Hướng dẩn chọn mảnh dao tiện phù hợp cho vật liệu khó gia công - dụng cụ cắt gọt

Gia công cắt gọt tiện là phương pháp cắt gọt kim loại có phôi quay, thực hiện bằng sự chuyển động của phôi và dao tiện. Ngoài ra, hoạt động chính của chuyển động xoay tròn giữa phôi và dao tiện tạo thành chuyển động cắt gọt. Kết hợp với đó là chuyển động tịnh tiến dao tổng hợp do cùng lúc chuyển động tiến dao dọc và dao ngang.

Vật liệu siêu cứng khó gia công, phôi khó gia công trong cơ khí là gì?

Thép nhiệt luyện cứng, thép sau nhiệt, siêu hợp kim chịu nhiệt và lưỡng kim ngày nay càng được sử dụng rộng rãi hơn trong ngành nghề công nghiệp chế tạo.

Khi mà các vật liệu kim loại này mang các thành phần bên trong chắc chắn, không thể gia công được dẫn đến cạnh tranh giá cả trong gia công cơ khí, điều này khiến cho chúng ta đặt nghi vấn là làm thế nào để gia công những vật liệu khó gia công hợp kim cứng thành các chi tiết hoàn thiện, có phạm vi tầm giá hợp lý cho mỗi bộ phận.

Mảnh dao tiện ứng dụng riêng cho vật liệu siêu cứng khó gia công.

Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng, các nhà cung cấp dụng cụ cắt gọt kim loại, dụng cụ cơ khí, dụng cụ cơ khí cầm tay, gia công cắt gọt đã đạt được những tiến bộ vượt bậc trong việc nâng cao, cải tiến và phát triện các loại mảnh dao phay hợp kim, mảnh tiện hợp kim, được sử dụng riêng cho các vật liệu cứng khó gia công này.

Mảnh tiện hợp kim, gốm kim loại, mảnh tiện CBN và kim cương đa tinh thể (PCD) ngày nay đều đóng một vai trò quan trọng. Các mảnh tiện siêu cứng được cải tiến với thiết kế hình học và lớp phủ đặc biệt chịu được va đập và chịu được nhiệt độ trong gia công, chống mài mòn rất tốt.

Dù vậy, để sử dụng các loại dao này một cách hiệu quả thì phải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố bên ngoài khác nhau. Hãy tham khảo từ đối tác với một số nhà cung cấp dụng cụ cắt gọt uy tín nhất để tìm hiểu vấn để này nhé.

Khi mà chi phí dụng cụ cắt gọt gia công cơ khí tương đối thấp - thường chiếm từ 3%-5% tổng chi phí gia công với mảnh tiện hợp kim, từ 5%- 7% với mảnh tiện CBN. khi ta sử dụng mảnh chíp thấp kém chất lượng, giá rẻ hơn có thể là sai lầm cho bài toán kinh tế về chi phí gia công.

Sử dụng mảnh hợp kim có chất lượng cao có thể gia công thêm nhiều các chi tiết thành phẩm chất lượng cao trong mỗi ca sản xuất, từ đó phát sinh ra bài toán khấu hao nhanh trong thời gian sớm nhất.

Bên cạnh đó, việc sử dụng các loại mảnh chíp đắt tiền lắp cho mũi phay,tiện hợp kim đôi lúc là không cần thiết vì một số sai lầm tốn kém. Mảnh CBN có thể đắt gấp 8 - 10 lần so với mảnh chip hợp kim. Và gia công các mảnh dao lên vật liệu khó gia công này ở tốc độ và bước tiến dao không phù hợp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của chi tiết và tuổi thọ của dụng cụ. Với những vật liệu cứng khó, việc chọn đúng mảnh dao đòi hỏi sự đánh giá cao về cả bài toán kinh tế gia công và quy trình gia công tổng thể.

Xét về toàn bộ khả năng, Mảnh chíp hợp kim ít tốn kém hơn trong công việc sẽ đạt dung sai và độ hoàn thiện bề mặt. Chi phí có thể tốn kém, nhưng thời gian gia công và thay thế mảnh chip sẽ không còn quá ảnh hưởng đến sản xuất. Nó sẽ mang lại năng suất và thành quả đáng mong đợi.

Một ví dụ thực tế, khi gia công các chi tiết với khối lượng thấp, một chi tiết vật liệu siêu cứng hợp kim titan thiêu kết được gia công phay thành công với các mảnh dao phay hợp kim carbide có lớp phủ. Độ bền mảnh dao thường được đạt ở mức từ 1h đến 1h30 phút trong sản xuất số lượng lớn khi gia công các vật liệu cứng khó gia công, điều này được coi là chấp nhận được. Nhưng với số lượng chi tiết ít, tuổi thọ của chip và thời gian thay đổi dụng cụ không phải là vấn đề lớn. Tuy nhiên, tuổi thọ của dao lâu hơn trở nên cực kì quan trọng trong quá trình sản xuất hàng loạt số lượng lớn, để giảm thời gian gia công và nhân công thay đổi dao cụ cũng như tăng hiệu suất sử dụng máy. Nhưng nếu bạn cần sản xuất với khối lượng lớn hơn, chúng ta nên cân nhắc sử dụng mảnh CBN.

Nếu bạn có đơn hàng gia công với các loại phôi cứng, hãy cân nhắc liên hệ với nhà cung cấp dụng cụ cắt gọt kim loai của bạn. Các nhà cung cấp có thể đưa ra các giải pháp dựa trên các khách hàng khác đã gặp phải trường hợp tương tự. Khi cần thử nghiệm, hãy bắt đầu test cẩn thận với mảnh chíp carbide và chuyển dần sang dao cụ cứng hơn và tốt hơn. Thiết kế hình dạng dao hiện đại, cán dao hợp kim siêu cứng và quy trình gia công tinh lại, Mảnh dao carbide thường cho kết quả tốt và ít chi phí hơn, phù hợp cho những công đoạn gia công khó.

Các loại phôi khó gia công?

Thép nhiệt luyện cứng:

Hiện nay thép gia công với độ cứng khoảng 45 HRC, thép nhiệt luyện có độ cứng lên đến 62 HRC đang rất phổ biến trong ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu. Những công ty sản xuất khuôn mẫu trước đây thường gia công các chi tiết trước khi nhiệt luyện, nhưng giờ đây khi phải gia công thép ở trạng thái sau nhiệt luyện để tránh biến dạng khi xử lý nhiệt luyện. Nhiệt độ và áp suất gặp nhau khi phay các phôi đã tôi cứng hoàn toàn có thể gây ra biến dạng các mảnh phay và nhanh chóng gây sứt mẻ, hỏng chip.

Phôi siêu cứng kết hợp với quá trình gia công va đập sẽ làm mòn các cạnh cắt của chip chỉ sau một vài lát cắt. Điều này đặc biệt đáng báo động vì một góc mảnh chip bị gãy có thể làm hỏng chi tiết đang gia công. Ngược lại, mảnh tiện hợp kim với nguyên liệu hạt mịn tiên tiến cùng lớp phủ PVD cứng cáp và góc cắt bén có thể sử dụng gia công rất tốt, để tránh được hỏng hóc không mong muốn sảy ra.

Để tối ưu hiệu quả mảnh dao hợp kim, nhà cung cấp dụng cụ khuyến cáo giảm tốc độ cắt, nhưng vẫn giữ nguyên chiều sâu cắt. Khi gia công ở tốc độ thấp hơn này mất khoảng 20 phút với mỗi mảnh chip carbide, so với hơn một giờ của mảnh dao Cermet. Quan trọng hơn, cần cẩn trọng trong quá trình gia công để giảm thiểu khả năng mẻ dao trong quá đình gia công, có thể do va đập, gây sứt mẻ những bộ phôi đắt tiền.

Việc thiết lập các thông số gia công khi phay thép cứng với mảnh dao carbide rất quan trọng. Thường ta nên bắt đầu ở tốc độ cắt thấp. Các lát cắt thử nghiệm có thể tăng lên đến tốc độ tăng dần. Bước tiến thông thường ta thường để khá chậm. Mảnh chíp hai mặt có độ cứng cáp hơn so với mảnh dao một mặt. Các chip tròn cũng có lợi thế khi gia công thép cứng. Hình dạng chip tròn giúp gia công tốt hơn khi không có các góc sắc nhọn dễ bị mẻ.

Khi lựa chọn giữa các loại lớp phủ hợp kim của mảnh chip, hãy xem chế độ và độ bền của chúng. Chúng cung cấp khả năng bền bỉ tối ưu trước các lực cắt lớn và va đập mạnh gặp phải khi gia công thép cứng. Ngoài ra, các lớp phủ nhiệt độ cao có chế độ đặc biệt có thể chịu được nhiệt sinh ra trong quá trình gia công thép cứng đến 60 HRC. mảnh dao hợp kim chịu va đập với lớp phủ PCD và CBN có thể chống lại nhiệt độ cao tạo ra bởi quá trình phay thép cứng.

Kim loại đúc bằng bột kim loại:

Các tiến bộ trong luyện kim dạng bột đang tạo ra các kim loại đúc kết cực cứng cho một loạt các nhu cầu hiện nay. Các nhà sản xuất đã phát triển tạo nên hợp kim hỗn hợp niken dạng bột có chứa vonfram hoặc titan carbide để đạt được độ cứng từ 48 đến 62 HRC. Các thành phần carbide trong hợp kim niken có thể đạt tới 90 HRC. Khi gia công phay các vật liệu siêu siêu cứng như vậy, các mảnh hợp kim có lớp phủ sẽ bị mài mòn góc cắt rất nhanh. Các hạt cực cứng bên trong thành phần cấu tạo của phôi tạo ra làm tăng tốc độ mài mòn của dụng cụ cắt gọt kim loại. Các mảnh cắt hợp kim có thể bị gãy dưới áp lực cắt trong quá trình gia công vật liệu siêu cứng khó gia công.

Mảnh dao tiện CBN là giải pháp hiệu quả để cắt các kim loại bột cứng có chứa thành phần vonfram và titan carbide. Thiết kế hình học dao nâng cao có thể vượt qua các thành phần trong thép.

Để sử dụng chip CBN tốt nhất, các thông số cắt phải được duy trì trong một phạm vi nhất định. Sử dụng tốc độ nhanh và bước tiến chậm. Các thông số gia công chính xác được xác định tốt nhất bằng các lần chạy thử nghiệm. Đầu tiên, ta thửu nghiệm mảnh tiện chạy ở tốc độ thấp và tăng dần cho đến khi các mép cắt bị mài mòn.

Chi tiết được làm trên vật liệu cứng khó gia công thường phải được gia công khô và làm mát bằng khí để duy trì nhiệt độ ổn định trên các mảnh cắt. Trong hầu hết các trường hợp, Góc bo R hai mặt cuả chíp là hiệu quả nhất và độ sâu của vết cắt thường được giới hạn trong khoảng giới hạn.

Tiện là quá trình gia công va đập. Gia công có va đập liên tục vào các vật liệu cứng, độ cứng lên đến 60 HRC hoặc cao hơn sẽ gây ra hiệu ứng gia rung rắc gây ảnh hưởng đến gia công. Do đó, máy móc và dụng cụ phải cung cấp độ đủ độ cứng vững, độ cứng vững tối thiểu và độ bền tối đa để chịu được tải trọng va đập cao trong quá trình gia công.

Siêu hợp kim cứng:

Trong ngành hàng không vũ trụ vật liệu siêu hợp kim chịu nhiệt (HRSA) đang được phát triển và nhận rộng hơn. Ở trong các ngành công nghiệp tàu thủy, hàng không, ôtô, y tế, chất bán dẫn và sản xuất điện. Các phôi khó gia công quen thuộc như Inconel 718 và 625, Waspalloy và titan 6Al4V hiện được kết hợp với phoi khó gia công ma trận titan và nhôm-magiê mới hơn. Mọi ngành nghề sẽ ra rất nhiều những khó khăn và thử thách về gia công cơ khí.

Vật liệu hợp kim siêu cứng rất cứng, một số loại vật liệu cacbide cứng được gia công ở độ cứng 90HRC. Với các hợp kim thông thường, nhiệt độ vùng gia công cắt lớn hơn  800độ C, điều nay làm mềm các liên kết phân tử và tạo vùng chảy cho phoi. Ngược lại, khả năng chịu nhiệt khiến chúng không bị làm mềm, vẫn luôn giữ độ cứng trong suốt chu trình gia công.

Vật liệu siêu khó gia công cũng có xu hướng gia công khó khăn khi chúng bị cắt, các chíp dễ bị sứt mẻ. Khó khăn trong việc gia công phôi, khó gia công càng tăng lên khi nguyên liệu thô, chưa bóc tách các tạp chất được bao phủ bởi lớp vảy bên ngoài dày đặc, vì thế khiến các góc cắt của mảnh tiện bị mài mòn nhanh hơn.

Việc lựa chọn mảnh dao dùng gia công vật liệu siêu cứng phụ thuộc vào phoi cứng và phôi. Dùng mảnh dao hợp kim PCD một mặt sẽ gia công tốt với phôi siêu cứng có dạng thành mỏng. Với các chi tiết có thành dày, bạn nên sử dụng imảnh CBN 2 mặt sẽ gia công hiệu quả hơn. Khi gia công làm mát bằng dung dịch tưới nguội đang được ưa chuộng,  Nhưng khi gia công các loại phôi siêu cứng nó sẽ sinh ra nhiệt rất cao ta cần duy trì làm mát bằng khí để duy trì ổn định khi gia công, vì vậy vật liệu cứng khi gia công yêu cầu làm mát ngay cả ở tốc độ rất thấp.

Độ cứng bền vững của vật liệu siêu cứng  sẽ làm tăng tốc độ mài mòn trên bán kính mũi của mảnh chíp. Mảnh chíp tròn không có góc sắc sẽ là hoàn hảo nhất và là lưỡi cắt tốt nhất, nhưng quá trình gia công sẽ làm mòn mảnh chíp dần dần. Thay đổi chiều sâu cắt cho mỗi lát cắt gia công sẽ tránh được các vùng gia công cứng, loại bỏ tạp chất tích tụ 1 chỗ và kéo dài tuổi thọ của các góc cắt. Chiều sâu cắt có thể thay đổi từ 0,01mm trên một lần đi đến có lẽ 0,03mm và 0,01 inch trong các lần cắt tiếp theo.

Mỗi bản vẽ chi tiết khác nhau sẽ tùy thuộc vào các yêu cầu khác nhau để bạn lựa chọn loại nào cho phù hợp. Bạn có thể liên hệ với chúng tôi, Công Ty Tân Hợp tiến là đại lý cung cấp dao cắt gọt gia công cơ khí úy tín nhất để được hỗ trợ tư vấn thêm về sản phẩm cũng như chế độ cắt.

Tân Hợp Tiến là công ty chuyên cung cấp các loại Dao phay loại phụ kiện, dụng cụ cơ khí chính xác và các sản phẩm dụng cụ cắt gọt gia công cơ khí chính xác từ các thương hiệu uy tính hàng đầu trên thị trường hiện nay.

• Website: https://tanhoptien.com/
• Email: info@tanhoptien.com
•  Hotline: 0972 816 623
• Địa chỉ: Phòng 810, tòa CT2B, Khu đô thị Mễ Trì Hạ, Quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội