Gia công tiện là gì? Đặc điểm, các phương pháp tiện kim loại

Gia công tiện là một trong những phương pháp cắt gọt vật liệu phổ biến nhất trong ngành chế tạo cơ khí. Bài viết này sẽ giới thiệu về bản chất, đặc điểm, các phương pháp, ứng dụng, ưu nhược điểm và các lỗi thường gặp của loại hình gia công này, cũng như cách khắc phục chúng.

1. Gia công tiện là gì?

Gia công tiện là quy trình chế tạo các chi tiết kim loại thông qua việc loại bỏ vật liệu dư thừa bằng dao cắt với độ chính xác cao. Trong quá trình này, vật liệu được quay tròn trong máy tiện, và dao cắt được áp dụng để tạo ra hình dạng mong muốn trên vật liệu đó. Điều này cho phép tạo ra các chi tiết có độ chính xác cao và bề mặt mịn màng.

Phương pháp gia công tiện đã trải qua nhiều sự cải tiến, từ việc sử dụng động cơ nước đến sự tự động hóa thông qua máy tiện CNC (Computer Numerical Control). Điều này không chỉ tăng cường sự chính xác và hiệu suất mà còn mở ra nhiều khả năng trong việc sản xuất các chi tiết phức tạp và đa dạng. Gia công tiện đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất, từ ô tô, ống gió công nghiệp, hàng không, đến công nghệ y tế.

2. Đặc điểm của phương pháp gia công tiện

Phương pháp gia công tiện có những đặc điểm quan trọng. Quá trình này dựa trên chuyển động tròn của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao cắt. Tốc độ cắt (V) phụ thuộc vào đường kính của phôi và vòng quay của nó. Tốc độ cắt cao có thể đảm bảo độ bóng bề mặt tốt, nhưng đồng thời tăng cường mài mòn của dao cắt và sinh ra lượng nhiệt lượng lớn.

Bước tiến (F) là đoạn đi của dao cắt trong một vòng quay của phôi. Bước tiến nhỏ giúp cải thiện độ bóng bề mặt, nhưng lại làm tăng thời gian gia công và lực cắt. Chiều sâu cắt (t) là khoảng cách từ bề mặt ban đầu đến bề mặt sau khi cắt của phôi. Chiều sâu cắt lớn giúp loại bỏ nhiều vật liệu hơn, nhưng đồng thời tăng lực cắt và độ rung của dao cắt và phôi.

Thông số hình học của dao cắt như góc mũi dao (s), góc thoát mặt trước (a), góc thoát mặt sau (b), bán kính mũi dao (r), chiều cao dao (h), và chiều rộng dao (b) quyết định độ bền, độ bóng, độ chính xác và lực cắt của dao. Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công tiện và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

3. Một số phương pháp tiện kim loại 

Tùy theo loại bề mặt gia công của phôi mà có nhiều phương pháp gia công tiện khác nhau. Dưới đây, Nhà Máy Cơ Khí P69 xin chỉ ra một số phương pháp điển hình được sử dụng rộng rãi hiện nay:

3.1 Phương pháp tiện trụ mặt ngoài

Tiện trụ mặt ngoài là phương pháp tiện phổ biến nhất, dùng để tạo ra các bề mặt trụ tròn ngoài cho các chi tiết cơ khí. Phương pháp này có thể được thực hiện bằng cách tiến dao dọc hoặc ngang, tùy theo hướng của bề mặt trụ. Khi tiện trụ mặt ngoài, dao cắt phải được đặt sao cho lưỡi cắt chính song song với trục quay của phôi, và lưỡi cắt phụ hướng về phía trung tâm của phôi.

3.2 Phương pháp tiện lỗ

Phương pháp này tập trung vào việc tạo ra các lỗ trên bề mặt kim loại. Phương pháp này thường được sử dụng để tạo ra các chi tiết có đường kính lỗ chính xác, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành công nghiệp.

Có nhiều kỹ thuật tiện lỗ khác nhau được sử dụng trong quá trình gia công kim loại. Kỹ thuật tiện lỗ bằng dao cắt là phổ biến, sử dụng dao cắt và máy tiện để tạo lỗ với độ chính xác cao. Kỹ thuật tiện lỗ bằng dụng cụ tiện đặc biệt là lựa chọn khác, sử dụng dụng cụ đặc biệt để gia công lỗ với hình dạng phức tạp hoặc đối với sản phẩm có kết cấu đặc biệt.

3.3 Phương pháp tiện ren

Phương pháp này là một kỹ thuật sử dụng máy tiện để tạo ren trên bề mặt ngoài hoặc bên trong của phôi. Để thực hiện phương pháp này, người ta sử dụng dụng cụ cắt ren có hình dạng đặc biệt để tạo ra rãnh ren theo tiêu chuẩn. Trong kỹ thuật này, máy tiện được lập trình để di chuyển dao cắt theo quỹ đạo mong muốn, cắt và tạo hình ren trên sản phẩm kim loại.

3.4 Phương pháp tiện cắt đứt

Tiện cắt đứt là một phương pháp gia công kim loại sử dụng máy tiện để cắt phôi thành các đoạn ngắn hơn. Dụng cụ cắt thường có dạng đĩa mỏng và sắc, cắt phôi nhanh chóng và chính xác.

Quy trình tiện cắt đứt có thể được so sánh với việc cắt tỉa một cây xanh. Khi cắt tỉa một cây xanh, người thợ cắt tỉa sẽ sử dụng một chiếc kéo sắc để cắt bỏ các nhánh cây không cần thiết. Tương tự như vậy, khi tiện cắt đứt, dụng cụ cắt sẽ cắt bỏ phần phôi không cần thiết để tạo thành sản phẩm mong muốn.

3.5 Tiện khỏa mặt đầu 

Tiện khỏa mặt đầu là một phương pháp gia công tiện kim loại nhằm tạo hình và chế tạo bề mặt đầu của sản phẩm. Tiện khỏa mặt đầu không chỉ cung cấp bề mặt hoàn thiện mà còn đảm bảo tính chuẩn xác trong quá trình sản xuất, đặc biệt là khi yêu cầu đối với bề mặt đầu là quan trọng.

Trong quá tình gia công, bề mặt đầu sẽ được các máy tiện xử lý để cho ra được bề mặt sáng bóng và sắc nét bằng cách di chuyển dao theo một quỹ đạo cụ thể để loại bỏ vật liệu dư thừa. Quá trình này đòi hỏi việc sử dụng các loại máy móc chuyên dụng và tay nghề người thợ để đảm bảo chất lượng và độ chính xác của bề mặt cuối cùng.

3.6 Tiện rãnh

Tiện rãnh là một phương pháp chủ yếu được sử dụng để tạo ra các rãnh hoặc đường nét trên bề mặt của sản phẩm. Máy tiện được lập trình để di chuyển theo các quỹ đạo xác định, tạo ra các rãnh với kích thước và hình dạng mong muốn.

Tiện rãnh không chỉ tạo ra các sản phẩm có vẻ thẩm mỹ mà còn có ứng dụng rộng rãi trong việc gia công các chi tiết có tính chất chống trượt, giảm ma sát hoặc để tạo ra các sản phẩm có hình thức đặc biệt.

4. Ứng dụng của gia công tiện

Gia công tiện, quy trình sản xuất chính xác và linh hoạt, có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong ngành ô tô, nó đóng vai trò quan trọng trong chế tạo bộ phận động cơ và linh kiện chi tiết, đảm bảo chiếc xe được sản xuất với độ tin cậy và hiệu suất tối ưu.

Trong ngành hàng không, gia công tiện được sử dụng để sản xuất bộ phận máy bay chính xác và nhẹ nhàng, đảm bảo an toàn của hệ thống. Trong ngành công nghiệp năng lượng, nó đóng vai trò quan trọng trong sản xuất tuabin gió và hệ thống năng lượng mặt trời, giúp tối ưu hóa hiệu suất năng lượng.

Ứng dụng của gia công tiện cũng lan rộng vào lĩnh vực y tế, từ chế tạo bộ phận cho thiết bị y tế đến sản xuất công cụ y tế tiên tiến, với sự chính xác đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe và an toàn của bệnh nhân.

Cuối cùng, trong bối cảnh Công Nghệ 4.0, gia công tiện thông minh hóa khi kết hợp với trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, tạo ra quy trình sản xuất tiên tiến và hiệu quả.

5. Ưu và Nhược Điểm của Gia Công Tiện

5.1. Ưu Điểm

Gia công tiện là một phương pháp sản xuất có nhiều ưu điểm nổi bật. Đầu tiên, tính chính xác cao là một điểm mạnh quan trọng, giúp đảm bảo rằng mỗi chi tiết được sản xuất đều đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật chặt chẽ. Sự linh hoạt của quy trình cũng cho phép sản xuất hàng loạt sản phẩm với các chi tiết khác nhau mà không cần thay đổi đáng kể trang thiết bị.

Một ưu điểm quan trọng khác của gia công tiện là khả năng chế tạo các sản phẩm phức tạp và độ khó cao. Quy trình này có thể xử lý các vật liệu khác nhau, từ kim loại đến nhựa, mở rộng khả năng ứng dụng của nó trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

5.2. Nhược Điểm

Mặc dù gia công tiện có nhiều ưu điểm, nhưng cũng đi kèm với nhược điểm cần được chú ý. Một trong những thách thức chính là chi phí đầu tư ban đầu cao, đặc biệt là khi triển khai các máy gia công tiện CNC. Điều này có thể là một rào cản cho các doanh nghiệp nhỏ với nguồn lực hạn chế.

Ngoài ra, tùy thuộc vào quy mô sản xuất, thời gian lập trình và thiết lập máy có thể tốn nhiều thời gian. Điều này có thể ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng nhanh chóng đối với các đơn đặt hàng có số lượng ít.

Một nhược điểm khác là khả năng giảm hiệu suất khi xử lý các chi tiết lớn hoặc không gian làm việc hạn chế. Điều này có thể yêu cầu sự thay đổi trong quy trình sản xuất hoặc sự đầu tư vào trang thiết bị phức tạp hơn.

6. Lỗi Thường Gặp khi Gia Công Tiện Kim Loại và Cách Khắc Phục Triệt Để

6.1 Bề Mặt Có Phần Chưa Cắt Gọt

Một trong những vấn đề thường gặp là khi bề mặt sản phẩm sau quá trình tiện kim loại vẫn còn phần chưa được cắt gọt đều. Nguyên nhân chủ yếu có thể là dao cắt gọt bị mòn hoặc định hình không chính xác. Để khắc phục, cần thường xuyên kiểm tra và thay thế dao cắt khi cần, cũng như đảm bảo việc định hình dao đúng cách.

6.2 Kích Thước Đường Kính Sản Phẩm Bị Sai

Lỗi về kích thước đường kính sản phẩm có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân, bao gồm dao cắt mòn, trục chính không đồng tâm, hoặc sai số trong quá trình lập trình máy. Để khắc phục, cần kiểm tra và duy trì dao cắt đúng cách, đảm bảo trục chính đồng tâm và kiểm tra lại chương trình điều khiển máy.

6.3 Chi Tiết Bị Côn – Dạng Sai Hỏng Phổ Biến khi Tiện

Lỗi này thường xuất hiện khi chi tiết bị côn không đều, gây ra độ chệch không mong muốn. Nguyên nhân có thể là do lực tiện quá lớn, dao cắt không sắc, hoặc trục chính không ổn định. Để khắc phục, điều chỉnh lực tiện sao cho phù hợp, đảm bảo độ sắc của dao cắt và kiểm tra lại trục chính để đảm bảo ổn định.

6.4 Lỗi Sai Kích Thước Chiều Dài của Chi Tiết

Lỗi về kích thước chiều dài thường xuyên xảy ra do sự không chính xác trong quá trình lập trình hoặc động cơ không hoạt động đúng cách. Để khắc phục, cần kiểm tra lại chương trình điều khiển máy, đảm bảo rằng nó được lập trình đúng và không có sai sót. Ngoài ra, kiểm tra lại động cơ và hệ thống truyền động để đảm bảo chúng hoạt động đúng cách.

6.5 Độ Bóng Sản Phẩm Không Đạt

Lỗi về độ bóng sản phẩm thường kết hợp với vấn đề về chất lượng bề mặt. Nguyên nhân có thể là do dao cắt không đủ sắc hoặc không được đánh bóng đúng cách. Để khắc phục, cần kiểm tra và đánh bóng dao cắt, cũng như kiểm tra lại áp suất và chất lượng dầu làm mát để đảm bảo chúng đủ để bảo vệ dao và tạo ra bề mặt sản phẩm mịn màng.

Những thông tin chi tiết về phương pháp gia công tiện đã được chúng tôi nêu một cách đầy đủ tại bài viết trên. Nếu có điều gì thắc mắc hãy liên hệ với Nhà Máy P69 ngay để được giải đáp những thắc mắc của quý vị.

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ P69

• Nhà máy sản xuất: Km 18, đường Đại Lộ Thăng Long – Khu CN Thạch Thất Quốc Oai – Hà Nội
• Số điện thoại: 0966686969 | Hotline: 0989188982
• Email: kd1@cokhip69.com.vn
• Website: https://cokhip69.com.vn