Ngày nay, trong ngành công nghiệp và sản xuất, cơ khí đóng vai trò quan trọng. Để tạo ra sản phẩm hoàn hảo, có nhiều phương pháp gia công chế tạo được kết hợp một cách chặt chẽ. Gia công và xử lý kim loại là một trong những khâu quan trọng nhất trong lĩnh vực cơ khí. Bạn đã biết về gia công áp lực là gì? Những phương pháp gia công áp lực phổ biến nhất hiện nay là gì? Để đáp ứng câu hỏi đó, hãy cùng Đại Dương điểm qua những thông tin hấp dẫn dưới đây.
Gia công áp lực là gì?
Gia công áp lực được coi là một trong những phương pháp phổ biến nhất. Phương pháp này sử dụng tác động của lực từ bên ngoài vào một mảnh kim loại để làm nó trở nên dẻo và thay đổi hình dạng theo mong muốn. Các thiết bị thường được sử dụng trong gia công áp lực kim loại bao gồm cán, kéo, ép, rèn, chân gấp và đột dập. Gia công áp lực có nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp đều có những đặc điểm riêng biệt. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp với vật liệu và hình dáng mong muốn là rất quan trọng.
Gia công áp lực là gì?
Tính chất và đặc điểm của gia công áp lực
Về tính chất, phương pháp gia công áp lực được gọi là gia công không phôi. Lực áp dụng lên kim loại ở trạng thái nguội hoặc nóng làm thay đổi hình dạng của kim loại đó. Tuy nhiên, phương pháp này không làm mất đi sự liên tục và tính bền của kim loại, vẫn giữ được các tính chất cơ bản của nó.
Đặc điểm của gia công áp lực là thợ cơ khí sử dụng lực ngoại lực lên kim loại để biến chúng thành dạng dẻo, từ đó thay đổi hình dạng và kích thước theo yêu cầu. Gia công áp lực mang lại năng suất cao, tiết kiệm vật liệu và tạo ra các chi tiết có bề mặt tốt và độ chính xác hoàn hảo nhất.
Các phương pháp gia công áp lực phổ biến
Như đã đề cập ở trên, gia công áp lực được thực hiện thông qua nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm:
Phương pháp cán kim loại hiện đại
Trong phương pháp này, tấm phôi kim loại được ép giữa hai trục của máy cán phôi để biến dạng kim loại. Hai trục này quay ngược chiều nhau, và dưới tác dụng của lực cán, phôi sẽ được cán thành nhiều hình dạng mặt cắt khác nhau. Đây là phương pháp phổ biến và thường xuyên xuất hiện trong quy trình gia công kim loại.
Phương pháp cán kim loại hiện đại
Phương pháp kéo kim loại
Như tên gọi, phương pháp này sử dụng khuôn kéo để kéo dài thanh kim loại. Khi thực hiện gia công áp lực, phôi sẽ giảm kích thước tiết diện ngang và tăng chiều dài. Hình dạng của sản phẩm cuối cùng phụ thuộc vào khuôn kéo, do đó việc thiết kế khuôn sao cho phù hợp là rất quan trọng. Phương pháp kéo kim loại được chia thành hai dạng: kéo sợi và kéo ống.
Phương pháp kéo kim loại
Phương pháp ép kim loại
Trong phương pháp này, thợ cơ khí đặt kim loại vào khung kính thông qua lỗ khuôn ép. Sau đó, họ sẽ thu được sản phẩm cuối cùng với kích thước và hình dạng phù hợp cho quy trình chế tạo. Ưu điểm của phương pháp gia công áp lực này là tạo ra sản phẩm với hình dạng chính xác, theo yêu cầu, đồng thời năng suất cũng rất cao. Phương pháp ép kim loại được chia thành hai dạng: ép đùn nóng (ép thuận) và ép buộc (ép nghịch).
Phương pháp ép kim loại
Phương pháp rèn tự do
Đây là phương pháp gia công cổ điển, thường xuyên xuất hiện trong các bộ phim cổ trang. Kim loại được làm nóng đến nhiệt độ trên 900 độ C, khiến phôi trở nên dẻo, sau đó dùng đe và búa để tạo hình.
Vì phương pháp này phụ thuộc chủ yếu vào tay người thợ và không có sự tự động hóa cao, năng suất không cao. Máy móc cũng có thể được sử dụng để rèn, mang lại năng suất cao và có thể gia công các vật liệu lớn.
Phương pháp rèn tự do
Phương pháp rèn trong khuôn
Trong phương pháp này, ta tạo một khuôn được ghép từ hai nửa, sau đó đặt vật liệu bên trong và kín khuôn. Khi đó, kim loại sẽ được tạo hình theo khuôn. Phương pháp rèn trong khuôn này tạo ra độ chính xác cao và có thể tạo ra các chi tiết phức tạp. Với việc sử dụng máy móc, quá trình tự động hóa trong công nghiệp cơ khí dễ dàng thực hiện. Tuy nhiên, chi phí chế tạo khuôn rất cao và phù hợp với sản xuất hàng loạt không có nhiều sự thay đổi.
Phương pháp rèn trong khuôn
Phương pháp dập tấm
Phương pháp dập tấm là một kỹ thuật gia công áp lực tiên tiến có thể thực hiện ở trạng thái nguội. Phương pháp này được áp dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp và cho ra sản phẩm với độ chính xác và chất lượng tốt.
Phương pháp dập tấm
Ứng dụng gia công áp lực trong đời sống
Gia công áp lực là phương pháp rất quan trọng trong cơ khí chế tạo vì có tính ứng dụng cao. Các ứng dụng chính của nó bao gồm:
- Sử dụng để khắc phục các khuyết tật đúc kim loại như ổ khí, rỗ... từ đó cải thiện tính cơ học của sản phẩm.
- Thay đổi cấu trúc của kim loại từ cấu trúc hạt thành cấu trúc tơ, tạo ra các chi tiết sau gia công có độ bền cao.
- Nâng cao chất lượng bề ngoài của sản phẩm, với gia công áp lực kim loại cho độ bóng cao, độ chính xác trong từng chi tiết.
- Sử dụng để chế tạo linh kiện, phụ tùng cho máy bay, tàu thủy, ô tô...
Những thông tin ngắn gọn trên đây giúp chúng ta hiểu rõ hơn về phương pháp gia công áp lực. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có hạn chế và yêu cầu riêng, không phù hợp với mọi vật liệu và mọi yêu cầu gia công. Chính vì vậy, người ta thường không chỉ sử dụng một phương pháp gia công, mà tùy vào từng trường hợp cụ thể mà lựa chọn phương pháp phù hợp nhất.
Ban biên tập: Đại Dương
