5 cách cải thiện chất lượng bề mặt gia công
Các chi tiết gia công có thể đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật về kích thước và hoạt động như dự định, nhưng nếu bề mặt hoàn thiện không hoàn hảo, thì khách hàng sẽ từ chối chúng. Đồng thời, không nhà sản xuất nào lại mong muốn các bộ phận sản phẩm bị bong tróc do hoàn thiện bề mặt kém. Điều này đặc biệt đúng đối với các bộ phận có thể nhìn thấy trên sản phẩm cuối và các bộ phận là thành phần của khuôn. Bởi vậy, cải thiện chất lượng bề mặt gia công luôn là một vấn đề quan trọng, nhất là trong ngành cơ khí chính xác.
Do bản chất của quá trình gia công CNC, các vết dao nhỏ sẽ luôn xuất hiện trên các chi tiết gia công. Tuy nhiên, một số yếu tố nhất định, như dao động của hệ thống máy, dao động phôi hay tốc độ gia công, bước tiến dao, cũng có thể góp phần khiến cho bề mặt kém hoàn thiện. Bài viết này sẽ là những cách giúp cải thiện chất lượng bề mặt sản phẩm trong gia công cơ khí để hạn chế số lượng những vết dao có thể nhìn thấy và đảm bảo chất lượng bề mặt gia công được hoàn hảo hơn.
Bề mặt gia công kém hoàn thiện sẽ mang đến những vấn đề gì?
Ngoài vấn đề thấy rõ là không đẹp mắt, bề mặt gia công hoàn thiện kém có thể dẫn tới những tác động tiêu cực đến khả năng chống ăn mòn và có thể khiến cho một số quy trình sản xuất nhất định, chẳng hạn như sơn, trở nên khó khăn và tốn thời gian hơn. Với độ hoàn thiện bề mặt kém, các lớp phủ bên ngoài như sơn tĩnh điện, mạ kim loại sẽ khó bám dính hơn, dẫn tới lớp phủ dễ bong tróc hoặc bởi lớp phủ không được bao trùm hoàn toàn bề mặt chi tiết dẫn đến ăn mòn bề mặt. Độ hoàn thiện bề mặt kém cũng dẫn đến ma sát tăng cao giữa các bộ phận chuyển động, khiến giảm độ bền và giảm khả năng chống mài mòn, điều này khiến giảm tuổi thọ của sản phẩm cuối.
Cách xác định chất lượng của bề mặt gia công
Khi một chi tiết sau khi gia công tinh được lấy ra khỏi máy CNC, bề mặt của bộ phận đó có thể còn xuất hiện những vết dao. Chất lượng của bề mặt gia công sẽ được định lượng bằng cách sử dụng các máy đo độ nhám để đo độ nhám bề mặt trung bình (Ra) của chi tiết. Có những tiêu chuẩn về độ nhám nhất định tùy thuộc vào phương pháp gia công, nhưng cũng có nhiều khách hàng đòi hỏi bề mặt gia công phải đáp ứng được tiêu chuẩn độ nhám nhất định. Xem thêm bài viết Độ nhám bề mặt: Khái niệm, các thông số, tiêu chuẩn và cấp độ
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công, chẳng hạn như tính chất của vật liệu gia công, phương pháp gia công, dung dịch tưới nguội, chế độ cắt, hệ thống máy gia công, dao cắt. Tuy nhiên trong bài viết này, chúng tôi sẽ chỉ đưa ra những cách cải thiện tổng quát, chủ yếu dựa vào chế độ cắt, máy gia công và dao cụ cắt gọt. Tất nhiên sẽ có những giải pháp cải thiện bề mặt gia công khác phù hợp với từng trường hợp cụ thể.
5 giải pháp để cải thiện chất lượng bề mặt gia công
Bằng cách điều chỉnh chế độ cắt, tối ưu hóa cho hệ thống máy móc và dao cụ, chúng ta có thể đảm bảo chất lượng bề mặt gia công của các chi tiết sản phẩm. Dưới đây là 5 cách để giúp chi tiết gia công có bề mặt hoàn thiện tốt hơn.
-
Tăng tốc độ trục chính, giảm bước tiến dao
Để đạt được bề mặt gia công như mong muốn, máy CNC cần được thiết lập để hoạt động trong phạm vi tốc độ và bước tiến dao theo quy định tiêu chuẩn khuyến nghị dành cho vật liệu được cắt. Bằng cách tăng tốc độ trục chính của máy gia công, thời gian tiếp xúc giữa dao cắt và phôi được giảm xuống. Điều này giúp giảm hiện tượng lẹo dao (vật liệu bám dính vào cạnh dao cắt), tránh sứt mẻ trên bề mặt phôi và giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Trong khi loại bỏ vật liệu nhanh chóng là mục tiêu của quá trình gia công thô, thì việc loại bỏ vật liệu một cách từ từ để đạt được kích thước chính xác và chất lượng bề mặt theo yêu cầu là mục tiêu của gia công tinh. Bằng cách giảm bước tiến dao, có thể thực hiện các vết cắt nhẹ nhàng hơn và ngắn hơn, cho phép bề mặt gia công hoàn thiện đồng đều hơn. Thông qua sự kết hợp của cả việc tăng tốc độ trục chính và giảm bước tiến dao, có thể cải thiện độ hoàn thiện bề mặt do giảm vấn đề lẹo dao.
Mặc dù vậy, không phải máy gia công nào cũng đáp ứng được tốc độ trục chính theo mong muốn. Nhưng thật may mắn khi những loại đầu tăng tốc có thể giúp cho tốc độ quay của trục chính được cải thiện lên nhiều lần. Tìm hiểu thêm về Đầu tăng tốc BIG DAISHOWA.
-
Giảm rung động và độ đảo của dụng cụ cắt
Rung động xảy ra trên dụng cụ cắt gọt và trên phôi do các lực tác động trong quá trình chạy máy CNC, cùng với độ đảo của dao cụ là nguyên nhân đáng kể khiến cho chất lượng bề mặt gia công kém đi. (Xem thêm Rung động trong gia công là gì và làm thế nào để giảm thiểu chúng?). Trong khi khó để tránh khỏi những vấn đề trên thì dưới đây là những cách để giúp hạn chế sự rung động và độ đảo của dụng cụ cắt:
- Đảm bảo dụng cụ cắt và đầu kẹp dụng cụ phù hợp cho công việc và vật liệu gia công để đảm bảo độ cứng vững. Đảm bảo rằng các thông số trong chế độ cắt nằm trong phạm vi giá trị khuyến nghị. Với đầu kẹp dao phù hợp, giúp dao cụ được giữ chắc chắn, cũng như dao không bị nhô ra nhiều giúp giảm thiểu độ đảo.
- Đảm bảo rằng dụng cụ cắt được giữ chặt trong đầu kẹp và phôi được kẹp chặt. Cả hai điều này sẽ giảm thiểu dao động của dụng cụ, cũng như của phôi trong quá trình gia công.
Đương nhiên, độ cứng vững của máy gia công cũng sẽ ảnh hưởng đến sự rung động của phôi và dao cụ. Tuy nhiên nếu không thể thay đổi máy gia công thì việc áp dụng hai điều trên sẽ giúp đảm bảo độ cứng vững cho dụng cụ cắt và phôi, qua đó giúp đạt được chất lượng bề mặt gia công.
-
Đảm bảo loại bỏ phoi hiệu quả
Vấn đề bẻ phoi và loại bỏ phoi không đúng cách có thể gây ra những ảnh hưởng xấu đến bề mặt gia công, vì phoi có thể mài mòn phôi và thậm chí có thể gây hư hỏng phôi và dụng cụ cắt. Để khắc phục điều này, hãy xem xét sử dụng loại dao cụ (khoan, phay, tiện…) phù hợp vật liệu, có khả năng thoát phoi tốt, hoặc đối với những loại dao gắn chip, cần chọn chip thoát phoi phù hợp. Những chip thoát phoi được thiết kế để bẻ cong các phoi, giảm độ dài phoi và định hướng đường đi của phoi được tốt hơn. Hiện những mảnh chip thoát phoi của SUMITOMO đang là sản phẩm được nhiều khách hàng lựa chọn. Tìm hiểu thêm Dụng cụ cắt gọt SUMITOMO.
-
Tăng góc cào
Góc cào là một thông số được sử dụng trong các quá trình cắt và gia công khác nhau , mô tả góc của mặt cắt so với nguyên công. Việc tăng góc cào giúp dễ dàng loại bỏ phoi và giúp giảm thiểu lẹo dao, bởi nó giúp cho lực cắt giảm và loại bỏ phoi tốt hơn, qua đó giúp giảm sự xuất hiện của các gờ và sứt mẻ, xước trên bề mặt gia công. Góc cào cũng phụ thuộc nhiều vào thiết kế của dụng cụ cắt, bởi vậy ngoài những thiết lập trên máy gia công thì lựa chọn loại dao cắt phù hợp cũng là điều cần lưu ý.
-
Lựa chọn loại dầu tưới nguội phù hợp
Dầu tưới nguội sử dụng cho các quá trình gia công cũng là một yếu tố giúp cho bề mặt gia công được hoàn thiện hơn do nó giúp thoát phoi tốt hơn, bôi trơn điểm tiếp xúc giữa dao cụ và phôi, giảm nhiệt độ trong quá trình cắt, giúp tránh hỏng dao, tăng tuổi thọ cho dao cụ. Xem thêm Dung dịch cắt gọt là gì?
Độ hoàn thiện bề mặt gia công trên các chi tiết sản phẩm luôn là một vấn đề được quan trọng trong cơ khí chính xác. Mặc dù đảm bảo các thông số về kích thước, biên dạng, nhưng nếu độ hoàn thiện bề mặt kém thì hiếm khi sản phẩm đó được chấp nhận và có thể ảnh hưởng đến lợi nhuận của công ty. Những tiêu chuẩn ngày càng khắt khe trong cơ khí chính xác khiến cho độ hoàn thiện của bề mặt gia công càng được chú trọng nhiều hơn. Tuy nhiên với những cách được chia sẻ ở trên, hy vọng các bạn sẽ có được những chi tiết gia công với bề mặt sẽ ngày càng hoàn thiện.
Xem thêm bài viết: 8 vấn đề có thể cải thiện để có chất lượng gia công CNC tốt hơn
