Công nghệ gia công chính xác_Phần 1

GIỚI THIỆU

Từ gia công có lẽ có rất ít ý nghĩa đối với một người điển hình ngày nay. Tuy nhiên, gần như tất cả mọi người phụ thuộc vào từ đó nhiều hơn họ có thể tưởng tượng.

Điều đó có thể xảy ra như thế nào? Gia công là gì và nó hoạt động như thế nào ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày?

Câu trả lời cho những câu hỏi này và nhiều câu hỏi khác sẽ xuất hiện trong hành trình khám phá thế giới gia công. Liên quan đến việc khám phá một số vấn đề liên quan khác nhau chủ đề.

Đầu tiên, các thuật ngữ “gia công” và “máy công cụ” cần được định nghĩa. Nhiều chi tiết về định nghĩa của chúng cũng được giải thích.

Tiếp theo, nhận thức được cách thức gia công được kết nối với cuộc sống hàng ngày của con người là cần thiết. Các kết nối sẽ được thực hiện đến nhiều loại hàng hóa tiêu dùng và lâu bền. Thậm chí cả những dịch vụ được hàng triệu người trên toàn thế giới sử dụng.

Thảo luận về thiết bị, công cụ, quy trình và công nghệ được sử dụng trong thế giới gia công là cần thiết. Từ đó để bắt đầu hiểu được vai trò của gia công trong xã hội.

Sơ lược về lịch sử gia công và quá trình phát triển của nó theo thời gian. Cũng giúp khắc họa tầm quan trọng của lĩnh vực gia công trong quá khứ, hiện tại và tương lai.

Sau khi hoàn thành phần tổng quan về các chủ đề này, hành trình vào thế giới gia công phức tạp sẽ bắt đầu.

ĐỊNH NGHĨA MÁY

Gia công là gì?

Từ điển Merriam-Webster định nghĩa gia công trong cách này:

“Xử lý bằng hoặc như thể bằng máy; đặc biệt là: giảm bớt hoặc hoàn thiện bằng cách hoặc như thể bằng cách tiện, tạo hình, bào hoặc phay bằng cách vận hành máy công cụ.”

Định nghĩa này có thể không đưa ra một bức tranh rõ ràng về gia công. Nó có từ năm 1853 và ý nghĩa cơ bản của nó vẫn đúng. Nhưng định nghĩa đó không nói lên được điều gì về toàn bộ câu chuyện về gia công.

Bắt đầu với định nghĩa của Merriam-Webster là một khởi đầu tốt đẹp.

Đầu tiên, “xử lý bằng máy” có nghĩa là sử dụng một máy thực hiện một công việc.

Phần thứ hai của định nghĩa này, “để giảm bớt hoặc hoàn thiện”. Có nghĩa là thay đổi kích thước và/hoặc hình dạng bằng cách cắt một mảnh vật liệu.

Tiện, tạo hình, bào và phay là các phương pháp cắt. Vật liệu được gia công thường là kim loại, nhưng các vật liệu khác. Kể cả nhựa và than chì cũng có thể được gia công.

Cuối cùng, “các công cụ vận hành bằng máy” được sử dụng để cắt được gọi là máy công cụ.

Tất cả những yếu tố này thêm vào một định nghĩa về gia công. Điều này rất phù hợp với các chủ đề được thảo luận xuyên suốt văn bản này.

Gia công: Sử dụng máy công cụ để cắt vật liệu theo kích thước và hình dạng mong muốn.

LỊCH SỬ MÁY

Con người đã sử dụng máy công cụ trong nhiều thế kỷ, bắt đầu từ những hình thức rất nguyên thủy. Tiến tới trình độ công nghệ cao, độ chính xác và hiệu quả cao, tồn tại ngày nay. Những máy công cụ đầu tiên được cung cấp năng lượng bằng tay.  Tiến tới sử dụng động vật hoặc nước, hơi nước và cuối cùng là điện.

Ví dụ về máy công cụ đơn giản

Máy khoan cung là loại đơn giản nhất và rất có thể là loại đầu tiên của máy công cụ. Dây cung quấn quanh một dụng cụ cắt tròn. Khi chiếc cung được di chuyển qua lại, dụng cụ cắt quay và tạo ra một hố.

Tương tự, máy khoan cánh cung là loại máy khoan cầm tay khác máy công cụ gọi là máy khoan bơm. Nó đã được phát triển vào khoảng thời Đế chế La Mã và phổ biến cho đến thế kỷ 18. Trong máy khoan bơm, một sợi dây vẫn quay dụng cụ cắt tròn nhưng chuyển động lên trên và xuống. Dễ dàng tạo ra hành động cắt quay để tạo ra các lỗ..

Máy tiện cực lò xo

Máy tiện cực lò xo được phát triển vào thế kỷ 13 để sản xuất các bộ phận bằng gỗ hình trụ. Một đầu của sợi dây được nối với bộ phận bị cắt và đầu còn lại với một cột lò xo. Năng lượng được tạo ra bằng cách sử dụng bàn đạp chân. Sau đó, các dụng cụ cắt được giữ sát vào bộ phận quay để tạo ra các bề mặt hình trụ. Những người định cư ban đầu ở Bắc Mỹ đã sử dụng cây non sống để chế tạo loại máy công cụ này tại quê hương của họ. Sau đó một phiên bản cắt kim loại đã được phát triển.

Máy tiện cực lò xo có một nhược điểm: chuyển động của nó không liên tục. Vào giữa thế kỷ 18, John Smeaton đã phát triển máy tiện Great Wheel. Được cung cấp năng lượng bằng dây truyền động hoặc dây đai gắn vào một bánh xe lớn. Một người quay bánh xe để tạo ra năng lượng và một người khác thực hiện công việc gia công.

The Great Whell lathe

CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP

Máy công cụ bắt đầu được cải tiến mạnh mẽ vào thời kỳ Cách mạng Công nghiệp cuối thế kỷ 18. Nhiều sản phẩm hơn được sản xuất từ kim loại và cần có những công cụ máy móc tốt hơn.

Ở Anh vào năm 1775, John Wilkinson đã phát triển một chiếc máy khoan chạy bằng bánh xe nước để gia công bên trong các khẩu pháo.

Chẳng bao lâu sau, máy bắt đầu khoan xi lanh cho động cơ hơi nước của Boulton và Watts.

Năm 1797, Henry Maudslay đã phát triển một chiếc máy có khả năng cắt ren vít một cách chính xác. Việc sản xuất này mang tính cách mạng vì các bộ phận có ren có thể hoán đổi cho nhau có thể được sản xuất.

Năm 1818, Eli Whitney chế tạo ra chiếc máy phay đầu tiên. Máy công cụ này có thể tạo ra các bề mặt phẳng dễ dàng hơn bằng tay so với các dụng cụ giũa và cạo. Trong vài năm tiếp theo, một số cá nhân đã cải tiến máy của Whitney. Từ đó nghiên cứu ra các mẫu máy khác nhau.

Máy khoan trụ tạo ra các lỗ bằng cách quay tay quay. Tay quay quay các bánh răng làm quay dụng cụ cắt và đưa nó vào bộ phận đang được khoan. Nó thường được sử dụng vào đầu thế kỷ 20 trước khi điện trở nên phổ biến rộng rãi.

Trong suốt thế kỷ 18-19, máy công cụ chạy bằng hơi nước được dẫn động bằng một loạt dây đai. Dây được nối với một bánh xe tập trung lớn chạy bằng động cơ hơi nước. Trong cuộc Cách mạng công nghiệp, nhiều công ty bắt đầu sản xuất máy công cụ khi hoạt động cắt kim loại trở nên phổ biến hơn.

Máy công cụ trong thế kỷ 20 thế nào?

Mời các bạn xem tiếp phần sau

Nguyễn Võ Hải – Dịch từ nguồn Precision machining Technology