Với sự phổ biến của máy công cụ CNC, công nghệ phay ren ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy móc. Phay ren là một quá trình gia công ba trục trên máy công cụ CNC, sử dụng dao phay ren để thực hiện phay nội suy xoắn ốc tạo hình ren. Dao phay chuyển động tròn trên mặt phẳng ngang và di chuyển tuyến tính một bước ren trên mặt phẳng thẳng đứng. Phay ren có nhiều ưu điểm như hiệu quả gia công cao, chất lượng ren cao, tính linh hoạt của dụng cụ và độ an toàn gia công tốt. Hiện nay có rất nhiều loại dao phay ren đang được sử dụng. Bài viết này nhằm mục đích phân tích và giới thiệu một số loại dao phay ren thông dụng từ các khía cạnh đặc điểm ứng dụng, cấu trúc dụng cụ và công nghệ gia công.
1. Dao phay ren kiểu kẹp máy thông thường
Dao phay ren kiểu kẹp là dụng cụ được sử dụng phổ biến nhất và có chi phí thấp nhất trong gia công ren. Cấu trúc của nó tương tự như dao phay ren kiểu kẹp thông thường. Nó bao gồm một giá đỡ dụng cụ có thể tái sử dụng và một lưỡi dao có thể dễ dàng thay thế. Nếu cần gia công ren côn, bạn cũng có thể sử dụng các giá đỡ dụng cụ và lưỡi dao chuyên dụng cho ren côn. Lưỡi dao này có nhiều răng cắt ren. Dụng cụ có thể gia công nhiều răng ren cùng một lúc dọc theo đường xoắn ốc. Ví dụ, sử dụng một dao phay A với 5 răng cắt ren 2mm có thể gia công 5 răng ren với độ sâu ren 10mm dọc theo đường xoắn ốc. Để nâng cao hiệu quả gia công hơn nữa, có thể sử dụng dao phay ren kiểu kẹp nhiều lưỡi. Bằng cách tăng số lượng lưỡi cắt, tốc độ tiến dao có thể tăng lên đáng kể, nhưng sai số định vị hướng tâm và hướng trục giữa mỗi lưỡi dao phân bố trên chu vi sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác gia công ren. Nếu bạn không hài lòng với độ chính xác ren của dao phay ren kiểu kẹp nhiều lưỡi, bạn cũng có thể thử chỉ lắp một lưỡi dao để gia công. Khi lựa chọn dao phay ren kiểu kẹp máy, cần xem xét các yếu tố như đường kính và chiều sâu ren cần gia công, cũng như vật liệu của phôi, và cố gắng chọn cán có đường kính lớn hơn (để cải thiện độ cứng vững của dụng cụ) và vật liệu lưỡi phù hợp. Chiều sâu gia công ren của dao phay ren kiểu kẹp được xác định bởi chiều sâu cắt hiệu dụng của giá đỡ dụng cụ. Vì chiều dài lưỡi nhỏ hơn chiều sâu cắt hiệu dụng của thanh dụng cụ, nên khi chiều sâu ren cần gia công lớn hơn chiều dài lưỡi, cần phải gia công theo từng lớp.
2. Dao phay ren liền khối thông thường
Dao phay ren liền khối chủ yếu được làm từ vật liệu cacbua rắn, một số loại còn được phủ lớp bảo vệ. Dao phay ren liền khối có cấu trúc nhỏ gọn, phù hợp hơn cho việc gia công ren đường kính trung bình và nhỏ; cũng có loại dao phay ren liền khối dùng để gia công ren côn. Loại dụng cụ này có độ cứng vững tốt, đặc biệt là dao phay ren liền khối có rãnh xoắn ốc, giúp giảm tải trọng cắt và nâng cao hiệu quả gia công khi gia công vật liệu có độ cứng cao. Lưỡi cắt của dao phay ren liền khối được phủ các răng gia công ren, toàn bộ quá trình gia công ren có thể được hoàn thành dọc theo đường xoắn ốc trong một vòng. Không cần gia công nhiều lớp như dụng cụ kiểu kẹp, do đó hiệu quả gia công cao hơn, nhưng giá thành tương đối cao.
3. Dao phay ren liền khối có chức năng vát mép
Cấu trúc của dao phay ren liền khối có chức năng vát mép tương tự như dao phay ren liền khối thông thường, nhưng có thêm một lưỡi vát mép đặc biệt ở gốc (hoặc cuối) của lưỡi cắt, có thể gia công vát mép đầu ren trong khi gia công ren. Có ba phương pháp vát mép. Khi đường kính dao đủ lớn, có thể sử dụng trực tiếp lưỡi vát mép để tạo vát mép. Phương pháp này chỉ giới hạn ở việc vát mép lỗ ren trong. Khi đường kính dao nhỏ, có thể sử dụng lưỡi vát mép để gia công vát mép bằng chuyển động tròn. Nhưng khi sử dụng lưỡi vát mép ở gốc lưỡi cắt để tạo vát mép, cần chú ý đến khe hở giữa phần cắt của dao và ren để tránh bị vướng. Nếu chiều sâu ren gia công nhỏ hơn chiều dài cắt hiệu dụng của dao, dao sẽ không thể thực hiện chức năng vát mép. Do đó, khi lựa chọn dao, cần đảm bảo chiều dài cắt hiệu dụng và chiều sâu ren phù hợp với nhau.
4 Dao phay và khoan ren
Dao phay và khoan ren được làm bằng hợp kim cứng, là dụng cụ gia công hiệu quả cao dùng cho ren trong đường kính nhỏ và trung bình. Dao phay và khoan ren có thể hoàn thành việc khoan lỗ đáy ren, vát mép lỗ và gia công ren trong cùng một lúc, giảm số lượng dụng cụ sử dụng. Tuy nhiên, nhược điểm của dụng cụ này là tính linh hoạt kém và giá thành tương đối cao. Dụng cụ này gồm ba phần: phần khoan ở đầu, phần phay ren ở giữa và lưỡi vát mép ở gốc lưỡi cắt. Đường kính của phần khoan là đường kính đáy của ren mà dụng cụ có thể gia công. Do bị giới hạn bởi đường kính của phần khoan, dao phay và khoan ren chỉ có thể gia công ren trong có một thông số kỹ thuật nhất định. Khi lựa chọn dao phay và khoan ren, không chỉ cần xem xét thông số kỹ thuật của lỗ ren cần gia công mà còn phải xem xét sự phù hợp giữa chiều dài gia công hiệu quả của dụng cụ và độ sâu của lỗ gia công, nếu không chức năng vát mép sẽ không thể thực hiện được.
5 Dao phay ren
Dao phay và khoan ren là dụng cụ bằng carbide rắn chắc, dùng để gia công ren trong hiệu quả, đồng thời có thể gia công lỗ đáy và ren cùng một lúc. Đầu dụng cụ có lưỡi cắt giống như dao phay ngón. Do góc xoắn của ren không lớn, khi dụng cụ thực hiện chuyển động xoắn ốc để gia công ren, lưỡi cắt ở đầu dụng cụ sẽ cắt vật liệu phôi trước để tạo thành lỗ đáy, sau đó ren được gia công từ phía sau dụng cụ. Một số dao phay và khoan ren còn có thêm lưỡi vát mép, có thể đồng thời gia công vát mép lỗ. Dụng cụ này có hiệu suất gia công cao và tính linh hoạt tốt hơn so với dao phay và khoan ren thông thường. Phạm vi đường kính ren trong mà dụng cụ có thể gia công là D～2D (D là đường kính thân dao).
6. Dao phay ren sâu
Dao phay ren sâu là loại dao phay ren một răng. Dao phay ren thông thường có nhiều răng gia công ren trên lưỡi cắt. Diện tích tiếp xúc giữa dụng cụ và phôi lớn, lực cắt cũng lớn, và đường kính của dụng cụ phải nhỏ hơn đường kính lỗ ren khi gia công ren trong. Do đường kính thân dao bị hạn chế, ảnh hưởng đến độ cứng vững của dao, và dao bị ép về một phía khi phay ren, nên dễ bị trượt dao khi phay ren sâu, ảnh hưởng đến độ chính xác của gia công ren. Vì vậy, chiều sâu cắt hiệu quả của dao phay ren thông thường chỉ khoảng 2 lần đường kính thân dao. Việc sử dụng dao phay ren sâu một răng có thể khắc phục tốt hơn những nhược điểm trên. Do lực cắt giảm, chiều sâu gia công ren có thể tăng lên đáng kể, và chiều sâu cắt hiệu quả của dụng cụ có thể đạt 3 đến 4 lần đường kính thân dao.
7 Hệ thống dụng cụ phay ren
Tính đa năng và hiệu quả là hai mâu thuẫn nổi bật của dao phay ren. Một số dụng cụ có chức năng kép (như dao khoan và phay ren) có hiệu quả gia công cao nhưng tính đa năng kém, và những dụng cụ có tính đa năng tốt thường lại không hiệu quả. Để giải quyết vấn đề này, nhiều nhà sản xuất dụng cụ đã phát triển các hệ thống dụng cụ phay ren dạng mô-đun. Hệ thống dụng cụ này thường bao gồm một giá đỡ dụng cụ, một lưỡi doa vát mép và một dao phay ren thông thường. Có thể lựa chọn các loại lưỡi doa vát mép và dao phay ren khác nhau tùy theo yêu cầu gia công. Hệ thống dụng cụ này có tính đa năng tốt và hiệu quả gia công cao, nhưng chi phí dụng cụ tương đối cao.
Chức năng và đặc điểm của một số dụng cụ phay ren thông dụng đã được giới thiệu ngắn gọn ở trên. Làm mát cũng rất quan trọng khi phay ren. Nên sử dụng máy công cụ và dụng cụ có hệ thống làm mát bên trong. Bởi vì khi dụng cụ quay ở tốc độ cao, chất làm mát bên ngoài khó có thể đi vào dưới tác động của lực ly tâm. Bên cạnh phương pháp làm mát bên trong có thể làm mát dụng cụ tốt, điều quan trọng hơn là chất làm mát áp suất cao có thể giúp loại bỏ phoi khi gia công ren lỗ kín. Đặc biệt, cần áp suất làm mát bên trong cao hơn khi gia công các lỗ ren trong đường kính nhỏ để đảm bảo việc thoát phoi được trơn tru. Ngoài ra, khi lựa chọn dụng cụ phay ren, cần xem xét toàn diện các yêu cầu gia công cụ thể, chẳng hạn như lô sản xuất, số lượng lỗ ren, vật liệu phôi, độ chính xác ren, thông số kích thước và nhiều yếu tố khác, và cần lựa chọn dụng cụ một cách hợp lý.
Thời gian đăng bài: 30/11/2021
