Dao phay cầu là dụng cụ cắt gọt chuyên dùng trong gia công các bề mặt cong và chi tiết 3D phức tạp. Với thiết kế đầu dao hình cầu, loại dao này mang lại độ chính xác cao, bề mặt mịn và khả năng gia công linh hoạt, đặc biệt phù hợp trong chế tạo khuôn mẫu và sản phẩm yêu cầu độ tinh xảo. 

Dao phay cầ

Dao phay cầu là loại dao có phần đầu được thiết kế dạng hình cầu hoặc gần giống hình cầu. Nhờ hình dạng đặc biệt này, dao có khả năng gia công hiệu quả trên các bề mặt cong, bề mặt 3D hay các vùng chuyển tiếp phức tạp. Nó giúp tạo ra các đường cắt mượt mà, chính xác, đặc biệt trong việc gia công khuôn mẫu, gia công tinh và hoàn thiện bề mặt.  Dao phay cầu được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực gia công khuôn mẫu, chi tiết có hình dạng tự do hoặc các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao ở bề mặt cong.

Cấu tạo của dao phay cầu

Dao phay cầu là công cụ quan trọng trong gia công bề mặt cong và các chi tiết 3D phức tạp. Để đạt hiệu quả làm việc ổn định và kéo dài tuổi thọ, loại dao này thường được chế tạo từ vật liệu cứng như thép gió (HSS) hoặc hợp kim cứng (Carbide). Những vật liệu này có khả năng chịu mài mòn cao, phù hợp với điều kiện gia công ở tốc độ lớn và tải trọng cao.

Cấu tạo của dao phay cầu gồm các bộ phận chính sau:

• Thân dao là phần được gắn vào trục chính của máy phay. Nó thường có hình trụ và được gia công chính xác để đảm bảo độ cứng vững trong quá trình làm việc. Kích thước thân dao được thiết kế tương thích với nhiều loại đầu kẹp tiêu chuẩn như BT, HSK hoặc ER.
• Đầu dao là phần đặc trưng của dao phay cầu với thiết kế hình cầu hoặc bán cầu. Đầu dao cho phép thực hiện các đường cắt trên bề mặt cong mượt mà và ổn định, đặc biệt hiệu quả trong gia công khuôn mẫu và bề mặt phức tạp.
• Các lưỡi cắt được bố trí đều quanh đầu dao. Số lượng me cắt có thể thay đổi tùy theo mục đích sử dụng, thông thường là từ 2 đến 6 me. Các lưỡi này được mài sắc để tạo ra đường cắt chính xác và bề mặt gia công mịn.
• Giữa các lưỡi cắt là các rãnh thoát phoi. Những rãnh này có vai trò quan trọng trong việc dẫn phoi ra khỏi vùng cắt, giảm ma sát, hạn chế sinh nhiệt và ngăn hiện tượng kẹt phoi. Một số dao phay cầu cao cấp còn được xử lý siêu bóng tại rãnh để tăng hiệu quả thoát phoi.

Các loại dao phay cầu được dùng phổ biến hiện nay

Dao phay cầu có nhiều chủng loại khác nhau nhằm đáp ứng đa dạng nhu cầu gia công bề mặt cong, bề mặt 3D và khuôn mẫu. Dưới đây là những loại dao phay cầu được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí chính xác.

Dao phay cầu liền khối

Đây là loại dao được sản xuất nguyên khối với đường kính thường nhỏ hơn 10 mm. Thiết kế đầu dao có dạng bán cầu hoặc cầu hoàn chỉnh, trong khi thân dao được điều chỉnh theo mục đích sử dụng cụ thể. Dao phay cầu liền khối phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và khả năng làm việc ở vùng gia công nhỏ, hẹp.

Dao phay cầu liền khối không phủ

Loại dao này được chế tạo từ các vật liệu như thép gió, thép gió chịu nhiệt hoặc hợp kim cứng nhưng không có lớp phủ bên ngoài. Chúng được sử dụng chủ yếu để gia công các vật liệu mềm như đồng, nhôm, nhựa kỹ thuật hoặc thép chưa tôi. Dao không phủ thích hợp với tốc độ cắt trung bình và chi phí đầu tư ban đầu thấp.

Dao phay cầu liền khối có phủ

Dao được phủ các lớp như CBN, TiAlN hoặc TiN để tăng độ cứng bề mặt, khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn. Các lớp phủ này còn giúp cải thiện khả năng thoát phoi, đồng thời tạo ra bề mặt gia công mịn và ổn định hơn. Dao phủ đặc biệt hiệu quả trong môi trường gia công tốc độ cao hoặc vật liệu có độ cứng lớn.

Dao phay cầu có lưỡi cắt trên cả phần trụ và phần cầu

Loại dao này cho phép cắt đồng thời bằng cả phần cầu và phần trụ. Cấu tạo phần thân dao được chia thành hai kiểu:

1. Kiểu thứ nhất có đường kính danh nghĩa phần cắt và phần chuôi bằng nhau, phù hợp cho gia công mặt cong lồi và các hốc sâu. Tuy nhiên, kiểu dao này có độ cứng vững kém nếu chiều dài gá dao quá lớn.
2. Kiểu thứ hai có phần cắt nhỏ hơn phần chuôi về đường kính, thích hợp với gia công rãnh hẹp và sâu. Với kiểu dao này, nên lựa chọn đường kính nhỏ để tăng độ bền và độ chính xác trong quá trình sử dụng.

Dao phay cầu chỉ có lưỡi cắt trên phần cầu

Dao chỉ sử dụng phần cầu để thực hiện cắt gọt. Thường được dùng trong các ứng dụng gia công bề mặt cong phức tạp, mặt cong chuyển tiếp hoặc chi tiết yêu cầu độ chính xác cao ở vùng đầu dao. Kết cấu thân dao cũng có hai dạng tương tự như loại có lưỡi cắt trên cả phần trụ và phần cầu.

Dao phay cầu ghép mảnh

Đây là loại dao có phần cán cố định và phần lưỡi dao có thể tháo lắp hoặc thay thế. Khi mảnh dao bị mòn hoặc hư hỏng, người dùng chỉ cần thay mảnh mới thay vì thay toàn bộ dao. Loại dao này thường được xử lý bề mặt như phủ TiN, TiAlN hoặc thấm Nitơ để tăng tuổi thọ cán dao.

Dao phay cầu ghép mảnh có hai dòng sản phẩm chính:

• Dao ghép một mảnh cắt: chỉ có lưỡi cắt trên phần cầu, thích hợp cho các ứng dụng có yêu cầu cắt tập trung ở phần đầu dao.
• Dao ghép nhiều mảnh cắt: các mảnh dao có thể được sử dụng luân phiên nhiều lần. Khi mảnh bị mài mòn, người dùng chỉ cần xoay hoặc thay mảnh, tiết kiệm chi phí dụng cụ đáng kể.

Một số lưu ý khi gia công bằng dao phay cầu

Gia công bằng dao phay cầu là một quá trình phức tạp, đặc biệt khi thực hiện trên các máy CNC 3 trục. Lý do chính là vì lưỡi cắt của dao được bố trí trên bề mặt cầu, nên cần kiểm soát chính xác vị trí tương quan giữa dao và bề mặt phôi để đảm bảo độ chính xác gia công và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt.

Trong quá trình phay, đường kính lớn nhất của dao thường không trực tiếp tham gia vào cắt gọt. Thay vào đó, chỉ một đoạn ngắn tại phần mũi dao tiếp xúc với vật liệu. Phần tiếp xúc này được gọi là đường kính hiệu quả. Đây là cơ sở để tính toán tốc độ quay của trục chính cũng như xác định đường kính làm việc thực tế ở độ sâu cắt mong muốn.

Một yếu tố kỹ thuật quan trọng khi sử dụng dao phay cầu là tại đỉnh dao, tốc độ cắt luôn bằng không. Điều này khiến phần đỉnh dao dễ bị mài mòn nhanh hơn so với các phần khác trong quá trình gia công bề mặt cong hoặc phức tạp. Để khắc phục, người vận hành cần điều chỉnh số vòng quay của trục chính sao cho phù hợp với vị trí cắt hiện tại nhằm duy trì tốc độ cắt ổn định và giảm hao mòn dụng cụ.

Một trong những hạn chế của dao phay cầu là độ nhám bề mặt sau gia công. Độ nhám phụ thuộc vào thiết kế hình học của đầu dao và chiều cao phần kim loại còn lại sau mỗi lần dịch chuyển dao. Để giảm thiểu tình trạng này, nên sử dụng dao có bán kính lớn nhất phù hợp với yêu cầu và giảm lượng dịch chuyển ngang mỗi lần cắt. Việc tối ưu hóa các thông số này sẽ giúp cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt gia công cũng như hiệu suất tổng thể.