Gia công tiện là gì? 7 phương pháp gia công tiện phổ biến

Trong bài viết này, cùng tìm hiểu về gia công tiện, các loại máy tiện và ứng dụng của công nghệ này trong sản xuất. Ngoài ra, chúng tôi cũng sẽ điểm qua quy trình gia công tiện, các lỗi thường gặp và kỹ thuật gia công tiện CNC. Cuối cùng, chúng tôi sẽ giới thiệu một số công ty gia công tiện uy tín tại Hà Nội.

Gia công tiện là gì?

Gia công tiện (turning) là kỹ thuật chế tạo máy móc dựa trên việc xoay một chi tiết tròn quanh trục của máy tiện để cắt bỏ lớp vật liệu không cần thiết, từ đó tạo ra hình dạng mong muốn. Quá trình này được thực hiện bởi một dao cắt đặt trên một trục chuyển động song song với trục quay của chi tiết.

Gia công tiện được sử dụng để gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp, như các chi tiết máy móc, ống dẫn, trục, vòng bi, đinh, ốc vít, van và ốc bu lông. Đối với sản xuất hàng loạt, gia công tiện thường được thực hiện bằng các máy tiện CNC.

Gia công trên máy tiện CNC

Gia công tiện CNC (Computer Numerical Control – Điều khiển số máy tính) là quá trình gia công tiện được thực hiện trên các máy tiện CNC. Máy tiện CNC sử dụng hệ thống điều khiển tự động để điều khiển các chuyển động của phôi và dao cắt, giúp quá trình gia công được thực hiện nhanh chóng, chính xác và hiệu quả hơn. Thay vì phải thao tác bằng tay, các lệnh gia công được nhập vào máy tính và máy tiện sẽ thực hiện chúng theo đúng chỉ thị.

Một ưu điểm của gia công tiện CNC là quy trình gia công có thể được lập trình trước, giúp giảm thiểu sai sót và tăng tính chính xác trong việc sản xuất chi tiết. Ngoài ra, gia công tiện CNC còn có thể sử dụng để gia công nhiều loại vật liệu khác nhau như thép không gỉ, nhôm, đồng, titan và nhiều loại kim loại khác.

Tiện gia công được những bề mặt nào?

Gia công tiện có thể gia công được nhiều loại bề mặt khác nhau, bao gồm:

Bề mặt trụ

Đây là loại bề mặt phổ biến nhất được gia công trên máy tiện. Tiện trụ có thể được chia thành tiện trụ mặt ngoài, tiện trụ mặt trong và tiện trụ côn.

Bề mặt phẳng

Tiện phẳng được sử dụng để tạo ra các bề mặt phẳng trên phôi.

Bề mặt ren

Tiện ren được sử dụng để tạo ra các ren trên phôi.

Bề mặt định hình

Tiện định hình được sử dụng để tạo ra các bề mặt có hình dạng đặc biệt trên phôi.

Tiện thô và Tiện tinh là gì? Khác nhau thế nào?

Tiện thô, tiện bán tinh và tiện tinh là các quá trình gia công kim loại dựa vào mức độ hoàn thiện của chi tiết sản phẩm:

1. Tiện thô: Tiện thô là gia công để loại bỏ bề mặt xấu xí của phôi kim loại và định hình phần nào của chi tiết sản phẩm. Chiều sâu cắt thường từ 4 đến 6 mm. Máy tiện thô cần có công suất lớn và độ cứng cao, độ chính xác không cần quá cao.
2. Tiện bán tinh: Tiện bán tinh thực hiện sau gia công tiện thô và trước gia công tiện tinh. Mục tiêu là loại bỏ bề mặt không mịn màng và không đều. Chiều sâu cắt thường từ 2 đến 4 mm.
3. Tiện tinh: Tiện tinh là quá trình cuối cùng để hoàn thiện bề mặt sản phẩm. Nó sử dụng dao tiện có lưỡi cắt hợp kim cứng hoặc kim cương để lấy đi một lớp kim loại mỏng trên bề mặt chi tiết. Tốc độ cắt cao và độ chính xác là yếu tố quan trọng. Ví dụ, vận tốc tiện tinh hợp kim nhôm là từ 1000 đến 1500 m/phút, trong khi đó vận tốc tiện tinh hợp kim đồng là từ 300 đến 450 m/phút. Máy tiện dùng cho tiện tinh cần có độ chính xác và độ cứng vững cao.

Công nghệ gia công tiện

Quá trình gia công tiện truyền thống được thực hiện bằng các máy tiện cơ, trong đó, người thao tác phải điều chỉnh dao cắt để cắt bỏ phần vật liệu không cần thiết. Tuy nhiên, kỹ thuật gia công tiện ngày nay đã phát triển đáng kể với sự ra đời của các máy tiện CNC (Computer Numerical Control).

Máy tiện CNC là một loại máy tiện được điều khiển bởi máy tính, cho phép thực hiện quá trình gia công tự động. Máy tính sẽ chỉ đạo các động cơ trục để di chuyển dao cắt đến các vị trí cần thiết, từ đó cắt bỏ phần vật liệu không cần thiết. Quá trình này giúp tăng độ chính xác và hiệu suất sản xuất.

7 phương pháp gia công tiện phổ biến nhất hiện nay

Gia công tiện là một phần quan trọng trong công nghiệp gia công kim loại, và nó được thực hiện thông qua các kiểu và phương pháp gia công sau đây:

Tiện trụ mặt ngoài: Đây là phương pháp gia công phổ biến nhất, sử dụng dao tiện để gia công bề mặt ngoài của phôi kim loại. Nó được sử dụng để tạo các bề mặt trụ như trục dài, trục ngang hoặc bề mặt phẳng.

Tiện khỏa mặt đầu: Phương pháp này dùng để tạo ra một bề mặt phẳng vuông góc với trục quay của chi tiết. Phần một lớp kim loại ở mặt đầu của phôi sẽ bị loại bỏ. Có nhiều loại dao khác nhau được sử dụng cho tiện khỏa mặt đầu.

Tiện móc lỗ: Được sử dụng khi cần tạo ra các lỗ có đường kính khác nhau trên chi tiết. Thường được thực hiện trên máy tiện lỗ chuyên dụng, đảm bảo kích thước lỗ chính xác bằng cách sử dụng dao tiện chống rung.

Tiện cắt đứt: Phương pháp này sử dụng để loại bỏ một phần phôi dư thừa hoặc cắt đứt chi tiết ra khỏi trục phôi. Cần sử dụng dao tiện chuyên dụng có độ bền cao.

Tiện chích rãnh: Gia công này tạo ra các rãnh trên trục sản phẩm bằng cách sử dụng dao tiện chích rãnh, có thể thực hiện chuyển động ngang hoặc dọc với trục quay. Có 3 dạng chính: chích rãnh bề mặt, chích rãnh ngoài và chích rãnh trong.

Tiện ren: Sử dụng dao tiện ren chuyên dụng để tạo ra các bề mặt có dạng ren. Phương pháp tiện ren phổ biến trong công nghiệp gia công cơ khí, nhưng năng suất thường không cao, đặc biệt khi tiện ren lỗ nhỏ hoặc bước ren nhỏ.

Tiện định hình: Phương pháp này sử dụng các dao tiện định hình để chuyển đổi hình dạng của chi tiết, bao gồm tiện định hình dọc và tiện định hình ngang.

Các phương pháp này là những công cụ quan trọng trong công nghiệp gia công kim loại, đóng vai trò quyết định trong việc tạo ra các sản phẩm chất lượng và đa dạng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Ưu điểm của gia công tiện CNC

Gia công tiện CNC có nhi ều ưu điểm so với gia công tiện cơ, bao gồm:

Độ chính xác cao

Gia công tiện CNC có thể đạt được độ chính xác cao hơn gia công tiện cơ. Các lệnh gia công được lập trình trước và được máy tính thực hiện theo đúng chỉ thị, giúp giảm thiểu sai sót và tăng độ chính xác trong việc sản xuất chi tiết.

Năng suất cao

Gia công tiện CNC có thể gia công nhanh hơn gia công tiện cơ. Việc sử dụng máy tính để lập trình và điều khiển các chuyển động của dao cắt giúp quá trình gia công tiện được thực hiện nhanh chóng và hiệu quả.

Tính linh hoạt cao

Gia công tiện CNC có thể gia công được các chi tiết có hình dạng phức tạp. Các lệnh gia công có thể được lập trình trước để máy tiện thực hiện các chuyển động phức tạp, giúp sản xuất những chi tiết có hình dạng đa dạng và phức tạp một cách dễ dàng.

Nhược điểm của gia công tiện

Tuy nhiên, gia công tiện cũng có một số nhược điểm:

• Giới hạn hình dạng chi tiết: Gia công tiện chỉ có thể tạo ra các chi tiết tròn hoặc có hình dạng giống như một phần của một hình tròn.
• Chi phí đầu tư ban đầu lớn: Máy tiện CNC có chi phí đầu tư ban đầu cao, do đó không phù hợp cho các doanh nghiệp nhỏ hoặc cá nhân sản xuất hàng lẻ.
• Độ phức tạp trong việc lập trình: Việc lập trình máy tiện CNC có thể rất phức tạp và đòi hỏi kỹ năng chuyên môn cao.

Ứng dụng của gia công tiện CNC

Gia công tiện CNC được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm:

Cơ khí chế tạo

Gia công tiện CNC được sử dụng để tạo ra các chi tiết máy, như trục, bánh răng, ổ trục.

Ô tô – xe máy

Gia công tiện CNC được sử dụng để tạo ra các chi tiết ô tô, xe máy, như động cơ, khung xe.

Điện tử

Gia công tiện CNC được sử dụng để tạo ra các chi tiết điện tử, như bo mạch, linh kiện.

Máy móc xây dựng

Gia công tiện CNC được sử dụng để tạo ra các chi tiết máy móc xây dựng, như máy đào, máy xúc.

Các loại máy tiện thông dụng

Có nhiều loại máy tiện thông dụng, bao gồm:

• Máy tiện mini: Là loại máy tiện nhỏ gọn dành cho sản xuất hàng lẻ hoặc của cá nhân. Máy tiện mini thường không có tính năng tự động hóa và có giá thành thấp hơn so với các loại máy tiện lớn hơn.
• Máy tiện chủ động: Là loại máy tiện cơ truyền thống, người thao tác sử dụng tay để điều chỉnh dao cắt và xoay chi tiết quanh trục của máy tiện.
• Máy tiện CNC: Là loại máy tiện được điều khiển bởi máy tính, giúp tự động hóa quá trình gia công.

Quy trình gia công tiện CNC chuẩn

Để có thể gia công tiện CNC chính xác, đạt năng suất và chất lượng tốt thì cần tuân thủ một quy trình tiêu chuẩn. Quy trình gia công tiện CNC thực hiện cho khách hàng luôn được tuân thủ chặt chẽ gồm các bước sau:

1. Kiểm tra phôi so với bản vẽ và kiểm tra vật liệu gia công

• Đo đạc, so sánh kích thước phôi thực tế với yêu cầu trên bản vẽ kỹ thuật.
• Kiểm tra các thông số vật liệu cần gia công như độ cứng, độ dẻo, độ bền, thành phần hóa học…

Việc kiểm tra này giúp xác định phương án gia công phù hợp, tránh gây hư hỏng phôi.

2. Gia công tiện thô phôi

Căn cứ vào kích thước chính xác của chi tiết trên bản vẽ và kích thước đo được của phôi, tiến hành gia công tiện thô để đưa phôi về kích thước gần với kích thước đích.

Gia công thô giúp tiết kiệm thời gian gia công tinh sau này.

3. Kiểm tra dữ liệu thiết kế —> Thiết kế mô hình trên CAD

Kiểm tra kỹ trên bản vẽ kỹ thuật các nội dung: kích thước, hình dạng, các chi tiết, yêu cầu kỹ thuật, độ nhám bề mặt… của chi tiết.

Sau đó thiết kế mô hình 3D chi tiết trên phần mềm CAD.

4. Lập trình CAM (Dịch các tập tin CAD thành mã để gia công)

• Nhập mô hình CAD vào phần mềm CAM
• Thiết lập các thông số cắt: dao cắt, tốc độ cắt, lực cắt, bước nháy dao…
• Tạo lệnh gia công từng bước cho máy CNC
• Mã hóa thành ngôn ngữ lập trình (G-code) làm cơ sở điều khiển máy tiện CNC

5. Cài đặt máy tiện CNC

• Kiểm tra kích thước làm việc của máy phù hợp với chi tiết.
• Xóa bỏ các chương trình cũ trong máy.
• Lắp đặt dao cắt phù hợp.
• Hiệu chỉnh gốc tọa độ.
• Kiểm tra chiều dài dao.
• Gá đồ gá và dao lên mâm cặp.

6. Vận hành máy tiện CNC

• Nhập chương trình G-code vào máy CNC
• Kiểm tra thông số cắt, chạy thử
• Tiến hành gia công thực tế
• Kiểm tra, đo đạc đánh giá sản phẩm.

Như vậy, quy trình gia công tiện CNC đúng chuẩn sẽ đảm bảo chi tiết đạt độ chính xác cao, bề mặt tốt, tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất.

Một số vật liệu thường gia công tiện CNC:

• Kim loại: nhôm, thép, đồng, thiếc, titan…
• Hợp kim: Inox, Kovar, Inconel…
• Nhựa: POM, PTFE, ABS, PC…

Nhờ khả năng chế tạo linh hoạt, tiện CNC có thể gia công rất nhiều loại vật liệu khác nhau.

Các bước chuẩn bị trước khi gia công tiện

Trước khi tiến hành gia công tiện, cần phải chuẩn bị một số bước như:

1. Xác định kích thước và hình dạng của chi tiết cần gia công.
2. Chọn loại vật liệu phù hợp để gia công.
3. Thiết kế bản vẽ kỹ thuật chi tiết cần gia công.
4. Lập trình máy tính và thiết lập các thông số gia công cho máy tiện CNC.
5. Đặt đúng vị trí chi tiết trong chậu quay của máy tiện.
6. Kết nối dao cắt và kiểm tra độ sắc của dao cắt.
7. Kiểm tra lại các thông số gia công và kích thước của chi tiết.

Các lỗi thường gặp trong quá trình gia công tiện

Trong quá trình gia công tiện, có thể xảy ra một số lỗi như:

• Sản phẩm bị méo mó hoặc không đúng kích thước do thiết lập sai thông số gia công.
• Dao cắt bị mòn nhanh hoặc hỏng do sử dụng không đúng cách hoặc chất lượng kém.
• Máy tính bị lỗi hoặc bị virus, gây ảnh hưởng đến quá trình lập trình và sản xuất.

Hy vọng bài viết vừa rồi giúp bạn có cái nhìn tổng quát về gia công tiện.