Trong các phương pháp gia công cơ khí truyền thống, máy phay là một trong những loại máy quan trọng được sử dụng rộng rãi để gia công các chi tiết kim loại hay hợp kim khác. Vậy máy phay là gì? Chúng có nguyên lý hoạt động như thế nào và được phân loại ra sao? Cùng odkdesert.com tìm hiểu kỹ hơn về loại máy móc gia công phổ biến và quan trọng này nhé!
Máy phay là gì?
Máy phay là một loại máy có chức năng gia công bằng cách cắt phôi làm việc theo phương xoắn ốc bằng dụng cụ đặc biệt gọi là dao phay. Trong quá trình hoạt động, máy phay sẽ di chuyển phôi hoặc dụng cụ cắt theo các hướng khác nhau để tạo thành các bề mặt có hình dạng khác nhau như phẳng, rãnh tròn, rãnh xoắn ốc, rãnh lượn sóng…
Đặc điểm của máy phay:
- Có khả năng gia công các chi tiết kim loại cực kỳ phức tạp với độ chính xác cao.
- Cho bề mặt gia công có độ nhẵn cao, độ hoàn thiện bề mặt tốt.
- Thích hợp cho cả gia công quy mô gia đình lẫn sản xuất hàng loạt.
- Sử dụng dao phay làm dụng cụ cắt gọt với nhiều hình dạng răng phay khác nhau.
- Có thể gia công tấm phẳng, hình khối, rãnh, lỗ khoan, cao su vân xoắn…
Nguyên lý hoạt động của máy phay
Nguyên lý làm việc chủ yếu của máy phay là thực hiện phép cắt gọt phôi làm việc (vật thể gia công) theo phương xoắn ốc bằng dao phay quay tròn. Cụ thể như sau:
- Phôi làm việc được gá kẹp chặt và di chuyển tự do trên bàn máy theo 2 phương X và Y.
- Trục chính được gắn dao phay quay tròn với tốc độ cao và di chuyển lên xuống theo phương Z (tạo chuyển động cắt gọt).
- Khi phôi di chuyển cùng dao phay theo các phương khác nhau, dao phay sẽ cắt bỏ phần kim loại thừa của phôi, tạo ra các rãnh tròn, rãnh xoắn,…
- Các phần lắp ghép giữa bàn máy và trục chính, hệ trục tịnh tiến cao độ sẽ điều khiển việc di chuyển phôi và dao phay một cách chính xác.
- Loại công việc gia công thường bằng phương pháp phay: xẻ rãnh, phay đứng, phay nằm, phay mặt bích…
Cấu tạo cơ bản của máy phay
Máy phay đóng vai trò chủ đạo trong các phương pháp phay, có kết cấu bao gồm các bộ phận chính sau:
1. Khung máy
Là bộ phận quan trọng nhất của máy phay, đảm bảo sự vững chắc và ổn định cho các hoạt động di chuyển, chịu được lực cắt mạnh. Khung máy bằng gang đúc và có nhiều đai ốc neo chống rung động.
2. Trục chính và đầu phay
Trục chính chính là bộ phận quan trọng nhất trong máy phay, được lắp ghép vào một đầu khung máy và làm nhiệm vụ truyền động quay cho dao phay. Một số trục chính có thiết kế trình tâm thủy lực giúp dao vào sâu hoặc ra khỏi phôi dễ dàng.
Đầu phay gồm: trục phay chính, hộp số, khối cổ trục giúp gá dao phay cứng ngắc.
3. Bàn máy
Bàn máy đóng vai trò gá đỡ và di chuyển phôi gia công trên 2 phương X và Y.
4. Hệ thống truyền động
Bao gồm động cơ và hệ truyền động sang các bộ phận khác bằng hộp số, bánh răng, thanh răng, hộp số trục chính, hộp đai…
5. Hệ thống điều khiển và đo lường
Giúp điều chỉnh chuyển động của bàn máy và đầu phay một cách chính xác, dễ dàng như: đầu xuống, bàn máy sang trái phải… để gia công nhanh và an toàn.
6. Hệ thống làm nguội
Bao gồm các khay chứa chất làm nguội được tuần hoàn để làm nguội dụng cụ cắt và phôi gia công.
Các loại máy phay phổ biến
Có nhiều cách phân loại máy phay khác nhau nhưng theo chuyên gia cơ khí, phân loại theo phương pháp gia công và vị trí đầu phay có thể chia ra các dòng sau:
1. Máy phay nằm ngang (Bed mill)
Nội dung bài viết
Đây là loại máy phay đơn giản nhất, phổ biến nhất. Trên máy, đầu phay là bộ phận di động để phay trên bề mặt phôi có hình hộp chữ nhật nằm ngang. Tốc độ dao không cao nhưng đảm bảo sản phẩm có chất lượng tối ưu.
2. Máy phay đứng cũ (Vertical boring mill)
Trục dao phay đứng đối diện với phôi cần gia công. Có thể phay trực tiếp phần rãnh, đục lỗ hoặc phay cạnh của phôi. Ưu điểm gia công được nhiều vị trí nhưng năng suất thấp hơn các loại máy khác.
3. Máy phay đứng hiện đại
Ngày nay, nhiều loại máy phay có trục dọc đã được thiết kế lại, cải tiến hơn. Có 2 loại chính:
- Máy phay đứng đơn giản gồm đầu phay di động có thể xoay theo mọi góc độ và phôi nằm trên bàn máy di chuyển trên trục phẳng.
- Máy phay đứng cao cấp với đầu phay chính đứng yên, phôi di động theo trục đứng và trục tịnh tiến để phay.
4. Máy phay kiểu băng chuyền hoặc trạm
Đây là máy phay đặc biệt, được thiết kế bố trí nhiều trạm đầu phay khác nhau để phay nhiều bề mặt của phôi với các kiểu phay khác nhau. Thích hợp gia công hàng loạt các chi tiết có hình dạng phức tạp với hiệu suất cao.
5. Máy phay số điều khiển bằng máy tính (CNC)
Các máy phay truyền thống đều có thể được nâng cấp thành máy CNC bằng cách cài đặt hệ thống điều khiển số để tự động hóa toàn bộ quá trình vận hành, di chuyển đầu phay và bàn máy. Máy CNC rất chính xác và hiệu quả, thích hợp sản xuất đại trà các chi tiết phức tạp.
Ưu nhược điểm của máy phay
Ưu điểm:
- Có thể sản xuất các chi tiết phức tạp với nhiều hình dạng, kích cỡ khác nhau khá dễ dàng.
- Thích hợp gia công nhiều loại vật liệu kim loại khác nhau với bề mặt hoàn thiện tốt.
- Chi phí đầu tư tương đối thấp với máy phay truyền thống.
- Có các loại máy phay CNC tự động hóa cao, giảm nhân công.
Nhược điểm:
- Năng suất thấp hơn nhiều so với phương pháp gia công đúc hoặc cán nguội.
- Không thích hợp sản xuất hàng loạt các chi tiết có hình dạng đơn giản.
- Công nhân cần được đào tạo để vận hành máy phay.
- Với máy phay cũ, công nhân phải tốn nhiều lực để di chuyển phôi.
Các ứng dụng của máy phay
Với khả năng gia công linh hoạt nhiều chi tiết phức tạp, máy phay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, đặc biệt là:
Gia công cơ khí chính xác
Máy phay được sử dụng chính để tạo ra các chi tiết kim loại, hợp kim phục vụ cho sản xuất các sản phẩm cơ khí: ô tô, máy móc xây dựng, máy công cụ, thiết bị chính xác…
Ngành nhựa đúc, khuôn mẫu
Các khuôn nhựa đúc, khuôn mẫu bằng kim loại phức tạp cần được gia công rất chính xác bằng máy phay.
Ngành chế tạo máy bay, tàu thuyền
Công nghiệp hàng không, đóng tàu cần các chi tiết kim loại hoặc hợp kim siêu nhẹ, bền vững và được gia công bằng máy phay.
Sản xuất dụng cụ cơ khí
Dụng cụ cơ khí như dao cắt, mũi khoan, lưỡi cắt chuyên dụng… thường phải được gia công bằng máy phay để đạt độ chính xác cao.
Điêu khắc và nghệ thuật
Nhiều công trình điêu khắc trên đá, khắc khối gỗ… của nghệ nhân cũng từng được gia công phần thô bằng máy phay.
Một số phép phay cơ bản và dao phay thường dùng
Trong quá trình gia công, có một số phép phay thường áp dụng trên máy phay thông thường, phép phay nằm gồm:
- Phay mặt đầu: phay để tạo bề mặt phẳng phôi.
- Phay rãnh dọc: Phay rãnh trên bề mặt phôi để làm gân, đục lỗ.
- Phay rãnh đứng: Phay rãnh trên thân phôi.
- Phay rãnh xoắn: Phay rãnh xoắn ốc trên thân phôi.
- Phay nghiêng: Phay để tạo góc vát cho phôi.
Phép phay đứng gồm:
- Phay khoan: Khoan lỗ/rãnh ngang/dọc trên phôi.
- Phay mủng: Phay để tạo lỗ khoan/rãnh sâu.
- Phay thành giai đoạn: Phay tạo lỗ khoan/rãnh từng giai đoạn theo đường kính khác nhau.
Để sử dụng đúng dao phay cần phải căn cứ vào loại phép phay, kích thước phôi và vật liệu gia công. Các dao phay thường dùng là:
- Dao phay đầu nhọn: Khoan lỗ sâu, tiện rãnh xoắn ốc.
- Dao phay mài: Phay mặt phôi, rãnh dọc, ngang.
- Dao phay lưỡi: Phay mặt rộng, nhiều lưỡi.
- Dao phay ngón: Phay góc, rãnh hẹp, cạnh phôi.
- Dao phay cầu: Phay lỗ khoan côn hay bán cầu.
- Dao phay vạn năng: Dao đa năng đục gờ, rãnh…
Một số lưu ý khi sử dụng máy phay
- Kiểm tra và bảo dưỡng máy thường xuyên theo đúng khuyến cáo.
- Đảm bảo sạch sẽ môi trường lắp máy, tránh bụi bẩn, bảo quản dao phay.
- Gá kẹp phôi chắc chắn, không để phôi bị trượt.
- Điều chỉnh đúng tốc độ vòng quay dao phay và lực tỳ đẩy khi phay.
- Cẩn thận khi thay dao mới, không chuẩn đấu tâm dao phay.
- Giữ máy đủ lượng nhờn mỡ trong quá trình làm việc.
- Tuân thủ đầy đủ quy trình an toàn lao động với máy phay.
Đến đây, bạn đã nắm được đủ kiến thức về khái niệm máy phay, nguyên lý, cấu tạo, cách phân loại cũng như ứng dụng của nó trong thực tế. Hy vọng những chia sẻ trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về loại máy gia công kim loại phổ biến và quan trọng này. Ngoài ra, không quên liên hệ với các chuyên gia đầu ngành nếu cần hỗ trợ về mặt kỹ thuật khi sử dụng máy phay nhé!
