Trong gia công cơ khí, tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, tuổi thọ dao, độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết. Vì vậy, hiểu đúng chế độ cắt là gì và cách lựa chọn chế độ cắt gia công cơ khí là yêu cầu quan trọng khi vận hành máy.

Mỗi nguyên công cần thông số khác nhau tùy theo vật liệu phôi, loại dao, khả năng máy và điều kiện gá kẹp. Bài viết sẽ làm rõ các thông số chính, đồng thời hướng dẫn những điểm cần chú ý khi thiết lập chế độ cắt khi phay, chế độ cắt khi tiện, khoan và taro.

Chế độ cắt là gì?

Chế độ cắt là tập hợp các thông số kỹ thuật quy định chuyển động tương đối giữa dao và phôi trong quá trình bóc tách vật liệu. Trong chế độ cắt gia công cơ khí, ba thông số cơ bản gồm tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Các thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, lực cắt, nhiệt cắt, tuổi thọ dao và chất lượng bề mặt chi tiết.

Khi tìm hiểu chế độ cắt là gì, cần phân biệt tốc độ cắt với tốc độ trục chính. Tốc độ cắt thường tính bằng m/phút, còn tốc độ trục chính tính bằng vòng/phút. Lượng chạy dao thể hiện mức dịch chuyển của dao hoặc phôi, trong khi chiều sâu cắt xác định lượng vật liệu được bóc đi trong một lần gia công.

Chế độ cắt không cố định cho mọi trường hợp mà phải lựa chọn theo vật liệu phôi, loại dao, nguyên công, khả năng của máy, cách gá phôi và yêu cầu chất lượng. Chế độ cắt khi phay còn phụ thuộc vào đường kính, số răng và chiều rộng cắt; còn chế độ cắt khi tiện thường được xác định theo đường kính chi tiết, lượng chạy dao trên một vòng và chiều sâu cắt.

Vì sao chế độ cắt quan trọng trong gia công cơ khí?

Chế độ cắt gia công cơ khí quyết định trực tiếp tốc độ bóc tách vật liệu, thời gian hoàn thành nguyên công và năng suất của máy. Khi tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt được lựa chọn phù hợp, quá trình gia công diễn ra ổn định, tận dụng được khả năng của máy và dao mà không làm tải cắt tăng quá mức.

Chế độ cắt còn ảnh hưởng đến nhiệt cắt, lực cắt, khả năng kiểm soát phoi, tuổi thọ dao và chất lượng bề mặt. Tốc độ cắt quá cao có thể làm nhiệt độ vùng cắt tăng và dao mòn nhanh; lượng chạy dao quá lớn dễ làm bề mặt thô, tăng công suất tiêu thụ; còn chiều sâu cắt vượt khả năng của dao và máy có thể làm lực cắt tăng, gây rung hoặc hỏng mảnh dao. Ngược lại, lựa chọn thông số quá thấp cũng có thể làm giảm năng suất, tăng ma sát và phát sinh lẹo dao hoặc rung động.

Vì vậy, chế độ cắt khi phay và chế độ cắt khi tiện phải được xác định theo vật liệu phôi, độ cứng, hình dạng chi tiết, loại dao, yêu cầu gia công thô hay tinh, công suất máy và độ cứng vững của hệ thống. Chọn đúng chế độ cắt giúp cân bằng giữa năng suất, độ chính xác, chất lượng bề mặt và chi phí dao cụ trong quá trình sản xuất.

>> Máy mài dao cụ vạn năng Taixing Zhizao dòng TX-600F là giải pháp tối ưu cho các xưởng cơ khí cần mài chính xác nhiều loại dao cụ khác nhau

Các thông số chính trong chế độ cắt

Trong chế độ cắt gia công cơ khí, ba thông số cơ bản gồm tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Khi cài đặt máy, người vận hành còn phải xác định tốc độ trục chính và tốc độ chạy dao dựa trên đường kính dao hoặc chi tiết, loại nguyên công và thông số khuyến nghị của nhà sản xuất dao.

Tốc độ cắt

Tốc độ cắt là vận tốc tương đối giữa lưỡi cắt và bề mặt phôi tại vị trí gia công, thường ký hiệu là và tính bằng m/phút. Thông số này được lựa chọn theo vật liệu phôi, vật liệu dao, lớp phủ, dạng nguyên công và điều kiện làm mát.

Khi tiện, tốc độ cắt được xác định theo đường kính bề mặt đang gia công và tốc độ quay của phôi. Khi phay, thông số này phụ thuộc vào đường kính dao và tốc độ quay của trục chính:

Vc = π × D × n / 1000

Trong đó, D là đường kính dao hoặc đường kính gia công tính bằng mm; n là tốc độ trục chính tính bằng vòng/phút. Vì vậy, tốc độ cắt và tốc độ trục chính có liên quan nhưng không phải là cùng một thông số.

Lượng chạy dao

Lượng chạy dao biểu thị mức dịch chuyển tương đối giữa dao và phôi trong quá trình cắt. Cách xác định thông số này khác nhau giữa chế độ cắt khi tiện và chế độ cắt khi phay.

Trong tiện, lượng chạy dao thường ký hiệu là f, tính bằng mm/vòng và cho biết dao dịch chuyển bao nhiêu milimét sau một vòng quay của phôi. Tốc độ chạy dao theo phút được xác định theo công thức:

Vf = f × n

Trong phay, lượng chạy dao thường được biểu thị theo từng răng dao, ký hiệu là fz và tính bằng mm/răng. Tốc độ chạy dao của bàn máy được tính theo công thức:

Vf = fz × z × n

Trong đó, z là số răng hoặc số lưỡi cắt tham gia gia công. Vì vậy, khi thiết lập chế độ cắt khi phay CNC, không nên chỉ nhập tốc độ chạy dao theo mm/phút mà cần kiểm tra lượng chạy dao thực tế trên mỗi răng.

>> Máy mài lưỡi cưa vòng cung Taixing Zhizao dòng TX-Q15  là một công cụ hiệu quả cho việc mài sắc các loại lưỡi cưa có dạng vòng cung

Chiều sâu cắt

Chiều sâu cắt là chiều dày lớp vật liệu được bóc đi trong một lần chạy dao, thường ký hiệu là và tính bằng mm. Thông số này được lựa chọn theo lượng dư gia công, hình dạng phôi, công suất máy, độ cứng vững của dao, máy và hệ thống gá kẹp.

Trong chế độ cắt khi tiện, chiều sâu cắt được xác định theo phương bán kính của chi tiết. Nếu đường kính giảm từ xuống sau một lượt tiện thì:

Ap = (D − d) / 2

Khi phay, cần phân biệt chiều sâu cắt theo trục với chiều rộng cắt. Hai thông số này cùng quyết định tiết diện lớp vật liệu được bóc đi, từ đó ảnh hưởng đến tải cắt và công suất cần thiết của máy.

Tốc độ trục chính

Tốc độ trục chính là số vòng quay của trục chính trong một phút, ký hiệu là n và tính bằng vòng/phút. Đây là giá trị được cài đặt trực tiếp trên máy, nhưng thường được tính từ tốc độ cắt khuyến nghị và đường kính dao hoặc chi tiết:

n = (1000 × Vc) / (π × D)

Với cùng một tốc độ cắt, dao hoặc chi tiết có đường kính nhỏ cần quay nhanh hơn, còn đường kính lớn cần tốc độ quay thấp hơn. Do đó, khi chuyển sang dao có đường kính khác, người vận hành phải tính lại tốc độ trục chính thay vì giữ nguyên số vòng quay.

Các thông số trong chế độ cắt có mối liên hệ chặt chẽ và cần được lựa chọn đồng thời. Tốc độ cắt là cơ sở để tính số vòng quay; lượng chạy dao kết hợp với số vòng quay để xác định tốc độ chạy dao; còn chiều sâu cắt phải phù hợp với công suất máy, độ cứng vững và yêu cầu của nguyên công.

>> Máy mài lưỡi cưa Taixing Zhizao dòng TX-Q5 là lựa chọn tối ưu cho các xưởng cơ khí cần giải pháp mài sắc lưỡi cưa hợp kim cứng (carbide) và thép trắng với độ chính xác cao

Chế độ cắt khi phay cần chú ý gì?

Chế độ cắt khi phay cần được lựa chọn đồng thời theo tốc độ cắt, lượng chạy dao trên mỗi răng, chiều sâu cắt và chiều rộng cắt. Từ tốc độ cắt và đường kính dao, người vận hành tính tốc độ trục chính; sau đó xác định tốc độ chạy dao theo số lưỡi cắt và lượng chạy dao trên mỗi răng. Vì vậy, không nên điều chỉnh riêng số vòng quay hoặc tốc độ chạy dao mà bỏ qua các thông số còn lại.

Khi thiết lập chế độ cắt khi phay CNC, cần xét đến vật liệu phôi, vật liệu và lớp phủ dao, đường kính dao, số lưỡi cắt, dạng nguyên công và yêu cầu gia công thô hay tinh. Phay mặt, phay vai, phay rãnh và phay hốc có mức độ tiếp xúc giữa dao với phôi khác nhau, nên không thể sử dụng cùng một bộ thông số cho mọi trường hợp.

Xét vật liệu phôi, vật liệu và lớp phủ dao

Chiều sâu và chiều rộng cắt phải phù hợp với khả năng chịu tải của dao, công suất trục chính và độ cứng vững của hệ thống máy, dao, đồ gá và phôi. Riêng chế độ cắt dao phay ngón cần chú ý đến chiều dài nhô ra của dao; dao gá càng dài thì nguy cơ rung và biến dạng càng lớn. Khi phay rãnh toàn chiều rộng, khả năng thoát phoi kém và tải cắt cao hơn phay cạnh, nên cần giảm lượng chạy dao hoặc chiều sâu cắt phù hợp.

Chiều sâu và chiều rộng cắt phải phù hợp với khả năng chịu tải của dao

Thông số của nhà sản xuất dao nên được dùng làm giá trị ban đầu, sau đó hiệu chỉnh theo tình trạng máy, độ đảo của dao, khả năng thoát phoi, điều kiện làm mát và kết quả cắt thực tế. Chế độ cắt của dao phay phù hợp phải bảo đảm quá trình cắt ổn định, phoi thoát tốt, bề mặt đạt yêu cầu và không làm dao hoặc trục chính chịu tải quá mức.

>> Máy mài mũi khoan lỗ rỗng Taixing Zhizao dòng TX-K1 có khả năng mài được mũi khoan có đường kính từ Ø12 mm đến Ø35 mm

Chế độ cắt khi tiện cần chú ý gì?

Chế độ cắt khi tiện được xác định chủ yếu theo tốc độ cắt, lượng chạy dao trên một vòng quay và chiều sâu cắt theo phương bán kính. Khi lựa chọn thông số, cần xét đồng thời vật liệu phôi, đường kính gia công, dạng nguyên công, vật liệu mảnh dao, hình học lưỡi cắt và yêu cầu về độ nhám, độ chính xác của chi tiết.

Đường kính gia công, vật liệu mảnh dao, hình học lưỡi cắt

Trong tiện thô, chiều sâu cắt và lượng chạy dao thường được ưu tiên để bóc tách vật liệu nhanh, nhưng phải nằm trong giới hạn công suất máy, độ cứng vững của dao và khả năng kẹp chặt phôi. Với tiện tinh, lượng chạy dao và chiều sâu cắt thường nhỏ hơn để kiểm soát sai số và chất lượng bề mặt. Bán kính mũi dao, góc cắt và kiểu rãnh bẻ phoi cũng cần phù hợp với từng nguyên công.

Chiều sâu cắt và lượng chạy dao thường được ưu tiên để bóc tách vật liệu nhanh

Khi thiết lập chế độ cắt khi tiện CNC, cần lưu ý đường kính gia công thay đổi sẽ làm tốc độ cắt thay đổi nếu giữ nguyên số vòng quay. Chế độ duy trì tốc độ cắt không đổi có thể tự điều chỉnh tốc độ trục chính theo đường kính, nhưng phải đặt giới hạn số vòng quay tối đa để bảo đảm an toàn cho phôi và mâm cặp.

Thông số khuyến nghị của nhà sản xuất mảnh dao nên được dùng làm điểm bắt đầu, sau đó hiệu chỉnh theo độ cứng vững của máy, chiều dài gá dao, độ nhô của phôi, khả năng thoát phoi và điều kiện làm mát. Chế độ cắt phù hợp phải giúp phoi được kiểm soát tốt, dao mòn ổn định, bề mặt đạt yêu cầu và không làm máy chịu tải quá mức.

>> Máy mài mũi khoan Taixing Zhizao dòng TX-6A  là một công cụ đa năng, được thiết kế để mài sắc các mũi khoan siêu nhỏ một cách hiệu quả và chính xác

Chế độ cắt khi khoan và taro có gì khác?

Chế độ cắt khi khoan được xác định chủ yếu theo tốc độ cắt, đường kính mũi khoan và lượng chạy dao trên một vòng quay. Việc lựa chọn thông số còn phụ thuộc vào vật liệu phôi, chiều sâu lỗ, tỷ lệ chiều sâu trên đường kính, khả năng thoát phoi và điều kiện làm mát. Khi khoan lỗ sâu hoặc vật liệu khó thoát phoi, cần điều chỉnh lượng chạy dao và áp dụng chu trình rút dao phù hợp để hạn chế kẹt phoi và gãy mũi khoan.

Khác với khoan, chế độ cắt khi taro phải bảo đảm chuyển động tiến dao đồng bộ với tốc độ quay theo bước ren. Với ren một đầu mối, tốc độ tiến dao được tính bằng bước ren nhân với số vòng quay trục chính. Vì vậy, không thể điều chỉnh tốc độ tiến dao độc lập như khi khoan, nếu không bước ren sẽ sai hoặc mũi taro có thể bị kéo, nén và gãy.

Taro cũng thường yêu cầu tốc độ cắt thấp hơn khoan cùng vật liệu do nhiều lưỡi cắt cùng tham gia tạo ren, mômen cắt lớn và khả năng thoát phoi hạn chế. Khi chọn thông số cần xét loại taro, chiều sâu ren, dạng lỗ thông hay lỗ bít, kích thước lỗ khoan trước taro và chất bôi trơn.

Tóm lại, khoan tập trung vào khả năng tạo lỗ, thoát phoi và độ chính xác đường kính; còn taro yêu cầu sự đồng bộ chính xác giữa tốc độ quay và lượng tiến dao theo bước ren. Cả hai nguyên công đều nên bắt đầu từ thông số khuyến nghị của nhà sản xuất dụng cụ, sau đó hiệu chỉnh theo máy, vật liệu và điều kiện gia công thực tế.

Cách chọn chế độ cắt phù hợp trong xưởng cơ khí

Để lựa chọn chế độ cắt gia công cơ khí, trước hết cần xác định vật liệu và độ cứng của phôi, loại nguyên công, lượng dư, độ chính xác và độ nhám bề mặt yêu cầu. Tiếp theo, lựa chọn dao cắt phù hợp về vật liệu, lớp phủ, hình dạng lưỡi cắt và kích thước, rồi sử dụng thông số khuyến nghị của nhà sản xuất dao làm giá trị ban đầu.

Các thông số phải được điều chỉnh theo công suất, phạm vi tốc độ trục chính và độ cứng vững của máy, dao, đồ gá và phôi. Dao gá dài, phôi nhô nhiều, chi tiết thành mỏng hoặc hệ thống kẹp chặt chưa ổn định thường cần giảm tải cắt. Khi gia công thô, chế độ cắt cần bảo đảm khả năng bóc vật liệu nhưng không vượt quá công suất máy và độ bền dao; khi gia công tinh, cần ưu tiên độ ổn định, độ chính xác và chất lượng bề mặt.

Với chế độ cắt khi phay, cần xét đồng thời lượng chạy dao trên mỗi răng, số lưỡi cắt, chiều sâu và chiều rộng cắt. Với chế độ cắt khi tiện, cần chú ý đường kính gia công, lượng chạy dao trên một vòng, chiều sâu cắt và khả năng kiểm soát phoi. Sau khi chạy thử, người vận hành nên theo dõi tải máy, tiếng cắt, hình dạng phoi, độ rung, nhiệt độ, độ mòn dao và bề mặt chi tiết để hiệu chỉnh từng thông số, tránh thay đổi nhiều giá trị cùng lúc.

>> Máy mài mũi khoan Taixing Zhizao dòng TX-0.5A là một công cụ đa năng, được thiết kế để mài sắc các mũi khoan siêu nhỏ một cách hiệu quả và chính xác

Chọn đúng chế độ cắt để gia công ổn định

Chế độ cắt ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, tuổi thọ dao, độ chính xác và chất lượng bề mặt trong gia công cơ khí. Để lựa chọn chế độ cắt gia công cơ khí phù hợp, xưởng cần căn cứ vào vật liệu phôi, loại dao, nguyên công, khả năng của máy và độ cứng vững của hệ thống gá kẹp. Trong đó, chế độ cắt khi phay cần kiểm soát lượng chạy dao trên mỗi răng, chiều sâu và chiều rộng cắt; còn chế độ cắt khi tiện cần chú ý tốc độ cắt, lượng chạy dao trên một vòng, chiều sâu cắt và khả năng kiểm soát phoi.

Thông số của nhà sản xuất dao nên được sử dụng làm cơ sở ban đầu, sau đó hiệu chỉnh theo tải máy, độ rung, hình dạng phoi, độ mòn dao và chất lượng bề mặt thực tế. Hãy liên hệ Công ty Cổ phần Thương mại và Sản xuất Công nghiệp Thăng Long để được tư vấn lựa chọn máy công cụ và giải pháp gia công phù hợp với nhu cầu sản xuất của xưởng.

 Liên hệ ngay:

 Hotline/Zalo: 0989.111.062
 Website: https://thuocquang.com.vn/