Chọn cách gia công lỗ bắt đầu từ yêu cầu của lỗ: lỗ bắt vít thông thường chỉ cần khoan; lỗ cần thẳng và đúng vị trí hơn thì khoan rồi khoét; lỗ lắp ghép chính xác thì khoan, khoét rồi doa, hoặc tiện lỗ với đường kính lớn. Lỗ ren thì khoan đúng đường kính lỗ mồi rồi taro; với ren hệ mét bước thô, đường kính mũi khoan xấp xỉ đường kính ren trừ bước ren.
Lỗ là bề mặt có mặt trên hầu hết chi tiết cơ khí và cũng là nơi hay phát sinh lỗi nhất: lỗ lệch vị trí, lỗ côn, lỗ ô-van, ren hỏng, taro gãy kẹt trong chi tiết đã gia công gần xong. Bài này so sánh các phương pháp, giải thích vì sao doa không sửa được vị trí lỗ, cách chọn taro theo kiểu lỗ, và cách dùng AI lập bảng lỗ cho một chi tiết nhiều lỗ. Mọi thông số chỉ để minh hoạ; đường kính lỗ mồi, dung sai, chế độ cắt bạn tra tiêu chuẩn ren và catalog dụng cụ.
So sánh các phương pháp gia công lỗ
Bảng dưới mô tả khả năng điển hình của từng phương pháp ở điều kiện xưởng thông thường. Kết quả thật phụ thuộc máy, dao, đồ gá và tay nghề.
| Phương pháp | Làm được gì | Không làm được gì | Dùng khi |
|---|---|---|---|
| Khoan | Tạo lỗ từ vật liệu đặc, năng suất cao | Độ chính xác đường kính và độ thẳng hạn chế; lỗ thường hơi lớn hơn mũi; mũi dễ lệch khi vào mặt nghiêng | Lỗ bắt vít, lỗ thoát, lỗ mồi cho bước sau |
| Khoét | Mở rộng lỗ đã có, cải thiện độ thẳng, độ tròn, sửa một phần lệch trục | Không tạo lỗ từ vật liệu đặc | Lỗ trung gian trước doa, lỗ bậc, mặt tựa đầu vít |
| Doa | Đạt đường kính chính xác và độ nhám tốt | Không sửa được vị trí và độ thẳng của lỗ, vì dao doa đi theo lỗ có sẵn | Lỗ lắp chốt, lắp trục cấp chính xác cao, đường kính nhỏ và vừa |
| Tiện lỗ, móc lỗ | Sửa được vị trí và độ thẳng, đạt chính xác cao, đường kính tuỳ chỉnh | Năng suất thấp hơn doa với lỗ nhỏ; dao cán dài dễ rung | Lỗ lớn, lỗ không có dao doa sẵn, lỗ cần sửa vị trí |
| Phay nội suy lỗ | Một dao phay làm nhiều đường kính trên máy CNC | Độ tròn phụ thuộc độ chính xác máy | Lỗ lớn, loạt nhỏ, không muốn mua nhiều dao |
| Taro | Tạo ren trong nhanh | Rất kém với lỗ mồi sai, lỗ tịt nhiều phoi, vật liệu dai | Ren trong kích thước nhỏ và vừa |
| Phay ren | Tạo ren bằng dao phay ren trên máy CNC, dao gãy không kẹt trong lỗ | Cần máy nội suy xoắn ốc, chậm hơn taro với loạt lớn | Ren lớn, vật liệu khó, chi tiết đắt không chấp nhận rủi ro gãy taro |
Điểm hay bị hiểu sai nhất là doa. Nhiều người nghĩ lỗ khoan lệch thì doa sẽ "nắn" lại. Thực tế dao doa có lưỡi cắt dài, tự định tâm theo lỗ có sẵn; nó cải thiện đường kính và độ nhám, gần như không sửa vị trí. Muốn sửa vị trí, cần khoét hoặc tiện lỗ trước khi doa, hoặc dùng bạc dẫn hướng trên đồ gá khoan.
Khoan cho đúng: những điểm quyết định chất lượng lỗ
Định tâm trước khi khoan. Mũi khoan xoắn có lõi ở đỉnh không cắt mà miết, nên dễ trượt khi vào bề mặt. Dùng mũi khoan tâm hoặc mũi định tâm tạo một hõm nhỏ trước, chú ý góc của mũi định tâm phù hợp với góc mũi khoan để mũi khoan chạm từ lưỡi cắt chứ không từ lõi.
Góc mũi khoan. Mũi thép gió phổ thông thường mài góc mũi 118°; mũi cho vật liệu cứng hơn và nhiều mũi hợp kim dùng góc khoảng 135–140°, thường có mài chia lõi để tự định tâm tốt hơn. Góc mũi cũng quyết định chiều dài phần côn phải cộng khi tính chiều sâu khoan.
Thoát phoi khi khoan sâu. Khi lỗ sâu gấp vài lần đường kính, phoi khó thoát, nhồi trong rãnh và làm gãy mũi. Chu trình khoan rút phoi từng đoạn trên máy CNC, hoặc rút tay định kỳ trên máy khoan, cùng với tưới đủ hoặc tưới qua tâm mũi, là cách giữ an toàn cho mũi.
Mặt vào và mặt ra. Vào trên mặt nghiêng hay mặt cong, mũi bị đẩy lệch; nên phay phẳng một chỗ trước. Lúc mũi sắp thủng mặt dưới, lực dọc trục giảm đột ngột, mũi dễ "giật" vào vật liệu, nhất là trên máy khoan tay. Giảm lượng chạy dao ở đoạn cuối.
Kẹp phôi chắc. Không giữ phôi bằng tay khi khoan. Mũi khoan bị kẹt có thể làm phôi xoay theo, gây chấn thương nặng. Dùng êtô, kẹp chặt hoặc chặn quay, đặc biệt với tấm mỏng và mũi lớn.
Đường kính mũi khoan trước khi taro ren hệ mét bước thô
Với ren hệ mét bước thô, cách tính gần đúng hay dùng là: đường kính mũi khoan bằng đường kính danh nghĩa trừ bước ren. Bảng dưới là vài cỡ thông dụng; giá trị chính thức bạn tra bảng ren trong sổ tay hoặc tài liệu của nhà sản xuất taro, vì với một số vật liệu và loại taro (như taro nong không phoi) đường kính lỗ mồi khác.
| Ren | Bước ren (mm) | Mũi khoan theo công thức D − P (mm) | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| M5 | 0,8 | 4,2 | Cỡ nhỏ, taro dễ gãy nếu lỗ tịt nông |
| M6 | 1,0 | 5,0 | Rất thông dụng trên tấm đế, giá đỡ |
| M8 | 1,25 | 6,8 | Hay bị khoan nhầm mũi 7 mm, ren thiếu chân |
| M10 | 1,5 | 8,5 | Thông dụng trên chi tiết máy |
| M12 | 1,75 | 10,2 | Cần chú ý độ vuông góc khi taro tay |
Lỗ mồi nhỏ hơn đúng chuẩn làm taro cắt quá nhiều, mô-men lớn, dễ gãy; lỗ mồi lớn hơn thì ren thiếu chiều cao, mối ghép yếu. Với lỗ tịt, khoan sâu hơn chiều dài ren cần dùng một đoạn đủ cho phần côn đầu taro và chỗ chứa phoi; khoan vừa đúng chiều dài ren là nguyên nhân phổ biến làm gãy taro khi chạm đáy.
Taro không gãy: chọn loại taro và thao tác
Taro gãy kẹt trong chi tiết gần xong là một trong những lỗi đắt nhất ở xưởng, vì lấy ra rất khó và nhiều khi phải bỏ chi tiết. Các nguyên tắc giảm rủi ro:
- Lỗ thông: dùng taro mũi xoắn đầu (thường gọi là taro mũi đạn), đẩy phoi về phía trước ra khỏi lỗ.
- Lỗ tịt: dùng taro rãnh xoắn, kéo phoi ngược lên miệng lỗ; chừa đáy lỗ đủ sâu.
- Taro tay theo bộ nhiều cây với ren cỡ vừa và vật liệu dai; xoay vào một đoạn rồi xoay ngược để bẻ phoi, giữ taro vuông góc bằng dụng cụ dẫn hướng.
- Taro máy trên CNC dùng chế độ ren cứng đồng bộ, lượng chạy dao mỗi vòng bằng đúng bước ren; nếu máy không hỗ trợ, dùng đầu taro bù dọc trục.
- Dùng dầu hoặc dung dịch có khả năng bôi trơn tốt cho taro, nhất là với thép không gỉ và thép dai.
- Kiểm đường kính lỗ mồi trước khi taro hàng loạt; một mũi khoan nhầm cỡ có thể làm gãy cả loạt taro.
- Với vật liệu đắt hoặc chi tiết lớn, cân nhắc phay ren trên máy CNC: dao gãy thì vẫn lấy ra được.
Khi ren đã vào sâu mà taro bắt đầu nặng tay bất thường, dừng lại, xoay ngược ra, làm sạch phoi rồi mới tiếp. Cố thêm một vòng là lúc taro gãy. Không dùng búa hay đục để lấy taro gãy ra khỏi chi tiết khi chưa có phương án; mảnh thép gió rất cứng và giòn, có thể văng.
Doa và tiện lỗ: đạt lỗ lắp ghép chính xác
Doa cần lượng dư nhỏ và đều: quá nhiều thì dao doa quá tải, lỗ xấu; quá ít thì dao miết thay vì cắt, lỗ bóng giả nhưng sai kích thước. Lượng dư thường chỉ vài phần mười milimét theo đường kính, tuỳ cỡ lỗ và loại dao; bạn tra bảng của nhà sản xuất dao doa. Chế độ cắt khi doa thường dùng vận tốc thấp hơn khoan và lượng chạy dao lớn hơn khoan. Khi rút dao doa ra, không đảo chiều quay trục chính, vì có thể làm hỏng lưỡi cắt và xước lỗ.
Tiện lỗ trên máy tiện hoặc móc lỗ bằng đầu móc trên máy phay, máy doa là cách đạt lỗ chính xác khi đường kính lớn, khi không có dao doa đúng cỡ, hoặc khi cần sửa vị trí. Điều cần quan tâm nhất là độ cứng vững của cán dao: cán càng dài so với đường kính, càng dễ rung. Dùng cán ngắn nhất có thể, cán bằng vật liệu cứng hơn khi phải vươn xa, và giảm chiều sâu cắt ở lát tinh. Đo lỗ bằng dụng cụ đo lỗ phù hợp dung sai, không trông vào thước cặp cho lỗ lắp ghép.
Nhờ AI lập bảng lỗ cho chi tiết nhiều lỗ
Chi tiết dạng tấm hay dạng hộp có vài chục lỗ thuộc nhiều loại: lỗ ren nhiều cỡ, lỗ chốt cần doa, lỗ bắt vít có khoét bậc. Lập bảng lỗ giúp không sót và sắp được thứ tự dùng dao hợp lý. Bạn liệt kê lỗ theo ký hiệu, kiểu lỗ, đường kính, chiều sâu, yêu cầu dung sai, rồi nhờ AI: "Lập bảng gia công lỗ cho danh sách sau: mỗi lỗ ghi các bước theo thứ tự (định tâm, khoan, khoét, doa, taro), đường kính dao từng bước. Đường kính lỗ mồi ren lấy theo cột mình đưa; không tự chọn. Sau đó gom các bước dùng cùng một dao để giảm số lần thay dao."
AI làm phần gom nhóm và sắp xếp rất tốt. Phần bạn phải kiểm: đường kính lỗ mồi ren (AI hay tự nhớ sai, nhất là với ren bước mịn và ren hệ inch), chiều sâu khoan lỗ tịt đã chừa đủ chưa, lỗ nào cần doa có bước khoét trước chưa. Không gửi bản vẽ có tên khách hàng; danh sách lỗ bằng chữ là đủ. Với chương trình CNC sinh ra từ bảng lỗ, luôn mô phỏng và chạy thử khô trước khi cắt thật.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao lỗ khoan thường lớn hơn đường kính mũi khoan?
Hai lưỡi cắt của mũi khoan khó mài tuyệt đối đối xứng, mũi có thể đảo trong đầu kẹp, và mũi bị lệch khi vào cắt. Kết quả là lỗ thường lớn hơn mũi một chút và có thể hơi ô-van. Lỗ cần chính xác phải qua khoét, doa hoặc tiện lỗ.
Có thể doa lỗ trên máy khoan đứng thông thường không?
Có thể với yêu cầu vừa phải nếu máy ít đảo, phôi kẹp chắc và lỗ mồi đúng vị trí. Nhưng vì doa không sửa được vị trí, lỗ khoan lệch thì doa vẫn lệch. Với lỗ cần vị trí chính xác, nên dùng đồ gá có bạc dẫn hoặc gia công trên máy CNC.
Lấy taro gãy ra khỏi chi tiết bằng cách nào?
Tuỳ trường hợp, có thể dùng dụng cụ chuyên lấy taro gãy có chấu cài vào rãnh, hoặc gia công tia lửa điện để ăn mòn mảnh taro. Cách nào cũng tốn công và có rủi ro hỏng ren. Chọn đúng lỗ mồi và loại taro để phòng vẫn rẻ hơn nhiều.
Ren cứng đồng bộ trên máy CNC khác gì dùng đầu taro bù?
Ren cứng đồng bộ để bộ điều khiển phối hợp chính xác vòng quay trục chính và chuyển động dọc trục, taro kẹp cứng. Đầu taro bù cho phép taro dịch chuyển một chút dọc trục, bù sai lệch khi máy không đồng bộ được. Máy hỗ trợ ren cứng thì thường dùng ren cứng.
Ren bước mịn có dùng công thức D trừ P được không?
Công thức gần đúng vẫn áp dụng cho ren hệ mét bước mịn, ví dụ ren M10 bước 1 thì lỗ mồi khoảng 9 mm. Tuy vậy nên tra bảng chính thức vì một số vật liệu và loại taro cần lỗ mồi khác, và với ren hệ inch phải dùng bảng riêng.