Gia công CNC Sắt / Thép theo yêu cầu

Gia công CNC là một trong những quy trình sản xuất được sử dụng nhiều nhất vì nó đảm bảo sản xuất các bộ phận có độ chính xác cao, bất kể độ phức tạp của thiết kế. Quy trình sản xuất này rất linh hoạt và phù hợp với nhiều loại vật liệu, bao gồm cả chất liệu sắt / thép.

Bên cạnh khả năng gia công chính xác cao của các bộ phận sắt / thép, độ tin cậy và độ bền của chúng khiến các thành phần này trở thành một trong những bộ phận cần thiết cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau. 

Gia công CNC sắt - thép là gì?

Gia công sắt / thép bằng máy CNC là một quy trình được điều khiển bằng máy tính, sử dụng một loạt các công cụ cắt để cắt, định hình và tạo hình sắt / thép thành nhiều thành phần khác nhau. Đây là một quy trình sản xuất trừ sử dụng công nghệ mà chúng tôi gọi là Công nghệ điều khiển số bằng máy tính (CNC), đảm bảo độ chính xác cao của quy trình. 

Mã máy tính và chương trình điều khiển hoạt động của kỹ thuật sản xuất này, bao gồm các hoạt động cơ bản như chuyển động của dụng cụ, độ sâu cắt và tốc độ. Do đó, có rất ít chỗ cho lỗi và việc sản xuất các bộ phận sắt - thép diễn ra nhanh chóng và hiệu quả cao. 

Tính chất của sắt / thép cho mục đích gia công

Đây là một trong những hợp kim kim loại được sử dụng nhiều nhất để sản xuất vì dễ tạo hình, dễ sử dụng và độ bền. Không cần phải nói nhiều, chúng ta hãy cùng xem xét một số đặc tính của sắt / thép khiến nó phù hợp với các hoạt động gia công CNC.

Khả năng gia công tuyệt vời

Bên cạnh nhôm, sắt/thép được cho là kim loại dễ gia công nhất, với độ gia công trung bình lớn hơn 100. Hợp kim này cho phép gia công dễ dàng, trơn tru và hiệu quả, đảm bảo bề mặt được hoàn thiện tốt sau khi cắt. 

Độ bền kéo cao

Sắt / Thép có độ bền đáng kể, Do đó, nó mang lại sự cân bằng tinh tế giữa khả năng gia công, mật độ và độ dẻo dai, khiến nó trở thành kim loại phù hợp cho các bộ phận đòi hỏi tải trọng cơ học và yêu cầu về cấu trúc. Hợp kim sắt / thép thông thường có độ bền lớn hơn 500MPa.

Chống mài mòn và rách

Một đặc tính có lợi khác của sắt / thép trong gia công cơ khí và sản xuất là khả năng chống chịu cao với điều kiện hao mòn. Đặc tính này giúp đảm bảo các sắt / thép gia công CNC sẽ bền và tồn tại trong thời gian dài hơn. Trên thực tế, thợ máy còn tăng cường khả năng chống hao mòn thông qua các quy trình xử lý nhiệt và làm cứng bề mặt.

Tính linh hoạt cao

Sắt / thép rất đa năng, với nhiều loại khác nhau cho các ứng dụng độc đáo. Cho dù là thép cacbon thấp, thép công cụ tốc độ cao hay các hợp kim thép riêng biệt khác, chúng đều được sử dụng trong sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ, điện hoặc hàng tiêu dùng và gia dụng. 

Độ dẫn nhiệt 

Sắt / thép có khả năng dẫn nhiệt hiệu quả, có lợi cho mục đích gia công. Nó cho phép tản nhiệt tối ưu trong quá trình gia công, ngăn ngừa sự tích tụ nhiệt và các khuyết tật có thể phát sinh do nhiệt độ quá cao. Do đó, đặc tính này giúp đảm bảo ít khuyết tật gia công hơn.

Chống ăn mòn

Không giống như kim loại sắt thông thường, thép, hợp kim sắt có khả năng chống ăn mòn tốt, một đặc tính mà hợp kim phát triển nhờ crom. Đặc tính này cho phép chúng ứng dụng trong các ứng dụng khắc nghiệt, nơi bộ phận có thể tiếp xúc với độ ẩm hoặc hóa chất ăn mòn.

Độ ổn định kích thước 

So với nhiều kim loại khác, sắt / thép có độ giãn nở nhiệt thấp. Do đó, ngay cả khi tiếp xúc với các biến đổi nhiệt độ khác nhau, chẳng hạn như trong quá trình gia công, thép vẫn có thể duy trì độ chính xác về kích thước bất kể yêu cầu dung sai chặt chẽ. 

Tính chất này, cùng với những tính chất khác được thảo luận ở trên, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho gia công CNC trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. 

Các loại thép để gia công CNC:

Có nhiều loại hợp kim thép khác nhau phù hợp cho mục đích gia công. Phần này sẽ thảo luận về một số loại phổ biến nhất được sử dụng cho hoạt động sản xuất này. 

Thép 4130 

Hợp kim thép này đôi khi được gọi là thép crom hoặc thép crom-molypden vì tỷ lệ crom và molypden tăng lên. Hàm lượng tăng của hai nguyên tố này làm tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn của hợp kim này. 

Do đó, nó được ưa chuộng cho các sản phẩm chế tạo và xây dựng có điều kiện ứng suất cao. Ví dụ, các nhà sản xuất ưa chuộng hợp kim này để chế tạo giá đỡ động cơ máy bay. Ứng dụng này cũng vì nó tiết kiệm chi phí hơn.

Ngoài ra, hợp kim này bao gồm các nguyên tố hợp kim khác, bao gồm carbon, phốt pho, lưu huỳnh và silic. So với thép tiêu chuẩn, hợp kim này có khả năng gia công, độ bền và khả năng tương thích nhiệt được cải thiện. Tuy nhiên, nó không có khả năng hàn tốt.

Thép 4140

Đây là loại thép hợp kim thấp, chủ yếu bao gồm hàm lượng crom, molypden và mangan thấp. Tuy nhiên, nó vẫn sở hữu độ bền, độ dẻo và độ dai được tăng cường, độ bền cao và các đặc tính cơ học tổng thể tốt. Ngoài ra, sự hiện diện của crom đảm bảo rằng nó có khả năng chống ăn mòn tốt.

Ngoài ra, nó có khả năng gia công tốt, khiến nó trở thành ứng cử viên tốt cho gia công CNC. Giống như thép 4130, nó phản ứng tốt với quá trình tôi luyện thông qua xử lý nhiệt nhưng vẫn duy trì khả năng hàn tốt. Hợp kim này là lựa chọn phổ biến để sản xuất các bộ phận ô tô khác nhau, bao gồm bánh răng và trục, trục chính, khớp nối, bu lông và đai ốc.

Thép 1018

Đây là loại thép có hàm lượng cacbon thấp, mặc dù có khả năng gia công và hàn tuyệt vời. Sự kết hợp của đặc tính này khiến hợp kim này trở thành lựa chọn hàng đầu cho các bộ phận thép CNC được cacbon hóa. Đây cũng là lựa chọn tiêu chuẩn cho các hoạt động tiện và phay.

Nó không cứng như nhiều hợp kim thép khác, khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho các sản phẩm chế tạo mà độ bền cao không phải là yếu tố quan trọng nhưng đòi hỏi gia công chính xác cao và hoàn thiện bề mặt tốt. Hợp kim này thường được sử dụng để sản xuất thanh, ống lót, khớp nối, trục, trục chính và nhiều bộ phận khác đòi hỏi vật liệu có khả năng định hình và hàn cao.

Một nhược điểm đáng kể của thép mác 1018 là giá thành tương đối cao và không tương thích với bề mặt hoàn thiện tiêu chuẩn.

Thép 1045

Là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình bao gồm sắt, silic, lưu huỳnh hoặc phốt pho và mangan. Đây là loại thép đa năng để sản xuất vì nó thể hiện sự cân bằng tinh tế giữa các đặc tính gia công và hàn. Bên cạnh đó, nó bền và cứng nhưng phản ứng tốt với các phương pháp xử lý nhiệt như làm nguội và ram để cải thiện độ cứng và độ bền. 

Ngay cả với độ bền đáng kể của nó, vẫn có thể có những lựa chọn tốt hơn cho các bộ phận ưu tiên độ bền kéo cao. Thay vào đó, bạn nên sử dụng kim loại mạnh hơn hoặc các hợp kim thép khác. Các ứng dụng điển hình của loại thép này bao gồm các bộ phận ô tô như trục, bu lông, đinh tán, bánh răng và các thành phần thủy lực.

Thép 1144

Được coi là biến thể chống ứng suất. Đây là hợp kim thép được cải tiến với khả năng gia công tuyệt vời, sở hữu độ bền kéo cao với khả năng chống va đập và ứng suất cao. Sự kết hợp của các đặc tính này làm cho nó trở thành lựa chọn tốt cho gia công chính xác CNC và chế tạo các bộ phận ô tô như trục, đinh tán và bu lông 

Thép 1215

Hợp kim thép này bao gồm một tỷ lệ lưu huỳnh cao, giúp cải thiện khả năng gia công của nó; do đó, nó được gọi là thép gia công tự do. Một số thợ máy gọi nó là vít do được sử dụng phổ biến cho các quy trình máy vít tự động. Nó cũng chứa một lượng lớn mangan, phốt pho và cacbon. 

Thép 1215 phù hợp cho các dự án tự động hóa, nơi gia công nặng là rất quan trọng, bao gồm các ứng dụng khác như phụ kiện ống, khớp nối, đinh tán, vít và chốt. Tuy nhiên, nó ít phù hợp hơn cho mục đích hàn và vì có hàm lượng carbon thấp nên nó kém bền hơn các hợp kim khác. 

Lợi ích và thách thức gia công sắt / thép bằng máy CNC:

Đây là một những kim loại được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất và do có độ bền kéo cao nên có thể khó gia công. Do đó, gia công CNC sắt / thép đòi hỏi chuyên môn từ phía nhà sản xuất.

Những lợi ích

Hầu hết các hợp kim thép và các bộ phận thép CNC đều có khả năng gia công và định hình tốt. Nhìn chung, các thành phần này có các đặc tính cơ học tốt, bao gồm độ cứng, độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống va đập, mài mòn và ứng suất, v.v.

Do đó, các bộ phận sắt / thép thường được biết đến là bền, có thể sử dụng lâu dài. Hơn nữa, chúng thường tương thích với bề mặt hoàn thiện rộng lớn để cải thiện thêm các đặc tính chung. Ngoài ra, không giống như kim loại, các bộ phận thép có khả năng chống ăn mòn tốt, đặc biệt là những bộ phận được chế tạo từ hợp kim có hàm lượng crom cao.

Thách thức

Mặc dù đây là những hợp kim kim loại được sử dụng nhiều nhất trong các ngành công nghiệp, nhưng việc làm việc với hợp kim này đòi hỏi chuyên môn, vì không phải tất cả các loại đều có thể gia công dễ dàng. Do đó, khi thợ máy không tuân thủ các biện pháp phòng ngừa thích hợp, họ có thể gặp một số khó khăn khi gia công, đặc biệt là đối với các hình dạng phức tạp. Ngoài ra, các loại thép khác nhau có độ dẫn nhiệt khác nhau, do đó nhiệt độ làm cứng loại này có thể không phù hợp với loại khác. 

Hoạt động gia công CNC cho sắt / thép

Gia công bao gồm một loạt các hoạt động cắt được điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể. Hai hoạt động gia công CNC tiêu chuẩn cho sắt / thép bao gồm phay và tiện. Không cần phải nói nhiều, chúng ta hãy cùng xem xét cả hai quy trình.

Phay CNC sắt / Thép

Liên quan đến việc sử dụng dao cắt quay để loại bỏ vật liệu khỏi phôi. Quy trình này rất linh hoạt và tạo ra các bộ phận thép gia công với độ chính xác và độ tin cậy cao. Đây là sự hợp tác CNC để tạo ra các cấu trúc và hình dạng phức tạp với các đường viền trong các thành phần. Các dao phay thông thường cho thép bao gồm thép tốc độ cao, cacbua và coban dao phay đầu tốc độ cao.

Tiện CNC sắt / thép

Như đã đề cập trước đó, tiện CNC là một hoạt động tiêu chuẩn khác dành cho các bộ phận sắt / thép. Hoạt động này bao gồm việc xoay phôi trên máy tiện cố định, dần dần loại bỏ các mảnh vật liệu, tạo ra một bộ phận thép gia công CNC hình trụ. 

Giống như tất cả các hoạt động CNC, sắt / thép tiện mang lại hiệu quả cao, duy trì độ chính xác về kích thước cho các bộ phận có yêu cầu dung sai chặt chẽ. Quy trình này chủ yếu có lợi cho việc sản xuất chốt, trục và các thành phần quay khác.

Tiêu chí cần xem xét khi gia công sắt / thép

Khi gia công các bộ phận bằng máy CNC, điều quan trọng là kỹ sư phải có hiểu biết kỹ thuật cần thiết để chế tạo tuân thủ tất cả các thông số kỹ thuật bắt buộc. Dưới đây là các tiêu chí quan trọng khác cần xem xét khi gia công sắt / thép

Lựa chọn hợp kim thép phù hợp

Việc lựa chọn hợp kim phù hợp nhất với nhu cầu chế tạo của bạn là rất quan trọng đối với dự án gia công CNC. Khi xác định loại thép phù hợp, hãy cân nhắc các đặc tính riêng biệt, chi phí và khả năng tương thích hoàn thiện bề mặt. 

Ví dụ, khi chế tạo các bộ phận cần hàn để lắp vào các cấu trúc lớn hơn, bạn không nên sử dụng 4130. Thay vào đó, các hợp kim thép như 1018, 1045 và 4140 sẽ là lựa chọn phù hợp hơn cho việc chế tạo như vậy. 

Tốc độ nạp liệu của dụng cụ cắt

Tốc độ nạp liệu của dụng cụ cắt đề cập đến tốc độ mà dao cắt cố gắng cắt qua vật liệu. Gia công ở tốc độ cao làm tăng khả năng xảy ra lỗi gia công và biến dạng, vì có thể dẫn đến nhiệt độ tăng quá mức. 

Do đó, việc tối ưu hóa tốc độ cấp liệu của dao cắt có thể chứng minh hiệu quả để đảm bảo gia công cơ khí CNC thép hiệu quả và chính xác. Bạn cũng nên cân nhắc đến độ cứng và độ dẻo dai của hợp kim cụ thể. Ví dụ, hợp kim thép mềm hơn có thể yêu cầu tốc độ cấp liệu cao hơn, trong khi hợp kim cứng hơn sử dụng tốc độ cấp liệu giảm để đảm bảo gia công tối ưu và ngăn ngừa mài mòn dụng cụ.  

Ràng buộc thiết kế và thông số kỹ thuật

Các ràng buộc và thông số kỹ thuật thiết kế cũng là tiêu chí quan trọng mà người thợ máy cần cân nhắc khi gia công các thành phần thép bằng máy CNC. Điều này bao gồm các yêu cầu về dung sai, hoàn thiện bề mặt và độ phức tạp về hình dạng hoặc hình học. 

Lựa chọn công cụ gia công phù hợp

Bên cạnh tất cả các tiêu chí chúng tôi đã thảo luận, các nhà sản xuất cũng phải lựa chọn đúng công cụ gia công CNC cho quá trình chế tạo. Ví dụ, khi làm việc với các kết cấu thép khó hơn, máy phay đầu carbide là lựa chọn tốt hơn so với máy phay tốc độ cao vì độ cứng và khả năng chống mài mòn đặc biệt của chúng.

Ngoài ra, thợ máy phải đảm bảo hình dạng của dao cắt khớp với cùng một góc cạnh cắt, vì điều này giúp cải thiện kết quả gia công. Các tiêu chí khác, chẳng hạn như lựa chọn chất làm mát và chất bôi trơn trong quá trình gia công, cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các lỗi gia công. 

Hoàn thiện bề mặt cho các bộ phận sắt / thép gia công CNC

Các loại hoạt động hoàn thiện bề mặt khác nhau phù hợp với các bộ phận thép được gia công CNC. Dưới đây là tổng quan ngắn gọn về những loại phổ biến hơn.

Sơn phủ bột 

Giống như sơn, sơn phủ bột liên quan đến việc phun bề mặt kim loại, chẳng hạn như thép, bằng bột khô. Lớp sơn khô thường dày khoảng 0,15 đến 0,3 mm, tạo ra bề mặt thép trang trí nhưng bền hơn. 

Những lợi ích khác của việc phủ bột các bộ phận thép gia công CNC bao gồm tăng khả năng chống ăn mòn và cải thiện màu sắc cũng như vẻ ngoài. Ngoài ra, sơn còn thân thiện với môi trường.

Mạ Niken

Như tên gọi của nó, đây là một loại mạ điện liên quan đến việc lắng đọng một lớp kim loại niken trên phần thép đã gia công. Mạ niken tạo ra một lớp mỏng chỉ khoảng 0,1 mm. Tuy nhiên, nó tăng cường khả năng chống chịu hóa học và cơ học, cải thiện độ bền của thép.

Thấm cacbon

Thấm cacbon là phương pháp xử lý nhiệt điển hình cho các bộ phận gia công bằng thép. Quá trình này bao gồm việc nung nóng kim loại thép bằng các chất cacbon khác như than củi và cacbon monoxit. Bộ phận thu được có độ cứng bề mặt, độ bền lõi, khả năng chống rách và mài mòn tăng lên, tất cả đều dẫn đến cải thiện các tính chất cơ học.

Chà

Như một lớp hoàn thiện bề mặt, bao gồm việc chà xát bề mặt của một bộ phận bằng chổi hoặc đai mài mòn để tạo ra một kết cấu riêng biệt, hấp dẫn. Bên cạnh việc tăng cường tính thẩm mỹ của các bộ phận thép gia công CNC, nó cũng làm giảm độ phản xạ, có lợi cho các ứng dụng yêu cầu độ chói tối thiểu. Nó cũng giúp che đi các khuyết tật và nhược điểm gia công.

Phun hạt

Như tên gọi của nó, phun bi liên quan đến việc đẩy hoặc bắn vật liệu mài mòn nhỏ (hạt) vào một bộ phận được chế tạo. Phun bi một bộ phận thép được gia công bằng máy CNC giúp cải thiện tính thẩm mỹ và các đặc tính bề mặt của vật liệu, vì nó tạo ra kết cấu đồng nhất và nhất quán xung quanh bộ phận. Nó cũng giúp tăng cường độ bền của sản phẩm hoàn thiện.

Ứng dụng của gia công CNC vật liệu sắt/thép

Như đã nhắc lại trong bài viết này, các thành phần thép gia công CNC có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Dưới đây là các ngành công nghiệp điển hình 

• Ô tô: Các bộ phận của động cơ như trục và thanh truyền, bao gồm khung xe và bộ phận hệ thống treo. 
• Hàng không vũ trụ: Các thành phần của bánh đáp như thanh chống, trục, giá đỡ
• Y tế: Thiết bị phẫu thuật như kẹp, cán dao mổ, dụng cụ chỉnh hình
• Điện tử: Đầu nối và vỏ
• Vận chuyển: Các thành phần cho hệ thống đường sắt, chẳng hạn như hệ thống khớp nối và công tắc đường ray.
• Năng lượng và Sản xuất điện: Các bộ phận của tua bin hơi và truyền động điện như bánh răng, trục, cánh và rôto

Dachi: Đối tác chuyên nghiệp của bạn về dịch vụ gia công CNC sắt / thép theo yêu cầu:

Ngay cả khi hiểu biết chi tiết về gia công CNC sắt / thép, bao gồm cả sự phức tạp của nó, việc mua những máy này cho dự án của bạn có thể hơi tốn kém, đặc biệt là đối với một công ty khởi nghiệp. Sau đây là lý do tại sao bạn cần hợp tác với một dịch vụ có uy tín. 

Dachi là đối tác bạn cần để giúp bạn hợp lý hóa dự án của mình. Cho dù là sản xuất quy mô nhỏ hay sản xuất số lượng lớn, chúng tôi đều cung cấp dịch vụ chuyên gia về gia công CNC. Cơ sở của chúng tôi tự hào có đội ngũ thợ máy và kỹ sư có tay nghề cao và giàu kinh nghiệm, sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn.

Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!