Gia công thép bằng CNC: Giảm mài mòn và gãy dụng cụ

Tại sao dụng cụ cắt bị mài mòn và gãy trong gia công cơ khí CNC các chi tiết thép

Trong một chương trình cải tiến kéo dài sáu tháng tại nhà cung cấp thiết bị nặng, chuyên gia công vỏ bọc thép 4140:

• Lượng đầu dao tiêu thụ giảm 38%

• Số lần cảnh báo gãy dụng cụ giảm 44%

• Thời gian chu kỳ được cải thiện 9%

Các nguyên nhân gốc trước khi tối ưu hóa là:

• Nhiệt độ quá cao tại lưỡi cắt

• Lớp phủ không phù hợp cho thép hợp kim

• Các vết cắt gián đoạn do phôi rèn gây ra

• Chiều dài phần vượt ra ngoài của dụng cụ quá lớn

• Độ cứng vật liệu thô không đồng nhất

---

Các dạng mài mòn dụng cụ phổ biến khi gia công thép

Nhận diện loại mài mòn là cách nhanh nhất để lựa chọn giải pháp phù hợp:

---

Cách giảm mài mòn dụng cụ khi gia công cơ khí CNC các chi tiết thép

---

Điều chỉnh tốc độ cắt phù hợp với cấp thép

Các loại thép khác nhau yêu cầu các tốc độ bề mặt khác nhau:

Kết quả tại xưởng:
Giảm tốc độ cắt Vc từ 195 → 165 m/phút trên vật liệu 4140 làm tăng tuổi thọ mũi tiện lên 35%.

---

Chọn lớp phủ và nền phù hợp

• AlTiN / TiAlN → Môi trường nhiệt độ cao, khô / bôi trơn phun sương (MQL)

• TiCN nhiều lớp → Cắt bị gián đoạn

• Carbide vi hạt cứng → Các thiết lập dễ gây rung động

Tránh sử dụng dụng cụ phủ DLC chỉ dành riêng cho nhôm—chúng nhanh chóng hỏng khi gia công thép.

---

Cải thiện việc thoát phoi

Kiểm soát phoi kém làm tăng tốc độ mài mòn.

Các giải pháp đã được kiểm chứng:

• Dung dịch làm mát áp suất cao (50–80 bar)

• Hình học phá phoi

• Tăng lượng chạy dao 6–10% để làm dày phoi

• Mũi khoan/mũi phay có hệ thống dẫn dung dịch trơn nguội xuyên qua lưỡi cắt

---

Cách Ngăn Ngừa Gãy Dao Trong Gia Công Thép Bằng Máy CNC

Gãy dao thường do quá tải hoặc rung động , chứ không phải mài mòn dần dần.

---

Rút ngắn và gia cố các cụm dao

• Giữ phần dao thò ra dưới 4 lần đường kính dao

• Sử dụng các đầu kẹp thủy lực hoặc đầu kẹp co nhiệt

• Chuyển sang sử dụng thanh khoan giảm chấn cho các lỗ trong sâu

Cải thiện được đo lường: độ đảo giảm từ 6 µm → 2 µm.

---

Giảm độ ăn dao hướng kính

Phay hiệu suất cao giúp ổn định tải:

• bước cắt 10–20%

• Các đường cắt dọc sâu

• Quỹ đạo dao dạng trochoidal

Điều này làm giảm các đỉnh lực cắt xuống 40%trong phôi rèn.

---

Giám sát tải và thiết lập cảnh báo

Sử dụng cảm biến tải trục chính hoặc cảm biến rung để:

• Dừng máy trước khi xảy ra gãy vỡ

• Kích hoạt cập nhật bù sai

• Xác định các vùng tốc độ không ổn định

Một nhà máy đã giảm thiểu các sự cố nghiêm trọng bằng 52%sau khi kích hoạt cảnh báo dựa trên tải.

---

Chiến lược làm mát để kéo dài tuổi thọ dụng cụ

---

Kế hoạch hành động từng bước để cắt giảm chi phí dụng cụ

Trước khi sản xuất:

• ✅ Xác minh mác thép và độ cứng

• ✅ Chọn lớp phủ và vật liệu nền

• ✅ Lập trình đường chạy gia công thô theo phương pháp HEM

• ✅ Thiết kế đồ gá cứng vững

Trong quá trình thử nghiệm:

• ✅ Ghi lại tuổi thọ dụng cụ theo mỗi lưỡi cắt

• ✅ Đo độ rung và tải

• ✅ Điều chỉnh tốc độ một cách hệ thống

Trong Sản xuất:

• ✅ Thay thế dụng cụ chủ động

• ✅ Sử dụng bộ dụng cụ tương đương

• ✅ Theo dõi chi phí dụng cụ trên mỗi chi tiết

---

Các câu hỏi thường gặp: Mài mòn dụng cụ trong gia công cơ khí CNC các chi tiết thép

Dụng cụ nên được thay thế bao lâu một lần?

Đối với thép trung bình-carbon, thông thường đạt 250–500 chi tiết trên mỗi lưỡi cắt khi các thông số được tối ưu hóa.

---

Việc giảm tốc độ có luôn làm tăng tuổi thọ dụng cụ không?

Chưa chắc—ma sát gây tích nhiệt. Độ dày phoi phù hợp quan trọng hơn tốc độ quay thấp (RPM).

---

Việc sử dụng thép cứng hơn có thể giảm nguy cơ gãy vỡ không?

Đôi khi—vật liệu đã tôi sơ bộ cắt ổn định hơn vật liệu ủ, vốn dễ bị biến cứng cục bộ trong quá trình gia công.