1. Phôi trong cơ khí là gì? Có mấy loại vật liệu gia công phôi?

1.1. Phôi trong cơ khí là gì?

Phôi là vật liệu, nguyên liệu chính để tạo thành các sản phẩm gia công cơ khí thiết kế theo yêu cầu của người dùng, đa dạng về mẫu mã và kích thước. Đây chính là một nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình gia công cơ khí, nhờ phôi mà người thợ hay kỹ sư cơ khí có thể tạo thành những sản phẩm đáp ứng nhu cầu của thị trường.

Chẳng hạn, để tạo thành một chiếc ghế inox thì cần phải có phôi là những thanh, tấm inox, nhôm, thép rời và cần một số thiết bị, máy móc để gia công. Hay để tạo nên một chiếc giường có khung sắt, người chế tạo cần phải tìm ra những nguyên liệu là thanh sắt thô to – chính là tấm phôi có kích thước lớn. Người thợ sẽ gia công theo bản thiết kế có sẵn của chiếc giường và không thể thiếu các loại máy móc, thiết bị gia công như máy hàn, máy mài để liên kết, tạo hình các thanh sắt với nhau.

Ngoài ra, khi nhắc tới khái niệm phôi là gì, nhiều người thường nghĩ rằng phôi chỉ là các nguyên liệu đầu vào với kích thước to trong quá trình gia công cơ khí, tuy vậy thì phôi cũng có thể là các sản phẩm sau khi đúc và dỡ khỏi khuôn. Trải qua các quá trình gia công cơ khí, những sản phẩm thô này sẽ tạo nên những sản phẩm hoàn chỉnh.

1.2. Có mấy loại vật liệu phôi phổ biến?

Hiện nay, trong quá trình gia công phôi, có nhiều nguyên vật liệu khác nhau để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Vật liệu gia công phôi sẽ được chia thành 2 nhóm chính là các loại vật liệu phi kim và các loại vật liệu hợp kim, kim loại.

1.2.1. Vật liệu phôi làm từ hợp kim và kim loại

Một số loại vật liệu được sử dụng làm phôi phổ biến hiện nay trong nhóm hợp kim, kim loại gồm có: Sắt, sắt non; các loại gang (gang dẻo, gang cầu, gang xám, gang trắng…); thép (thép SKS3, SCM440, S50C, S45C, SS400, SKD11, SKD11…); nhôm (nhôm A6051, A5052, A7075…); Thép không gỉ, tức là inox (có SUS420, SUS316, SUS304, SUS201,...); chì, thiếc, kẽm; đồng thau (C36000, C62300, C9500, C3604, C3602, C3601…);...

1.2.2. Nhóm phôi chế tạo từ phi kim

Một số loại phôi là những vật liệu phi kim được dùng phổ biến như: cao su; chất dẻo (PVC, PS, PP, HDPE, PMMA, PE…); gỗ; mica… So với các loại vật liệu từ hợp kim, kim loại thì vật liệu phi kim được sử dụng ít hơn.

2. Tổng hợp những phương pháp gia công phổ biến nhất

Có nhiều phương pháp gia công phôi hiện nay được áp dụng để hoàn thiện nên một thành phẩm. Sau khi đã hiểu rõ phôi trong cơ khí là gì, hãy cùng tìm hiểu các phương pháp gia công phôi phổ biến nhất nhé!

- Phương pháp đúc phôi: Với phương pháp đúc, phôi sẽ được tạo nên bằng cách rót các kim loại đang nóng chảy ở một nhiệt độ nhất định vào trong khuôn chế tạo, sau khi phôi kết tinh, chúng ta đã tạo nên được thành phẩm theo mong muốn và yêu cầu với chi tiết có kích thước, hình dạng chuẩn.

Phương pháp này có thể đúc được nhiều hợp kim, kim loại với các thành phần khác nhau và sử dụng phương pháp này cho các chi tiết chịu trọng tải không quá lớn và có hình dáng phức tạp. Đây là công nghệ chế tạo phôi được ưa chuộng vì có chi phí thấp, cho phép đúc các chi tiết có kích thước từ nhỏ tới lớn, từ vài gram đến vài chục tấn.

- Phương pháp rèn: Khi phôi ở trạng thái nóng, phương pháp gia công phôi bằng cách rèn sẽ được sử dụng. Phương pháp này có phạm vi gia công rộng, tính linh hoạt cao, chỉ cần các thiết bị đơn giản nên tiết kiệm được vốn đầu tư và vật liệu có khả năng chịu trọng tải khá lớn. So với phôi đúc, phôi rèn có cơ tính tốt hơn và thích hợp để sản xuất hàng khối, hàng loạt, cho năng suất cao mà vẫn tiết kiệm được thời gian.

- Phương pháp gia công áp lực: Với công nghệ gia công áp lực, chúng ta chế tạo phôi bằng cách sử dụng ngoại lực thông qua các dụng cụ tác động khiến kim loại biến dạng theo các định hướng trước và ở trạng thái mạng tinh thể nhằm tạo ra chi tiết, hình khối theo yêu cầu của khách hàng.

Phương pháp gia công, chế tạo phôi này có ưu điểm là cải thiện cơ tính của vật liệu, khi thực hiện gia công sẽ không khiến thành phần hóa học hay khối lượng bị thay đổi, tiết kiệm được thời gian gia công cắt gọt, đảm bảo hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt của sản phẩm tạo thành có độ chính xác cao, nguyên vật liệu cũng ít bị tổn thất. Nhờ khả năng rút ngắn các bước khi thực hiện gia công công nghệ và tự động hóa, cơ khí hóa dễ dàng, giúp bạn thu về năng suất cao hơn.

- Gia công tiện: Bằng cách chuyển động quay tròn phôi và sử dụng lưỡi dao tiến, phương pháp cắt gọt phôi là công nghệ gia công được sử dụng khá phổ biến để chế tạo các chi tiết nhỏ. Khi tạo hình phôi bằng phương pháp này, lưỡi dao và phôi trong máy sẽ chuyển động ngang và dọc để cắt, tạo hình phôi và thải ra phoi. Phương pháp này thường áp dụng cho những sản phẩm có kích thước nhỏ như ốc vít, bu lông, chi tiết máy,...

- Gia công bào: Phương pháp này giúp bề mặt của nguyên vật liệu trở nên phẳng, nhẵn hơn nhờ chuyển động của dao, phôi theo một quy luật nhất định. Hai phương pháp bào thông dụng hiện nay chính là gia công tinh và gia công phô, áp dụng để gia công những chi tiết óc chiều dài lớn nhưng chiều rộng nhỏ, ví dụ như chi tiết hình chữ V.

- Gia công phay: Đây là phương pháp gia công, chế tạo phôi bằng việc sử dụng lưỡi dao chạy dọc theo phương ngang, thẳng đứng, dọc và chuyển động lưỡi dao quay tròn để tạo hình, cắt phôi. Phương pháp gia công phay thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết của ô tô như sản xuất vỏ hộp số, bộ truyền động và vỏ đĩa nhôm… Hoặc được dùng để chế tạo giá đỡ, bánh răng cho các loại máy móc.

- Gia công mài: Gia công mài là phương pháp dùng đá mài cọ xát vài phôi để các lớp kim loại mỏng được lấy đi dần dần, giúp phôi có độ bóng và bề mặt nhẵn mịn. Phương pháp gia công này thường được áp dụng cho những sản phẩm có độ mỏng nhất định nhưng cần độ bóng và nhẵn nhưng các phương pháp gia công, chế tạo khác không thể thực hiện được.

- Gia công khoét, khoan, taro, doa: Là phương pháp chế tạo để tạo lỗ trên phôi và người thợ sẽ quyết định sử dụng phương pháp khoan, khoét, taro hay doa tùy vào đặc điểm của phôi. Phương pháp gia công này được áp dụng cho các sản phẩm như bánh răng, thanh răng, hộp số, trục răng,...

- Gia công chuốt: Đây cũng là phương pháp tạo lỗ trên vật liệu và thường sử dụng dao chuốt chế tạo phôi theo chuyển động tịnh tiến. Gia công chuốt có thể tạo nên các lỗ định hình, lỗ tròn, lỗ then hoa, lỗ thẳng, lỗ xoắn…

- Gia công tinh lần cuối: Gia công tinh lần cuối đúng như tên gọi, là phương pháp gia công cuối cùng mà hầu hết những sản phẩm cơ khí đều cần phải trải qua giai đoạn này để đảm bảo hoàn thành hoàn hảo nhất. Phương pháp này thực hiện các phương pháp như mài khôn, mài nghiền, đánh bóng, mài siêu tính xác hay cạo.

Trên đây là khái niệm phôi trong cơ khí là gì cùng những phương pháp chế tạo phôi phổ biến nhất hiện nay. Có thể thấy, phôi là một nguyên vật liệu quan trọng để tạo nên các sản phẩm cơ khí khác nhau theo yêu cầu của khách hàng. Bởi vậy, trong quá trình gia công cơ khí không thể thiếu phôi. Tùy theo mục đích và yêu cầu của khách hàng, những người thợ sẽ chế tạo phôi thành sản phẩm có hình dạng, kích thước khác nhau.