Tìm hiểu về mũi khoan CNC trong gia công cơ khí

Trong ngành công nghiệp cơ khí, gia công CNC đã trở thành một công cụ không thể thiếu, giúp cải thiện độ chính xác, tốc độ và hiệu quả của quá trình sản xuất. Một trong những thành phần quan trọng của hệ thống gia công CNC chính là mũi khoan, đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra các lỗ khoan trên vật liệu cần gia công. Để tìm hiểu về mũi khoan CNC trong gia công cơ khí, sau đây mời các bạn theo dõi bài viết của ATC Machinery. 

Mũi khoan CNC là gì?

Mũi khoan CNC là dụng cụ cắt được dùng để tạo lỗ trên các chi tiết. Đa phần các lỗ trên chi tiết đều cắt ngang hình tròn nhưng một số loại mũi khoan đặc biệt sẽ tạo ra lỗ có tiết diện không tròn.

Mũi khoan CNC có đa dạng kích thước và hình dạng giúp tạo ra các lỗ với các dạng như hình trụ hoặc hình côn. Gia công khoan có thể tạo lỗ thông hoặc không thông tùy vào yêu cầu của sản phẩm.

Để tạo nên lỗ, các mũi khoan CNC cần được lắp vào máy khoan hoặc các máy gia công kết hợp khác. Và dụng cụ đầu kẹp hay còn gọi mâm cặp sẽ giúp giữ chặt phần chuôi của mũi khoan.

Đặc điểm chung của mũi khoan

Mũi khoan nói chung, mũi khoan CNC nói riêng đều có đặc điểm chung gồm hai phần chính là phần chuôi và phần làm việc.

– Với phần chuôi có chức năng gá và cố định mũi khoan lên máy khoan. Các loại chuôi thông dụng gồm hình trụ tròn hay hình lục giác,…

– Và phần làm việc có nhiệm vụ cắt gọt và khoét lỗ trên vật liệu phôi. Chúng có đặc điểm hình học như sau:

• Rãnh xoắn trên mũi khoan: Giúp cấu thành các lưỡi cắt và giúp loại bỏ phoi nên thường được gọi là rãnh thoát phoi. Hình dạng và bước của rãnh xoắn ảnh hưởng tới tốc độ và khả năng thoát phoi, phù hợp với các loại vật liệu khác nhau.
• Góc đỉnh khoan: Góc này được hình thành ở đầu mũi khoan, chính là góc ở giữa lưỡi cắt chính. Nếu góc đỉnh khoan lớn khiến mũi khoan dễ ăn lệch nên đường mũi khoan thường cũng sẽ lớn, được sử dụng chủ yếu với các vật liệu cứng có độ mài mòn cao. Còn nếu góc đỉnh khoan nhỏ sẽ giúp việc định tâm tốt nhưng lại tăng độ mài mòn của cạnh sắt được dùng với những vật liệu mềm hơn.
• Góc thoát: Góc này được hình thành qua mài vạt phía sau của mặt thoát chính. So với góc thoát nhỏ hơn thì góc thoát lớn hơn sẽ giúp cắt mạnh hơn dưới cùng một áp lực. Góc thoát phải vừa đủ lớn để khi khoan với bước tiến dao lớn cũng cắt được một cách dễ dàng. Nhưng nó cũng không được quá lớn vì sẽ làm yếu cạnh cắt và dễ làm rung mũi khoan phát ra tiếng lạch cạch trong khi khoan. Được biết, độ lớn của góc thoát cũng bị ảnh hưởng bởi góc đỉnh khoan và ứng dụng khoan.
• Chiều dài mũi khoan: Xác định độ sâu của một lỗ có thể khoan được và nó cũng ảnh hưởng đến độ chính xác của lỗ sau khi khoan, đồng thời xác định độ cứng cần thiết của vật liệu tạo mũi khoan. Với các mũi khoan dài có thể khoan được lỗ khoan sâu hơn, tuy nhiên, các lỗ khoan sâu này cũng dễ bị lệch khỏi trục dự định.

Vật liệu chế tạo mũi khoan gồm những loại nào? 

Đa số các mũi khoan nói chung, mũi khoan CNC nói riêng có chất liệu là thép. Ngoài ra, chúng còn được làm từ một số vật liệu khác như:

– Thép gió (HSS): Loại vật liệu này còn được gọi là thép tốc độ cao, nó được sử dụng phổ biến trong các mũi khoan thông thường giúp tăng độ cứng để có thể khoan trên các kim loại cứng lên đến 900N/mm2.

– Thép gió HSS-G: Dùng để chế tạo mũi khoan tiện bằng máy CNC.

– Hợp kim thép Coban: Loại này là các biến thể của thép gió chứa nhiều Coban hơn giúp mũi khoan tăng độ cứng, chịu nhiệt tốt. Vật liệu này được dùng để khoan thép không gỉ và các vật liệu cứng khác lên đến 1100N/mm2. Tuy nhiên, nó có độ giòn hơn thép gió tiêu chuẩn.

– Wolfram Carbide (Tungsten Carbide): Vật liệu này có độ cứng rất cao, có thể khoan hầu hết loại vật liệu và nó cũng có khả năng chịu nhiệt rất tốt cũng như giữ được độ sắc của cạnh cắt lâu hơn. Tuy nhiên, vì giá thành cao và giòn hơn các loại thép khác nên Wolfram Carbide chủ yếu được dùng để chế tạo các đầu mũi khoan hay các mảnh cắt nhỏ trong mũi khoan gắn mảnh.

– Kim cương đa tinh thể: Vật liệu này có khả năng chống mài mòn cực tốt. Nó bao gồm các hạt kim cương dày khoảng 0.5mm được liên kết bằng một chất thiêu kết để tạo thành một khối có kích thước lớn hơn và sau đó được dùng chế tạo mũi khoan CNC. Trong ngành cơ khí chính xác, loại mũi khoan kim cương đa tinh thể dùng để khoan các hợp kim nhôm mài mòn hay nhựa gia cố bằng sợi carbon và một số vật liệu mài mòn khác.

Lớp phủ mũi khoan được làm bằng gì? 

Thông thường, người ta thường phủ bên ngoài mũi khoan một hoặc nhiều lớp phủ với mục đích để tăng độ cứng, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống ăn mòn hay giúp tăng tuổi thọ cũng như khả năng gia công. Một số lớp phủ được sử dụng phổ biến là:

– Black oxide: Loại này được dùng cho loại mũi khoan thông thường, mang đến khả năng chịu nhiệt, tạo độ trơn, chống ăn mòn và tăng tuổi thọ cho mũi khoan thép gió.

– Titanium nitride: Là vật liệu ceramic có độ cứng cao, thường được dùng phủ lên mũi khoan thép gió giúp tăng tuổi thọ lưỡi cắt lên gấp 3 lần hoặc thậm chí hơn.

– Titanium carbon nitride: Lớp phủ này có tăng khả năng chống ăn mòn, giảm ma sát cho mũi khoan và nó được đánh giá tốt hơn Titanium nitride.

– Titanium aluminum nitride: Loại lớp phủ này chống oxy hóa rất tốt, giúp giảm nhiệt cho vật liệu nên thích hợp cho việc khoan vật liệu cứng mà không cần làm mát.

– Kim cương và kim cương nhân tạo: Lớp phủ này có khả năng chống mài mòn cực kỳ tốt, nó cũng giúp tăng độ cứng cho mũi khoan. Tuy nhiên, khi cắt nhiệt sinh ra khá lớn nên thường cần có nước làm mát trong quá trình gia công.

– Al-Chrome Silicon Nitride: Đây là lớp phủ đa lớp siêu cứng, tốt hơn nhiều loại khác, nó được dùng trên các mũi khoan để khoan các vật liệu polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP) và CFRP-Ti và một số loại vật liệu khác.

– BAM: BAM là viết tắt của Boron-Aluminum-Magnesium BAlMgB14, đây là lớp phủ ceramic cực kỳ cứng được dùng trong khoan composite.

Các loại mũi khoan thường dùng trong gia công cơ khí

Mũi khoan cơ khí bao gồm rất nhiều loại được phân biệt theo hình dạng, công dụng, chức năng, vật liệu chế tạo và cả vật liệu cần gia công. Sau đây chúng tôi chỉ điểm qua một số loại mũi khoan dựa theo hình dạng để các bạn tham khảo:

Mũi khoan xoắn

Mũi khoan xoắn là loại mũi khoan được ưa chuộng nhất hiện nay. Hình dạng mũi khoan xoắn được hình thành từ một điểm cắt ở đầu của một trục hình trụ với xung quanh là các rãnh xoắn đảm nhiệm chức năng thoát phoi, được sinh ra trong khi gia công khoan và nó cũng tạo ra các mặt cắt giúp cho bề mặt lỗ khoan được bóng mịn. Đường kính của các mũi khoan xoắn thường từ 0.002 đến 3.5 in và chiều dài tới 25.5 in (650 mm).

Loại mũi khoan này có thể mài lại để sử dụng ở những lần tiếp theo, chúng được mài sắc lại các cạnh cắt hoặc mài định hình lại để tối ưu hóa mũi khoan phù hợp với loại vật liệu.

Mũi khoan xoắn có nhiều loại đảm nhiệm chức năng khác nhau như mũi khoan xoắn đa năng, mũi khoan thép không gỉ, mũi khoan kim loại màu, mũi khoan đỉnh phẳng, mũi khoan dài,…

Mũi khoan gắn mảnh

Mũi khoan gắn mảnh được dùng chủ yếu trên máy CNC yêu cầu độ chính xác cao trên các chi tiết gia công. Loại mũi khoan CNC này sử dụng mảnh chip cắt có thể thay thế để làm mặt cắt. Thông thường sẽ có hai mảnh cắt, một mảnh nằm phía trong tạo bán kính nhỏ từ tâm mũi khoan và mảnh còn lại nằm sát phía ngoài cạnh của mũi khoan để tạo bán kính ngoài được kết hợp với nhau tạo thành lỗ hoàn chỉnh.

Mũi khoan CNC loại gắn mảnh có độ cứng và lớp phủ có khả năng chống mài mòn cao hơn nhiều so với những loại mũi khoan thông thường khác. Nó cũng có nhiều hình dạng như rãnh thoát phoi thẳng, đa luồng, xoắn ốc nhanh,… Các mũi khoan này thường được sử dụng trong các lỗ không sâu hơn 5 lần đường kính mũi khoan, khả năng chịu tải dọc trục khá tốt và cắt rất nhanh.

Mũi khoan có thể thay đổi đầu

Loại mũi khoan này được thiết kế ngay phần đầu có thể tháo lắp được để thay đổi một đầu mũi khác với góc đỉnh, góc thoát, dạng lưỡi cắt khác nhau. Với thiết kế này giúp việc thay đổi mũi khoan được nhanh chóng mà không cần tháo mũi khoan ra khỏi máy. Loại mũi khoan này cũng có lỗ làm mát xuyên tâm giúp tăng tuổi thọ cho lưỡi cắt.

Mũi khoan định tâm

Mũi khoan định tâm được dùng trong gia công kim loại để tạo lỗ nhỏ trước khi khoan với mũi khoan có kích thước lớn hơn. Gia công như vậy nhằm đảm bảo cho mũi khoan lớn không bị lệch khỏi vị trí đã chỉ định. Đồng thời, mũi khoan định tâm còn được dùng để tạo vết lõm hình nón ở cuối phôi để lắp tâm máy tiện.

Mũi khoan bước

Mũi khoan bước còn được gọi là mũi khoan tháp, mũi khoan nón hay mũi khoan tầng. Nó có hai dạng bước là bước xoắn và bước thẳng. Loại mũi khoan CNC này được sử dụng khoan lỗ trên các vật liệu kim loại hoặc nhựa dạng tấm. Nó cho phép khoan nhiều lỗ đường kính khác nhau rất nhanh chóng mà không cần phải tháo lắp nhiều mũi khoan với các đường kính khác nhau như thông thường.

Mũi khoan khoét lỗ

Mũi khoan khoét lỗ còn được gọi là mũi cưa lỗ hay mũi lả lỗ; đây là loại mũi khoan có răng cưa trên miệng của một khối trụ rỗng với một mũi khoan lấy tâm chính giữa. Trong khi làm việc, phần lưỡi cưa sẽ cắt một đường tròn để tạo thành lỗ. Loại mũi khoan này thường được sử dụng để cắt lỗ thường kính lớn trên vật liệu dạng tấm mỏng.

Mũi khoan răng cưa

Mũi khoan răng cưa có cấu tạo hình trụ và phần đầu mũi tương tự như mũi khoan xoắn. Tuy nhiên, phần thân xung quanh của mũi khoan thì gồm có các rãnh thẳng và nhiều răng nhỏ. Loại mũi khoan này thường được dùng để tạo hình trên một bề mặt dạng tấm của chi tiết, chủ yếu là vật liệu nhôm, gỗ hoặc nhựa.

Như vậy, trên đây là những thông tin tổng quan về mũi khoan nói chung, mũi khoan CNC nói riêng. ATC Machinery là địa chỉ cung cấp máy CNC và các vật tư, linh kiện CNC uy tín hàng đầu Việt Nam. Nếu khách hàng có nhu cầu tìm hiểu và đặt mua mũi khoan CNC vui lòng liên hệ đến công ty để được nhân viên tư vấn. Xin chân thành cảm ơn!

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

CÔNG TY TNHH MÁY CÔNG CỤ ATC

– Địa chỉ: 

• HCM: 55/4E Tiền Lân 1, Bà Điểm, Hóc Môn
• Hà Nội: Thôn Đìa, xã Nam Hồng, huyện Đông Anh

– Hotline: 

• Tư vấn bán hàng: 03 2929 6789
• Hỗ trợ kỹ thuật: 0911 122 122

– Website: https://atcmachinery.com/

– Fanpage: https://www.facebook.com/atcmachinery/