Dụng cụ cắt cho máy tiện CNC, Hướng dẫn toàn diện!

Máy tiện được sử dụng để tạo hình và cắt gỗ và kim loại bằng cách xoay phôi và loại bỏ những vật liệu không mong muốn. Tuy nhiên, máy tiện CNC đã thay đổi hoàn toàn và cách mạng hóa trò chơi bằng cách tăng hiệu quả và mang lại độ chính xác cao hơn cho các hoạt động cắt.

Nói về dụng cụ cắt, chúng là thành phần cốt lõi của máy tiện CNC khi chúng xác định và định hình sản phẩm cuối cùng. Do đó, việc lựa chọn công cụ cắt phù hợp có tầm quan trọng to lớn để sản xuất các bộ phận chất lượng cao, kéo dài tuổi thọ công cụ và tối ưu hóa hiệu quả.

Hướng dẫn này sẽ xem xét các công cụ cắt khác nhau dành cho máy tiện CNC, tính năng, đặc tính của chúng, thời điểm và cách sử dụng chúng. Không chỉ vậy, đến cuối bài viết, bạn cũng sẽ biết cách bảo trì những công cụ này và lý do chính xác nên là tiêu chí cho các lựa chọn. Hãy đi sâu vào.

Giới thiệu về dụng cụ cắt tiện

Với việc nâng cấp máy cắt tiện thủ công lên máy tiện CNC, chúng đang chiếm lĩnh mọi ngành công nghiệp sản xuất như bất cứ ngành nào. Máy CNC hoàn toàn tự động và được vận hành bởi chương trình ổ dữ liệu điều khiển các công cụ cắt và vận hành để đảm bảo độ chính xác và hiệu quả. Ngày càng có nhiều ngành công nghiệp và tận dụng tối đa máy tiện CNC; ngành ô tô, điện tử, sản xuất đồ nội thất và một số ngành khác.

Nhìn vào sự phụ thuộc ngày càng tăng và tầm quan trọng của máy tiện CNC, nên biết rằng yếu tố then chốt của chúng là các dụng cụ cắt gắn liền với chúng. Đây là những công cụ thực sự thực hiện công việc, chẳng hạn như cắt, khoan, móc lỗ, tiện ren và bất cứ thứ gì cần thiết cho phôi.

Phân loại dụng cụ cắt tiện

Sự đa dạng của các công cụ cắt có thể được chia thành nhiều loại hơn nữa, điều này cuối cùng sẽ giúp xác định chính xác nhu cầu là gì. Việc phân loại dựa trên cơ sở vật liệu, mục đích hoặc các lưỡi cắt được yêu cầu.

Dựa trên vật liệu công cụ

Vật liệu mà máy tiện CNC đang xử lý sẽ tác động đến dụng cụ cắt được chọn. Điều này là do các vật liệu khác nhau phản ứng khác nhau với các loại khác nhau và do đó cần xem xét vật liệu nào sẽ tiếp xúc với dụng cụ cắt để đảm bảo hiệu quả cao hơn. Dụng cụ cắt có vai trò chính đối với hiệu suất của nó, bao gồm khả năng chống mài mòn, khả năng cắt và khả năng chịu nhiệt.

1. Thép tốc độ cao (HSS)

Dụng cụ HSS được biết đến với độ cứng và độ bền. Chúng được sử dụng khi không yêu cầu gia công tốc độ cao và khi chi phí là vấn đề được quan tâm nhiều hơn. Mặc dù, chúng có giá thấp hơn các vật liệu khác nhưng chúng cũng có khả năng chịu nhiệt và mài mòn kém hơn, nghĩa là chúng bị mòn nhanh hơn.

2. gốm sứ

Dụng cụ cắt gốm có khả năng chịu nhiệt cao, điều đó có nghĩa là chúng hoàn hảo để gia công tốc độ cao trên vật liệu cứng. Chúng cũng có thể chịu được tốc độ cắt cao mà không cần bất kỳ chất làm mát nào, nhưng chúng có thể bị nứt dưới áp lực cơ học cao.

3. cacbua

Đây là công cụ cắt được sử dụng phổ biến nhất trong các máy tiện CNC, được làm từ cacbua vonfram và được phụ thuộc nhiều vào độ cứng, khả năng chống mài mòn và mang lại độ sắc nét khi tốc độ cắt cao. Vật liệu dụng cụ cắt này lý tưởng cho các phôi kim loại. Tuy nhiên, điều này cũng có thể bị sứt mẻ dưới tác động mạnh.

4. gốm kim loại

Dụng cụ cắt này là sự kết hợp giữa vật liệu gốm và kim loại, khiến nó trở nên lý tưởng để xử lý độ dẻo dai. Dụng cụ cắt gốm kim loại cho các thao tác hoàn thiện tốt.

Dựa trên hoạt động được thực hiện

Một tiêu chí khác cho các công cụ máy tiện CNC là trên cơ sở hoạt động gia công. Do đó, các hoạt động phải là một yếu tố khi xem xét các công cụ.

1. Dụng cụ tiện

Công cụ này được sử dụng trong các nguyên công tiện trong đó đạt được hình dạng hoặc kích thước cụ thể của phôi bằng cách loại bỏ vật liệu khỏi đường kính ngoài của phôi hình trụ. Tiện là hoạt động phổ biến nhất và nó có thể được chia nhỏ hơn dựa trên tốc độ loại bỏ vật liệu trên bề mặt hoàn thiện.

Ví dụ, các dụng cụ tiện gia công thô được chế tạo để xử lý việc loại bỏ vật liệu khối lượng lớn vì chúng có bán kính mũi lớn hơn. Chúng cũng có lưỡi cắt khỏe hơn giúp dễ dàng xử lý lực cắt nặng.

Tiếp theo là Dụng cụ tiện hoàn thiện có bán kính mũi nhỏ hơn và mang lại bề mặt nhẵn sau khi gia công thô. Tuy nhiên, chúng có tỷ lệ loại bỏ vật liệu thấp hơn so với gia công thô.

Công cụ cuối cùng là công cụ tiện biên dạng được sử dụng cho các biên dạng bên ngoài phức tạp và yêu cầu hình học chính xác để tuân theo biên dạng đã chỉ định và duy trì độ chính xác.

2. Công cụ nhàm chán

Dụng cụ khoan cần thiết cho gia công bên trong vì chúng mở rộng hoặc hoàn thiện các lỗ khoan trước trên phôi, mang lại đường kính trong chính xác và độ hoàn thiện bề mặt chất lượng cao.

Dụng cụ khoét thô nhằm mục đích loại bỏ khối lượng lớn vật liệu trong giai đoạn đầu, tạo ra hình dạng bên trong cơ bản.

Sau khi doa thô, các công cụ doa hoàn thiện được sử dụng để tăng độ chính xác và chất lượng bề mặt, đảm bảo rằng kích thước cuối cùng khớp với các thông số kỹ thuật chính xác.

Thanh móc lỗ chính xác được sử dụng để gia công bên trong có độ chính xác cao vì chúng cung cấp khả năng kiểm soát tinh tế và dung sai chặt chẽ, rất quan trọng trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cực cao. Những công cụ này rất cần thiết để tạo ra bề mặt nội thất mịn, chính xác.

3. Công cụ chia tay và tạo rãnh

Các công cụ chia tay và tạo rãnh có những nhiệm vụ riêng biệt nhưng chúng thường được sử dụng thay thế cho nhau trong máy tiện CNC. Công cụ chia tay, còn được gọi là công cụ cắt, là những công cụ hẹp, sắc bén được sử dụng để tách các bộ phận khỏi phôi lớn hơn bằng cách cắt dọc theo một trục.

Mặt khác, các công cụ tạo rãnh có nghĩa là cắt các rãnh hoặc rãnh vào bề mặt phôi. Chúng có thể là bên trong, chẳng hạn như các lỗ hoặc lỗ khoan, hoặc bên ngoài, dọc theo đường kính hoặc mặt của phôi, với các biên dạng thích ứng với các dạng hình học rãnh khác nhau.

4. Dụng cụ khoan

Dụng cụ khoan được sử dụng để tạo các lỗ tròn trên phôi và thường là nguyên công ban đầu trong gia công máy tiện CNC, đặt nền móng cho các quy trình tiếp theo như doa hoặc cắt ren. Mũi khoan xoắn là loại phổ biến nhất, có hình dạng xoắn ốc hỗ trợ loại bỏ phoi khi cắt xuyên qua vật liệu. Mũi khoan xoắn rất linh hoạt và được sử dụng cho nhiều loại vật liệu khác nhau khi tạo lỗ ban đầu. Mặt khác, mũi khoan tâm tạo ra các lỗ thí điểm nhỏ dẫn hướng mũi khoan xoắn lớn hơn, đảm bảo mũi khoan vẫn ở giữa và ngăn ngừa độ lệch trong quá trình gia công.

5. Công cụ xâu chuỗi

Dụng cụ tạo ren được sử dụng để cắt các ren giống vít trên bề mặt bên ngoài hoặc bên trong của phôi, với hình dạng cụ thể để đảm bảo biên dạng ren chính xác và đồng nhất. Dụng cụ ren ngoài được thiết kế để cắt ren trên đường kính ngoài của phôi hình trụ. Các lưỡi cắt của chúng được định hình theo biên dạng ren yêu cầu, với chương trình CNC đảm bảo bước và độ sâu chính xác. Các công cụ tạo ren bên trong thực hiện chức năng tương tự bên trong các lỗ khoan, tạo ra các ren bên trong phải khớp chính xác với cấu hình ren ngoài để lắp đúng cách, khiến chúng trở nên quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu các thành phần ren.

6. Dụng cụ khía

Công cụ tạo khía được sử dụng để tạo ra các bề mặt có kết cấu hoặc hoa văn trên phôi hình trụ, chủ yếu nhằm mục đích thẩm mỹ hoặc chức năng, chẳng hạn như tăng cường độ bám trên tay cầm hoặc ốc vít. Các công cụ tạo khía thẳng tạo ra các đường gờ song song dọc theo bề mặt, mang lại một mẫu tuyến tính đơn giản. Mặt khác, các công cụ tạo khía kim cương tạo ra các đường chéo hoặc hình kim cương trên bề mặt phôi, thường được sử dụng để có độ bám tốt hơn, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng mà việc xử lý hoặc ma sát là quan trọng. Những mẫu này có thể được áp dụng cho cả phôi kim loại và nhựa cho các mục đích sử dụng chức năng hoặc trang trí khác nhau.

Dựa trên số lượng lưỡi cắt

1. Dụng cụ cắt một điểm

Dụng cụ cắt một điểm có một lưỡi cắt duy nhất tương tác với phôi, khiến chúng phù hợp cho các công việc bao gồm tiện, doa, tiện ren và vát cạnh. Những công cụ này là những ứng dụng gia công đơn giản lý tưởng đòi hỏi độ chính xác theo một hướng. Chúng rất dễ chế tạo vì hình học cơ bản của chúng và lý tưởng cho gia công chính xác khi cần độ chính xác cao.

2. Dụng cụ cắt đa điểm

Dụng cụ cắt đa điểm, như tên gọi của nó, có nhiều lưỡi cắt, tiếp xúc đồng thời với phôi, dẫn đến tốc độ loại bỏ vật liệu cao hơn và độ mòn dụng cụ thấp hơn. Chúng thường được sử dụng trong các hoạt động cần năng suất cao như khoan, xay xát, và doa.

Nhiều lưỡi cắt cũng cải thiện khả năng tản nhiệt, tăng tuổi thọ và hiệu suất của dụng cụ. Cũng nên biết rằng mặc dù chúng hiệu quả hơn các công cụ cắt một điểm nhưng chúng cũng có hình học phức tạp hơn.

Hình học của dụng cụ cắt tiện

Nói về hình học, điều rất quan trọng khi nói về máy tiện CNC và các công cụ cắt của nó vì nó xác định cách nó tương tác với phôi và tác động đến các kết quả gia công khác nhau.

Góc trước hoặc góc giữa mặt dụng cụ cắt và bề mặt phôi là một khía cạnh hình học quan trọng. Góc trước có ảnh hưởng đáng kể đến lực cắt, sự hình thành phoi và độ mòn tổng thể của dụng cụ. Góc trước dương thường được sử dụng khi gia công các vật liệu mềm hơn vì nó giảm thiểu lực cản cắt và tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo phoi. Đối với các vật liệu cứng hơn, góc cào âm là mong muốn vì nó làm tăng độ bền dụng cụ và khả năng chống phoi.

Một yếu tố thiết yếu khác là góc dốc, là góc được hình thành giữa lưỡi cắt và bề mặt phôi. Góc này giúp dụng cụ không bị cọ xát vào phôi, giảm thiểu ma sát và mài mòn. Tuy nhiên, việc chọn góc cứu trợ thích hợp là rất quan trọng. Nếu góc thoát quá lớn, dụng cụ sẽ yếu hơn và dễ bị vỡ hơn. Mặt khác, góc giảm nhỏ có thể tạo ra ma sát quá mức, dẫn đến quá nhiệt và mài mòn dụng cụ sớm.

Bán kính lưỡi cắt cũng ảnh hưởng đến độ hoàn thiện cuối cùng của bề mặt gia công. Bán kính lớn hơn tạo ra bề mặt hoàn thiện tốt hơn nhưng đòi hỏi lực cắt nhiều hơn. Ngược lại, bán kính lưỡi cắt nhỏ hơn tạo ra các vết cắt sắc nét hơn, mạnh mẽ hơn nhưng có thể không mang lại chất lượng bề mặt tốt bằng. Cuối cùng, bán kính mũi (đầu tròn của dụng cụ cắt) giúp tăng cường sức mạnh cho dụng cụ và cải thiện độ mịn bề mặt. Tuy nhiên, nếu không được xử lý đúng cách, bán kính mũi rộng hơn có thể làm tăng áp lực cắt và tạo ra tiếng kêu của dụng cụ, làm giảm tuổi thọ dụng cụ và chất lượng phôi.

Dụng cụ chèn và giá đỡ

Dụng cụ cắt thường được gắn trên giá đỡ dụng cụ trong máy tiện CNC, điều này rất cần thiết cho quá trình gia công ổn định và chính xác. Giá đỡ dụng cụ được chế tạo để giữ dụng cụ cắt chắc chắn tại chỗ trong khi vẫn duy trì góc cắt lý tưởng để mang lại kết quả hiệu quả. Giá đỡ công cụ có thể lập chỉ mục là một trong những loại giá đỡ công cụ được sử dụng thường xuyên nhất. Những đầu cặp này sử dụng hạt dao có thể lập chỉ mục, là các đầu cắt có thể thay đổi được làm bằng gốm hoặc cacbua.

Chúng là một cách tiết kiệm chi phí hơn để thay ngòi bút khi chúng không dùng nữa thay vì thay thế toàn bộ máy.

Khi thực hiện các thao tác cắt một điểm như tiện hoặc nhạt nhẽo, độ cứng và độ chính xác là rất quan trọng. Đầu cặp dao thay đổi nhanh thường được sử dụng trong gia công CNC khối lượng lớn để giảm thiểu thời gian ngừng thay đổi dao. Những đầu cặp này cực kỳ hữu ích cho các ứng dụng cần thay dao thường xuyên để duy trì hiệu quả vì chúng cho phép dịch chuyển dao nhanh mà không cần hiệu chỉnh lại.

Các hạt dao có thể lập chỉ mục thực tế có sẵn ở ba hình dạng khác nhau: hình tròn, hình vuông và hình tam giác, mỗi hình dạng phù hợp cho một hoạt động gia công nhất định. Ngoài ra, chúng còn có nhiều lớp phủ khác nhau như carbon giống kim cương (DLC) và titan nitride (TiN), giúp tăng khả năng chống mài mòn, giảm ma sát và kéo dài tuổi thọ dụng cụ.

Tiêu chí lựa chọn công cụ máy tiện CNC

Để có được kết quả tốt nhất từ các hoạt động của máy tiện CNC, phải chọn đúng dụng cụ cắt. Vật liệu phôi là một trong những biến số quan trọng nhất vì các vật liệu khác nhau đòi hỏi chất lượng dụng cụ riêng biệt. Trong khi các vật liệu mềm hơn như nhựa hoặc nhôm có thể được gia công bằng các dụng cụ bằng thép tốc độ cao (HSS), ít tốn kém hơn nhưng ít chịu mài mòn hơn, thì các vật liệu cứng hơn như titan hoặc thép không gỉ lại yêu cầu các vật liệu dụng cụ chắc chắn như cacbua hoặc gốm để chịu được nhiệt độ cao và mặc.

Hơn nữa, tốc độ tiến dao và tốc độ cắt là rất quan trọng vì tốc độ lớn hơn dẫn đến độ mài mòn và nhiệt tăng lên. HSS phù hợp hơn cho các nguyên công chậm hơn, trong khi các công cụ cacbua hoạt động tốt hơn khi gia công tốc độ cao. Cuối cùng, chi phí và tuổi thọ của dụng cụ là những yếu tố quan trọng. Mặc dù các công cụ hiệu suất cao, chẳng hạn như hạt dao làm từ kim cương đa tinh thể (PCD) hoặc khối boron nitrit (CBN), đắt hơn nhưng chúng tồn tại lâu hơn và giảm thiểu thay đổi công cụ cũng như thời gian ngừng hoạt động, giúp giảm chi phí sản xuất tổng thể.

Bảo trì và xử lý dụng cụ Để đảm bảo độ chính xác trong gia công và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ, việc bảo trì thích hợp là điều cần thiết. Điều quan trọng là phải thường xuyên kiểm tra độ mòn, sứt mẻ hoặc gãy. Tốt nhất nên sửa chữa các dụng cụ bị hỏng ngay lập tức để tránh các vấn đề về chất lượng gia công. Các phần chèn có thể lập chỉ mục phải được bảo quản trong bao bì ban đầu của chúng để tránh hư hỏng, đồng thời có thể tránh được rỉ sét và ăn mòn bằng cách bảo quản chúng ở nơi khô ráo, sạch sẽ. Các dụng cụ có thể mài lại, chẳng hạn như HSS, có thể bền hơn khi mài lại; chèn cacbua và gốm bị mòn cần phải được thay đổi. Việc sử dụng lượng chất làm mát thích hợp cũng giúp giảm thiểu mài mòn dụng cụ, giảm nhiệt và tăng cường độ bóng bề mặt.
Kết luận Để tối đa hóa năng suất và hiệu quả gia công CNC đồng thời giảm chi phí và độ mài mòn của dụng cụ, điều cần thiết là phải hiểu rõ việc lựa chọn và bảo trì đúng dụng cụ cắt trên máy tiện. Nhưng nó cũng phụ thuộc vào chất lượng của các dụng cụ cắt dành cho máy tiện CNC mà bạn đang sử dụng trong ngành của mình. Một điểm dừng tốt nhất cho tất cả những thứ liên quan đến máy tiện CNC của bạn là CNC Yangsen. Với hơn 20 năm kinh nghiệm và các biện pháp kiểm soát chất lượng rất nghiêm ngặt, chúng tôi đảm bảo rằng nhu cầu của bạn được đáp ứng theo cách bạn muốn.