Dụng cụ cắt gọt

Trong ngành cơ khí chế tạo thì cắt gọt kim loại là một phương pháp gia công được ứng dụng phổ biến. Bằng cách sử dụng những dụng cụ cắt gọt để loại bỏ đi những lớp kim loại (lượng dư gia công) trên bề mặt của phôi giúp tạo thành những chi tiết theo đúng yêu cầu.

1. Dụng cụ cắt gọt cơ khí là gì?

Dụng cụ cắt gọt cơ khí, cũng được gọi là dao cụ cắt gọt kim loại là những dụng cụ cơ khí có độ cứng cao hơn độ cứng của chi tiết gia công, với công dụng tạo hình chi tiết sản phẩm bằng cách cắt gọt phôi để loại bỏ đi những phần kim loại thừa. 

Những dụng cụ cắt gọt CNC này đa dạng chủng loại, kiểu dáng, thiết kế và chúng sẽ hoạt động khi được lắp vào các máy công cụ như máy tiện, máy phay, máy khoan, máy bào,… để thực hiện các chức năng gia công chuyên dụng trong cơ khí như tiện, phay, khoan, doa, bào, taro,… giúp tạo và hoàn thiện các chi tiết, đáp ứng cho việc lắp ráp, chế tạo hoặc sửa chữa máy móc, thiết bị.

2. Các yêu cầu chung đối với dụng cụ cắt gọt kim loại

Đối với các dụng cụ cắt CNC trong gia công cơ khí, chúng phải đáp ứng được những yêu cầu sau để đảm bảo cho quá trình gia công được diễn ra trơn trụ, ổn định, đúng yêu cầu gia công, đảm bảo độ chính xác và đặc biệt tránh những sự cố không đáng có.

Bởi vậy chúng có rất nhiều hình dạng, kích thước khác biệt, nhưng về cơ bản thì các dụng cụ cắt gọt kim loại cần đáp ứng được những yếu tố sau: 

• Độ cứng: dụng cụ cắt cần phải có độ cứng cao hơn độ cứng của phôi, phải đủ cứng để không bị biến dạng trong quá trình cắt gọt.
• Độ bền cơ học: là khả năng không bị phá hủy khi phải chịu áp lực trong quá trình cắt.
• Độ bền nhiệt: dao cắt cần phải giữ được độ cứng và độ bền cơ học khi phải chịu nhiệt sinh ra trong quá trình gia công.
• Độ bền mài mòn: khả năng chống mài mòn trong quá trình cắt gọt.

3. Các loại dụng cụ cắt gọt cơ khí thông dụng

Có nhiều loại dụng cụ cắt gọt kim loại CNC khác nhau như mảnh dao tiện, dao phay, đài phay, mũi khoan, mũi doa, dao vát mép… sử dụng cho các phương pháp gia công khác nhau như tiện, phay, khoan, bào, chuốt… Chúng cũng được lắp đặt trên nhiều loại máy công cụ như máy tiện, máy phay, máy khoan, máy bào… nhằm đáp ứng cho những mục đích gia công khác nhau.

3.1 Dao tiện

Dao tiện là dụng cụ cắt gọt được dùng cực kỳ phổ biến trong gia công kim loại, nó giúp tạo hình nhanh chóng các chi tiết có dạng tròn xoay như trục trơn, côn, lỗ tròn… Dao tiện bao gồm 2 bộ phận chính là phần cán và phần cắt. Cán dao giúp gá kẹp chắc dao tiện trên các máy tiện, phần cắt thường tạo thành bởi các mảnh dao tiện có thể thay thế. 

Dao tiện cơ khí rất đa dạng chủng loại, kiểu dáng để đáp ứng cho nhiều ứng dụng gia công tiện, cũng như nhu cầu tiện trên các loại vật liệu có tính chất khác nhau. Đối với dao tiện, theo các cách phân loại khác nhau sẽ có những loại như sau:

• Theo chức năng của dao tiện có dao tiện ngoài, dao tiện trong, dao tiện ren, dao tiện rãnh, dao tiện cắt đứt, dao tiện vai, dao xén mặt đầu, dao tiện doa lỗ, dao tiện định hình.
• Theo hướng tiện của dao trong quá trình gia công thì có dao tiện trái và dao tiện phải.
• Theo kết cấu của dao tiện thì có dao hình tròn, dao hình lăng trụ, dao liền, dao hàn, dao răng chắp.
• Theo cách gá dao với phôi thì có dao định hình hướng kính và dao định hình tiếp tuyến.

3.2 Dao phay

Cùng với dao tiện thì các loại dao phay cũng được sử dụng rất nhiều trong gia công cơ khí, thậm chí ứng dụng của nó còn nhiều hơn là các loại dao tiện. Dao phay được lắp trên các máy phay hoặc máy gia công phức hợp để thực hiện các quá trình gia công phay. 

Dao phay có thể dùng để tạo ra được nhiều chi tiết phức tạp, do cơ chế gia công phay nên dao phay có thể loại bỏ được nhanh những phần thừa trên phôi để tạo rãnh, tạo lỗ, ren, bánh răng… gia công từ thô đến hoàn thiện hình dáng của nhiều kiểu chi tiết.

Dao phay cơ khí cũng có nhiều kiểu phân loại khác nhau, dựa theo các tiêu chí riêng thì chúng ta có các loại dao phay cơ khí như sau.

• Dựa theo cách phân bố răng dao so với trục dao, có dao phay ngón, dao phay cầu, dao phay góc, dao phay mặt, dao phay đĩa.
• Dựa theo kết cấu của răng dao có dao phay răng nhọn và dao phay hớt lưng.
• Dựa theo hướng của răng dao có dao răng thẳng, dao răng nghiêng, dao răng xoắn, dao răng sole.
• Dựa theo cấu tạo của toàn bộ dao phay có dao phay liền khối, dao phay răng ghép.
• Dựa theo điều kiện cắt gọt của dao phay có dao phay mặt trụ, dao phay mặt đầu.
• Dựa theo đặc điểm công nghệ có dao phay mặt phẳng, dao phay rãnh và bậc, dao phay bề mặt định hình, dao phay bánh răng và ren, dao phay tạo lỗ, dao phay rãnh chữ T, dao phay cắt vật liệu.
• Dựa theo phương pháp kẹp dao có dao phay trụ  ngang, dao phay trụ đứng.

3.3 Mũi khoan cơ khí

Các mũi khoan là dụng cụ cắt gọt được sử dụng để tạo lỗ, khoét lỗ trên các vật liệu kim loại trong ngành công nghiệp cơ khí. Mũi khoan có thể được sử dụng trên các máy CNC cỡ lớn hoặc trên các máy khoan cầm tay cỡ nhỏ.

Cấu tạo cơ bản của mũi khoan bao gồm phần chuôi và phần làm việc, tuy nhiên tùy thuộc vào mỗi ứng dụng khác nhau mà các loại mũi khoan lại có kiểu dáng, cấu tạo và kích thước khác nhau. Phổ biến nhất là các mũi khoan xoắn, ngoài ra còn có nhiều loại mũi khoan khác như sau:

• Mũi khoan xoắn: loại mũi khoan này tùy theo kiểu dáng hay vật liệu chế tạo, lớp phủ, độ xoắn… lại được chia ra thành nhiều kiểu mũi khoan như mũi khoan dài, mũi khoan đáy phẳng, mũi khoan thép, mũi khoan đa năng, mũi khoan kim loại màu…
• Mũi khoan gắn mảnh: loại này có phần cắt là những mảnh cắt nhỏ được gắn ở phần đầu của thân mũi khoan.
• Mũi khoan có thể thay đổi đầu: phần đầu của mũi khoan có thể tháo lắp để thay thế các đầu cắt có góc đỉnh khác nhau hoặc thay đầu mới khi đầu cũ bị mòn.
• Mũi khoan định tâm: dùng tạo lỗ định vị trước khi khoan với một mũi khoan lớn hơn, tránh khoan bị lệch, thường dùng trên các bề mặt cong.
• Mũi khoan bước: có nhiều bước đường kính, cho phép khoan nhiều lỗ có đường kính khác nhau chỉ với một mũi khoan.
• Mũi khoan khoét lỗ: loại mũi khoan này thường được dùng để cắt lỗ thường kính lớn trên vật liệu dạng tấm mỏng.
• Mũi khoan răng cưa: dùng khoan hoặc sử dụng để tạo hình trên một bề mặt dạng tấm của chi tiết