Dao tiện móc lỗ hay còn gọi là dao tiện lỗ, dao tiện trong. Đây là dụng cụ cắt gọt được sử dụng phổ biến trong gia công cơ khí chính xác, đặc biệt ở các nguyên công gia công bề mặt bên trong lỗ. Với nhiều kiểu thiết kế và chức năng khác nhau, dao tiện móc lỗ có thể đáp ứng đa dạng yêu cầu như tiện trụ trong, tiện bậc, tạo biên dạng, tiện rãnh hoặc gia công các lỗ có kích thước nhỏ và chiều sâu lớn.
Trong bài viết này, CNC Ánh Kim sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, ứng dụng, các loại dao tiện móc lỗ phổ biến cũng như kinh nghiệm lựa chọn dụng cụ phù hợp với từng nhu cầu gia công.
Dao tiện móc lỗ là gì?
Dao tiện móc lỗ là dụng cụ cắt được sử dụng để gia công các bề mặt phía trong của lỗ trên máy tiện CNC hoặc máy tiện cơ. Trong thực tế, dụng cụ này còn được gọi là dao tiện lỗ, dao tiện trong hoặc boring bar, tùy theo cách gọi và loại dụng cụ sử dụng.
Khác với mũi khoan có nhiệm vụ chủ yếu là tạo lỗ ban đầu, dao tiện móc lỗ thường làm việc trên lỗ đã có sẵn để mở rộng đường kính, tiện trụ trong, tiện bậc, tạo biên dạng, tiện rãnh hoặc hoàn thiện bề mặt bên trong lỗ. Tùy kích thước và chiều sâu gia công, dao có thể sử dụng cán thép, cán carbide, mảnh insert thay thế hoặc thiết kế carbide nguyên khối cho các lỗ nhỏ.
Do dao phải làm việc trong không gian hẹp và thường có chiều dài nhô tương đối lớn, quá trình tiện lỗ dễ phát sinh rung động, khó thoát phoi hoặc sai lệch kích thước nếu lựa chọn dụng cụ và chế độ cắt không phù hợp. Vì vậy, độ cứng vững của cán dao, đường kính lỗ, chiều sâu gia công và loại insert là những yếu tố cần được cân nhắc khi lựa chọn dao tiện móc lỗ.
Dao tiện móc lỗ có nhiều tên gọi khác như dao tiện lỗ, dao tiện trong hoặc boring bar
Cấu tạo của dao tiện móc lỗ
Cấu tạo của dao tiện móc lỗ có thể thay đổi tùy theo loại dao, kích thước và nguyên công gia công. Với các dòng dao tiện lỗ phổ biến, dụng cụ thường gồm cán dao, phần đầu cắt hoặc mảnh insert, cơ cấu kẹp và hệ thống cấp dung dịch làm mát nếu được trang bị.
Cấu tạo cơ bản của dao tiện móc lỗ và các bộ phận chính
Cán dao
Cán dao là bộ phận được gá cố định trên đài dao và có nhiệm vụ truyền lực cắt trong quá trình gia công. Cán có thể được làm từ thép, carbide hoặc vật liệu có khả năng chống rung, tùy theo chiều sâu lỗ và yêu cầu độ cứng vững.
Khi tiện lỗ, nên ưu tiên cán dao có đường kính lớn nhất trong phạm vi không gian gia công cho phép và hạn chế chiều dài nhô không cần thiết. Cán quá nhỏ hoặc nhô quá dài có thể làm tăng độ võng và nguy cơ rung trong quá trình cắt.
Đầu cắt và mảnh insert
Đây là phần trực tiếp tiếp xúc và bóc tách vật liệu khỏi bề mặt bên trong lỗ. Tùy thiết kế, dao có thể sử dụng mảnh insert thay thế hoặc đầu cắt carbide nguyên khối.
Hình dạng insert, góc cắt, bán kính mũi dao và chipbreaker cần được lựa chọn phù hợp với vật liệu phôi cũng như nguyên công tiện thô, tiện tinh, tiện rãnh hay tạo biên dạng.
Cơ cấu kẹp insert
Ở các loại cán dao sử dụng mảnh insert, cơ cấu kẹp thường gồm vít hoặc chi tiết khóa giúp cố định insert chắc chắn trên đầu cán. Khả năng gá kẹp ổn định giúp duy trì đúng vị trí lưỡi cắt và hạn chế dịch chuyển trong quá trình gia công.
Hệ thống cấp dung dịch làm mát
Một số loại dao tiện móc lỗ được thiết kế với đường dẫn dung dịch cắt xuyên cán, đưa dung dịch trực tiếp đến vùng cắt. Thiết kế này hỗ trợ làm mát lưỡi dao, bôi trơn và đặc biệt giúp thoát phoi tốt hơn khi gia công lỗ sâu hoặc lỗ kín.
Dao tiện móc lỗ được dùng để làm gì?
Dao tiện móc lỗ được sử dụng chủ yếu để gia công và hoàn thiện các bề mặt bên trong lỗ sau khi lỗ đã được tạo trước bằng khoan hoặc phương pháp gia công phù hợp. Tùy hình dạng dao và yêu cầu chi tiết, dụng cụ có thể thực hiện nhiều nguyên công khác nhau trên máy tiện CNC hoặc máy tiện cơ.
Tiện trụ trong
Đây là ứng dụng phổ biến nhất của dao tiện móc lỗ. Dao được đưa vào bên trong lỗ để bóc lớp vật liệu, mở rộng đường kính và tạo bề mặt trụ trong theo kích thước yêu cầu.
Tiện bậc và vai trong
Dao tiện lỗ có thể gia công các bậc đường kính hoặc mặt vai bên trong chi tiết. Nguyên công này thường gặp ở các chi tiết có nhiều cấp đường kính, vị trí lắp ghép hoặc yêu cầu định vị chính xác.
Tiện biên dạng bên trong
Với hình học dao phù hợp, dao tiện móc lỗ có thể gia công các bề mặt cong, cung R hoặc biên dạng phức tạp phía trong lỗ theo yêu cầu của bản vẽ.
Tiện rãnh trong
Các loại dao chuyên dụng cho phép tạo rãnh bên trong chi tiết với chiều rộng và độ sâu xác định. Khi gia công cần chú ý đến khả năng thoát phoi và độ cứng vững của cán dao.
Tiện ren trong
Dao tiện móc lỗ kết hợp với hình học lưỡi cắt hoặc insert tiện ren phù hợp có thể được sử dụng để gia công các loại ren trong trên chi tiết.
Vát mép và hoàn thiện bề mặt trong
Ngoài các nguyên công trên, dao tiện trong còn có thể thực hiện vát mép, sửa kích thước và tiện tinh nhằm cải thiện độ chính xác cũng như chất lượng bề mặt của lỗ.
Nhờ khả năng thực hiện nhiều nguyên công trên cùng một dạng chi tiết, dao tiện móc lỗ được ứng dụng rộng rãi trong gia công chi tiết máy, khuôn mẫu, linh kiện cơ khí và các bộ phận yêu cầu độ chính xác cao ở bề mặt bên trong.
Các ứng dụng điển hình của cán dao tiện lỗ trong gia công CNC
Các loại dao tiện móc lỗ phổ biến
Dao tiện móc lỗ được thiết kế với nhiều kết cấu khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu về đường kính lỗ, chiều sâu gia công, độ cứng vững và độ chính xác. Trong thực tế, có thể phân loại dao tiện lỗ thành một số nhóm phổ biến sau:
Dao tiện lỗ cán thép
Đây là loại cán dao được sử dụng khá phổ biến nhờ độ bền tốt, chi phí hợp lý và có nhiều kích thước để lựa chọn. Cán thép phù hợp với các nguyên công tiện lỗ thông thường, đặc biệt khi chiều dài nhô dao không quá lớn.
Khi gia công lỗ sâu hoặc phải tăng chiều dài nhô, độ cứng vững của cán thép có thể giảm và làm tăng nguy cơ rung động. Vì vậy cần lựa chọn đường kính cán và chiều dài gá phù hợp.
Dao tiện lỗ cán carbide
Cán carbide có độ cứng vững cao hơn cán thép, giúp hạn chế độ võng và cải thiện độ ổn định khi gia công các lỗ có chiều sâu lớn hơn. Loại cán này thường được lựa chọn khi yêu cầu độ chính xác và chất lượng bề mặt cao hoặc khi điều kiện gia công dễ phát sinh rung.
Tuy nhiên, carbide có độ giòn cao hơn thép nên cần đảm bảo hệ thống gá kẹp chắc chắn và hạn chế va đập trong quá trình sử dụng.
Dao tiện lỗ chống rung
Dao tiện lỗ chống rung được thiết kế nhằm giảm hiện tượng rung động khi cán dao phải nhô dài hoặc gia công các lỗ sâu. Một số dòng dao sử dụng cơ cấu giảm chấn bên trong thân cán để hấp thụ dao động phát sinh trong quá trình cắt.
Loại dao này phù hợp với những ứng dụng mà cán thép hoặc carbide thông thường khó duy trì độ ổn định, đặc biệt khi tỷ lệ giữa chiều dài nhô và đường kính cán dao lớn.
Dao tiện lỗ carbide nguyên khối
Dao carbide nguyên khối thường có kích thước nhỏ, phần cán và đầu cắt được chế tạo liền khối nhằm tăng độ cứng vững trong không gian gia công hạn chế. Loại dao này thích hợp cho gia công lỗ nhỏ, tiện biên dạng, tiện rãnh, tiện ren hoặc các chi tiết có không gian bên trong hẹp.
Các dòng Tiny Carbide Boring Bar của Echain là một ví dụ, với nhiều hình dạng đầu cắt được thiết kế cho từng nguyên công tiện trong khác nhau.
Nhìn chung, việc lựa chọn loại dao tiện móc lỗ cần dựa trên đường kính lỗ, chiều sâu gia công, chiều dài nhô dao, vật liệu phôi và yêu cầu về độ chính xác thay vì chỉ lựa chọn theo kích thước cán.
Các loại cán dao tiện lỗ Boring Bar phổ biến
Các thông số cần biết khi chọn dao tiện móc lỗ
Để lựa chọn dao tiện móc lỗ phù hợp, người dùng không nên chỉ dựa vào kích thước cán dao mà cần xem xét đồng thời đường kính lỗ, chiều sâu gia công, chiều dài nhô và độ cứng vững của dụng cụ. Một số thông số quan trọng gồm:
Đường kính lỗ nhỏ nhất – Dmin
Dmin là đường kính lỗ nhỏ nhất mà dao có thể gia công mà không xảy ra va chạm giữa thân cán và thành lỗ. Thông số này phụ thuộc vào kích thước cán, hình dạng đầu dao và loại insert sử dụng.
Khi lựa chọn dao, cần đối chiếu Dmin trong catalogue của từng model thay vì áp dụng một giá trị chung cho tất cả các loại boring bar.
Đường kính cán dao – D
Đường kính cán ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng vững của dao. Trong cùng một điều kiện gia công, cán có đường kính lớn hơn thường có khả năng chống võng và hạn chế rung tốt hơn.
Tuy nhiên, kích thước cán vẫn phải phù hợp với đường kính lỗ và đảm bảo đủ khoảng trống để phoi thoát ra trong quá trình cắt.
Chiều dài nhô dao – L
Chiều dài nhô là khoảng cách từ vị trí gá kẹp cán dao đến đầu lưỡi cắt. Đây là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ ổn định khi tiện lỗ.
Chiều dài nhô càng lớn, độ cứng vững của hệ dao càng giảm và nguy cơ rung càng tăng. Vì vậy, nên gá cán dao với chiều dài nhô ngắn nhất có thể nhưng vẫn đủ để tiếp cận vị trí cần gia công.
Tỷ lệ L/D
L/D là tỷ lệ giữa chiều dài nhô dao (L) và đường kính cán dao (D). Chỉ số này thường được dùng để đánh giá mức độ ổn định của boring bar khi gia công lỗ sâu.
Khi tỷ lệ L/D tăng, nguy cơ võng và rung động cũng tăng theo. Với những trường hợp cần gia công sâu, có thể phải chuyển từ cán thép sang cán carbide hoặc cán chống rung để duy trì độ ổn định.
Ngoài các thông số trên, người dùng cũng cần xem xét chiều sâu lỗ, hình dạng insert, bán kính mũi dao, loại chipbreaker, vật liệu phôi và phương pháp cấp dung dịch cắt. Việc đánh giá đồng thời các yếu tố này giúp lựa chọn dao phù hợp hơn và hạn chế các vấn đề như rung, kẹt phoi hoặc sai lệch kích thước khi tiện lỗ.
Các thông số cần chú ý khi lựa chọn các dao lỗ
Cách đọc ký hiệu trên cán dao tiện lỗ
Ký hiệu trên cán dao tiện lỗ thường được xây dựng theo một hệ thống mã gồm nhiều chữ cái và chữ số. Mỗi vị trí thể hiện một đặc điểm của cán dao như kiểu kẹp insert, hình dạng mảnh dao, góc thoát, hướng cắt, kích thước cán hoặc nhóm insert sử dụng. Hiểu được cách đọc mã giúp người dùng lựa chọn đúng cán dao và mảnh insert tương thích.
Một mã cán dao tiện lỗ thường có thể được chia thành hai phần:
Ví dụ: S25R-MDUNR15
S25R: nhóm thông số liên quan đến thân cán, trong đó có đường kính cán và chiều dài cán.
MDUNR15: thể hiện kiểu gá insert, hình dạng insert, góc thoát, hướng cắt và kích thước insert.
Ý nghĩa các ký tự chính
|
Vị trí ký hiệu |
Thông tin thể hiện |
|
Ký tự đầu |
Phương pháp hoặc cơ cấu kẹp insert |
|
Ký tự thứ hai |
Hình dạng insert sử dụng |
|
Ký tự tiếp theo |
Kiểu/góc tiếp cận của cán dao |
|
Ký tự chỉ góc thoát |
Insert âm hoặc insert dương |
|
Ký tự R/L/N |
Hướng cắt phải, trái hoặc trung tính |
|
Chữ số phía sau |
Nhóm kích thước insert tương thích |
Ví dụ với MDUNR15:
- M: kiểu kẹp insert.
- D: sử dụng insert hình thoi 55°.
- U: kiểu hình học và góc tiếp cận của cán.
- N: sử dụng insert âm có góc thoát 0°.
- R: cán dao hướng phải.
- 15: nhóm kích thước insert.
Từ đó có thể xác định MDUNR15 thuộc nhóm cán dao sử dụng insert dạng DN… size 15, chẳng hạn một số dòng DNMG phù hợp tùy thiết kế cụ thể của nhà sản xuất.
Kinh nghiệm chọn dao tiện móc lỗ
Lựa chọn đúng dao tiện móc lỗ không chỉ dựa vào đường kính cán mà cần xem xét đồng thời kích thước lỗ, chiều sâu gia công, vật liệu phôi, độ cứng vững và yêu cầu bề mặt. Một số kinh nghiệm quan trọng có thể tham khảo gồm:
Ưu tiên cán dao lớn nhất trong phạm vi cho phép
Với cùng điều kiện gia công, cán dao có đường kính lớn hơn thường cho độ cứng vững tốt hơn và hạn chế độ võng khi cắt. Tuy nhiên, vẫn cần đảm bảo khoảng hở giữa cán dao và thành lỗ để tránh va chạm và tạo không gian thoát phoi.
Hạn chế chiều dài nhô dao
Cán dao càng nhô dài thì nguy cơ rung và sai lệch kích thước càng tăng. Vì vậy, nên gá dao với chiều dài nhô ngắn nhất có thể nhưng vẫn đủ để tiếp cận toàn bộ chiều sâu cần gia công.
Với các lỗ sâu hoặc tỷ lệ L/D lớn, có thể cân nhắc sử dụng cán carbide hoặc cán chống rung thay cho cán thép thông thường.
Chọn dao theo đường kính và chiều sâu lỗ
Đối với lỗ nhỏ, cần kiểm tra kỹ đường kính gia công tối thiểu (Dmin) của từng model để tránh thân cán va vào thành lỗ. Với lỗ sâu, ngoài Dmin cần đặc biệt quan tâm đến chiều dài làm việc và khả năng thoát phoi.
Không nên chọn cán quá nhỏ chỉ vì dễ đưa vào lỗ, bởi đường kính cán nhỏ kết hợp với chiều dài nhô lớn sẽ làm giảm đáng kể độ cứng vững của hệ dao.
Chọn insert phù hợp với nguyên công
Mỗi loại cán dao được thiết kế cho một hoặc một số hình dạng insert nhất định. Khi lựa chọn cần xác định rõ nguyên công là tiện thô, tiện tinh, tiện biên dạng, tiện rãnh hay tiện ren trong để chọn hình dạng insert, chipbreaker và bán kính mũi phù hợp.
Bên cạnh đó, grade và lớp phủ của insert cần tương thích với nhóm vật liệu phôi như thép, inox, gang, nhôm hoặc thép cứng.
Không chọn bán kính mũi dao quá lớn khi hệ thống thiếu ổn định
Bán kính mũi lớn có thể cho phép sử dụng lượng chạy dao cao hơn trong một số điều kiện, nhưng đồng thời cũng làm tăng lực tác động lên hệ dao. Khi tiện lỗ với cán nhỏ hoặc chiều nhô dài, nên cân nhắc bán kính mũi phù hợp để hạn chế rung.
Chú ý khả năng thoát phoi
Không gian bên trong lỗ hạn chế khiến phoi dễ quấn hoặc mắc lại ở vùng cắt, đặc biệt khi gia công lỗ sâu và lỗ kín. Do đó nên lựa chọn chipbreaker phù hợp, kiểm tra hướng thoát phoi và ưu tiên hệ thống cấp dung dịch cắt hiệu quả khi điều kiện máy cho phép.
Kiểm tra độ cứng vững trước khi tăng chế độ cắt
Khi xuất hiện rung, bề mặt có vết chatter hoặc kích thước lỗ không ổn định, không nên chỉ điều chỉnh tốc độ và lượng chạy dao. Trước tiên cần kiểm tra chiều dài nhô, đường kính cán, vị trí gá kẹp, insert và độ cứng vững của toàn bộ hệ thống.
Nhìn chung, nguyên tắc quan trọng khi chọn dao tiện móc lỗ là chọn cán đủ lớn, giữ chiều dài nhô ở mức tối thiểu và sử dụng insert phù hợp với vật liệu cũng như nguyên công. Với những trường hợp lỗ nhỏ, lỗ sâu hoặc yêu cầu dung sai cao, nên đối chiếu thêm catalogue của nhà sản xuất để lựa chọn chính xác model dao và insert tương thích.
Một số lưu ý khi chọn cán dao tiện lỗ trong gia công CNC
Một số câu hỏi thường gặp về dao tiện móc lỗ
Vì sao cán dao tiện lỗ bị rung khi gia công?
Rung khi tiện lỗ thường xuất hiện khi chiều dài nhô dao quá lớn, đường kính cán nhỏ, hệ thống gá thiếu cứng vững hoặc hình học insert chưa phù hợp. Tiện trong vốn nhạy với rung hơn do cán dao phải vươn sâu vào bên trong chi tiết. Sandvik khuyến nghị nên giảm chiều dài nhô và sử dụng đường kính cán lớn nhất trong phạm vi cho phép để tăng độ ổn định.
Khi rung vẫn xảy ra, cần kiểm tra thêm bán kính mũi dao, chế độ cắt, tình trạng insert và có thể cân nhắc chuyển sang cán carbide hoặc cán chống rung đối với các trường hợp L/D lớn.
Những lỗi thường gặp khi tiện lỗ và cách xử lý là gì?
Một số lỗi thường gặp gồm lỗ bị côn, sai kích thước, bề mặt xuất hiện vết rung, phoi mắc trong lỗ hoặc insert nhanh mòn. Nguyên nhân có thể đến từ độ võng của cán dao, chiều dài nhô quá lớn, gá kẹp chưa chắc chắn, kiểm soát phoi kém hoặc chế độ cắt chưa phù hợp.
Khi gặp các tình trạng này, nên kiểm tra lần lượt độ cứng vững của cán và gá kẹp, chiều dài nhô, insert, chipbreaker, dung dịch cắt và thông số gia công trước khi tiếp tục điều chỉnh chương trình.
Dao tiện móc lỗ khác mũi khoan và dao doa như thế nào?
Mũi khoan chủ yếu được dùng để tạo lỗ ban đầu. Dao tiện móc lỗ gia công trên lỗ đã có sẵn để mở rộng đường kính, sửa hình dạng hoặc hoàn thiện bề mặt bên trong. Trong khi đó, dao doa thường được sử dụng ở công đoạn hoàn thiện để đạt kích thước và chất lượng bề mặt lỗ theo yêu cầu. Sandvik cũng phân biệt boring là quá trình mở rộng hoặc hoàn thiện lỗ có sẵn, còn reaming là nguyên công hoàn thiện bằng dụng cụ nhiều lưỡi cắt.
Dao tiện móc lỗ có thể tạo lỗ trực tiếp từ phôi đặc không?
Thông thường không. Dao tiện móc lỗ thường cần một lỗ có sẵn để đầu dao có thể đi vào và thực hiện quá trình cắt. Trong nhiều quy trình, lỗ sẽ được tạo trước bằng khoan rồi mới thực hiện boring để đạt đường kính hoặc hình dạng yêu cầu.
Dao tiện móc lỗ có thể gia công lỗ sâu bao nhiêu?
Không có một chiều sâu cố định áp dụng cho mọi loại dao. Khả năng gia công phụ thuộc vào đường kính cán D, chiều dài nhô L, vật liệu cán, cơ cấu gá và khả năng chống rung. Khi tỷ lệ L/D tăng, nguy cơ võng và rung cũng tăng theo; với các trường hợp nhô dài có thể cần sử dụng boring bar carbide hoặc hệ cán chống rung chuyên dụng.
Nên chọn cán dao tiện lỗ bằng thép hay carbide?
Cán thép phù hợp với nhiều nguyên công thông thường, có độ bền và chi phí hợp lý. Cán carbide có độ cứng vững cao hơn nên thường được cân nhắc khi cán phải nhô dài hơn hoặc yêu cầu kiểm soát rung tốt hơn.
Việc lựa chọn nên dựa vào tỷ lệ L/D, đường kính lỗ, điều kiện gá và yêu cầu gia công thay vì mặc định carbide luôn tốt hơn cán thép.
Vì sao tiện lỗ thường khó thoát phoi?
Khi gia công bên trong lỗ, không gian thoát phoi bị hạn chế hơn so với tiện ngoài, đặc biệt với lỗ sâu hoặc lỗ kín. Phoi không được kiểm soát tốt có thể mắc quanh đầu dao, làm xước bề mặt và ảnh hưởng đến độ ổn định gia công.
Để cải thiện, cần lựa chọn chipbreaker phù hợp, đảm bảo khoảng hở giữa cán và thành lỗ, đồng thời sử dụng dung dịch cắt hiệu quả nếu hệ thống máy cho phép.
Làm sao biết cán dao tiện lỗ dùng insert nào?
Có thể dựa vào ký hiệu trên cán dao để xác định hình dạng, góc thoát và nhóm kích thước insert. Ví dụ, với mã MDUNR15, ký tự D cho biết nhóm insert hình thoi 55°, N biểu thị insert âm và 15 là nhóm kích thước insert.
Tuy nhiên, cần kiểm tra catalogue của đúng nhà sản xuất để xác định chính xác độ dày, bán kính mũi và mã insert tương thích trước khi lắp dao.
Như vậy, cao tiện móc lỗ là dụng cụ quan trọng trong gia công các bề mặt bên trong lỗ, với hiệu quả gia công phụ thuộc nhiều vào đường kính cán, chiều dài nhô, loại insert và độ cứng vững của hệ thống. Việc hiểu đúng ký hiệu và lựa chọn dao phù hợp sẽ giúp hạn chế rung, kiểm soát kích thước và nâng cao chất lượng bề mặt gia công.
CNC Ánh Kim cung cấp đa dạng dao tiện lỗ, cán dao tiện và insert đáp ứng nhiều vật liệu, kích thước lỗ và yêu cầu gia công khác nhau. Liên hệ CNC Ánh Kim để được hỗ trợ lựa chọn dụng cụ phù hợp với điều kiện gia công thực tế.
Thông tin liên hệ:
- Địa chỉ: : 1737/7/3/20 Quốc Lộ 1A, KP2, P.Tân Thới Hiệp, TP.HCM
- Hotline/ Zalo: 0886113609
- Website: https://cncanhkim.com/
- Danh mục cán dao tiện lỗ: https://cncanhkim.com/danh-muc/can-dao-tien/can-dao-tien-trong/
