Gia công kim loại bằng cắt gọt là gì? Các phương pháp phổ biến

Gia công kim loại bằng cắt gọt là một trong những phương pháp quan trọng trong lĩnh vực cơ khí, với nhiều ưu điểm như: Khả năng chính xác cao, đảm bảo tính thẩm mỹ và tốc độ sản xuất nhanh,… Và để khám phá một cách đầy đủ về khía cạnh kỹ thuật cùng những ứng dụng phổ biến nhất của phương pháp này. Hãy cùng RX Tradex tìm hiểu gia công kim loại bằng cắt gọt là gì và các phương pháp phổ biến qua bài viết sau đây.

1. Gia công kim loại bằng cắt gọt là gì?

Thế nào là gia công kim loại bằng cắt gọt? Gia công kim loại bằng cắt gọt (còn được gọi là phương pháp gia công cắt gọt kim loại có phôi) là quá trình tạo hình dáng cho chi tiết vật liệu kim loại bằng cách cắt bỏ một lớp kim loại dư trên bề mặt phôi. Từ đó, thu được sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại có chi tiết, kích thước và chất lượng bề mặt đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật dựa theo bản vẽ thiết kế.

1.1. Vai trò của phương pháp gia công cắt gọt.

• Nâng cao độ chính xác về kích thước, hình dáng, đặc biệt là các chi tiết khó, chất lượng bề mặt chi tiết gia công,…
• Góp phần nâng cao năng suất lao động và hiệu quả kinh tế.
• Giảm thiểu lãng phí đáng kể trong việc sản xuất, bảo đảm sử dụng hiệu quả tài nguyên và nhiên liệu.
• Tăng tính cạnh tranh, hạn chế tối đa các sản phẩm lỗi và có lợi thế cạnh tranh vượt trội.
• Linh hoạt và độ đa dạng cho sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại.

1.2. Những công cụ dùng trong gia công cắt gọt:

• Máy cắt kim loại (máy công cụ): Là thiết bị dùng để tạo ra các chuyển động, giúp tạo hình và động lực cần thiết cho quá trình cắt gọt. Một số máy cắt kim loại phổ biến là: Máy phay, máy tiện, máy mài, máy khoan, máy EDM, máy xọc, máy chuốt, máy doa,…
• Dụng cụ cắt gọt kim loại (dao cắt): Là công cụ trực tiếp cắt lớp kim loại còn dư trên bề mặt phôi, bao gồm các loại máy móc như: Dao phay, dao tiện, mũi khoan, mũi ta rô, mũi doa, chíp dao,…
• Đồ gá: Là một thiết bị giúp nâng cao chất lượng sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại trong quá trình gia công cắt gọt, bao gồm: Đồ gá kẹp dao, đồ gá kẹp chi tiết, đồ gá lắp ráp, đồ gá đo kiểm,…
• Dụng cụ đo kiểm: Là dụng cụ dùng để đo lường và kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo vật liệu kim loại được cắt gọt theo đúng yêu cầu trên bản vẽ thiết kế. Một số dụng cụ đo kiểm phổ biến là: Thước cặp, panme, đồng hồ so, bàn Máp, máy đo độ nhám, máy đo độ cứng,…

1.3. Các chuyển động cơ bản trong quá trình cắt gọt:

Đây là loại chuyển động giúp tạo ra quá trình cắt gọt, từ đó hình thành bề mặt gia công chi tiết. Trong đó, bao gồm 3 chuyển động cơ bản trong quá trình cắt gọt là: Chuyển động chính, chuyển động chạy dao và chuyển động phụ.

• Chuyển động chính: Là chuyển động để tạo ra phôi. Có thể là chuyển động xoay tròn (khi gia công tiện, phay, mài,…) hay chuyển động thẳng (khi gia công bào, xọc,….).
• Chuyển động chạy dao: Là chuyển động để tiếp tục quá trình cắt gọt. Có thể là chuyển động liên tục hoặc chuyển động gián tiếp.
• Chuyển động phụ: Là dạng chuyển động không trực tiếp tham gia vào quá trình cắt gọt.

1.4. Ưu điểm và hạn chế của gia công kim loại bằng cắt gọt.

Ưu điểm của gia công kim loại bằng cắt gọt.

• Có khả năng cắt các kim loại khác nhau: Thép cacbon, inox, nhôm, đồng và nhiều kim loại khác.
• Tốc độ nhanh chóng và hiệu quả, sản xuất hàng loạt các bộ phận kim loại trong thời gian ngắn.
• Chất lượng bề mặt và độ chính xác cao.
• Có khả năng thực hiện gia công cùng lúc nhiều bề mặt khác nhau của phôi.
• Dễ dàng tạo ra sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại có tính lặp lại cao.
• Áp dụng tự động hóa và cơ khí hóa khi gia công kim loại.

Hạn chế của gia công kim loại bằng cắt gọt.

• Gây biến dạng hoặc biến tính kim loại, đặc biệt là ở các mảng cắt gần nhau trong môi trường nhiệt độ cao.
• Một số phương pháp cắt gọt kim loại không phù hợp đối với phôi kim loại quá dày.
• Có thể tạo ra bụi, khói gây ô nhiễm môi trường.
• Chi phí đầu tư, vận hành máy móc cao.

2. Các phương pháp gia công kim loại bằng cắt gọt phổ biến.

2.1. Phương pháp tiện kim loại.

Đây là phương pháp cắt kim loại bằng chuyển động của phôi và dụng cụ tiện. Phương pháp gia công cắt gọt kim loại này cho phép sản xuất các chi tiết kim loại phức tạp và chính xác hoặc được sử dụng để thực hiện các vết cắt bên ngoài, trên sản phẩm kim loại.

2.2. Phương pháp phay kim loại.

Phay là quá trình loại bỏ vật liệu khỏi phôi cố định bằng cách sử dụng các dụng cụ và thiết bị cắt quay. Chúng có thể sử dụng nhiều loại công cụ khác nhau để đạt được kết quả mong muốn. Phay thường được sử dụng để gia công các mặt phẳng và bề mặt cong có cấu trúc phức tạp.

2.3. Phương pháp mài cà, xử lý bề mặt kim loại.

Mài cà, xử lý bề mặt và hoàn thiện sản phẩm bao gồm tất cả các phương pháp có thể thay đổi tính chất bề mặt của phôi kim loại. Các phương pháp này sẽ tạo nên sự đa dạng và thẩm mỹ cho sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại, từ đó giúp nâng cao chất lượng cũng như giá trị sử dụng.

2.4. Phương pháp đột lỗ, khoan kim loại.

Đây là phương pháp gia công kim loại bằng áp suất, trong đó máy dập sử dụng áp suất cực lớn để đục các lỗ có đường kính khác nhau trên bề mặt kim loại. Thông thường, máy đục lỗ sẽ sử dụng hệ thống điều khiển tự động và có thể đục kim loại dày và dài.

2.5. Phương pháp cưa kim loại.

Cưa phổ biến hơn đối với các vật liệu làm từ gỗ nhưng cũng hoạt động tốt đối với sản phẩm kim loại. Phương pháp này sử dụng một công cụ có răng để cắt xuyên qua vật liệu.

2.6. Phương pháp bào, xọc.

Bào, xọc là lấy đi một lớp kim loại trên bề mặt gia công, để tạo chi tiết phôi đạt hình dạng, kích thước và độ bóng bề mặt theo yêu cầu. Chúng hoạt động dựa trên chuyển động thẳng, tịnh tiến của bàn máy mang phôi theo hai hướng ngang và lên xuống hoặc chuyển động tròn khi gia công các rãnh có hình cong.

2.7. Phương pháp chuốt.

Chuốt là phương pháp gia công cắt gọt được sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy. Phương pháp này có thể gia công được: Lỗ tròn, các loại lỗ định hình, then, lỗ then hoa, lỗ thẳng hoặc có rãnh xoắn,… Chuyển động của phương pháp chuốt rất đơn giản, thường chỉ có một chuyển động tịnh tiến.

2.8. Phương pháp cắt Plasma.

Đây là phương pháp sử dụng dòng điện và khí plasma để cắt qua kim loại trong môi trường nhiệt độ cao. Phương pháp gia công cắt gọt kim loại này thường được sử dụng để cắt các tấm kim loại dày. Ngoài ra, cắt Plasma cũng đem đến độ chính cao, khiến nó trở nên lý tưởng để cắt các bộ phận với dạng hình học phức tạp.

2.9. Phương pháp cắt Laser.

Cắt laser là phương pháp gia công cắt gọt kim loại hiện đại, khác biệt so với các kỹ thuật gia công thông thường như: Phay, tiện, bào, doa,… Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia công cắt gọt kim loại này là sử dụng chùm tia laser hội tụ, làm tăng năng lượng để đốt cháy bề mặt hoặc điểm cần tác động.

2.10. Phương pháp cắt oxy-acetylene.

Cắt bằng oxy-acetylene sử dụng oxy và khí axetylen để tạo ra ngọn lửa nóng, sau đó áp dụng lực cắt để cắt qua kim loại. Phương pháp gia công cắt gọt kim loại này thường được sử dụng cho tấm kim loại dày và vật liệu cứng như thép cacbon.

2.11. Phương pháp cắt tia nước.

Phương pháp cắt nước (Waterjet Cutting) sử dụng một dòng nước cao áp kết hợp với hạt cát hoặc phân tử khoáng sản để cắt qua kim loại. Điều này cho phép cắt kim loại mỏng mà không tạo nhiệt độ cao, giúp tránh biến dạng hoặc oxi hóa của kim loại.

3. Ứng dụng của gia công kim loại bằng cắt gọt.

Hiện nay, gia công kim loại bằng cắt gọt có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đa dạng lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như:

• Chế tạo và sản xuất ô tô: Khung xe, bánh xe và các chi tiết bên trong,…
• Công nghiệp hàng không và vũ trụ: Các thành phần của máy bay, tàu vũ trụ và thiết bị liên quan,…
• Trong xây dựng: Sản xuất khung kết cấu như: Cầu, tòa nhà và hầm đường bộ,…
• Ngành dầu, khí: Chế tạo các thiết bị khoan dầu khí, bồn chứa và hệ thống cung cấp năng lượng.
• Công nghiệp điện tử: Sản xuất bảng mạch in và thiết bị điện tử,…
• Gia công kim loại chính xác: Sản xuất chi tiết kim loại chính xác hay còn gọi là cơ khí chính xác cho các thiết bị y tế, máy móc chế tạo,…
• Nghệ thuật và trang trí: Gia công các sản phẩm trang sức, tranh kim loại và các tác phẩm nghệ thuật.

Ngoài ra, gia công kim loại bằng cắt gọt còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như: Sản xuất đồ gia dụng, công nghiệp đóng tàu, công nghiệp năng lượng tái tạo và nhiều ứng dụng khác.

4. Tổng kết.

Hy vọng qua bài viết gia công kim loại bằng cắt gọt là gì và các phương pháp phổ biến của RX Tradex, đã phần nào giúp doanh nghiệp có được góc nhìn tổng quan về những phương pháp gia công phù hợp, có thể ứng dụng trong quá trình sản xuất. Từ đó, nâng cao chất lượng sản phẩm và cải thiện lợi thế cạnh tranh trên thị trường khốc liệt hiện nay. Và trong năm 2023 này, để tìm hiểu sâu hơn về các xu hướng công nghệ trong ngành công nghiệp gia công kim loại một cách hiệu quả, quý doanh nghiệp có thể tham gia ngay Triển lãm METALEX Việt Nam 2023 được tổ chức bởi RX Tradex Vietnam. Ngoài ra, RX Tradex cũng tổ chức các triển lãm quốc tế hàng đầu khu vực như: Vietnam Manufacturing Expo, NEPCON Vietnam và Waste and Recycling Vietnam, hứa hẹn sẽ là nơi lý tưởng để kết nối giao thương và tham quan các sản phẩm máy móc, công nghệ mới và giải pháp xử lý chất thải hiện đại nhất hiện nay.