Gia công tiện và gia công tiện mặt đầu trên máy tiện CNC là gì là vấn đề nhiều doanh nghiệp quan tâm. Cùng tìm hiểu sự khác biệt giữa gia công tiện và tiện mặt đầu trên máy tiện CNC, nguyên lý hoạt động, hướng chạy dao, lập trình, dao cụ và ứng dụng thực tế trong bài viết dưới đây của PMW nhé!
Tổng quan về gia công tiện và tiện mặt đầu trên máy tiện
Trong gia công cơ khí, người mới làm quen với máy tiện thường thắc mắc: Cùng sử dụng dao tiện để cắt gọt kim loại, tại sao chuyển động dao dọc theo chiều dài chi tiết được gọi là gia công tiện, còn chuyển động dao theo chiều ngang lại được gọi là tiện mặt đầu?
Thoạt nhìn, đây có vẻ là một câu hỏi đơn giản. Tuy nhiên, sự khác biệt này liên quan trực tiếp đến nguyên lý gia công và cách kiểm soát kích thước trên máy tiện CNC.
Có thể hiểu một cách dễ dàng:
- Gia công tiện (Turning): Chủ yếu kiểm soát đường kính và hình dạng bề mặt trụ của chi tiết
- Tiện mặt đầu (Facing): Chủ yếu gia công mặt đầu, kiểm soát chiều dài chi tiết và tạo bề mặt chuẩn theo phương trục
Để hiểu rõ hơn, hãy cùng tìm hiểu qua ví dụ thực tế và các nguyên lý gia công trên máy tiện CNC.
Gia công tiện và tiện mặt đầu khác nhau như thế nào?
Để dễ hình dung, hãy xem xét một thanh thép tròn có đường kính Ø60 mm, chiều dài 200 mm, cần gia công thành một chi tiết dạng trục.
1. Gia công tiện ngoài (External Turning)
Giả sử yêu cầu giảm đường kính ngoài của thanh thép từ Ø60 mm xuống Ø50 mm. Trong quá trình gia công:
- Phôi được kẹp trên trục chính và quay liên tục
- Dao tiện di chuyển song song với đường tâm của phôi
- Dao bóc đi lớp vật liệu bên ngoài, tạo ra bề mặt trụ có đường kính nhỏ hơn
Quá trình này được gọi là tiện ngoài, nhằm kiểm soát đường kính và hình dạng bề mặt trụ của chi tiết. Ví dụ như phôi có kích thước Ø60 mm sẽ có quy trình cơ bản như sau: tiện thô – tiện bán tinh – tiện tinh – thành phẩm chi tiết Ø50 mm.
2. Tiện mặt đầu (Facing)
Nếu mặt đầu của thanh thép sau khi cắt bằng cưa còn vết cắt, ba via hoặc bề mặt không phẳng, người vận hành thường cần tiện mặt đầu trước khi thực hiện các nguyên công tiếp theo.
Ở phương pháp gia công này, phôi vẫn quay quanh trục chính, dao di chuyển từ phía ngoài vào gần tâm chi tiết theo phương hướng kính và loại bỏ một lớp vật liệu mỏng trên mặt đầu được loại bỏ, tạo ra bề mặt phẳng hơn.
Mục đích của tiện mặt đầu là làm phẳng mặt đầu, kiểm soát vị trí theo phương trục và tạo bề mặt chuẩn phục vụ các bước gia công tiếp theo
Gia công tiện là gì? Nguyên lý và mục đích
Nguyên lý gia công tiện ngoài
Trong quá trình tiện ngoài, phôi được gá trên trục chính của máy tiện và quay liên tục. Dao tiện di chuyển dọc theo trục chi tiết để bóc tách vật liệu.
Nguyên công này thường được sử dụng để gia công bề mặt trụ ngoài, bề mặt côn, các bậc trục và các biên dạng ngoài của chi tiết. Mục tiêu chính là đưa đường kính và hình dạng chi tiết về đúng kích thước thiết kế.
Các thông số cần kiểm soát khi tiện
Trong quá trình tiện, người vận hành cần quan tâm đến các thông số như đường kính ngoài, độ trụ và độ tròn, độ đồng trục, độ nhám bề mặt, chiều sâu cắt, lượng chạy dao, tốc độ cắt… Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác hình học, chất lượng bề mặt và khả năng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
Tiện mặt đầu là gì? Vai trò trong gia công CNC
Nguyên lý tiện mặt đầu
Nếu tiện ngoài tập trung gia công phần thân thì tiện mặt đầu tập trung gia công bề mặt ở đầu chi tiết. Dao tiện di chuyển theo phương hướng kính, từ đường kính ngoài tiến dần về tâm phôi, loại bỏ lớp vật liệu trên mặt đầu. Nguyên công này giúp tạo ra mặt đầu phẳng, đồng thời thiết lập bề mặt chuẩn theo phương trục để phục vụ các công đoạn gia công tiếp theo.
Vì sao cần tiện mặt đầu trước khi gia công?
Mặt đầu phôi sau khi cắt bằng cưa thường chưa đủ chính xác để làm chuẩn gia công do có thể xuất hiện: độ nghiêng của mặt cắt, ba via, bề mặt không đồng đều, sai lệch vị trí…
Nếu tiếp tục gia công khi mặt đầu chưa đạt yêu cầu, sai số có thể ảnh hưởng đến các công đoạn khoan tâm, chống tâm bằng ụ động, kiểm soát chiều dài và định vị chi tiết. Vì vậy, trong nhiều quy trình gia công trục, tiện mặt đầu thường được thực hiện ở giai đoạn đầu nhằm tạo bề mặt chuẩn đáng tin cậy.
Sự khác biệt giữa tiện và tiện mặt đầu trong lập trình CNC
Trên máy tiện CNC thông thường:
- Trục X: Chủ yếu kiểm soát vị trí theo phương đường kính
- Trục Z: Chủ yếu kiểm soát vị trí theo phương trục chi tiết
Do đó, có thể phân biệt hai nguyên công thông qua hướng chuyển động chính của dao:
- Khi tiện ngoài: Dao di chuyển chủ yếu theo trục Z, song song với đường tâm chi tiết, nhằm gia công đường kính và biên dạng ngoài.
- Khi tiện mặt đầu: Dao di chuyển chủ yếu theo trục X, theo phương hướng kính, nhằm gia công mặt đầu và kiểm soát vị trí theo phương trục.
Trong thực tế, các chu trình tiện biên dạng, chu trình tiện thô G71/G72, gia công tiện phay kết hợp và các nguyên công sử dụng dao phay quay có thể tạo ra đường chạy dao phức tạp hơn. Tuy nhiên, nguyên lý chuyển động cơ bản trên vẫn là nền tảng quan trọng khi lập trình máy tiện CNC.
Vì sao nhiều quy trình gia công bắt đầu bằng tiện mặt đầu?
Một trong những nguyên tắc quan trọng trong gia công cơ khí là thiết lập chuẩn gia công đáng tin cậy trước khi kiểm soát kích thước thành phẩm. Ví dụ, với phôi dạng trục Ø50 × 300 mm vừa được cắt từ thanh thép, mặt đầu có thể chưa đủ phẳng hoặc chưa vuông góc với đường tâm.
Nếu sử dụng mặt đầu này làm chuẩn ngay, sai số có thể ảnh hưởng đến quá trình khoan tâm, chống tâm, định vị và kiểm soát chiều dài.
Trình tự gia công trục thường gặp
Một quy trình gia công trục có thể bao gồm:
- Tiện mặt đầu: Làm phẳng mặt đầu và thiết lập bề mặt chuẩn
- Khoan tâm: Tạo lỗ tâm để xác định chuẩn gia công theo trục
- Tiện thô ngoài: Loại bỏ nhanh phần lớn lượng dư vật liệu
- Tiện bán tinh và tiện tinh: Đưa đường kính về kích thước yêu cầu
- Gia công rãnh, ren, vát mép: Hoàn thiện các đặc điểm hình học còn lại
Trình tự cụ thể có thể thay đổi tùy theo kết cấu chi tiết, hình dạng phôi, phương pháp gá đặt và yêu cầu độ chính xác.
Điều gì xảy ra với tốc độ cắt khi tiện mặt đầu?
Trong quá trình tiện mặt đầu, dao di chuyển từ đường kính ngoài về tâm chi tiết. Vì vậy, đường kính tại vị trí cắt liên tục thay đổi.
Tốc độ cắt được xác định theo công thức: Vc=πDn1000V_c=\frac{\pi Dn}{1000}
Trong đó:
- VcV_c: Tốc độ cắt (m/phút)
- DD: Đường kính cắt hiện tại (mm)
- nn: Tốc độ quay trục chính (vòng/phút)
Khi tốc độ trục chính được giữ không đổi, đường kính cắt càng giảm thì tốc độ cắt thực tế càng giảm. Đặc biệt, khi dao tiến gần tâm phôi, điều kiện cắt thay đổi đáng kể so với khu vực đường kính ngoài. Vì vậy, khi tiện mặt đầu trên máy CNC, cần phối hợp hợp lý giữa tốc độ trục chính, lượng chạy dao và hình học dao để duy trì quá trình cắt ổn định trên toàn bộ bề mặt.
Dao tiện ngoài và dao tiện mặt đầu có khác nhau không?
Một quan niệm thường gặp là tiện ngoài phải sử dụng dao tiện ngoài, còn tiện mặt đầu bắt buộc phải đổi sang dao tiện mặt đầu chuyên dụng.
Trên thực tế, nhiều loại dao tiện có thể thực hiện cả hai nguyên công nếu được lựa chọn, gá đặt và lập trình phù hợp. Hiệu quả gia công phụ thuộc vào sự kết hợp giữa hình học dao, hướng gá dao, đường chạy dao và chế độ cắt.
- Góc mũi dao (Nose Angle): Ảnh hưởng đến độ bền lưỡi cắt, độ ổn định gia công và chất lượng bề mặt.
- Góc vào dao (Lead Angle): Ảnh hưởng đến hướng lực cắt, tải trọng tác động lên dao và khả năng phát sinh rung động.
- Bán kính mũi dao (Nose Radius): Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt, độ ổn định khi cắt và khả năng gia công tinh.
- Mác và hình học mảnh dao (Insert Grade and Geometry): Mỗi loại vật liệu như thép, thép không gỉ, gang và hợp kim nhôm có thể yêu cầu mảnh dao với mác hợp kim và hình học khác nhau. Việc lựa chọn đúng mảnh dao giúp cải thiện hiệu quả cắt gọt và chất lượng gia công.
- Hướng cán dao và cách gá đặt: Cùng một loại dao, việc thay đổi hướng gá đặt có thể làm thay đổi khả năng tiếp cận bề mặt và đường chạy dao, từ đó đáp ứng những nhiệm vụ gia công khác nhau.
Gia công tiện và tiện mặt đầu phối hợp như thế nào trong thực tế?
Trong sản xuất, tiện ngoài và tiện mặt đầu thường là hai nguyên công phối hợp trong cùng một quy trình, thay vì được thực hiện độc lập.
Ví dụ, khi gia công một chi tiết trục bậc, quy trình có thể bao gồm: tiện mặt đầu – tiện ngoài – tiện bậc – tiện mặt đầu còn lại – vát mép – tiện ren.
Trong đó:
- Tiện ngoài giúp tạo hình biên dạng và kiểm soát đường kính
- Tiện mặt đầu giúp kiểm soát chiều dài và tạo bề mặt chuẩn theo phương trục.
Sự phối hợp giữa hai nguyên công góp phần đảm bảo chi tiết đáp ứng yêu cầu về kích thước, hình học và khả năng lắp ráp.
Mặt đầu càng sáng bóng có đồng nghĩa với gia công càng chính xác?
Bề mặt sáng bóng không đồng nghĩa với việc chi tiết đã đạt đầy đủ yêu cầu kỹ thuật. Chất lượng gia công cần được đánh giá dựa trên các thông số hình học và chức năng của chi tiết.
- Độ phẳng (Flatness): Đánh giá mức độ đồng đều của toàn bộ mặt đầu so với mặt phẳng lý tưởng.
- Độ vuông góc (Perpendicularity): Kiểm tra mặt đầu có vuông góc với đường tâm quay của chi tiết theo yêu cầu kỹ thuật hay không.
- Độ đảo mặt đầu (Face Runout): Đánh giá sai lệch khi mặt đầu quay quanh trục chuẩn.
- Độ nhám bề mặt (Surface Roughness): Đánh giá chất lượng vi hình học của bề mặt sau gia công.
- Kích thước theo phương trục (Axial Dimension): Kiểm tra vị trí mặt đầu và chiều dài chi tiết có đáp ứng bản vẽ kỹ thuật hay không.
Ví dụ, với chi tiết trục lắp ổ bi, mặt bích hoặc kết cấu làm kín, sai số mặt đầu có thể dẫn đến lệch lắp ráp, tiếp xúc không tốt, giảm hiệu quả làm kín hoặc gây sai lệch cho các nguyên công khoan tiếp theo. Vì vậy, bề mặt nhìn có vẻ phẳng chưa chắc đã đạt tiêu chuẩn gia công. Điều quan trọng là kích thước, quan hệ hình học và yêu cầu chức năng phải đáp ứng bản vẽ kỹ thuật.
Bảng so sánh gia công tiện và tiện mặt đầu
| Tiêu chí | Gia công tiện (Turning) | Tiện mặt đầu (Facing) |
|---|---|---|
| Trạng thái phôi | Quay | Quay |
| Hướng chạy dao chính | Song song trục chi tiết | Theo phương hướng kính |
| Bề mặt gia công | Bề mặt trụ ngoài, lỗ, côn, biên dạng | Mặt đầu chi tiết |
| Mục tiêu chính | Kiểm soát đường kính và hình dạng | Kiểm soát chiều dài, vị trí mặt đầu |
| Kết quả | Bề mặt trụ, côn, trục bậc | Bề mặt đầu phẳng |
| Chuyển động CNC nổi bật | Trục Z | Trục X |
| Ứng dụng | Trục, bạc, chi tiết dạng thanh | Trục, bạc, mặt bích, chi tiết dạng đĩa |
Gia công tiện và tiện mặt đầu là hai nguyên công cơ bản trên máy tiện CNC, có vai trò khác nhau nhưng bổ trợ cho nhau trong quá trình sản xuất. Nếu tiện ngoài tập trung kiểm soát đường kính và biên dạng chi tiết thì tiện mặt đầu giúp kiểm soát chiều dài, tạo bề mặt chuẩn và đảm bảo điều kiện cho các nguyên công tiếp theo.
Hiểu rõ nguyên lý chuyển động dao, lựa chọn dao cụ phù hợp và kiểm soát các thông số gia công sẽ giúp doanh nghiệp xây dựng quy trình tiện CNC hiệu quả, nâng cao độ chính xác và đảm bảo chất lượng sản phẩm hoàn thiện.
Liên hệ với PMW Việt Nam để được hỗ trợ giải đáp chi tiết các thắc mắc liên quan hoặc có nhu cầu đầu tư máy CNC, nhận báo giá tốt nhất nhé!
————
NHÀ PHÂN PHỐI CHÍNH HÃNG CÁC SẢN PHẨM PMW TẠI VIỆT NAM
- Trụ Sở Chính: 280 Bến Than, Xã Bình Mỹ, TP. HCM
- Chi nhánh TLT – Hồ Chí Minh: 197 Võ Văn Bích, Xã Phú Hòa Đông, TP. HCM
- Chi Nhánh TLT – Hà Nội: Km6 Võ Văn Kiệt, Xã Phúc Thịnh, Thủ đô Hà Nội
- Chi nhánh TLT – Gia Lai: Lô B2, Đường số 11, KDC Nguyễn Văn Linh, Bình Định, Gia Lai
- Chi nhánh TLT – Ninh Bình: Km 101 QL10 Hồng Phúc, Phường Thiên Trường, Tỉnh Ninh Bình
- Hotline: 1900.98.99.08
