng cho các loại vật liệu mềm hoặc rất cứng đều được. Thông thường cái gì tồn tại ở hai dạng truyền thống và hiện đại cũng đều được đem ra để so sánh về nhiều khía cạnh. Khi sử dụng các phương pháp gia công cơ khí cũng như vậy, vì có hai phương pháp chủ yếu là gia công cơ khí truyền thống và không truyền thống cho nên người ta sẽ so sánh kết quả, khả năng ứng dụng của hai loại này.
Rõ ràng, những thứ ra đời sau, thường là ở trong mảng công nghệ, kỹ thuật bao giờ cũng được tối ưu, cải tiến hơn nhiều so với yếu tố đi trước. Phương pháp gia công tiên tiến đáp ứng đúng theo quy luật đó, nó dường như có mọi khả năng để gia công hiệu quả, tối ưu các vật liệu, chẳng hạn như tốc độ bóc tách cao hơn, làm việc trong thời gian nhanh hơn. Có rất nhiều phương pháp gia công hiện đại đã được thay thế cho phương pháp truyền thống. Trong đó, người ta sử dụng nhiều nhất là phương pháp sử dụng Laser để cắt vật liệu bằng kim loại. Chúng ta sẽ dành nhiều diện tích hơn để khám phá sâu về phương pháp này để biết được mức độ hữu dụng của nó tới đâu nhé. Việc làm Cơ khí - Chế tạo tại Hà Nội 3. Khám phá chi tiết phương pháp gia công sử dụng Laser3.1. Một vài ưu điểm nổi trội của phương pháp gia công cơ khí bằng Laser
Laser có thể tiến hành gia công ở trên mọi loại vật liệu như: nhựa, kim loại, phi kim, inox, đồng nhôm, cắt giấy,… - Phương pháp gia công bằng Laser cho phép làm việc trong đa dạng các môi trường chân không, khí – lỏng – rắn,… nên có khả năng ứng dụng trong thực tiễn vô cùng đặc biệt mà không một loại phương pháp công nghệ nào có thể tiến hành được. - Phương pháp Laser có khả năng tự động hóa rất cao, chính xác đạt tới mức tuyệt đối, hoạt động hiệu quả ở trên nhiều bề mặt khác nhau bất kể dày mỏng hay vật liệu có chi tiết phức tạp cầu kỳ. 3.2. Ứng dụng laser trong công nghiệpPhương pháp laser chuẩn phương pháp gia công cơ khí theo công nghệ hiện đại cho nên chi phí sẽ cao hơn các phương pháp khác, đồng thời nó đòi hỏi phải có đội ngũ kỹ thuật viên tay nghề cao. Do đó, không phải doanh nghiệp nào cũng có khả năng đầu tư kinh phí để trang bị hệ thống máy móc laser và càng không có được đội ngũ kỹ thuật viên cao tay có khả năng điều khiển, sử dụng máy laser nhưng vẫn muốn thực hiện gia công cơ khí bằng phương pháp này nhằm mục đích tạo ra được hiệu quả cuối cùng cao thì cũng có thể lựa chọn sự trợ giúp của bên thứ ba, đó là các cơ sở chuyên gia công cơ khí chuyên nghiệp. Bạn hãy cung cấp bản vẽ kỹ thuật của doanh nghiệp mình cần gia công cơ khí cho vật liệu và yêu cầu họ thực hiện nhé. Tìm việc làm Như vậy, bài viết này đã mang đến cho bạn những thông tin bổ ích về các phương pháp gia công cơ khí được sử dụng hiện nay. Nếu bạn tham gia vào nghề cơ khí, có thể cân nhắc lựa chọn phương pháp gia công phù hợp với mình để tăng năng suất lao động nhé.
Chuyên ngành cơ khí chế tạo máy và vị thế trong xu hướng hiện đại
Tìm hiểu về chuyên ngành cơ khí chế tạo máy sẽ cho bạn thêm thông tin quan trọng để theo đuổi ngành nghề này thành công. Hãy cùng timvie365.vn mở rộng tri thức liên quan đến ngành nghề này từ đó vạch ra cho bản thân mình một xu hướng phát triển phù hợp với chuyên ngành cơ khí chế tạo máy bạn nhé. Chuyên ngành cơ khí chế tạo máy |
