Tính tốc độ cắt khi phay CNC là việc đầu tiên khi chọn chế độ cắt: từ tốc độ cắt của vật liệu và đường kính dao, người đứng máy tính ra số vòng quay trục chính cần cài. Tốc độ cắt không phải thứ tự đặt tùy ý. Quá cao thì dao mòn nhanh, quá thấp thì mất thời gian và bề mặt xấu. Bài này giải thích khái niệm, công thức và ví dụ tính cụ thể.
Tốc độ cắt là gì
Tốc độ cắt (còn gọi tốc độ bề mặt) là vận tốc của điểm ngoài cùng trên lưỡi dao so với phôi khi dao đang cắt. Hiểu đơn giản: lưỡi dao trượt qua vật liệu nhanh bao nhiêu mét trong một phút. Ở Việt Nam đơn vị thường dùng là mét trên phút (m/phút). Tài liệu nước ngoài hay dùng SFM, tức feet bề mặt trên phút.
Điểm dễ nhầm là tốc độ cắt khác số vòng quay. Hai dao có đường kính khác nhau, cùng quay 1.000 vòng/phút, thì dao lớn có lưỡi chạy nhanh hơn, tức tốc độ cắt lớn hơn. Chính vì vậy dao lớn phải quay chậm hơn dao nhỏ khi cắt cùng một vật liệu.
Tốc độ cắt phụ thuộc vào những gì
- Vật liệu gia công: vật liệu càng cứng thì tốc độ cắt khuyến nghị càng thấp. Nhôm cho phép cắt nhanh hơn thép, thép không gỉ chậm hơn thép carbon thấp.
- Vật liệu làm dao: dao hợp kim cứng (carbide) chịu nhiệt tốt hơn dao thép gió (HSS) nên chạy nhanh hơn.
- Lớp phủ, loại dao, có hay không có dung dịch làm mát.
- Độ cứng vững của máy và đồ gá.
Con số cụ thể nên lấy từ bảng thông số của nhà sản xuất dao cho đúng cặp vật liệu và loại dao, rồi hiệu chỉnh theo thực tế.
Công thức tính số vòng quay trục chính
Khi đã có tốc độ cắt, số vòng quay trục chính tính như sau (hệ mét):
n = (1000 × Vc) / (π × D)
- n: số vòng quay trục chính, vòng/phút (RPM)
- Vc: tốc độ cắt, m/phút
- D: đường kính dao, mm
Để nhẩm nhanh có thể lấy π ≈ 3,14, hoặc dùng n ≈ 320 × Vc / D.
Với hệ inch, công thức rút gọn thường gặp là RPM = (SFM × 4) / D, trong đó D tính bằng inch. Số 4 là giá trị làm tròn của 12/π ≈ 3,82, nên kết quả cao hơn thực khoảng 5 phần trăm. Đủ dùng cho ước lượng ở xưởng, nhưng nếu cần chính xác hơn thì dùng 3,82.
Ví dụ tính
Ví dụ 1: hệ inch
Thép carbon thấp, tốc độ cắt 90 SFM, dao đường kính 3/8 inch (0,375 inch).
- Công thức rút gọn: 90 × 4 / 0,375 = 960 vòng/phút.
- Với hệ số chính xác 3,82: 90 × 3,82 / 0,375 ≈ 917 vòng/phút.
Ví dụ 2: hệ mét
Dao phay ngón HSS đường kính 20 mm, gia công thép không gỉ với Vc = 18 m/phút.
- n = 1000 × 18 / (3,14 × 20) ≈ 286 vòng/phút.
Máy thường không cài được đúng con số lẻ, nên chọn giá trị gần nhất có thể rồi điều chỉnh bằng núm override trên bảng điều khiển khi chạy.
| Thông số | Ví dụ 1 | Ví dụ 2 |
|---|---|---|
| Vật liệu | Thép carbon thấp | Thép không gỉ |
| Dao | 3/8 inch | HSS, 20 mm |
| Tốc độ cắt | 90 SFM (khoảng 27 m/phút) | 18 m/phút |
| Số vòng quay | khoảng 917 đến 960 | khoảng 286 |
Từ vòng quay sang tốc độ tiến dao
Số vòng quay mới là một nửa chế độ cắt. Nửa còn lại là tốc độ tiến dao, tức dao đi tới bao nhiêu mm mỗi phút. Công thức là F = lượng ăn mỗi răng × số răng × số vòng quay. Với ví dụ 1 ở trên, lấy 0,002 inch mỗi răng, dao 2 răng, 960 vòng/phút, ta được 0,002 × 2 × 960 = 3,84 inch/phút. Ở chế độ G94, máy không tự đổi F khi bạn đổi số vòng quay, nên hễ giảm n thì phải tính lại F để giữ nguyên lượng ăn mỗi răng. Bài tính bước tiến dao trình bày chi tiết phần này.
Học chọn chế độ cắt tại CVTECH
Công thức chỉ cho con số khởi đầu. Nghe tiếng dao, nhìn màu phoi và cảm giác rung mới cho biết chế độ có hợp không. CVTECH dạy theo phương pháp Hybrid: học viên thực hành trực tiếp tại xưởng ở Lai Xá, Hà Nội trên máy CNC thật để nghe và nhìn, còn công thức, bảng tra, kiến thức nền học trên hệ thống online độc quyền của CVTECH, truy cập qua app và website. Hai hình thức cộng lại giúp học nhanh và nhớ lâu hơn. Cùng với đó là khóa Tiếng Trung kỹ thuật online miễn phí, dạy từ vựng và câu giao tiếp cơ bản trong xưởng CNC và tự động hóa cho ai làm ở doanh nghiệp có chuyên gia Trung Quốc.
Xem thêm khóa lập trình máy phay CNC nếu bạn muốn tự chọn chế độ cắt khi lập trình.
Câu hỏi thường gặp
Tốc độ cắt và số vòng quay khác nhau thế nào?
Số vòng quay là số vòng trục chính quay trong một phút. Tốc độ cắt là vận tốc của lưỡi dao trên bề mặt, phụ thuộc cả vào số vòng quay lẫn đường kính dao.
Cắt nhôm và cắt thép khác nhau thế nào?
Nhôm mềm hơn nên dùng tốc độ cắt cao hơn nhiều so với thép. Dùng số vòng quay của nhôm cho thép sẽ làm dao nóng, mòn nhanh.
Có cần tính lại khi đổi đường kính dao không?
Có. Đường kính nằm ngay trong công thức, đổi dao thì số vòng quay phải tính lại.
