Các góc độ của dao tiện: Ý nghĩa, phân loại và ứng dụng thực tế

Trong gia công cơ khí, dao tiện là một trong những dụng cụ cắt gọt cơ bản và phổ biến nhất. Từ máy tiện cơ truyền thống cho đến máy tiện CNC hiện đại, dao tiện đóng vai trò không thể thiếu trong việc tạo hình, hoàn thiện bề mặt và đảm bảo độ chính xác cho sản phẩm. Một yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả cắt gọt, độ bền của dao và chất lượng bề mặt sản phẩm chính là các góc độ của dao tiện. Mỗi góc của dao tiện đều có tác động nhất định tới quá trình cắt, giúp tối ưu hóa khả năng làm việc và tuổi thọ dụng cụ.

Tổng quan về các góc độ của dao tiện

Góc dao tiện là các góc hình thành giữa các bề mặt và lưỡi cắt của dao, thường được xác định theo các tiêu chuẩn quốc tế như ISO, DIN hoặc JIS. Việc nắm vững hệ thống các góc này giúp kỹ thuật viên lựa chọn và điều chỉnh dao tiện phù hợp với từng vật liệu và công đoạn gia công khác nhau. Mỗi loại dao tiện – dù là tiện ngoài, tiện trong, tiện ren hay tiện định hình – đều có các góc đặc trưng riêng. Các góc này được ký hiệu theo hệ thống tiêu chuẩn, ví dụ: γ (góc trước), α (góc sau), λ (góc nghiêng chính), κ (góc lưỡi cắt chính), v.v.

Phân loại và mô tả chi tiết từng góc dao tiện

Góc trước (Back rake angle – γ)

• Định nghĩa: Là góc tạo bởi mặt trước của dao (nơi phoi thoát ra) với mặt phẳng song song với đáy dao.

• Chức năng: Giúp định hướng phoi khi cắt, giảm lực cắt và tạo điều kiện thuận lợi cho phoi thoát ra ngoài.

• Ý nghĩa: Góc trước lớn giúp phoi dễ thoát, giảm sinh nhiệt và lực cắt nhưng khiến lưỡi dao yếu hơn. Ngược lại, góc trước nhỏ (hoặc âm) thì lưỡi dao khỏe hơn nhưng dễ gây kẹt phoi, lực cắt tăng lên, dễ làm hỏng dao.

• Ứng dụng: Khi gia công vật liệu mềm như nhôm, đồng, nên dùng góc trước lớn để phoi thoát tốt. Với vật liệu cứng như thép tôi, nên chọn góc trước nhỏ để tăng độ bền cho dao.

Góc sau (Relief angle – α)

• Định nghĩa: Là góc tạo bởi mặt sau của dao với bề mặt đã được gia công.

• Chức năng: Giảm ma sát giữa mặt sau dao và bề mặt sản phẩm, tránh mài mòn và nóng lên nhanh ở vùng cắt.

• Ý nghĩa: Nếu góc sau nhỏ, dao dễ bị cọ sát vào bề mặt, nhanh mòn và gây rung động. Nếu góc sau quá lớn, lưỡi dao sẽ yếu đi, dễ bị sứt mẻ khi chịu tải trọng lớn.

• Ứng dụng: Khi cắt vật liệu cứng hoặc yêu cầu bề mặt nhẵn bóng, thường chọn góc sau nhỏ. Khi gia công tinh, cần tăng nhẹ góc sau để giảm ma sát và cải thiện chất lượng bề mặt.

Góc nghiêng chính (Side rake angle – λ)

• Định nghĩa: Là góc giữa mặt trước của dao và mặt phẳng ngang, tính theo chiều ngang của dao (hướng thoát phoi sang hai bên).

• Chức năng: Tạo điều kiện cho phoi thoát ngang, giảm lực cắt theo phương dọc, hỗ trợ cắt vật liệu dai, sợi dài.

• Ý nghĩa: Góc nghiêng chính lớn giúp phoi uốn cong dễ hơn, giảm lực cắt, nhưng có thể khiến dao yếu đi nếu dùng vật liệu cứng hoặc lực cắt lớn.

• Ứng dụng: Dao tiện hợp kim hoặc dao tiện tinh thường chọn góc nghiêng chính lớn để thoát phoi tốt, tránh bám dính.

Góc nghiêng phụ (End relief angle – α1)

• Định nghĩa: Là góc giữa mặt sau phụ của dao và bề mặt gia công phụ (phần tiếp xúc phụ, thường là hướng tiến dao).

• Chức năng: Bảo vệ dao khỏi bị ma sát với bề mặt chi tiết, đặc biệt khi dao di chuyển dọc trục.

• Ý nghĩa: Góc này đảm bảo khi dao dịch chuyển không bị cọ xát vào chi tiết, giúp dao bền hơn, không tạo vết xước trên sản phẩm.

• Ứng dụng: Khi tiện tinh hoặc tiện các bề mặt cong, góc nghiêng phụ nên được tăng lên phù hợp để tránh ma sát.

Góc lưỡi cắt chính (Major cutting edge angle – κ)

• Định nghĩa: Là góc tạo bởi lưỡi cắt chính của dao và phương tiến dao.

• Chức năng: Điều chỉnh chiều dày và độ rộng của phoi cắt ra, phân bố lực cắt lên dao.

• Ý nghĩa: Nếu góc lưỡi cắt chính lớn, phoi mỏng hơn, lực cắt trải đều trên lưỡi dao; nếu góc nhỏ, phoi dày hơn, lực cắt tập trung, dao dễ mòn hoặc sứt mẻ.

• Ứng dụng: Thường dùng góc 75–90 độ để tiện ngoài, 45–60 độ cho tiện trong hoặc tiện mặt đầu.

Góc lưỡi cắt phụ (Minor cutting edge angle – κ1)

• Định nghĩa: Là góc tạo bởi lưỡi cắt phụ của dao và phương tiến dao.

• Chức năng: Ảnh hưởng đến chiều rộng vết cắt, bề mặt hoàn thiện của sản phẩm và kiểm soát quá trình cắt phụ.

• Ý nghĩa: Góc lưỡi cắt phụ lớn giúp bề mặt sản phẩm phẳng, đều hơn; góc nhỏ giúp giảm rung động khi cắt sâu hoặc gia công các bề mặt phụ.

• Ứng dụng: Gia công các rãnh, mặt vát hoặc chi tiết yêu cầu bề mặt nhẵn thường điều chỉnh góc này phù hợp.

Góc mũi dao (Nose angle – ε)

• Định nghĩa: Là góc tại mũi dao, giao giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.

• Chức năng: Quyết định độ bền của mũi dao, ảnh hưởng tới khả năng chịu lực, hạn chế sứt mẻ.

• Ý nghĩa: Góc mũi dao lớn giúp mũi dao khỏe hơn, hạn chế gãy mẻ khi cắt vật liệu cứng, nhưng sẽ làm tăng lực cắt. Góc nhỏ phù hợp khi gia công tinh, yêu cầu độ nhẵn cao.

• Ứng dụng: Dao tiện dùng cho gia công thô, vật liệu cứng thường chọn góc mũi dao lớn, còn gia công tinh chọn góc nhỏ hơn.

Ý nghĩa và tác động của từng góc dao trong thực tế gia công

Tùy theo từng loại dao tiện (dao tiện ngoài, tiện trong, tiện ren, dao tiện định hình...) và yêu cầu gia công (thô hay tinh, vật liệu cứng hay mềm), việc điều chỉnh các góc dao mang lại các hiệu quả khác nhau:

• Thoát phoi kém: Thường do góc trước hoặc góc nghiêng nhỏ, dẫn đến phoi bị cuộn, dính vào dao. Lúc này cần tăng góc trước hoặc góc nghiêng để phoi thoát tốt hơn.

• Bề mặt gia công xấu: Do góc sau quá nhỏ hoặc góc lưỡi cắt phụ không phù hợp, làm dao cọ xát nhiều lên bề mặt sản phẩm. Nên tăng nhẹ góc sau và điều chỉnh góc lưỡi cắt phụ.

• Dao nhanh mòn, dễ gãy: Có thể do chọn góc trước hoặc góc sau quá lớn, hoặc góc mũi dao nhỏ trong khi gia công vật liệu cứng. Cần điều chỉnh các góc về mức tiêu chuẩn, phù hợp với từng loại vật liệu.

Bảng tham chiếu góc dao tiêu chuẩn theo vật liệu:

Cách xác định và điều chỉnh các góc dao trong thực tế

Phương pháp đo, kiểm tra các góc dao

• Sử dụng kính lúp đo góc, thước đo góc chuyên dụng, máy quang học để xác định chính xác từng góc.

• Trên máy mài dao, có thể sử dụng các gá mài có chia vạch góc rõ ràng để chỉnh chính xác các góc mong muốn.

Mẹo lựa chọn góc dao phù hợp

• Với vật liệu mềm, nên ưu tiên các góc lớn để giảm lực cắt và phoi thoát dễ dàng.

• Với vật liệu cứng hoặc có lớp phủ bề mặt, chọn các góc nhỏ, lưỡi dao chắc chắn để hạn chế gãy mẻ.

• Khi gia công tinh, ưu tiên các góc sau lớn hơn để giảm ma sát, tăng độ bóng sản phẩm.

• Thường xuyên kiểm tra, bảo trì, mài lại dao đúng chuẩn để đảm bảo các góc không bị biến đổi trong quá trình sử dụng.

Kết luận và lưu ý khi sử dụng các góc dao tiện

Việc nắm vững các góc độ của dao tiện là nền tảng quan trọng giúp người thợ, kỹ thuật viên, hay kỹ sư gia công tối ưu hóa quá trình sản xuất, giảm thiểu lỗi hỏng, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Lựa chọn đúng và điều chỉnh hợp lý các góc dao tiện theo từng vật liệu, từng yêu cầu công việc không chỉ kéo dài tuổi thọ dao mà còn mang lại năng suất tối ưu cho xưởng sản xuất.

Lời khuyên:

• Luôn kiểm tra, bảo dưỡng và điều chỉnh lại các góc dao trước mỗi ca làm việc.

• Tham khảo tiêu chuẩn góc dao từ tài liệu hãng sản xuất hoặc chuyên gia kỹ thuật khi cần cắt vật liệu đặc biệt.

• Học hỏi kinh nghiệm thực tế để nhận biết và xử lý các tình huống phát sinh khi các góc dao không phù hợp.

Tài liệu tham khảo và liên hệ tư vấn kỹ thuật

• Tiêu chuẩn ISO 3002-1: “Các góc dao cắt và ký hiệu dao cắt kim loại”

• Giáo trình “Cắt gọt kim loại – NXB Khoa Học và Kỹ Thuật”

• Catalog kỹ thuật dao tiện từ các hãng Sandvik, Mitsubishi, Sumitomo, Kyocera

• Liên hệ tư vấn kỹ thuật: TATMart.com

Hy vọng bài viết này giúp bạn hiểu rõ hơn về các góc độ của dao tiện và vận dụng hiệu quả trong thực tế sản xuất! Nếu cần tài liệu chuyên sâu hoặc muốn tư vấn về lựa chọn mua dao tiện phù hợp, hãy để lại bình luận hoặc liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ tận tình.