Trong gia công CNC, cán dao và mảnh lưỡi cắt CNC là hai bộ phận quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của quá trình cắt, chất lượng bề mặt và tuổi thọ dụng cụ. Tùy theo từng nguyên công như tiện ngoài, tiện lỗ, tiện rãnh, tiện ren hay phay, người vận hành cần lựa chọn loại cán dao và mảnh insert có hình dạng, kích thước và đặc tính phù hợp.
Trong bài viết này, CNC Ánh Kim sẽ cùng bạn tìm hiểu các loại cán dao thông dụng, đặc điểm của mảnh lưỡi cắt CNC, vật liệu chế tạo, cách đọc mã và những tiêu chí cơ bản giúp lựa chọn cán dao – insert phù hợp với nhu cầu gia công thực tế.
Cán dao tiện là gì?
Cán dao CNC là bộ phận dùng để gá, cố định và giữ mảnh lưỡi cắt (insert) ở đúng vị trí làm việc trong quá trình gia công. Tùy từng loại máy và nguyên công, cán dao được lắp trên hệ thống gá dao, ổ dao hoặc turret của máy CNC để truyền lực cắt và duy trì vị trí ổn định của lưỡi cắt.
Trong quá trình cắt gọt, cán dao phải chịu tác động của lực cắt theo nhiều phương. Nếu cán dao có độ cứng vững thấp hoặc bị biến dạng quá mức, vị trí của lưỡi cắt có thể thay đổi, làm tăng rung động, ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt chi tiết.
Vì vậy, cán dao cần đáp ứng một số yêu cầu cơ bản:
- Có độ cứng vững và khả năng chịu uốn tốt: hạn chế biến dạng khi chịu lực cắt.
- Có độ bền cơ học phù hợp: chịu được tải trọng trong quá trình gia công và duy trì khả năng làm việc ổn định.
- Giữ mảnh insert chắc chắn: hạn chế dịch chuyển hoặc rung của lưỡi cắt khi gia công.
- Phù hợp với mảnh cắt và nguyên công: đảm bảo đúng hình dạng insert, kích thước, hướng dao và điều kiện làm việc.
Việc lựa chọn cán dao có độ cứng vững phù hợp và hạn chế chiều dài nhô dao không cần thiết cũng giúp giảm nguy cơ rung động, đặc biệt trong các nguyên công tiện lỗ hoặc gia công có độ nhô dao lớn.
Các loại cán dao CNC thông dụng
Cán dao CNC được thiết kế theo từng nguyên công và loại mảnh insert sử dụng. Trong gia công tiện, các nhóm cán dao phổ biến gồm cán tiện ngoài, cán tiện lỗ, cán tiện rãnh – cắt đứt và cán tiện ren. Ngoài ra, trong gia công phay còn có các loại đài phay gắn mảnh sử dụng insert có thể thay thế. Các danh mục dụng cụ của ISCAR cũng phân chia tương tự thành nhóm tiện ngoài, boring bar, grooving/parting và threading.
Các loại cán dao tiện thông dụng
Cán dao tiện ngoài
Được sử dụng để gia công các bề mặt bên ngoài của chi tiết như tiện trụ, tiện mặt đầu, tiện vai hoặc tiện biên dạng. Tùy hình dạng insert và góc làm việc, cán dao sẽ phù hợp với từng hướng cắt và yêu cầu gia công khác nhau.
Một số dạng cán thường gặp: MTJNR, MTENN, MTQNR, MWLNR/L, MCLNR, MDJNR, MVQNR…
>> Xem danh mục cán dao tiện ngoài thương hiệu DIAK đặt mua tại Website CNC Ánh Kim
Cán dao tiện lỗ
Cán tiện lỗ hay boring bar được sử dụng để gia công bề mặt bên trong của lỗ. Do thường phải làm việc với chiều dài nhô dao lớn, độ cứng vững của cán là yếu tố quan trọng để hạn chế rung động và duy trì chất lượng bề mặt. ISCAR cũng lưu ý rằng độ nhô lớn trong gia công boring có thể làm tăng rung, ảnh hưởng đến bề mặt và tuổi thọ dụng cụ.
Một số dạng phổ biến: SCLCR, SDUCR, SDQCR, SVQCR…
>> Xem danh mục cán dao tiện trong thương hiệu DIAK và đặt mua tại CNC Ánh Kim
Cán dao tiện rãnh và cắt đứt
Nhóm cán này được thiết kế để tạo rãnh, tiện rãnh hoặc cắt đứt chi tiết. Hình dạng cán và insert cần phù hợp với chiều rộng rãnh, chiều sâu gia công và không gian thoát phoi.
Ví dụ: MGEHR, MGIVR…
>> Xem và đặt mua cán dao tiện rãnh tại CNC Ánh Kim
Cán dao tiện ren
Cán tiện ren kết hợp với mảnh insert chuyên dụng để gia công ren ngoài hoặc ren trong. Khi lựa chọn cần xác định đúng loại ren, bước ren, hướng ren và kích thước chi tiết. Sandvik cũng phân biệt rõ cán ren ngoài và boring bar dùng cho ren trong.
Các dạng thường gặp gồm cán kết hợp với insert 16ER cho ren ngoài và 16IR cho ren trong.
Đài phay gắn mảnh
Đài phay gắn mảnh sử dụng nhiều insert có thể thay thế, thường dùng trong các nguyên công như phay mặt, phay vai hoặc gia công bề mặt tùy theo thiết kế dao. Ưu điểm của dạng dao này là khi lưỡi cắt bị mòn, người vận hành có thể xoay hoặc thay insert mà không cần thay toàn bộ thân dao.
Lưỡi cắt
Lưỡi cắt là phần tham gia vào quá trình cắt gọt do đó vật liệu lưỡi cắt phải chịu được nhiệt và tản nhiệt nhanh, va chạm, bền dai, chịu được mài mòn.
Vật liệu làm lưỡi cắt: đây là phần vật liệu trực tiếp cắt gọt ra phôi nên ảnh hưởng trực tiếp đến năng xuất và chất lượng bề mặt gia công vì vậy vật liệu làm phần cắt gọt phải có những yêu cầu sau đây:
-
- Độ cứng: muốn cắt được vật liệu kim loại thì độ cứng của dao phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia công, thông thường kim loại. Gia công có độ cứng vào khoảng (200-240HB), do đó độ cứng của lưỡi cắt phải tầm vào khoảng 60HRC.
- Gia công vật liệu: thép cứng thép chịu nhiệt thép không gỉ cần có độ cứng >=65HRC.
- Độ bền cơ học: trong khi cắt dụng cụ cắt thường phải chịu những lực, xung lực lớn do đó đòi hỏi tính năng sử dụng tốt cần thép có độ cứng cao
- Tính chịu cứng nóng: vật liệu bị nung nóng thường độ cứng giảm đi, tính chịu cứng nóng là khả năng giữ độ cứng ở nhiệt độ cao (không có chuyển biến tổ chức) trong một thời gian dài.
- Tính chịu mài mòn: khi vật liệu dao đủ độ bền cơ học thì dạng hỏng chủ yếu là mài mòn. Khi độ cứng vật liệu làm dao cao thì tính chịu mài mòn phải cao.
- Tính công nghệ: xét về điều kiện làm việc, vật liệu làm dao có yêu cầu dễ tôi, độ thấm tôi cao, độ dẻo ở trạng thái nguội và nóng, tính dễ gia công… ngoài ra còn cần thêm tính dẫn nhiệt cao, chống va đập và giá thành thấp.
Những đặc điểm nổi bật của lưỡi cắt
Những vật liệu làm lưỡi cắt phổ biến
Các vật liệu dụng cụ cắt đã và đang được sử dụng gồm thép carbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió (HSS) và hợp kim cứng (carbide). Trong gia công CNC hiện đại, đặc biệt với các loại mảnh insert thay thế, còn phổ biến các nhóm vật liệu như:
- Carbide: được sử dụng rộng rãi nhờ sự cân bằng giữa khả năng chống mài mòn, độ dai và khả năng làm việc ở tốc độ cắt cao.
- Cermet: thường phù hợp với các nguyên công bán tinh, tinh cần chất lượng bề mặt tốt.
- Ceramic: có khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cao, thích hợp với một số ứng dụng gia công tốc độ cao trong điều kiện ổn định.
- CBN/PCBN: thường được sử dụng khi gia công thép đã tôi cứng và một số vật liệu khó gia công.
- PCD: có độ cứng và khả năng chống mài mòn rất cao, thường được sử dụng khi gia công nhôm, hợp kim màu và một số vật liệu phi kim.
Mỗi nhóm vật liệu có ưu và nhược điểm riêng, vì vậy cần lựa chọn phù hợp với vật liệu phôi và điều kiện gia công thay vì chỉ dựa vào độ cứng của lưỡi cắt.
>>> Xem thêm top 5 loại chip insert bán chạy nhất ở CNC Ánh Kim
Cách đọc mã cán dao và mảnh insert CNC
Mã trên cán dao và mảnh insert CNC không chỉ là tên sản phẩm mà còn thể hiện những thông tin quan trọng về hình dạng, kích thước và khả năng tương thích giữa cán dao với mảnh cắt. Hiểu các ký hiệu cơ bản giúp người vận hành hạn chế chọn sai insert hoặc cán dao khi thay thế dụng cụ.
Cách đọc mã cán dao CNC
Đối với cán dao tiện gắn mảnh, mã sản phẩm thường thể hiện các thông tin như:
- Phương pháp kẹp insert
- Hình dạng mảnh insert tương thích
- Kiểu và góc làm việc của cán dao
- Góc sau của insert
- Hướng cán dao: trái, phải hoặc trung tính
- Kích thước tiết diện và chiều dài cán
- Kích thước insert sử dụng
Ví dụ các mã như MWLNR, MTJNR, MCLNR, SCLCR… sẽ tương ứng với những kiểu cán, hình dạng insert và hướng làm việc khác nhau. Vì vậy, khi thay mảnh cắt cần kiểm tra đúng mã cán thay vì chỉ dựa vào kích thước bên ngoài của insert.
Ví dụ minh họa đọc mã cán dao CNC
Cách đọc mã mảnh insert CNC
Mảnh insert cũng được ký hiệu theo một hệ thống tiêu chuẩn. Ví dụ với mã:
WNMG 080408
Có thể hiểu các thành phần chính như sau:
- W: hình dạng mảnh insert dạng trigon 80°.
- N: góc sau chính bằng 0°, tức dạng insert âm.
- M: cấp dung sai của insert.
- G: đặc điểm hình học và kiểu lỗ/kẹp của insert theo hệ thống ký hiệu.
- 08: mã kích thước insert.
- 04: mã chiều dày insert.
- 08: bán kính mũi dao 0,8 mm.
Thực tế, insert WNMG 080408 có góc sau 0°, chiều dày khoảng 4,76 mm, bán kính mũi 0,8 mm và đường kính vòng nội tiếp khoảng 12,7 mm.
Khi lựa chọn insert, ngoài mã hình học còn cần chú ý đến chipbreaker, grade và lớp phủ, vì những yếu tố này quyết định khả năng làm việc của mảnh cắt trên từng loại vật liệu và điều kiện gia công.
Cách chọn cán dao và mảnh insert CNC phù hợp
Để chọn đúng cán dao và mảnh insert CNC, cần dựa trên nguyên công, vật liệu phôi và điều kiện gia công thực tế. Một số tiêu chí chính gồm:
- Xác định nguyên công: tiện ngoài, tiện lỗ, tiện mặt, tiện rãnh, cắt đứt hay tiện ren để chọn đúng loại cán dao.
- Xác định vật liệu phôi: thép, inox, gang, nhôm, thép cứng… để lựa chọn grade, lớp phủ và hình học insert phù hợp.
- Chọn hình dạng insert: các dạng C, D, V, W, T, S… có độ bền góc và khả năng tiếp cận khác nhau.
- Chọn chipbreaker và bán kính mũi dao: phù hợp với tiện thô, bán tinh hoặc tiện tinh.
- Kiểm tra độ cứng vững: ưu tiên cán dao có kích thước phù hợp và hạn chế chiều dài nhô dao để giảm rung.
- Kiểm tra khả năng tương thích: hình dạng, kích thước và mã insert phải phù hợp với cán dao sử dụng.
Ngoài hình dạng và kích thước, cần kiểm tra thêm grade, lớp phủ và khuyến nghị của nhà sản xuất để mảnh cắt làm việc ổn định trên từng loại vật liệu.
Lưu ý khi lắp và sử dụng cán dao gắn insert
Để cán dao và mảnh insert làm việc ổn định, cần chú ý một số điểm sau:
- Làm sạch vị trí lắp insert: loại bỏ phoi, bụi bẩn hoặc dầu bám trên ổ gá trước khi lắp mảnh cắt. ISCAR cũng khuyến nghị bề mặt gá phải sạch để insert được cố định ổn định.
- Lắp đúng vị trí và siết đúng lực: insert cần nằm sát ổ gá, vít hoặc cơ cấu kẹp phải được siết theo khuyến nghị của nhà sản xuất; siết quá mức có thể làm hỏng vít hoặc cơ cấu kẹp.
- Hạn chế chiều dài nhô dao: độ nhô càng lớn thì độ cứng vững càng giảm và nguy cơ rung động càng cao.
- Kiểm tra tình trạng insert: không tiếp tục sử dụng khi lưỡi cắt bị mòn quá mức, sứt hoặc nứt.
- Sử dụng đúng cán và insert tương thích: tránh lắp sai hình dạng, kích thước hoặc kiểu kẹp vì có thể làm giảm độ ổn định khi gia công.
Kiểm tra đúng cách trước khi vận hành giúp hạn chế rung động, mòn bất thường và góp phần duy trì chất lượng bề mặt gia công.
Như vậy lựa chọn đúng cán dao và mảnh insert CNC không chỉ dựa vào kích thước mà còn cần xem xét nguyên công, vật liệu phôi, hình dạng insert, grade và điều kiện gia công thực tế. Hiểu đúng đặc điểm và mã dụng cụ sẽ giúp quá trình gia công ổn định hơn, hạn chế rung động, mài mòn bất thường và nâng cao chất lượng bề mặt.
CNC Ánh Kim hiện cung cấp đa dạng cán dao tiện, mảnh insert và nhiều dòng dao cụ CNC phục vụ gia công cơ khí chính xác. Với đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, CNC Ánh Kim hỗ trợ tư vấn lựa chọn đúng mã cán dao – insert theo từng nhu cầu gia công.
Tham khảo sản phẩm tại:
- Website: cncanhkim.com
- Hotline/Zalo: 0886 113 609
- Danh mục sản phẩm: https://cncanhkim.com/danh-muc-san-pham/
- Catalogue: https://cncanhkim.com/download-catalogue/
