Mũi khoan kim loại: Đặc điểm và cách phân loại

Khoan thép, inox, gang hay nhôm đòi hỏi dụng cụ có vật liệu, hình dạng lưỡi cắt và khả năng thoát phoi phù hợp. Vì vậy, các loại mũi khoan kim loại không thể được lựa chọn chỉ dựa trên đường kính hoặc giá bán. Mũi thép gió, thép gió pha côban, hợp kim cứng, mũi xoắn, mũi bậc và các loại mũi khoét đều có phạm vi sử dụng riêng. Bài viết dưới đây sẽ làm rõ cấu tạo, cách phân loại và tiêu chí lựa chọn mũi khoan kim loại theo vật liệu phôi, yêu cầu của lỗ, loại máy và sản lượng, giúp quá trình khoan kim loại ổn định và hạn chế hư hỏng dụng cụ.

Mũi khoan kim loại là gì?

Mũi khoan kim loại là dụng cụ cắt dùng để tạo lỗ mới hoặc mở rộng lỗ có sẵn trên thép, inox, gang, nhôm, đồng và các hợp kim. Khi khoan kim loại, mũi quay quanh trục và tiến dọc theo chiều sâu lỗ. Lưỡi cắt bóc vật liệu thành phoi, còn rãnh trên thân đưa phoi ra khỏi vùng gia công.

Các loại mũi khoan kim loại khác nhau về vật liệu chế tạo, lớp phủ, hình dạng đỉnh, kết cấu rãnh và kiểu chuôi. Việc lựa chọn phụ thuộc vào vật liệu phôi, đường kính, chiều sâu lỗ, độ chính xác và loại máy sử dụng. Cần phân biệt mũi khoan kim loại với mũi doa, mũi vát mép và các loại mũi khoét vì mỗi dụng cụ đảm nhiệm một công đoạn gia công lỗ khác nhau.

>> Máy khoan đứng LUZHONG Z50/1 series mang thiết kế chắc chắn, khả năng xoay và nghiêng linh hoạt, giúp xử lý phôi ở nhiều góc độ khác nhau mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao

Đặc điểm cấu tạo của mũi khoan kim loại

Cấu tạo mũi khoan thay đổi theo phương pháp gia công, nhưng mũi khoan xoắn vẫn là dạng phổ biến nhất. Đây cũng là kết cấu cơ bản để nhận biết và so sánh các loại mũi khoan kim loại.

Phần cắt và đỉnh mũi khoan

Phần cắt nằm ở đầu mũi, trực tiếp bóc vật liệu khi khoan kim loại. Trên mũi khoan xoắn, bộ phận này thường gồm hai lưỡi cắt chính, lưỡi cắt ngang và các mặt sau. Hai lưỡi cắt chính cần có chiều dài và góc mài cân đối để lực cắt phân bố đều, hạn chế lỗ bị lệch hoặc lớn hơn kích thước yêu cầu.

Góc đỉnh ảnh hưởng đến khả năng định tâm, lực tiến dao và điều kiện tạo phoi. Góc 118° và 135° được sử dụng phổ biến, nhưng không áp dụng cố định cho mọi vật liệu. Khi lựa chọn các loại mũi khoan kim loại, cần dùng đúng hình dạng đỉnh theo vật liệu phôi và hướng dẫn của nhà sản xuất.

Thân mũi và rãnh thoát phoi

Thân mũi gồm rãnh xoắn, lõi mũi và dải dẫn hướng. Rãnh xoắn tạo không gian chứa và đưa phoi ra khỏi lỗ, đồng thời hỗ trợ chất làm mát tiếp cận vùng cắt. Nếu rãnh bị kẹt phoi, nhiệt độ và mômen cắt sẽ tăng, làm giảm tuổi thọ mũi khoan.

Lõi mũi tạo độ cứng vững, còn dải dẫn hướng giúp mũi di chuyển ổn định theo thành lỗ. Độ xoắn, chiều rộng rãnh và độ dày lõi của các loại mũi khoan kim loại được thiết kế khác nhau để phù hợp với dạng phoi, chiều sâu lỗ và độ bền của dụng cụ.

Chuôi và chiều dài mũi khoan

Chuôi là phần lắp vào đầu kẹp hoặc trục chính của máy. Chuôi trụ phù hợp với nhiều máy khoan thông dụng, còn chuôi côn thường được sử dụng trên máy có trục chính tương ứng và với mũi đường kính lớn hơn.

Chiều dài mũi phải đủ để đạt chiều sâu gia công nhưng không nên dài hơn mức cần thiết. Mũi ngắn có độ cứng vững cao và ít bị lệch; mũi dài thuận tiện khi khoan sâu hoặc tiếp cận vị trí khó nhưng dễ rung và cong hơn. Vì vậy, ngoài đường kính, cần kiểm tra cả chiều dài làm việc và kiểu chuôi khi chọn mũi khoan kim loại.

>> Máy khoan đứng LUZHONG Z50A series có công suất từ 1.1 đến 2.8 kW, kết hợp kích thước bàn từ 500×420 mm đến 550×470 mm đáp ứng việc cố định phôi lớn.

Các loại mũi khoan kim loại theo vật liệu chế tạo

Vật liệu chế tạo quyết định độ cứng, khả năng chịu nhiệt, độ bền và phạm vi sử dụng của mũi khoan. Theo tiêu chí này, các loại mũi khoan kim loại thường được chia thành mũi thép gió, thép gió pha côban và hợp kim cứng.

Mũi khoan thép gió

Mũi khoan thép gió có độ dai tốt, chịu va đập và dễ mài lại. Loại mũi này phù hợp với các công việc khoan kim loại thông dụng trên thép cacbon thấp, gang, nhôm, đồng và một số hợp kim có độ cứng vừa phải.

Ưu điểm của mũi thép gió là giá hợp lý, ít bị mẻ khi máy hoặc phôi chưa đạt độ cứng vững cao. Tuy nhiên, khả năng duy trì độ cứng ở nhiệt độ cao và chống mài mòn thấp hơn hai nhóm còn lại.

Mũi khoan thép gió pha côban

Côban được bổ sung vào thành phần thép gió để tăng độ cứng nóng và khả năng chống mài mòn. Vì vậy, mũi khoan thép gió pha côban phù hợp với inox, thép hợp kim và những vật liệu sinh nhiều nhiệt khi gia công.

Loại mũi này chịu nhiệt tốt hơn thép gió thông thường nhưng thường kém chịu va đập hơn. Khi khoan kim loại, cần gá phôi chắc chắn, chọn tốc độ cắt phù hợp và cấp dung dịch làm mát đầy đủ để hạn chế sứt lưỡi cắt.

Mũi khoan hợp kim cứng

Phần cắt của mũi khoan hợp kim cứng thường được chế tạo từ cacbit vonfram kết hợp với chất kết dính kim loại. Vật liệu này có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, cho phép làm việc ở tốc độ cắt lớn hơn và duy trì kích thước lỗ ổn định trong sản xuất hàng loạt.

Nhược điểm chính là độ giòn cao. Mũi cần được sử dụng trên máy có độ cứng vững tốt, trục chính ổn định và hệ thống gá chắc chắn. Với máy cầm tay hoặc thiết bị có độ đảo lớn, mũi hợp kim cứng dễ bị mẻ và chưa chắc mang lại hiệu quả cao hơn mũi thép gió.

>> Máy khoan đứng LUZHONG Z51B/1 series có lực cắt tối đa 45 000 N, khoan hiệu quả trên vật liệu cứng và chi tiết kích thước lớn.

Phân biệt vật liệu nền và lớp phủ

Vật liệu nền tạo nên thân và phần cắt của mũi khoan, còn lớp phủ chỉ là lớp vật liệu mỏng trên bề mặt. Các lớp phủ như nitrua titan, cacbonitrua titan hoặc nitrua titan nhôm có thể giảm ma sát, tăng khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn.

Mũi thép gió pha côban là vật liệu có côban trong thành phần, không phải mũi được phủ côban bên ngoài. Màu sắc bề mặt cũng không đủ để xác định chính xác vật liệu hoặc chất lượng dụng cụ. Khi so sánh các loại mũi khoan kim loại, cần kiểm tra đồng thời vật liệu nền, loại lớp phủ và phạm vi gia công do nhà sản xuất công bố.

Các loại mũi khoan kim loại theo kết cấu và công dụng

Bên cạnh vật liệu chế tạo, các loại mũi khoan kim loại còn được phân biệt theo hình dạng, kết cấu phần cắt và nhiệm vụ gia công. Mỗi loại phù hợp với một dạng lỗ, chiều sâu và quy mô sản xuất khác nhau.

Mũi khoan xoắn và mũi khoan bậc

Mũi khoan xoắn có hai lưỡi cắt chính và các rãnh xoắn chạy dọc thân. Đây là loại được sử dụng phổ biến để khoan kim loại trên máy khoan, máy tiện, máy phay và thiết bị cầm tay. Phạm vi ứng dụng phụ thuộc vào vật liệu mũi, hình dạng đỉnh, chiều dài và chế độ cắt.

Mũi khoan xoắn

>> Máy khoan đứng LUZHONG Z50C series đa dạng đường kính khoan, đáp ứng linh hoạt nhu cầu gia công từ chi tiết nhỏ đến lớn.

Mũi khoan bậc có nhiều đường kính tăng dần trên cùng một thân. Loại mũi này phù hợp để tạo hoặc mở rộng lỗ trên tôn, ống thành mỏng và vật liệu dạng tấm. Một mũi có thể gia công nhiều đường kính nhưng chiều dày phôi bị giới hạn bởi chiều cao của từng bậc.

Mũi khoan bậc

Mũi định tâm, mũi khoan tâm và mũi khoan sâu

Mũi định tâm có thân ngắn, cứng vững và được dùng để tạo một vết dẫn hướng trước khi khoan. Vết định tâm giúp mũi khoan chính tiếp cận đúng vị trí, hạn chế trượt hoặc lệch tâm khi bắt đầu cắt.

Mũi định tâm

Mũi khoan tâm chủ yếu dùng để tạo lỗ tâm trên chi tiết cần chống tâm khi gia công trên máy tiện. Dụng cụ này thường kết hợp phần khoan nhỏ với phần côn tạo mặt tựa cho mũi tâm. Vì mục đích sử dụng khác nhau, mũi định tâm và mũi khoan tâm không nên được xem là cùng một loại.

Mũi khoan tâm

>> Máy khoan đứng LUZHONG Z5025 series phù hợp cho cả chi tiết nhỏ và vừa, đáp ứng linh hoạt nhu cầu gia công trong xưởng cơ khí.

Mũi khoan sâu được thiết kế để đưa phoi và chất làm mát ra vào vùng cắt hiệu quả hơn khi gia công lỗ có chiều sâu lớn. Loại mũi này có thể sử dụng rãnh thoát phoi chuyên dụng hoặc đường dẫn dung dịch làm mát bên trong. Mũi khoan dài thông thường không thể thay thế hoàn toàn dụng cụ khoan sâu chuyên dụng.

Mũi khoan sâu

Mũi thay đầu và mũi gắn mảnh cắt

Mũi thay đầu gồm thân dụng cụ có thể tái sử dụng và phần đầu cắt tháo lắp được. Khi đầu mũi mòn, người vận hành chỉ cần thay phần cắt thay vì thay toàn bộ dụng cụ. Kết cấu này phù hợp với sản xuất lặp lại và giúp rút ngắn thời gian thay mũi.

Mũi thay đầu

Mũi gắn mảnh cắt sử dụng một hoặc nhiều mảnh hợp kim cứng lắp trên thân thép. Loại mũi này thường được dùng để gia công lỗ có đường kính tương đối lớn với năng suất cao. Máy, trục chính và hệ thống gá phải đủ cứng vững để bảo vệ mảnh cắt và duy trì độ ổn định của lỗ.

Mũi gắn mảnh cắt

>> Máy khoan phay LUZHONG dòng ZX7550CW dành cho các doanh nghiệp muốn tích hợp tính năng khoan và phay trong cùng 1 máy

Các loại mũi khoét dùng trong gia công kim loại

Các loại mũi khoét cắt vật liệu chủ yếu theo chu vi lỗ thay vì bóc toàn bộ phần vật liệu bên trong thành phoi. Nhờ đó, dụng cụ có thể tạo lỗ đường kính lớn với lực cắt và công suất thấp hơn so với mũi khoan đặc cùng kích thước.

Mũi khoét vành tạo một đường cắt hình vòng và để lại phần lõi sau khi xuyên qua phôi. Loại này thường được dùng trên máy khoan đế từ để gia công thép tấm, dầm và kết cấu kim loại. Mũi khoét dạng cốc sử dụng vành răng cùng mũi dẫn hướng ở giữa, phù hợp với tấm, ống và vật liệu có chiều dày nằm trong giới hạn của dụng cụ.

Trong gia công trên máy công cụ, mũi khoan lõi nhiều lưỡi còn được dùng để mở rộng và hiệu chỉnh sơ bộ một lỗ có sẵn, không dùng để bắt đầu khoan từ phôi đặc. Vì vậy, khi lựa chọn các loại mũi khoét, cần xác định rõ dụng cụ dùng để tạo lỗ xuyên, khoét tấm hay mở rộng lỗ đã gia công.

Mũi khoét

Cách chọn mũi phù hợp khi khoan kim loại

Không nên lựa chọn mũi chỉ dựa trên đường kính hoặc giá bán. Muốn khoan kim loại ổn định, cần xem xét đồng thời vật liệu phôi, đặc điểm của lỗ, khả năng của máy và sản lượng gia công.

Chọn theo vật liệu cần khoan

Mỗi vật liệu có độ cứng, độ dai và khả năng tạo phoi khác nhau nên yêu cầu hình dạng lưỡi cắt và vật liệu mũi tương ứng:

• Thép cacbon thông dụng có thể gia công bằng mũi thép gió nếu tốc độ, lượng tiến và làm mát được chọn phù hợp.
• Inox và thép hợp kim dễ sinh nhiệt nên thường ưu tiên mũi thép gió pha côban hoặc mũi hợp kim cứng chuyên dụng.
• Gang có tính mài mòn cao, vì vậy cần mũi chịu mài mòn tốt; sản xuất số lượng lớn có thể cân nhắc mũi hợp kim cứng.
• Nhôm và kim loại màu cần lưỡi cắt sắc, rãnh thoát phoi phù hợp và bề mặt hạn chế bám dính.

Khi so sánh các loại mũi khoan kim loại, không nên chỉ dựa vào tên vật liệu nền. Hình dạng đỉnh, góc xoắn, lớp phủ và phạm vi vật liệu do nhà sản xuất quy định cũng ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả gia công.

>> Máy khoan phay LUZHONG ZAY70FG/1 series giúp người vận hành dễ dàng điều chỉnh theo từng loại vật liệu và yêu cầu kỹ thuật, tối ưu hiệu suất gia công.

Chọn theo kích thước và yêu cầu của lỗ

Trước khi chọn mũi khoan kim loại, cần xác định đường kính, chiều sâu, dạng lỗ xuyên hay lỗ mù, độ chính xác và độ nhẵn bề mặt yêu cầu. Với lỗ mù, chiều dài phần đỉnh mũi phải được tính thêm khi xác định chiều sâu khoan thực tế.

Mũi xoắn phù hợp với phần lớn lỗ thông dụng. Mũi bậc thích hợp với vật liệu tấm mỏng, còn các loại mũi khoét được sử dụng khi cần tạo lỗ đường kính lớn. Lỗ sâu nên dùng mũi có khả năng dẫn dung dịch làm mát và thoát phoi chuyên dụng, thay vì sử dụng mũi dài thông thường trong mọi trường hợp.

Nếu lỗ yêu cầu dung sai chặt hoặc bề mặt hoàn thiện cao, khoan thường chỉ là bước gia công ban đầu. Khi đó cần khoan nhỏ hơn kích thước hoàn thiện, sau đó doa hoặc gia công tinh bằng phương pháp phù hợp.

Chọn theo máy và sản lượng gia công

Mũi phải tương thích với kiểu đầu kẹp, dải tốc độ, công suất, mômen và khả năng cấp dung dịch làm mát của máy. Độ đảo trục chính và độ cứng vững của hệ thống gá cũng cần được kiểm tra trước khi dùng mũi hợp kim cứng hoặc mũi có chiều dài lớn.

Với máy cầm tay, máy khoan bàn nhỏ hoặc công việc số lượng ít, mũi thép gió và thép gió pha côban thường dễ sử dụng hơn. Trong sản xuất hàng loạt, mũi hợp kim cứng, mũi thay đầu hoặc mũi gắn mảnh cắt có thể rút ngắn thời gian gia công nếu máy đáp ứng đủ độ cứng vững.

Lựa chọn giữa các loại mũi khoan kim loại nên dựa trên chi phí cho mỗi lỗ đạt yêu cầu, bao gồm giá dụng cụ, tuổi bền, thời gian thay mũi và tỷ lệ sản phẩm lỗi. Đây là cơ sở thực tế hơn so với việc chỉ chọn mũi có giá mua thấp.

Phân loại đúng để chọn mũi khoan kim loại phù hợp

Các loại mũi khoan kim loại khác nhau về vật liệu chế tạo, kết cấu, khả năng thoát phoi và phạm vi sử dụng. Dù lựa chọn mũi xoắn, mũi bậc hay các loại mũi khoét, người dùng vẫn cần căn cứ vào vật liệu phôi, kích thước lỗ, độ chính xác, loại máy và sản lượng gia công. Chọn đúng mũi khoan kim loại giúp quá trình khoan kim loại ổn định, hạn chế mẻ dụng cụ và giảm tỷ lệ lỗ không đạt yêu cầu. Hãy liên hệ CTCP Thương mại và sản xuất công nghiệp Thăng Long để được tư vấn máy khoan cùng phương án gia công phù hợp với nhu cầu thực tế của xưởng.

 Liên hệ ngay:

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