Trong ngành công nghiệp cơ khí, gia công chi tiết là công đoạn quan trọng, đòi hỏi sự chính xác. Chính vì vậy, việc lựa chọn phương pháp gá đặt chi tiết khi gia công rất cần thiết. Hãy cùng GSMT tìm hiểu bài viết để hiểu rõ gá đặt chi tiết gia công là gì? Các phương pháp gá đặt chi tiết gia công hiện nay giúp bạn có cái nhìn khách quan hơn về ngành cơ khí nói chung và gia công cơ khí nói riêng.
1. Gá đặt chi tiết gia công là gì?
Gá đặt chi tiết gia công là quy trình cố định và định vị phôi trên máy công cụ để đảm bảo các hoạt động cắt gọt, tiện hoặc phay diễn ra chính xác, tránh dịch chuyển dưới những tác động. Trong lĩnh vực cơ khí, Gá đặt chi tiết gia công giúp duy trì độ chính xác, bảo vệ bề mặt tạo nền tảng cho các bước xi mạ sau này nhằm tăng khả năng chống oxy hóa.
2. Quá trình gá đặt chi tiết gia công
Quá trình gá đặt chi tiết bao gồm hai giai đoạn chính: định vị và kẹp chặt, được thực hiện theo nguyên tắc 6 điểm để khống chế đầy đủ các bậc tự do của vật rắn. Nguyên tắc này sử dụng ba điểm trên mặt phẳng khóa tịnh tiến Z, hai điểm khóa Y và một điểm khóa X, đồng thời kiểm soát chuyển động quay.
Định vị chi tiết xác định vị trí giữa phôi và dụng cụ cắt thường sử dụng chốt trụ, mặt phẳng để đảm bảo độ chính xác ban đầu trước khi gia công CNC. Kẹp chặt sau đó cố định vị trí này, chống chịu ngoại lực như lực cắt hoặc rung động, ngăn chi tiết lệch khỏi vị trí định sẵn.
3. Các phương pháp gá đặt chi tiết gia công
3.2 Phương pháp rà gá
Phương pháp rà gá là kỹ thuật thủ công sử dụng dao rà, vạch dấu trên bàn máy để điều chỉnh vị trí phôi trực tiếp, kết hợp đồng hồ so hoặc hệ thống đo quang học để xác định chính xác vị trí trước khi cắt gọt trên máy tiện, phay…
Ưu điểm
- Đạt độ chính xác cao từ 0.001 đến 0.005mm nhờ khả năng rà bù trừ trực tiếp, loại trừ ảnh hưởng mòn dao lên đến 0.02mm mà không cần dừng máy.
- Tận dụng phôi có sai số chế tạo lớn như dung sai đường kính ±1mm từ đúc, giảm lãng phí vật liệu kim loại lên đến 15%.
- Không yêu cầu đồ gá phức tạp, chỉ dùng bàn máy và mũi rà, tiết kiệm chi phí thiết kế đồ gá khoảng 20-30% so với tự động.
Nhược điểm:
- Độ chính xác tổng thể thấp hơn dung sai IT8-IT10 do đường vạch dấu rộng gây sai lệch 0.1-0.2mm nếu thợ có nhiều kinh nghiệm.
- Phụ thuộc lớn vào tay nghề thợ với thời gian rà vạch dấu lên đến 10-15 phút/phôi, dẫn đến biến động chất lượng bề mặt Ra 3.2-6.3μm.
- Năng suất thấp, chỉ phù hợp sản xuất nhỏ lẻ dưới 50 chi tiết/lô, tăng thời gian chu kỳ gia công 2-3 lần so với CNC tự động.
3.2 Phương pháp tự động đạt kích thước
Phương pháp tự động đạt kích thước là sử dụng cảm biến laser, tiếp xúc trên máy CNC để theo dõi và điều chỉnh kích thước phôi thời gian thực.
Ưu điểm
- Độ chính xác cao với dung sai IT4-IT6 ít phụ thuộc tay nghề, nhờ cảm biến bù trừ tự động sai số mòn dao 0.005-0.015mm nâng cao độ nhám bề mặt Ra 0.8-1.6μm cho xi mạ.
- Thời gian gia công rút ngắn 30-50% so với thủ công, từ 5 phút xuống 2-3 phút/chi tiết, nâng năng suất lô 100-500 chi tiết và giảm giá thành 15-20%.
- Tích hợp đo lường chuyên dụng như micrometer điện tử giảm lỗi con người xuống dưới 1%, phù hợp vật liệu hợp kim khó gia công.
Nhược điểm:
- Yêu cầu số lượng chi tiết lớn trên 200/lô để bù đắp thời gian thiết lập đồ gá và dụng cụ đo, tăng chi phí ban đầu thiết kế hệ thống lên 25-40%.
- Không tận dụng phôi dung sai quá lớn ±2mm từ đúc dẫn đến phế phẩm tăng 5-10% nếu phôi không đạt chuẩn trước.
- Dao cắt mòn nhanh sau 50-100 chi tiết làm ngắn chu kỳ điều chỉnh máy từ 30 phút xuống 10 phút giảm độ chính xác xuống IT7 và tăng chi phí thay dao 20%.
4. Một số câu hỏi liên quan
4.1 Phương pháp định vị chi tiết gia công được ứng dụng trong những ngành nào?
Phương pháp định vị chi tiết gia công với nguyên tắc 6 điểm để khống chế bậc tự do, là nền tảng trong sản xuất cơ khí chính xác, đảm bảo vị trí phôi ổn định dưới lực cắt lên đến 500N, hỗ trợ bề mặt cho các quy trình xi mạ sau này như crom, kẽm, bạc,… trên vật liệu kim loại. Dưới đây là những ứng dụng của phương pháp gá đặt chi tiết gia công.
- Ngành ô tô: Định vị linh kiện như piston, trục cam với sai số IT6, đảm bảo lắp ráp, bề mặt chống mài mòn trước xi mạ niken, hỗ trợ sản xuất hàng loạt 500-1000 chi tiết/ngày.
- Ngành hàng không: Áp dụng cho cánh quạt hoặc khung máy bay từ titan, khóa 6 bậc tự do để chịu rung động 100Hz tạo nền tảng xi mạ chống ăn mòn muối biển theo tiêu chuẩn ASTM B117.
- Ngành điện tử: Định vị bo mạch hoặc vỏ thiết bị nhôm với chốt trụ 0.5mm, đạt độ phẳng dưới 0.005mm cho xi mạ vàng dẫn điện, giảm lỗi lắp ráp dưới 1% trong sản xuất smartphone.
- Ngành y tế: Sử dụng cho dụng cụ phẫu thuật thép không gỉ, định vị chính xác lỗ ren M6 để xi mạ bạc kháng khuẩn, tuân thủ ISO 13485 với dung sai IT5.
- Ngành năng lượng: Định vị turbine gió từ hợp kim, chống lệch vị trí dưới 0.02mm cho xi mạ epoxy chống thời tiết, hỗ trợ sản xuất quy mô lớn theo tiêu chuẩn IEC 61400.
4.2 Khi áp dụng phương pháp định vị chi tiết gia công cần lưu ý gì?
Khi áp dụng phương pháp định vị chi tiết gia công cần chú ý khống chế đầy đủ các bậc tự do để tránh sai số vị trí lên đến 0.05mm, đặc biệt với vật liệu kim loại dễ biến dạng như nhôm, thép, carbon,… dùng cho xi mạ crom, đảm bảo bề mặt phẳng và giảm nguy cơ lớp phủ không đều theo tiêu chuẩn ASTM B117.
- Tránh siêu định vị: Chỉ sử dụng đúng 6 điểm tiếp xúc 3 trên mặt phẳng khóa Z, 2 khóa Y, 1 khóa X để ngăn chặn lực dư thừa gây méo phôi thép mỏng dưới 5mm đảm bảo dung sai IT6.
- Kiểm tra và chuẩn bị phôi: Đo lường bằng caliper kỹ thuật số để phát hiện khuyết tật, bụi bẩn,… làm sạch bề mặt bằng dung môi trước định vị, giảm lỗi bề mặt lên đến 10% trong gia công.
- Chọn mặt chuẩn phù hợp: Ưu tiên mặt có diện tích lớn ít nhất 20cm² và độ nhám thấp để tăng độ ổn định, tránh chọn mặt cong hoặc có dung sai lớn ±0.1mm gây lệch vị trí dưới rung động 100Hz.
- Tính đến sai số và khe hở: Bù trừ sai số chế tạo phôi từ đúc ±0.5mm bằng chốt trụ điều chỉnh, đảm bảo khe hở lắp ghép 0.01-0.02mm để chống kẹt, lỏng lẻo trong CNC, tối ưu hóa độ bám dính lớp xi mạ epoxy.
- Đảm bảo an toàn và bảo dưỡng: Kiểm tra độ cứng đồ gá chống lực ma sát, tuân thủ tiêu chuẩn ISO 2768 và an toàn lao động, bảo dưỡng định kỳ để tránh mòn tiếp xúc gây sai lệch 0.02mm sau 100 chu kỳ gia công.
4.3 Khi gia công phương pháp gá đặt chi tiết gia công cần tuân thủ những nguyên tắc nào?
Khi gia công theo phương pháp gá đặt chi tiết gia công, cần tuân thủ các nguyên tắc cơ bản để đảm bảo độ chính xác vị trí và ổn định dưới lực cắt 500N, đặc biệt với vật liệu kim loại như thép, carbon, nhôm dùng cho xi mạ crom, tránh biến dạng bề mặt gây lớp phủ không đều theo tiêu chuẩn ASTM B633.
- Định vị đầy đủ 6 bậc tự do: Sử dụng đúng 3 điểm khóa tịnh tiến Z, 2 điểm Y và 1 điểm X để tránh dư thừa gây méo phôi thép mỏng 3mm, đảm bảo dung sai IT5 cho lỗ định tâm trước xi mạ kẽm.
- Kẹp chặt lực đều và đối xứng: Phân bổ lực kẹp 200-300N qua 2-3 điểm vuông góc để chống rung động 100Hz, tránh biến dạng cục bộ trên hợp kim nhôm, duy trì độ phẳng bề mặt cho xi mạ.
- Ưu tiên vị trí gia công chính xác: Chọn mặt chuẩn có diện tích lớn ít nhất 15cm² và độ nhám thấp để định vị, bù trừ sai số phôi đúc ±0.2mm, tuân thủ bản vẽ kỹ thuật theo ISO 2768-h.
- Đảm bảo tính lặp lại và tương thích vật liệu: Sử dụng đồ gá từ thép cứng HRC 50 tương thích phôi để giảm mài mòn, kiểm tra sau mỗi chu kỳ để lặp lại sai số dưới 0.002mm, hỗ trợ xi mạ epoxy chống ăn mòn.
- Tuân thủ an toàn và kiểm tra chất lượng: Áp dụng tiêu chuẩn OSHA cho lực kẹp an toàn, kiểm tra bằng CMM sau gia công để xác nhận dung sai IT6 giảm phế phẩm 5-10% trong sản xuất vật liệu kim loại.
Tóm lại, các phương pháp gá đặt chi tiết gia công đóng vai trò cốt lõi trong việc đảm bảo độ chính xác và hiệu quả sản xuất cơ khí và tạo điều kiện cho các quy trình xi mạ bề mặt giúp vật liệu kim loại đạt độ bền vượt trội. Hãy liên hệ ngay GSMT – đơn vị tiên phong trong lĩnh vực xi mạ tại Việt Nam, chuyên xử lý bề mặt kim loại đạt chuẩn kỹ thuật để được chuyên gia tư vấn quy trình và nhận báo giá nhanh nhất hôm nay!
Fanpage: https://www.facebook.com/xima.gsmt/
Văn phòng đại diện: 343/27 Tô Hiến Thành, Phường Hòa Hưng
Văn phòng: 63/4D đường Xuân Thới 20, ấp 29, Xuân Thới Sơn, TP.HCM
Hotline: 0961 116 416
Email: lienhe.gsmt@gmail.com
