Cách chọn tốc độ trục chính S và lượng chạy dao F khi phay CNC

S là tốc độ trục chính, thường tính bằng vòng/phút. F là lượng chạy dao, thường tính bằng mm/phút khi dùng G94. Hai giá trị phải được chọn đồng thời để giữ tải cắt trên mỗi răng trong phạm vi phù hợp.

Tài liệu thực hành đưa ra ví dụ dao phay gắn mảnh hai me D25 R0,8 gia công thép NAK80 với Vc từ 70 đến 150 m/phút và fz từ 0,15 đến 0,30 mm/răng.

Tính S từ vận tốc cắt

S = 1000 × Vc / (π × D)

Chọn Vc = 100 m/phút và D = 25 mm:

S = 1000 × 100 / (π × 25) ≈ 1273 vòng/phút

Vc nên lấy từ catalogue insert theo nhóm vật liệu, độ cứng và kiểu gia công. Với cắt gián đoạn hoặc hệ thống kém cứng vững, nên bắt đầu ở vùng thấp của dải khuyến nghị.

Tính F từ lượng chạy dao trên răng

F = S × z × fz

Với S = 1.273 vòng/phút, z = 2 và fz = 0,25 mm/răng:

F ≈ 1273 × 2 × 0,25 = 636 mm/phút

Nếu insert thực tế chỉ có một lưỡi tham gia cắt hiệu quả, không được dùng số insert danh nghĩa để tính F. Cần xác định số me cắt thực và tình trạng runout.

Hình 1. Độ cứng máy, độ nhô, cắt gián đoạn, tưới nguội, vật liệu dao và mức ăn dao đều ảnh hưởng đến S và F.

Độ cứng vững của máy và đồ gá

Máy có kết cấu cứng, trục chính khỏe và dẫn hướng tốt cho phép duy trì tải cắt cao hơn. Đồ gá yếu hoặc phôi nhô dài có thể rung dù công suất trục chính còn dư.

Khi nghe tiếng rung hoặc thấy vết chatter, không nên mặc định giảm F. Giảm F quá nhiều có thể làm dao cọ xát. Cần xác định nguyên nhân từ tần số rung, độ nhô, hướng cắt, ae, ap hoặc tốc độ trục chính.

Chiều dài nhô dao

Độ nhô càng lớn, độ cứng uốn càng giảm. Với dao dài, nên giảm chiều sâu hoặc chiều rộng cắt trước, sau đó mới hiệu chỉnh Vc và fz. Holder, collet và độ đảo cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi bền dao.

Cắt gián đoạn và lỗ có sẵn trên phôi

Khi dao đi qua lỗ, rãnh hoặc mép phôi, tải trên insert thay đổi đột ngột. Va đập có thể gây mẻ lưỡi, đặc biệt với insert cứng nhưng giòn. Nên giảm mức ăn dao, dùng hình học insert bền hơn và kiểm soát hướng vào cạnh.

Tưới nguội và thoát phoi

Tưới nguội giúp kiểm soát nhiệt và đưa phoi ra khỏi vùng cắt, nhưng không phải vật liệu nào cũng phù hợp với tưới gián đoạn. Với một số insert carbide khi phay thép, sốc nhiệt có thể làm nứt lưỡi. Hãy tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất dao.

Phoi bị cắt lại là dấu hiệu hệ thống thoát phoi chưa tốt. Trong hốc sâu, có thể cần khí nén, lượng dung dịch lớn hoặc thay đổi hướng chạy dao.

Vật liệu dao và lớp phủ

Carbide, HSS, insert phủ PVD và CVD có dải Vc khác nhau. Ngay cả hai insert cùng hình dạng cũng có thể khác cấp vật liệu, lớp phủ và khả năng chịu va đập. Không dùng một bảng S, F cho mọi loại insert.

Ảnh hưởng của ap và ae

ap là chiều sâu cắt theo trục. ae là chiều rộng cắt hướng kính. Khi ae nhỏ trong chiến lược adaptive hoặc trochoidal, hiện tượng mỏng phoi làm lượng phoi thực nhỏ hơn fz danh nghĩa. Có thể cần hiệu chỉnh lượng chạy dao, nhưng chỉ trong giới hạn dao và máy.

Khi ap hoặc ae tăng, thể tích bóc vật liệu và tải trục chính tăng. Thay vì giảm đồng loạt S và F, nên xác định thông số gây quá tải rồi hiệu chỉnh có mục tiêu.

Quy trình chạy thử an toàn

1. Xác nhận đúng vật liệu và độ cứng phôi.

2. Chọn Vc và fz ở vùng an toàn của catalogue.

3. Tính S, F và giới hạn theo máy.

4. Kiểm tra độ nhô, holder, runout và gá đặt.

5. Mô phỏng đường dao, đặc biệt ở góc và vùng vào dao.

6. Chạy Single Block hoặc giảm Feed Override trong lần đầu.

7. Quan sát phoi, tiếng cắt, tải trục chính, nhiệt và bề mặt.

8. Ghi lại thông số đã xác nhận vào thư viện NX CAM.

Dấu hiệu cần hiệu chỉnh

Phoi quá mỏng, bột mịn và nhiệt cao có thể cho thấy dao đang cọ xát. Phoi dày bất thường, tải tăng đột ngột hoặc mẻ insert cho thấy tải trên răng quá lớn. Vết sóng đều trên thành thường liên quan rung. Ba via tăng có thể do lưỡi mòn, hướng cắt hoặc lượng chạy dao không phù hợp.

Kết luận

S và F không phải hai con số tách rời. Chúng liên kết qua đường kính dao, số me và lượng chạy dao trên răng. Kỹ sư nên bắt đầu từ dữ liệu catalogue, tính toán có đơn vị rõ ràng rồi hiệu chỉnh theo độ cứng máy, độ nhô dao, ap, ae và điều kiện thoát phoi. Thông số đã chạy ổn định cần được lưu cùng điều kiện áp dụng để tái sử dụng đúng cách.

Xem thêm tài liệu và khóa học Siemens NX tại NX Engineering Lab: https://nxlab.vn.