Gia công cơ khí là gì? Phân loại, phương pháp, so sánh gia công cơ khí

Gia công cơ khí là một thuật ngữ chuyên ngành quan trọng sử dụng trong ngành cơ khí. Trong bài viết này, hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về gia công cơ khí, các phương pháp gia công cơ khí và tầm quan trọng của gia công cơ khí trong ngành công nghiệp hiện đại.

Gia công cơ khí là gì?

Đây là một ngành công nghiệp mũi nhọn được nhà nước chú trọng đầu tư và khuyến khích phát triển.

Với sự phát triển vượt bậc về khoa học kỹ thuật, các loại máy móc gia công cơ khí cũng ra đời hàng loạt, từ các sản phẩm trong nước tới các sản phẩm nhập khẩu từ thị trường Trung Quốc, góp phần nâng cao hiệu suất của ngành gia công cơ khí, từ tốc độ ra sản phẩm, tới chất lượng và độ chính xác của sản phẩm.

Các công cụ phổ biến sử dụng trong gia công cơ khí có thể kể tới như: máy tiện, máy phay, máy khoan, máy mài, máy cắt laser .v..v..

Những sản phẩm thường được chế tạo bằng phương pháp gia công cơ khí thường là các bộ phận, chi tiết máy, dụng cụ, và các sản phẩm khác có yêu cầu độ chính xác cao.

Gia công cơ khí tiếng Anh là gì? Một số thuật ngữ chuyên dụng trong ngành

Trong tiếng Anh, gia công cơ khí được gọi là:

• Machining (Nguồn: Wikipedia)
• Metal machining
• Metalworking

Một số thuật ngữ liên quan đến gia công cơ khí trong tiếng Anh mà bạn cần biết:

• Turning: tiện
• Milling: phay
• Drilling: khoan
• Grinding: mài
• Sawing: cưa
• Broaching: rạch/chọc

Phân loại gia công cơ khí

Ở phần trên, chúng ta đã hiểu rõ về khái niệm này, đồng thời nắm được các thuật ngữ cơ bản trong ngành. Hãy cùng tìm hiểu về các cách phân loại gia công cơ khí.

Gia công cơ khí có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau tuỳ vào mục tiêu sử dụng, tuy nhiên phổ biến nhất là theo 4 cách sau:

Theo phôi gia công

Gia công cơ khí không phôi

Gia công cơ khí không phôi còn được gọi là gia công cơ khí đột dập, gia công cơ nóng hoặc gia công áp lực. Đây là quy trình làm việc với kim loại mà không cần tách khối kim loại ra khỏi máy. Các hoạt động trong quá trình này bao gồm đúc, rèn, kéo, ép, dập nóng, dập nguội, cán, và hàn.

Gia công cơ khí không phôi thường áp dụng cho các sản phẩm không đòi hỏi độ chính xác và tinh xảo cao. Những sản phẩm được tạo ra bằng cách này thường không có tính tinh xảo cao. Để nâng cao độ chính xác và mịn màng, sau đó có thể áp dụng các phương pháp gia công khác như cắt laser, bào, khoan và chuốt.

Gia công cơ khí có phôi

Gia công cơ khí có phôi là phương pháp sử dụng máy móc để chế tạo sản phẩm kim loại. Trong quá trình này, một phần kim loại sẽ bị loại bỏ để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Người thợ thực hiện các phương pháp gia công cụ thể như tiện, mài, khoét, bào, phay để biến cái ‘phôi’ ban đầu thành sản phẩm cuối cùng.

Gia công cơ khí phôi thường được áp dụng cho các sản phẩm cần có hình dáng, kích thước, độ bóng và độ chính xác cao. Từ một khối kim loại ban đầu, người thợ sử dụng các phương pháp gia công cơ để tạo ra sản phẩm cuối cùng theo thiết kế cụ thể

Theo phương pháp gia công

• Gia công cắt gọt (tiện, phay, khoan, mài,…)
• Gia công biến dạng (uốn, ép, dập,…)

Theo độ chính xác

Phân loại gia công theo độ chính xác, chúng ta có 3 mức độ chính xác như sau: Gia công thô, gia công tinh và gia công siêu tinh.

Dưới đây là giải thích đơn giản về từng loại gia công:

1. Gia công thô (Rough Machining): Đây là gia công ban đầu để loại bỏ vật liệu dư thừa từ sản phẩm kim loại. Quá trình này thường bao gồm các hoạt động như cắt, đục, hoặc phay để tạo ra hình dáng gần đúng của sản phẩm. Gia công thô thường không yêu cầu độ chính xác cao và nhằm chuẩn bị sản phẩm cho các gia công tiếp theo.
2. Gia công tinh (Precision Machining): Gia công tinh là gia công sau gia công thô, nơi sản phẩm được hoàn thiện với độ chính xác và tinh xảo cao hơn. Các hoạt động trong gia công tinh bao gồm mài, phay, tiện, hoặc khoan để tạo ra bề mặt mịn hơn, kích thước chính xác hơn, và các chi tiết tinh tế. Sản phẩm cuối cùng thường đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về kích thước và chất lượng.
3. Gia công siêu tinh (Ultra-Precision Machining): Gia công siêu tinh là gia công với độ chính xác cực cao, hay còn gọi là gia công tinh lần cuối, thường được áp dụng trong các ứng dụng đòi hỏi sự tinh tế và độ chính xác tuyệt đối. Quá trình này sử dụng các công nghệ và máy móc đặc biệt để tạo ra sản phẩm với độ sai số rất thấp và bề mặt siêu mịn. Gia công siêu tinh thường được sử dụng trong lĩnh vực chế tạo thiết bị khoa học, công nghiệp chế tạo máy móc cao cấp, và công nghệ quang học, nơi độ chính xác là quan trọng nhất.

Theo công nghệ

• Gia công cơ khí truyền thống
• Gia công CNC (điều khiển số)
• Gia công tia laser, tia nước,…

Các phương pháp gia công cơ khí

Có nhiều cách để phân loại các phương pháp trong gia công cơ khí, phổ biến nhất chúng ta có 2 cách.

Các phương pháp gia công cơ khí theo loại hình thường được sử dụng bao gồm:

Gia công cắt gọt

• Tiện: sử dụng dao tiện để gia công các bề mặt trụ.
• Phay: dùng dao phay để gia công các bề mặt phẳng.
• Khoan: tạo lỗ trên chi tiết bằng mũi khoan.
• Doa: tạo rãnh hoặc khe trên bề mặt chi tiết.
• Mài: mài nhẵn, hoàn thiện bề mặt sau khi gia công cắt gọt.

Gia công biến dạng

• Uốn: uốn cong tấm kim loại.
• Ép: ép méo kim loại để tạo hình.
• Dập: tạo hình bằng cách đập mạnh lên khuôn dập.
• Rèn: dùng búa đập nhiệt lên phôi để tạo hình.

Ngoài ra, ta còn có thể phân loại phương pháp gia công cơ khí theo công nghệ, đó là:

Gia công cơ khí truyền thống

Gia công cơ khí truyền thống là cách làm sản phẩm kim loại bằng cách sử dụng công cụ và chuyển động được thực hiện bởi người thợ. Trong quá trình này, chúng ta sử dụng các công cụ có độ cứng cao hơn so với kim loại cơ bản để tạo ra hình dáng sản phẩm. Các phương pháp phổ biến trong gia công cơ khí truyền thống bao gồm tiện, bào, phay, khoan, mài, khoét, và doa. Để tạo ra sản phẩm, chúng ta sử dụng cách lấy cứng cắt mềm trên các loại kim loại khác nhau.

Tuy nhiên, phương pháp gia công cơ khí truyền thống có hạn chế khi đối diện với các loại kim loại mới có độ cứng cao hơn. Trong trường hợp này, phương pháp truyền thống có thể gặp khó khăn để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Gia công cơ khí chính xác (Gia công cơ khí CNC)

Gia công cơ khí chính xác, hay còn gọi là gia công máy CNC, là phương pháp sử dụng máy móc hiện đại để sản xuất sản phẩm theo các mẫu hoặc bản vẽ đã được thiết kế trước đó.

Sử dụng máy tính cho tính toán chính xác, phương pháp này cho phép tạo ra các chi tiết sản phẩm với độ tinh xảo cực cao. Gia công máy CNC có thể áp dụng cho mọi loại vật liệu và các chi tiết cơ khí khác nhau, đồng thời nó cũng tạo tính linh hoạt và tự động hóa trong quá trình sản xuất.

Tuy nhiên, cũng có nhược điểm. Do sử dụng nhiều máy móc thường nhập khẩu từ nước ngoài, thợ gia công cơ khí có thể gặp khó khăn trong việc đọc và hiểu ngôn ngữ lập trình sẵn trên máy. Họ cũng cần kiến thức và kỹ năng đặc biệt để xử lý các quy trình phức tạp của máy CNC.

So sánh gia công cơ khí chính xác (CNC) và gia công cơ khí truyền thống

Nhìn chung, gia công cơ khí CNC mang lại nhiều ưu điểm về độ chính xác, năng suất và khả năng chế tạo các sản phẩm phức tạp. Tuy nhiên, chi phí đầu tư máy móc thiết bị ban đầu cao hơn, chính vì vậy nhiều chủ doanh nghiệp hiện nay vẫn đang đắn đo mà sử dụng các phương pháp truyền thống, chưa thực sự đầu tư vào ứng dụng công nghệ cao.

Những lĩnh vực ứng dụng của gia công cơ khí

Gia công cơ khí được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp:

• Ngành cơ khí chế tạo máy: Gia công các chi tiết, cụm chi tiết máy móc.
• Ngành ô tô, động cơ: Gia công các bộ phận động cơ, hộp số.
• Ngành hàng không, vũ trụ: Gia công cánh máy bay, vỏ tên lửa.
• Ngành điện, điện tử: Gia công khuôn mẫu, vỏ sản phẩm.
• Ngành y tế: Gia công các dụng cụ, phụ tùng y tế.
• Ngành mỹ phẩm, trang sức: Gia công khuôn đúc.

Xu hướng Thị trường gia công cơ khí hiện nay (2024 – 2025)

Thị trường gia công cơ khí đang phát triển mạnh mẽ cùng với sự tăng trưởng của các ngành công nghiệp sản xuất. Một số xu hướng của thị trường gia công cơ khí của năm 2024 và dự đoán sẽ phát triển mạnh trong năm 2025 như sau

• Tự động hóa quy trình sản xuất: Các doanh nghiệp vừa và lớn sẽ chú trọng đầu tư máy móc CNC, hệ thống dây chuyền, hệ thống robot tự động hóa để nâng cao năng suất.
• Ứng dụng công nghệ số: thiết kế, mô phỏng, kiểm soát quy trình sản xuất trên nền tảng số.
• Chuyên môn hóa dịch vụ: các doanh nghiệp gia công sẽ chỉ tập trung chuyên sâu vào một số lĩnh vực nhất định, thay vì làm đại trà như thời điểm trước
• Mở rộng thị trường toàn cầu: Do năng lực ngày càng phát triển, các doanh nghiệp gia công cơ khí sẽ tìm kiếm khách hàng và mở rộng sang thị trường nước ngoài.
• Đa dạng hóa dịch vụ: ngoài gia công cơ khí, cung cấp thêm các dịch vụ như thiết kế, lắp đặt, bảo trì.
• Nâng cao chất lượng dịch vụ: đầu tư máy móc hiện đại để đáp ứng yêu cầu khắt khe của khách hàng.
• Giảm tải chí phí nhân sự: Đào tạo và tuyển dụng các nhân sự chất lượng cao, giảm tải các công việc năng nhọc và những nhân sự theo phương pháp truyền thống