Giới thiệu cách chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Chế tạo phôi là phương pháp gia công cắt gọt kết hợp giữa công nghệ, máy móc và thợ cơ khí tạo ra các sản phẩm theo mẫu mã, kích thước của khách hàng. Theo dõi bài viết dưới đây để được bật mí về cách chọn phôi và các phương pháp chế tạo phôi phổ biến hiện nay.

1. Yêu cầu chọn phôi

Khi chế tạo một chi tiết ta cần chọn vật liệu chế tạo phôi, loại phôi, xác định kích thước phôi phù hợp.

• Kích thước phôi được xác định bằng cách tính toán lượng dư gia công.
• Loại phôi căn cứ theo yêu cầu kỹ thuật và chức năng làm việc của chi tiết.
• Chọn phôi phải đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, tính năng, giá thành phù hợp, chế tạo chi phí thấp, dễ chế tạo, quy trình công nghệ đơn giản, tiết kiệm mà vẫn phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tốt. Qua đó để chọn được loại vật liệu cần thiết, hình dáng, kết cấu công nghệ, quy trình sản xuất, phương pháp chết tạo phôi và khả năng đạt độ chính xác của phương pháp

Ngoài ra ta còn phải căn cứ vào điều kiện làm việc của  xưởng để cân nhắc cho phù hợp,... nếu như chọn loại phôi không phù hợp với điều kiện nhà xưởng không đáp ứng chế tạo được sẽ làm thấy thoát về mặt kinh tế, cũng như thời gian tiền bạc.

Tham khảo thêm: Phoi và phôi khác nhau như thế nào

2. Các phương pháp chế tạo phôi

2.1. Phương pháp đúc

Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại chảy lỏng vào khuôn có hình dạng, kích thước xác định. Sau khi kim loại kết tinh ta thu được chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu. Phôi từ các kim loại đen, kim loại màu và hợp kim của chúng thường được chế tạo bằng phương pháp đúc.

Ưu điểm của phôi đúc

• Có thể đúc được tất cả các kim loại và các hợp kim có thành phần khác nhau.
• Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không chế tạo được.
• Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp.
• Ngoài ra đúc còn có ưu điểm dễ cơ khí hóa, tự động hóa, cho năng suất cao, giá thành thấp, và đáp ứng linh hoạt trong sản xuất.

Tuy nhiên đúc cũng có nhược điểm là tốn kim loại do có đậu ngót, đậu rót, và để kiểm tra chi tiết đúc cần có thiết bị hiện đại.

Các loại phôi đúc

Đúc trong khuôn cát

Đúc trong khuôn cát là phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lòng khuôn cát có hình dáng và kích thước của vật đúc , sau khi kim loại đông đặc ta tiến hành phá khuôn và thu được vật đúc có hình dáng giống như lòng khuôn đúc.

Nhược điểm của phôi khi đúc trong khuôn cát là độ chính xác vật đúc không cao dẫn tới lượng dư gia công lớn, hệ số sử dụng vật liệu nhỏ. Chất lượng phôi đúc thấp, thường có rỗ khí, rỗ sỉ, chất lượng bề mặt vật đúc thấp.

Đúc trong khuôn kim loại

• Độ chính xác về hình dạng và kích thước cao.
• Tổ chức vật đúc mịn chặt.
• Dễ cơ khí hóa và tự động hóa, năng suất cao.

Điểm hạn chế của phôi đúc trong khuôn kim loại là khối lượng vật đúc hạn chế, khó chế tạo được các vật đúc có hình dạng phức tạp và có thành mỏng, bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng cho nên sau khi đúc thường phải ủ để chuẩn bị gia công cơ tiếp theo.

Tham khảo thêm: Vật liệu phôi gia công

2.2. Phương pháp gia công áp lực

Đặc điểm phương pháp gia công áp lực

 Phương pháp gia công kim loại bằng áp lực là dùng ngoại lực thông qua các dụng cụ làm cho kim loại bị biến dạng ở trạng thái mạng tinh thể theo các hướng định trước đẻ thu được các chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.

Dưới tác dụng của ngoại lực tinh thể kim loại được định hướng và kéo dài tạo thành tổ chức sợi hoặc thớ làm tăng khả năng chịu kéo dọc thớ và chịu cắt nang thớ.

Trong quá trình biến dạng cấu trúc mạng bị xô lệch mất cân bằng làm cho tính chất dẻo bị giảm đi, độ cứng tăng lên, quá trình đó được gọi là quá trình biến cứng, mức độ biến cứng phụ thuộc vào mức độ biến dạng.

Các loại phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực

Phôi từ thép cán

Thép cán có hình dạng và kích thước tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu chuẩn, chất lượng bề mặt cao, thành phần hóa học ổn định hơn so với phôi đúc.

Phôi của các chi tiết có tiết diện ngang hình trụ hoặc hình chữ nhật thường được cắt từ thép cán, ví dụ phôi các chi tiết dạng trục, bánh răng, bộ đôi bơm cao áp…

Sử dụng phôi từ thép cán cho hệ số sử dụng vật liệu thấp, do đó thường chỉ sử dụng trong sản suất đơn chiếc hoặc dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ.

Phôi rèn tự do

Rèn tự do là dùng ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ làm kim loại biến dạng tự do ở nhiệt độ rèn để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước dạt yêu cầu.

Phôi dập thể tích

Phôi dập thể tích có độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt cao. Hầu như kim loại bị biến dạng ở trạng thái ứng suất khối nên tính dẻo cao hơn, do đó biến dạng triệt để, do đó có thể chế tạo được các hình dạng phức tạp, hệ số sử dụng vật liệu cao hơn so với rèn tự do.

Nhược điểm là dập thể tích là thiết bị cần có công suất lớn, không chế tạo được phôi lớn, chi phí chế tạo khuôn cao.

Phôi dập tấm

Phôi dập tấm có độ cứng vững, độ chính xác và chất lượng bề mặt cao, thường không phải gia công cơ, hoặc gia công cơ rất ít hiệu quả kinh tế- kỹ thuật cao.

Phương pháp dập tấm dễ cơ khí hóa và tự động hóa, năng suất rất cao nên phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối.

2.3. Phôi hàn

Phôi hàn được chế tạo từ thép cán ( thép tấm hoặc thép hình) nhờ ghép nối bằng hàn. Phôi hàn tiết kiệm được từ 30 – 40 % khối lượng vật liệu so với phôi đúc. Khi chế tạo các chi tiết dạng hộp ở dạng sản xuất đơn chiếc thì sử dụng phôi hàn là hợp lý nhất. Chất lượng phôi hàn phụ thuộc vào chất lượng mối hàn. Khi hàn vật bị nung nóng cục bộ tạo nên ứng suất dư lớn, tổ chức kim loại gần mối hàn bị thay đổi theo chiều hướng xấu, làm giảm khả năng chịu tải trọng động. Sau khi gia công cắt gọt và cùng với quá trình làm việc trạng thái ứng suất dư ở các mối hàn bị thay đổi dẫn đến chi tiết dễ bị biến dạng.

Trên đây là những chia sẻ của GSI Tools về các phương pháp chế tạo phôi mong rằng những thông tin này giúp ích cho bạn đọc trong việc chọn phôi và tích lũy kinh nghiệm trong quá trình tìm hiểu ngành nghề cơ khí. Nếu còn bất kì thắc mắc nào hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ nhanh nhất.