Trong thế giới phức tạp của máy móc chính xác, những rãnh nhỏ bé tưởng chừng như không đáng chú ý thường đóng một vai trò quan trọng trong việc kết nối, dẫn hướng hoặc bịt kín, đảm bảo hoạt động ổn định của toàn bộ hệ thống. Việc tạo ra các rãnh này dựa trên một quy trình gia công thiết yếu được gọi là phay rãnh. Nhưng chính xác thì điều gì làm cho phay rãnh trở nên độc đáo? Nó khác với phay mặt hoặc phay đầu thông thường như thế nào? Bài viết này đi sâu vào các khía cạnh khác nhau của phay rãnh để giúp bạn làm chủ kỹ năng quan trọng này.

Phay rãnh, như tên gọi của nó, là một phương pháp gia công sử dụng các dụng cụ cắt quay để tạo ra các hình dạng rãnh cụ thể trên phôi. Các rãnh này phục vụ nhiều mục đích khác nhau, chẳng hạn như cố định ốc vít, hướng dẫn các bộ phận cơ khí hoặc tạo điều kiện cho việc lắp ráp. Hình dạng rãnh rất đa dạng — chúng có thể là rãnh kín, tuyến tính (hình chữ nhật), cong (hình tròn) hoặc xuất hiện dưới dạng các chi tiết đơn lẻ hoặc theo cặp. Phay rãnh không phải là một quy trình phù hợp với tất cả; các dụng cụ và kỹ thuật khác nhau được chọn dựa trên đặc điểm và ứng dụng của rãnh.

Dao phay ngón là các dụng cụ được sử dụng phổ biến nhất để phay rãnh, có lưỡi cắt ở cả mặt đầu và mặt bên của chúng. Chúng tiến dọc theo phôi theo hướng trục để tạo ra các rãnh phù hợp với chiều rộng của dụng cụ. Tính linh hoạt của chúng cho phép chúng gia công các đường dẫn phi tuyến tính, độ sâu khác nhau và thậm chí cả các rãnh kín (ví dụ: khoang khuôn).

Được thiết kế chủ yếu để gia công bề mặt, dao phay mặt cũng có thể tạo ra các rãnh tuyến tính nông trên phôi phẳng lớn. Không giống như dao phay ngón, chúng vượt trội trong việc loại bỏ vật liệu nhanh chóng trên các khu vực rộng, chẳng hạn như các kênh làm mát thô trong khối động cơ. Đường kính cắt lớn của chúng đảm bảo độ ổn định nhưng làm giảm độ chính xác, khiến chúng không phù hợp với các rãnh hẹp, sâu.

Những dụng cụ chuyên dụng này tạo ra các rãnh hình chữ T, thường được sử dụng trong bàn máy công cụ hoặc hệ thống đồ gá để cố định kẹp. Gia công rãnh T thường liên quan đến hai bước: đầu tiên, một dao phay ngón tiêu chuẩn cắt một rãnh dọc, sau đó là một dao cắt rãnh T (với hình dạng cắt ngang) để tạo thành phần cắt dưới.

Những dụng cụ nhỏ, hình đĩa này với các răng cắt ngoại vi tạo ra các rãnh bán nguyệt. Các cung này chứa các then Woodruff, giúp cố định các bộ phận truyền động hoặc chịu tải như bánh răng vào trục.

Kỹ thuật này liên quan đến việc gắn nhiều dao cắt trên một trục để gia công đồng thời một số rãnh. Một ứng dụng phổ biến là cắt các rãnh song song, chẳng hạn như vây tản nhiệt. Mặc dù phay tổ hợp cung cấp tốc độ loại bỏ vật liệu cao cho sản xuất hàng loạt, nhưng nó tạo ra lực cắt đáng kể, đòi hỏi các thiết lập cứng nhắc để ngăn ngừa rung hoặc sai lệch.

Cách tiếp cận đơn giản nhất, trong đó dụng cụ đi vào phôi từ một bên và di chuyển tuyến tính dọc theo trục rãnh. Thích hợp cho các rãnh nông và hầu hết các dụng cụ tiêu chuẩn, phương pháp này đơn giản hóa việc lập trình nhưng gặp khó khăn với các rãnh sâu (vượt quá 3 lần đường kính dụng cụ) do rung và các rủi ro về lực hướng tâm.

Tương tự như khoan, dụng cụ lao theo trục vào phôi. Mặc dù chất lượng bề mặt hoàn thiện có thể bị ảnh hưởng, phương pháp này vượt trội trong việc gia công rãnh sâu bằng cách giảm lực hướng tâm và giảm thiểu độ lệch dụng cụ — làm cho nó lý tưởng cho các vật liệu cứng như titan.

Ở đây, dụng cụ đi theo một đường xoắn ốc hoặc đường tròn, cho phép gia công bằng một dụng cụ các rãnh rộng hơn đường kính của dao cắt. Kỹ thuật này làm giảm lực hướng tâm và cải thiện việc thoát phoi, đặc biệt có lợi cho thép không gỉ hoặc Inconel. Tuy nhiên, việc lập trình đường dẫn dụng cụ phức tạp thường đòi hỏi phần mềm CAM nâng cao và có thể cần hoàn thiện thứ cấp để loại bỏ các dấu xoắn ốc.

• Vào dần: Tránh các va chạm đột ngột có nguy cơ làm sứt mẻ hoặc lệch dụng cụ. Thay vào đó, hãy sử dụng các phương pháp vào dốc (tiếp cận theo góc dần) hoặc lao theo trục 180° cho các vật liệu sâu/cứng.
• Quản lý phoi: Sử dụng nhiều lượt cắt hoặc dao phay ngón có cạnh răng cưa để bẻ phoi, kết hợp với chất làm mát/khí áp suất cao để làm sạch mảnh vụn — đặc biệt là trong các rãnh kín.
• Lựa chọn đường kính dụng cụ: Đường kính lớn hơn chống lại độ lệch trong các rãnh sâu nhưng phải cân bằng với các yêu cầu về chiều rộng rãnh.
• Ưu tiên phay thuận: Phương pháp này (vòng quay dụng cụ phù hợp với hướng tiến dao) làm giảm hao mòn và cải thiện độ hoàn thiện bằng cách ép phôi xuống, giảm thiểu rung.
• Cắt liên tục: Đảm bảo ít nhất một răng vẫn ăn khớp để tránh các khuyết tật bề mặt và sự kém hiệu quả.

Trong khi dao phay ngón là các dụng cụ đa năng có khả năng tạo hình, tạo đường viền và gia công mặt trên nhiều trục, thì dao phay rãnh chuyên dùng để cắt rãnh và rãnh then. Dao phay rãnh thường có các cạnh cắt thẳng được tối ưu hóa để ăn khớp toàn chiều rộng. Việc lựa chọn dụng cụ phụ thuộc vào hình dạng rãnh và vật liệu — dao phay ngón xử lý các rãnh tiêu chuẩn, trong khi các dụng cụ chuyên dụng như dao cắt rãnh T hoặc Woodruff giải quyết các hình dạng cụ thể.

Phay rãnh phù hợp với nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại (nhôm, thép, titan), nhựa (ABS, nylon) và hợp kim cứng (thép dụng cụ). Việc làm chủ quy trình này đảm bảo độ chính xác trong việc tạo ra các tính năng chức năng làm nền tảng cho độ tin cậy cơ học trong các ngành công nghiệp.