Bảng tra chế độ cắt gọt theo vật liệu cho tốc độ cắt Vc (m/phút), bước tiến f (mm/vòng) và chiều sâu cắt ap (mm) khi tiện thép, inox, nhôm và gang bằng dao thép gió (HSS) hoặc hợp kim cứng. Hợp nhất từ 4 nguồn kỹ thuật, mỗi số dẫn nguồn riêng; số nào nguồn không khớp thì bỏ, không đoán.
Nội dung thuộc chuyên trang Gia công CNC & cắt gọt của cokhi.net, ở góc kiến thức tra cứu chung — không gắn với dòng dao hay máy cụ thể nào. Vc/f/ap thực tế còn phụ thuộc mác hợp kim dao, độ cứng vững máy và yêu cầu bề mặt; bảng dưới là điểm khởi đầu an toàn, không thay thế catalogue của hãng dao đang dùng.
Ba thông số chế độ cắt là gì
- Vc — tốc độ cắt (m/phút): vận tốc tiếp tuyến của bề mặt phôi tại điểm tiếp xúc với dao, quyết định chủ yếu bởi vật liệu phôi và vật liệu dao. Vc quá thấp → năng suất kém, dễ tạo lẹo dao (built-up edge); Vc quá cao → dao mòn nhanh, nhiệt cắt tăng mạnh.
- f — bước tiến (mm/vòng): khoảng dao dịch chuyển dọc trục sau mỗi vòng quay của phôi. f lớn cho năng suất cao nhưng bề mặt thô hơn; f nhỏ cho bề mặt mịn nhưng chậm.
- ap — chiều sâu cắt (mm): hiệu giữa bán kính phôi trước và sau khi cắt. Cắt thô dùng ap lớn để bóc nhanh lượng dư; cắt tinh dùng ap nhỏ để đạt kích thước và độ nhám cuối.
Trong ba thông số, Vc phụ thuộc vật liệu rõ nhất — đây là trọng tâm bảng tra dưới đây. f và ap chủ yếu phụ thuộc công đoạn (thô/tinh) và độ cứng vững của máy — dao — đồ gá hơn là vật liệu, nên trình bày riêng ở mục sau.
Bảng tra tốc độ cắt Vc theo vật liệu
Bảng dưới áp dụng cho tiện, đã quy đổi đồng nhất về m/phút. Với hai nguồn HSS ([1], [2]) và hai nguồn hợp kim cứng ([3], [4]), số nào hai nguồn cùng loại dao KHÔNG khớp được biên độ hợp lý (chênh lệch nhiều lần) đã bị loại khỏi bảng thay vì lấy đại một giá trị.
| Vật liệu | Dao thép gió — HSS (m/phút) | Hợp kim cứng chưa phủ (m/phút) | Hợp kim cứng có phủ (m/phút) |
|---|---|---|---|
| Thép cacbon thấp – trung bình | 24 – 37 <br><small>[1][2]</small> | 90 – 130 <br><small>[3]</small> | 150 – 250 <br><small>[3][4]</small> |
| Inox austenit (ủ mềm) | 12 – 15 <br><small>[2]</small> | 50 – 80 <br><small>[3]</small> | 100 – 160 <br><small>[3]</small> |
| Nhôm & hợp kim nhôm | 61 – 91 <br><small>[1][2]</small> | 200 – 400 <br><small>[3]</small> | 400 – 800 <br><small>[3]</small> |
| Gang xám | 27 – 43 <br><small>[1][2]</small> | 70 – 110 <br><small>[3]</small> | 120 – 200 <br><small>[3]</small> |
Ghi chú đọc bảng:
- [1][2] ở cột HSS nghĩa là hai nguồn độc lập cho khoảng giá trị trùng nhau (hoặc gần trùng) — đã hợp nhất thành một dải chung.
- Cột hợp kim cứng chỉ có nguồn [3] (đôi khi thêm [4] khi hai nguồn khớp) vì đây là số liệu catalogue hiện đại (carbide phủ PVD/CVD); quy tắc kinh nghiệm cũ "hợp kim cứng = 2 – 2,5 lần HSS" mà [1][2] đưa ra không khớp với số catalogue thực tế (catalogue cao hơn nhiều nhờ công nghệ phủ) — nên bảng dùng số catalogue trực tiếp, không suy ra từ HSS.
- Thép hợp kim (alloy steel) và titan chỉ có 1 nguồn catalogue, chưa đối chiếu chéo được — không đưa vào bảng để tránh sai số không kiểm chứng; tra catalogue hãng dao đang dùng cho các vật liệu này.
Bước tiến f và chiều sâu cắt ap: theo công đoạn, không theo vật liệu
Không giống Vc, f và ap không có bảng "theo vật liệu" đáng tin cậy trong các nguồn đã đối chiếu — vì hai thông số này bị chi phối chủ yếu bởi công đoạn (thô hay tinh), hình học dao (bán kính mũi, góc thoát phoi) và độ cứng vững hệ thống máy — dao — phôi — đồ gá, không riêng vật liệu. Đây là khoảng khởi điểm chung cho dao hợp kim cứng khi tiện thép (nguồn [4]):
| Công đoạn | Bước tiến f (mm/vòng) | Chiều sâu cắt ap (mm) |
|---|---|---|
| Tiện thô | 0,20 – 0,40 | 2 – 6 |
| Tiện tinh | 0,10 – 0,20 | 0,5 – 2 |
Điều chỉnh theo vật liệu: vật liệu mềm và dẻo (nhôm, đồng) có thể tăng cả Vc lẫn f so với thép cùng công đoạn nhờ lực cắt thấp hơn; vật liệu cứng hoặc dễ biến cứng (inox austenit, thép đã tôi) nên giảm cả Vc và f để hạn chế nhiệt cắt và mòn dao nhanh — đây là nguyên tắc định tính, không phải con số đo riêng từng vật liệu vì chưa có nguồn đối chiếu đủ mạnh.
Cách dùng bảng khi không tra được catalogue
- Xác định vật liệu phôi → lấy dải Vc theo dao đang dùng (HSS hay hợp kim cứng, phủ hay chưa phủ).
- Chọn công đoạn (thô/tinh) → lấy dải f, ap tương ứng.
- Bắt đầu ở cận dưới của mỗi dải, đặc biệt khi chưa quen máy hoặc đồ gá chưa chắc chắn; tăng dần nếu bề mặt và tiếng cắt ổn định, dao không rung.
- Tính vòng quay trục chính từ Vc: n (vòng/phút) = 1000 × Vc ÷ (π × D), với D là đường kính phôi (mm) tại thời điểm cắt.
- Nếu có datasheet mác dao cụ thể (ví dụ ký hiệu grade của Sandvik, Kennametal, Iscar…), ưu tiên số của datasheet — bảng này là điểm khởi đầu chung, không thay thế khuyến nghị theo đúng mác dao.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao cùng "hợp kim cứng" nhưng Vc chênh nhau tới 2–3 lần giữa các nguồn? Vì "hợp kim cứng" gồm nhiều biến thể: chưa phủ / phủ PVD / phủ CVD, và nhiều cấp độ (grade) tối ưu cho độ bền hay tốc độ. Bảng trên tách rõ chưa phủ và có phủ; trong mỗi loại, số càng gần cận trên nghĩa là điều kiện cắt càng thuận lợi (phôi đồng đều, máy cứng vững, làm mát tốt).
Dùng dung dịch làm mát có đổi Vc không? Có — làm mát tốt thường cho phép tăng Vc so với cắt khô, nhưng mức tăng khác nhau theo vật liệu và loại dung dịch; các nguồn đối chiếu ở đây không cho số cụ thể đủ tin cậy nên không đưa vào bảng.
Có cần đổi bước tiến khi phay thay vì tiện không? Có. Phay dùng "bước tiến răng" (mm/răng, fz) thay vì bước tiến/vòng, phụ thuộc thêm số răng dao phay — không dùng chung dải f ở bảng trên cho phay.
Thuật ngữ
- Vc (cutting speed): tốc độ cắt, vận tốc tiếp tuyến bề mặt phôi, đơn vị m/phút.
- f (feed rate): bước tiến, quãng đường dao dịch dọc trục mỗi vòng quay phôi (tiện) hoặc mỗi răng dao (phay), đơn vị mm/vòng hoặc mm/răng.
- ap (depth of cut): chiều sâu cắt, hiệu bán kính phôi trước/sau một lượt cắt, đơn vị mm.
- HSS (high-speed steel): thép gió, thép hợp kim cao tốc dùng làm dao cắt, chịu nhiệt đến khoảng 550–600°C.
- Hợp kim cứng (carbide/cemented carbide): vật liệu dao làm từ hạt carbide (thường WC) kết dính bằng coban, chịu nhiệt và mòn tốt hơn HSS, có thể phủ thêm lớp TiN/TiAlN/Al2O3 để tăng tuổi bền.
Tài liệu tham khảo
- University of Florida — MAE Design Lab, Speeds and Feeds (bảng tốc độ cắt HSS theo vật liệu): https://web.mae.ufl.edu/designlab/Advanced%20Manufacturing/Speeds%20and%20Feeds/Speeds%20and%20Feeds.htm
- Etant Donnes, Cutting Speeds (bảng tốc độ cắt HSS theo nhóm vật liệu, đơn vị sfpm): https://www.etantdonnes.com/MACHINE/TABLES/cuttingSpeeds.html
- MetricMech, Speeds and Feeds Calculator (bảng Vc hợp kim cứng chưa phủ/có phủ theo vật liệu): https://metricmech.com/articles/speeds-and-feeds-calculator
- CNC Tools Depot, Cutting Speeds and Feeds for Carbide Inserts — A Practical Guide (Vc/f/ap tiện thép bằng insert carbide P-grade): https://www.cnctoolsdepot.com/blog/cutting-speeds-and-feeds-for-carbide-inserts-a-practical-guide