Nguyên lý kỹ thuật gia công đúc

Gia công đúc bao gồm việc lấy một bộ phận kim loại đúc làm phôi thô và sử dụng các quy trình cơ học-chẳng hạn như tiện, phay, khoan, doa và mài-để loại bỏ vật liệu thừa khỏi bề mặt, từ đó đạt được kích thước, hình dạng và chất lượng bề mặt được chỉ định trong thiết kế. Mặc dù hình dáng bên ngoài của vật đúc phần lớn được thiết lập sau khi đổ và làm nguội, nhưng các vấn đề như sai lệch kích thước, độ nhám bề mặt và dung sai gia công thường vẫn còn, đòi hỏi phải xử lý thêm. Trong quá trình gia công, chuyển động tương đối xảy ra giữa dụng cụ cắt và phôi; công cụ cắt vào bề mặt đúc để loại bỏ vật liệu dư thừa, cuối cùng tạo ra bề mặt gia công đáp ứng các thông số kỹ thuật của bản thiết kế.

Nguyên lý cơ bản của gia công đúc là loại bỏ vật liệu đạt được thông qua chuyển động tương đối giữa dụng cụ cắt (hoặc dụng cụ mài mòn) và vật đúc. Ví dụ, khi tiện, phôi quay trên trục chính của máy công cụ trong khi dao di chuyển theo hướng quy định, loại bỏ vật liệu dần dần bằng cách kiểm soát độ sâu cắt và tốc độ tiến dao. Phay sử dụng một dao cắt quay tốc độ cao- để gia công bề mặt đúc, cho phép tạo ra các tính năng như bề mặt phẳng, rãnh và đường viền cong. Khoan chủ yếu được sử dụng để tạo lỗ, trong khi khoan nhằm mục đích nâng cao hơn nữa độ chính xác về kích thước và vị trí. Đối với các vật đúc đòi hỏi độ chính xác cao và chất lượng bề mặt vượt trội, các quy trình hoàn thiện như mài cũng có thể được sử dụng.

Gia công đúc đặt ra những thách thức đặc biệt so với gia công thép tiêu chuẩn vì vật liệu bên trong có thể chứa độ xốp, các khoang co ngót, tạp chất hoặc cấu trúc vi mô không-đồng đều. Trước khi bắt đầu gia công, điều cần thiết là phải chọn các phương pháp thích hợp và xác định mức cho phép gia công phù hợp dựa trên đặc tính và chất lượng vật liệu đúc. Trong quá trình này, độ sâu cắt quá mức có thể dẫn đến tăng lực cắt và mài mòn dụng cụ, trong khi lượng cho phép gia công không đủ có thể không loại bỏ hoàn toàn các khuyết tật bề mặt. Do đó, phương pháp tiếp cận theo giai đoạn-bao gồm gia công thô,-gia công tinh và hoàn thiện{6}}thường được áp dụng để nhanh chóng loại bỏ phần lớn vật liệu dư thừa trước tiên, sau đó là cải tiến dần dần về độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt.

Gia công đúc cũng yêu cầu kiểm soát sự sinh nhiệt, độ rung và biến dạng. Vật đúc thường có hình dạng phức tạp và độ dày thành thay đổi đáng kể, khiến chúng dễ bị phân bố ứng suất không đều trong quá trình cắt. Do đó, việc lựa chọn đúng các mốc định vị và phương pháp kẹp là rất quan trọng trong quá trình thiết lập để ngăn ngừa biến dạng phôi do lực kẹp quá mức gây ra. Đồng thời, phải chọn tốc độ cắt, tốc độ tiến dao và độ sâu cắt thích hợp dựa trên vật liệu đúc cũng như các phương pháp làm mát và bôi trơn phù hợp được sử dụng để giảm thiểu ma sát và dao động nhiệt độ giữa dụng cụ và phôi. Cũng phải đặc biệt chú ý đến khả năng biến dạng trong quá trình gia công các vật đúc có thành-có thành mỏng hoặc vật đúc có quy mô lớn-.

Sau khi gia công hoàn tất, các phép đo và kiểm tra được yêu cầu để xác minh rằng bộ phận đó đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế. Tiêu chí kiểm tra tiêu chuẩn bao gồm độ chính xác về kích thước, độ chính xác về hình thức, độ chính xác về vị trí và độ nhám bề mặt. Các công cụ như thước cặp vernier, micromet, thước đo lỗ khoan bên trong và máy đo tọa độ (CMM) thường được sử dụng để kiểm tra này. Đối với vật đúc quan trọng, việc kiểm tra cũng phải được tiến hành để phát hiện bất kỳ khiếm khuyết bên trong nào có thể ảnh hưởng đến hiệu suất. Thông qua trình tự quy trình "đúc-làm sạch quá trình đúc thô-gia công thô-bán-hoàn thiện-hoàn thiện-kiểm tra chất lượng", quá trình đúc dần dần được cải thiện để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cuối cùng.