Phay CNC và khoan CNC khác gì nhau

Các phương pháp gia công CNC vô cùng đa dạng với khả năng tạo ra các chi tiết phức tạp và chính xác, chẳng hạn như phay, tiện, khoan,… Trong bài viết này chúng ta sẽ tập trung làm rõ phay CNC và khoan CNC khác gì nhau, các khả năng riêng của từng phương pháp nhằm giúp lựa chọn được phương pháp phù hợp.

 

1. Phay CNC là gì?

Phay CNC là phương pháp gia công linh hoạt có thể cắt phôi chính xác thành hình dạng mong muốn bằng nhiều công cụ cắt khác nhau. Máy phay CNC được điều khiển bởi các mã lệnh chương trình G và M giúp quá trình gia công diễn ra ổn định liên tục và có thể lặp lại.

Phương pháp phay phù hợp với các họa tiết phức tạp và chi tiết hoàn thiện đẹp nhờ công cụ di chuyển đa trục. Tương tự, nó có thể thực hiện cắt, khoan và khắc lên phôi. Nhờ vậy, phay CNC thường được sử dụng trong những ngành công nghiệp yêu cầu các chi tiết phức tạp và đòi hỏi dung sai chặt chẽ.

 

2. Khoan CNC là gì

Khoan CNC là phương pháp gia công tập trung vào việc tạo các lỗ chính xác trên phôi dựa vào bản thiết kế CAD. Thông thường, công cụ trong khoan CNC chỉ di chuyển trên 1 trục. Các máy khoan sử dụng mũi khoan quay được điều khiển bằng máy tính để tạo lỗ. Trong khi đó, kích thước mũi khoan thường bằng đúng hoặc nhỏ hơn một chút so với kích thước lỗ khoan mong muốn.

Khác với các quá trình khác, khoan CNC tập trung vào việc khoan lỗ cho các ứng dụng khác. Với các mũi khoan tương ứng, chúng ta có thể tạo ra các lỗ thẳng, lỗ tâm, lỗ đối, lỗ khoét loe miệng, lỗ taro, lỗ doa và các loại lỗ khác.

Kỹ thuật khoan rất quan trọng trong các ứng dụng như thiết bị điện tử, ô tô và hàng không và lắp ráp cơ khí.

 

3. Phay CNC và khoan CNC khác gì nhau

Tiêu chí	Phay CNC	Khoan CNC
Quá trình	Công cụ phay quay và loại bỏ vật liệu để tạo ra hình dạng mong muốn	Mũi khoan quay bên trong phôi và tạo lỗ hình trụ
Đường chuyển động	Chuyển động ngang và dọc	Chuyển động dọc
Dụng cụ	Dao phay ngón, dao phay mặt, mũi khoan, dao phay lia
Độ chính xác	Chính xác cao	Độ chính xác thấp hơn phay CNC
Loại vật liệu	Kim loại, hợp kim, nhựa và vật liệu tổng hợp	Không gia công được các kim loại rắn và hợp kim
Chất lượng hoàn thiện bề mặt	Hoàn thiện bề mặt đẹp	Bề mặt hơi thô
Ứng dụng/Ngành cụ thể	Từ các chi tiết đơn giản như pít tông đến các ứng dụng yêu cầu phức tạp như bộ phận của máy bay	Giới hạn trong các ứng dụng khoan lỗ
Giá cả	Giá cao hơn	Giá thấp hơn
Thời gian gia công	Tương đối chậm	Nhanh

 

3.1.  Quá trình gia công

Máy phay CNC chuyển thiết kế CAD sang lệnh máy tính, các lệnh này sau đó sẽ điều khiển công cụ. Tiếp theo, phôi được cố định vào tấm kẹp, nền kẹp. Khi công cụ (thường là dao phay ngón) di chuyển vào vị trí phay đầu tiên, công cụ quay bắt đầu tiến dao với tốc độ tiến dao được định trước. Cùng lúc đó, chuyển động đa trục cho phép công cụ di chuyển khắp phôi và tạo hình.

Ngoài ra, trong phay CNC có thể có 2 loại chuyển động phôi riêng biệt. Đầu tiên, phôi di chuyển cùng hướng với công cụ quay, gọi là phay thuận. Trường hợp thứ hai là phôi di chuyển ngược với hướng công cụ quay, gọi là phay nghịch.

Quá trình khoan được thực hiện bằng cách loại bỏ vật liệu khỏi khu vực cần tạo lỗ sử dụng dụng cụ khoan. Cũng giống trong phay CNC, máy tính điều khiển công cụ khoan. Sau khi cố định phôi, mũi khoan bắt đầu quay và tiến vào trong phôi (thường trên trục Z) để tạo một lỗ khoan chính xác, đẹp.

 

3.2. Đường chuyển động

Một khác biệt nổi bật giữa phay CNC và khoan CNC là đường chuyển động của công cụ cắt. Trong quá trình, công cụ phay chuyển động ngang và dọc, cho phép tạo ra nhiều hình dạng linh hoạt.

Ngược lại, mũi khoan chuyển động dọc trong quá trình khoan, bởi việc khoan tập trung vào tạo lỗ hay loại bỏ vật liệu khỏi một điểm nhất định.

 

3.3. Công cụ

Các công cụ trong phay CNC thường bao gồm dao phay ngón, dao phay mặt, mũi khoan hoặc dao phay lia để gia công phôi. Việc chọn đúng công cụ là vô cùng cần thiết cho một quá trình phay hiệu quả và chính xác. Các công cụ thường thấy nhất là dao phay ngón và mũi khoan. Vì vậy, bạn cần lưu ý đến loại vật liệu, mặt cắt, hình dạng và kích thước, lớp phủ trên công cụ và các yếu tố khác khi chọn dao phay ngón và mũi khoan. Sau đó, phôi gia công được cố định trên bàn thao tác để các công cụ hoạt động.

Mũi khoan trong khoan CNC được lựa chọn phụ thuộc vào vật liệu, độ sâu lỗ, kích thước, độ cứng và chất lượng hoàn thiện. Bên cạnh đó, một số quá trình khoan phức tạp có thể đòi hỏi các công cụ điều chỉnh đặc biệt.

 

3.4. Độ chính xác

Phay CNC và khoan CNC là một trong những phương pháp gia công chính xác nhất hiện nay. Nó cho phép gia công tỉ mỉ đến từng chi tiết. Ví dụ: phay CNC có thể tạo ra các chi tiết với kích thước chính xác chỉ 0,127mm, trong khi khoan CNC có thể đáp ứng dung sai đến ±0,05mm.

Phay CNC có thể tạo ra các chi tiết hoặc sản phẩm phức tạp, từ từng khe rãnh cho đến các bộ phận động cơ ô tô. Mặt khác, khoan CNC tập trung vào việc tạo lỗ với các hình dạng và kích thước khác nhau. Nó có thể tạo ra lỗ với độ sâu lên đến 2600mm và đường kính 3 – 32mm.

 

3.5. Loại vật liệu

Cả hai phương pháp đều tương thích với kim loại, nhựa và vật liệu tổng hợp. Vì thế chúng có thể thao tác trên khá nhiều các loại vật liệu để đáp ứng nhu cầu của các ngành sản xuất.

Vật liệu thường gặp trong khoan CNC

• Thép
• Nhôm
• Đồng thau
• Inox/Thép không gỉ
• Nhựa cứng (như Polycarbonate hay PEEK)

Vật liệu thường gặp trong phay CNC

• Thép
• Nhôm
• Đồng thau
• Inconel (hợp kim Ni-Cr)
• Đá garnet
• Titan
• Vonfram

 

3.6. Chất lượng hoàn thiện bề mặt

Phay CNC sử dụng công cụ di chuyển đa trục và đa dạng, mang lại cho nó khả năng tạo ra bề mặt hoàn thiện đẹp. Độ nhám bề mặt (Ra) của bề mặt sau khi phay có thể chỉ thấp ở mức 1,6μm. Bề mặt sau khi khoan có thể đạt độ nhám 3,48μm. Tuy nhiên, độ nhám bề mặt có thể bị ảnh hưởng bởi độ sâu cắt, vật liệu, tốc độ tiến dao và các tác nhân khác.

Có thể nói phay CNC mang lại bề mặt hoàn thiện đẹp hơn so với khoan CNC. Nhưng khoan CNC cũng đem lại bề mặt đẹp với các lỗ gia công. Thêm vào đó, phay CNC có thể thực hiện gia công bên ngoài, giúp dễ dàng hơn để đạt được mức hoàn thiện cao hơn.

 

3.7. Ứng dụng cụ thể

Ứng dụng có lẽ là khía cạnh quan trọng nhất khi so sánh phay CNC và khoan CNC bởi nó quyết định các phương pháp này có đóng góp cho những ngành/công việc cụ thể nào.

Ứng dụng của phay CNC:

• Bộ phận của ô tô như nắp xi lanh, thân máy, hộp số,…
• Sản phẩm hàng loạt cho nhiều ngành công nghiệp
• Bộ phận của các thiết bị y tế và bộ phận cấy ghép
• Sản xuất khuôn và công cụ

Phay CNC được sử dụng trong nhiều lĩnh vực hơn khoan CNC khi nó có thể tạo ra nhiều hình dạng tỉ mỉ. Tuy nhiên khoan CNC vẫn là phương pháp không thể không nhắc đến đối với các ứng dụng yêu cầu chi tiết hình trụ chính xác.

Ứng dụng của khoan CNC:

• Lỗ nhỏ và sâu trên nhiều loại vật liệu
• Khoan lỗ cho ốc vít trên khung máy bay và động cơ máy bay
• Lắp ráp ô tô
• Tạo lỗ chính xác và liên tục trên bảng mạch điện tử để lắp các thành phần bảng mạch

 

3.8. Giá cả

Phay CNC và khoan CNC đều là các phương pháp hiệu quả về chi phí. Nó bù đắp chi phí bằng độ chính xác cao, khả năng gia công chi tiết phức tạp và khả năng quay vòng nhanh. Tuy nhiên, phay CNC có giá cao hơn một chút nếu so với khoan CNC.

Phân tích các tác nhân giá cả có thể thấy, phay CNC tốn chi phí hơn do tính linh hoạt, khả năng đáp ứng nhiều loại vật liệu hơn, thiết lập máy, tốc độ sản xuất và số lần hoạt động. Trong khi đó, chi phí khoan CNC chịu ảnh hưởng bởi độ sâu khoan, đường kính lỗ khoan, và số lỗ khoan.

 

4. Ưu điểm của phay CNC và khoan CNC

Các quá trình này mang lại rất nhiều lợi ích về độ chính xác, chi phí, độ linh hoạt và tốc độ sản xuất cho rất nhiều vật liệu và ứng dụng đa dạng. Nhưng ngoài những điều này ra, hai phương pháp này còn có những lợi ích riêng nhằm đáp ứng các ứng dụng của chúng.

4.1. Ưu điểm của phay CNC

• Phay CNC tạo các hình dạng phức tạp và linh hoạt với độ chính xác tuyệt vời
• Thao tác tự động làm giảm xác suất lỗi do con người gây ra, mang lại chất lượng tổng thể tốt hơn
• Máy phay CNC có thể làm việc với nhiều loại vật liệu như kim loại, hợp kim, nhựa, vật liệu tổng hợp và gốm. Điều này khiến phay CNC trở thành phương pháp gia công rất phổ biến trong hầu như tất cả các ngành công nghiệp hiện nay
• Sản xuất ra các sản phẩm hàng loạt giống hệt nhau với độ chính xác và chất lượng ổn định
• Dù một số trường hợp công cụ phay có thể để lại vết yêu cầu xử lý sau gia công, nhưng nhìn chung bề mặt phôi sau khi gia công phay rất mịn và đẹp

4.2. Ưu điểm của khoan CNC

• Gia công khoan lỗ chính xác, vượt trội so với các phương pháp khoan lỗ truyền thống với kích thước lỗ chính xác và ổn định
• Khoan CNC có hiệu quả chi phí cao khi áp dụng với sản xuất số lượng lớn
• Thời gian gia công nhanh, có thể gia công liên tục
• Khoan CNC có thể tạo lỗ với nhiều hình dạng và kích thước, từ đường kính một vài mm đến 4cm và độ sâu lên đến 2600mm
• Cũng giống như phay CNC, khoan CNC có thể gia công trên nhiều loại vật liệu đa dạng

 

5. Nhược điểm của phay CNC và khoan CNC

Dù có rất nhiều ưu điểm như vừa được nhắc đến bên trên, phay CNC và khoan CNC cũng có một số nhược điểm giống như bất cứ phương pháp gia công nào khác.

5.1. Nhược điểm của phay CNC

• Chi phí cao
• Mất nhiều thời gian dừng máy để thay công cụ giữa các công đoạn gia công khác nhau
• Kích thước phôi có thể gia công bị giới hạn tùy thuộc vào khả năng của máy
• Máy phay CNC tạo tiếng ồn khi hoạt động và làm tốn vật liệu

5.2. Nhược điểm của khoan CNC

• Khoan CNC chỉ có chức năng tạo lỗ, ít công dụng hơn phay CNC
• Khó khoan trên các vật liệu cứng như thép, titan,…
• Quá trình khoan liên tục có thể sinh nhiệt dẫn đến làm hỏng sản phẩm và máy móc
• Yêu cầu công cụ khoan khác nhau đối với các vật liệu khác nhau