Hướng dẫn chọn dao phay phù hợp cho ứng dụng công nghiệp

Trong lĩnh vực sản xuất chính xác, các hoạt động phay đóng một vai trò then chốt. Dao phay, đóng vai trò là "răng" của quá trình phay, có nhiều loại khác nhau với các đặc tính hiệu suất khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả gia công, độ chính xác và chất lượng bề mặt. Hướng dẫn này cung cấp cho các kỹ sư và nhà sản xuất một tài liệu tham khảo kỹ lưỡng để lựa chọn các dụng cụ phay phù hợp dựa trên các yêu cầu xử lý cụ thể.

Dụng cụ phay có thể được phân loại theo các tiêu chuẩn phân loại khác nhau:

• Dao phay liền khối: Thiết kế thân và răng dao tích hợp, cấu trúc nhỏ gọn và độ cứng tuyệt vời, thích hợp cho gia công có độ chính xác cao. Tuy nhiên, toàn bộ dụng cụ phải được thay thế khi bị mòn, dẫn đến chi phí cao hơn.
• Dao phay hàn: Sử dụng răng được cố định vào thân dao bằng phương pháp hàn, mang lại chi phí thấp hơn nhưng giảm độ bền và độ bền của răng so với dao phay liền khối.
• Dao phay lắp mảnh: Sử dụng các mảnh dao thay thế được kẹp cơ học vào thân dao. Các mảnh dao thay thế làm giảm chi phí dụng cụ và cải thiện hiệu quả sản xuất, khiến chúng trở thành dụng cụ phay được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

• Dao phay ngón: Được sử dụng để phay mặt, phay đường bao, phay rãnh và đại diện cho các dụng cụ được sử dụng phổ biến nhất trong các hoạt động phay.
• Dao phay mặt: Được thiết kế để phay mặt diện tích lớn với hiệu quả xử lý cao.
• Dao phay rãnh T: Chuyên dùng để gia công rãnh T, thường được sử dụng trong bàn làm việc của máy công cụ và các bộ phận tương tự.
• Dao phay rãnh then: Đặc biệt dành cho gia công rãnh then, thường được áp dụng trong các bộ phận trục.
• Dao phay bánh răng: Được thiết kế để sản xuất bánh răng với độ chính xác và hiệu quả cao.

• Dao phay ngón một me: Tạo ra lực cắt thấp hơn, thích hợp cho các bộ phận thành mỏng hoặc gia công có độ chính xác cao.
• Dao phay ngón nhiều me: Cung cấp hiệu quả cắt cao hơn, lý tưởng cho các hoạt động phá thô nặng.

Là dụng cụ phay được sử dụng phổ biến nhất, dao phay ngón có thể được phân loại thêm theo hình dạng đầu của chúng:

• Dao phay ngón đầu vuông: Có đầu góc vuông 90 độ để gia công đa năng bao gồm phay mặt, phay đường bao và phay rãnh.
• Dao phay ngón đầu cầu: Với đầu hình cầu để gia công đường bao phức tạp như phay bề mặt và xử lý khuôn. Thiết kế hình cầu ngăn chặn sự tiếp xúc cứng giữa các cạnh cắt và phôi, cải thiện chất lượng bề mặt.
• Dao phay ngón góc lượn: Kết hợp các góc bo tròn để tăng độ bền của dụng cụ và giảm nguy cơ sứt mẻ, đặc biệt phù hợp với vật liệu có độ bền cao.
• Dao phay ngón côn: Có thân hình nón cho các ứng dụng chuyên biệt như gia công khoang sâu và xử lý vát mép.
• Dao phay ngón cắt dưới (Dao phay kẹo mút): Đặc trưng bởi đầu hình tròn và thân mảnh để gia công các cấu trúc cắt dưới.
• Dao phay vát mép: Được thiết kế đặc biệt để vát mép các bộ phận nhằm cải thiện tính thẩm mỹ và an toàn.
• Dao phay phá thô: Được trang bị nhiều cạnh cắt răng cưa để loại bỏ vật liệu nhanh chóng trong các hoạt động phá thô.

Chủ yếu được sử dụng để phay mặt, các dụng cụ này có thân dao đường kính lớn với nhiều cạnh cắt để gia công hiệu quả cao. Không giống như phương pháp cắt dọc của dao phay ngón, dao phay mặt sử dụng phương pháp cắt ngang. Chúng thường được sử dụng để gia công các mặt phẳng lớn như bàn máy công cụ và đế khuôn.

Các dụng cụ chuyên dụng này có đầu hình chữ T có khả năng gia công các biên dạng rãnh T hoàn chỉnh trong các thao tác đơn lẻ. Thường được sử dụng trong bàn làm việc và đồ gá của máy công cụ để cố định phôi hoặc đồ gá.

Các dụng cụ phay lưỡi mỏng này chủ yếu dùng để cắt kim loại. Các loại bao gồm:

• Lưỡi răng thẳng: Dùng cho các vật liệu mềm hơn như nhôm và đồng.
• Lưỡi răng lượn sóng: Dùng cho các vật liệu cứng hơn bao gồm thép và sắt.
• Lưỡi răng hình thang: Dùng cho ống thành mỏng, giảm thiểu sự hình thành gờ.

Được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp ô tô, kỹ thuật chính xác và xây dựng.

Các dụng cụ quay một hoặc nhiều cạnh này chủ yếu dùng để phay mặt, có cấu trúc đơn giản và chi phí thấp, phù hợp với sản xuất lô nhỏ hoặc gia công đơn giản. Thường được gắn trên trục chính của máy phay để cắt phôi thông qua chuyển động quay.

Các dụng cụ chuyên dụng có biên dạng cụ thể để gia công các bộ phận có đường bao phức tạp. Được tạo hình tùy chỉnh theo hình học của bộ phận (ví dụ: dao phay bánh răng, dao phay then hoa), chúng cho phép gia công các biên dạng phức tạp trong một thao tác duy nhất, nâng cao hiệu quả và độ chính xác.

• Dao phay bán kính lồi: Dùng cho bán kính lồi bên ngoài.
• Dao phay bán kính lõm: Dùng cho bán kính lõm bên trong.
• Dao phay định hình vát mép: Dùng để gia công vát mép.

Chúng sử dụng các mảnh dao thay thế (thường là cacbua hoặc gốm) được gắn trên thân thép. Các mảnh dao thay thế làm giảm chi phí dụng cụ và tăng năng suất, khiến chúng trở nên lý tưởng để phá thô nặng hoặc gia công vật liệu có độ cứng cao.

• Thép dụng cụ cacbon: Chi phí thấp và dễ gia công, nhưng khả năng chống mài mòn/chịu nhiệt kém, thích hợp để cắt vật liệu mềm tốc độ thấp.
• Thép gió (HSS): Cung cấp độ cứng tốt, khả năng chống mài mòn/chịu nhiệt để cắt tốc độ cao, nhưng độ dẻo dai kém và dễ bị sứt mẻ.
• Cacbua: Độ cứng, khả năng chống mài mòn/chịu nhiệt vượt trội để cắt vật liệu cứng tốc độ cao, mặc dù tốn kém và dễ vỡ.
• Gốm: Độ cứng/khả năng chịu nhiệt cực cao để cắt tốc độ cao các vật liệu khó như siêu hợp kim và thép đã tôi cứng, nhưng cực kỳ giòn.
• Cermet: Kết hợp các ưu điểm của gốm/kim loại với độ cứng tốt, khả năng chống mài mòn/chịu nhiệt và độ dẻo dai vừa phải, lý tưởng để hoàn thiện/bán hoàn thiện.
• Stellite: Hợp kim không chứa sắt với khả năng chống mài mòn/chịu nhiệt tuyệt vời để cắt ở nhiệt độ cao, tốc độ cao.

Việc lựa chọn dao cắt phù hợp đòi hỏi phải đánh giá toàn diện về:

• Vật liệu phôi: Các vật liệu khác nhau đòi hỏi các vật liệu và hình dạng dụng cụ cụ thể.
• Yêu cầu gia công: Các nhu cầu khác nhau quy định các loại dụng cụ và mức độ chính xác khác nhau.
• Khả năng của máy: Công suất, tốc độ và độ cứng ảnh hưởng đến việc lựa chọn dụng cụ.
• Kích thước dụng cụ: Phải phù hợp với kích thước phôi và phạm vi gia công.
• Hiệu quả chi phí: Chọn các tùy chọn tiết kiệm chi phí trong khi đáp ứng các yêu cầu xử lý.

Độ sâu và chiều rộng phay xác định trực tiếp kích thước dao cắt. Nói chung, kích thước gia công lớn hơn đòi hỏi các dụng cụ lớn hơn, với đường kính điển hình dao động từ Φ16-Φ630mm.

Đối với các bộ phận có diện tích lớn, nên dùng dao cắt đường kính nhỏ hơn, lý tưởng là có khoảng 70% phần cạnh cắt tham gia. Đường kính trục chính của máy cũng ảnh hưởng đến việc lựa chọn - đường kính dao phay mặt (D) phải xấp xỉ 1,5 lần đường kính trục chính (d): D = 1,5d.

Phay lỗ đặc biệt đòi hỏi phải lựa chọn đường kính cẩn thận, vì việc chọn kích thước không chính xác có thể làm hỏng phôi hoặc dụng cụ.

Công suất cắt và kích thước phôi là những yếu tố quan trọng. Đối với dao phay mặt, hãy đảm bảo công suất yêu cầu nằm trong khả năng của máy. Đối với dao phay ngón nhỏ, hãy xác minh RPM tối đa của máy đáp ứng các yêu cầu về tốc độ cắt tối thiểu (thường là 60m/phút).

Số lượng răng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất. Ví dụ, một dao cắt đường kính 100mm có thể có 8 răng (bước răng nhỏ) hoặc 6 răng (bước răng lớn). Các dụng cụ có bước răng lớn với các túi phoi lớn hơn làm giảm ma sát giữa phôi, thân dụng cụ và phoi, giúp chúng phù hợp hơn để phá thô.

Lưu ý: Ở tốc độ nạp liệu giống nhau, các dụng cụ có bước răng nhỏ tạo ra ít tải hơn trên mỗi răng so với các phiên bản có bước răng lớn.

Hoàn thiện thường sử dụng các mảnh dao mài để có độ chính xác về kích thước, độ chính xác định vị cạnh và độ hoàn thiện bề mặt vượt trội. Phá thô được hưởng lợi từ các mảnh dao ép để giảm chi phí. Các thao tác có độ sâu/tốc độ nạp nhỏ với các mảnh dao cacbua góc dương không sắc có thể rút ngắn tuổi thọ của dụng cụ.

Sự khác biệt chính nằm ở hướng cắt - dao phay ngón có thể cắt bằng cả cạnh đầu và cạnh bên, trong khi dao phay mặt chủ yếu thực hiện cắt ngang.

Các dụng cụ đa năng này gia công các hình dạng và lỗ cụ thể, phù hợp để phay, sao chép, tạo hình, khoan, xẻ rãnh và khoan. Với các răng cắt ở cả hai đầu và hai bên, chúng cắt hiệu quả các vật liệu khác nhau theo nhiều hướng.

Có một số khác biệt: mũi khoan tạo ra các lỗ và do đó yêu cầu các góc điểm để định vị, trong khi dao phay để phay mặt không có các góc như vậy. Ngoài ra, mũi khoan có đáy côn để xuyên qua phôi, trong khi dao phay có đáy phẳng.