Chọn mũi khoan sai vật liệu là nguyên nhân phổ biến của gãy mũi, lỗ méo hoặc mòn nhanh — hai yếu tố quyết định là góc mũi khoan (point angle) và vật liệu/lớp phủ dao. Mũi khoan góc nhọn 118° hợp vật liệu mềm (nhôm, gỗ, nhựa); mũi góc tù 135° hợp vật liệu cứng (thép hợp kim, inox, gang).
Nội dung thuộc chuyên trang Gia công CNC & cắt gọt của cokhi.net, ở góc nguyên lý chọn dụng cụ chung — không tư vấn mác dao của hãng cụ thể.
Góc mũi khoan (point angle) — 118° và 135°
118° là góc mũi truyền thống, cắt "hung hãn" hơn nhờ mép cắt sắc — phù hợp vật liệu mềm (nhôm, đồng, nhựa, gỗ) nơi lực cản thấp. Nhược điểm: mũi nhọn hơn nên yếu hơn, mòn nhanh khi gặp vật liệu cứng.
135° là góc mũi tù hơn (dẹt hơn), phân bố lực cắt đều hơn trên toàn bộ mép cắt, thoát phoi tốt hơn với vật liệu tạo phoi dài — phù hợp thép hợp kim, inox, gang. Mũi 135° bền hơn 118° khi khoan vật liệu cứng, nhưng cần lực tiến dao (feed) chủ động hơn vì không tự "ăn" vào vật liệu mạnh như mũi nhọn.
Nguyên tắc chung: mũi càng nhọn (góc nhỏ) càng hợp vật liệu mềm; mũi càng tù (góc lớn) càng hợp vật liệu cứng. Hầu hết mũi khoan cobalt hiệu suất cao (HSS-Co, dùng cho thép không gỉ/hợp kim khó gia công) sản xuất mặc định ở góc 135° kèm split point (mũi tâm tách) — gần như là tiêu chuẩn ngầm định cho nhóm vật liệu khó.
Vật liệu và lớp phủ mũi khoan
- HSS (thép gió) thường: kinh tế nhất, đủ dùng cho thép cacbon thấp, nhôm, nhựa — không phù hợp vật liệu cứng hoặc sản lượng lớn vì mòn nhanh.
- HSS-Co (thép gió cobalt): thêm cobalt tăng độ cứng nóng, chịu nhiệt tốt hơn HSS thường — phù hợp inox, thép hợp kim.
- Carbide (hợp kim cứng): cứng và chịu mòn tốt hơn HSS nhiều lần nhưng giòn hơn, dễ vỡ nếu rung hoặc gá không cứng vững — phù hợp gia công CNC tốc độ cao, sản lượng lớn, vật liệu cứng/mài mòn cao.
- Lớp phủ (coating) — TiN, TiCN, TiAlN: phủ ngoài mũi khoan HSS hoặc carbide để giảm ma sát, tăng tuổi bền và cho phép tốc độ cắt cao hơn. TiN (màu vàng) phổ biến, kinh tế; TiAlN chịu nhiệt tốt hơn, phù hợp gia công khô hoặc tốc độ cao.
Phân biệt sâu: vì sao không có "mũi khoan vạn năng"
Bản chất vật lý của quá trình cắt khác nhau theo vật liệu: vật liệu mềm biến dạng dẻo dễ, tạo phoi dài liên tục cần thoát nhanh; vật liệu cứng giòn hơn, sinh nhiệt cắt lớn, cần mũi bền nhiệt và chịu mòn cao. Một mũi khoan tối ưu cho nhôm (góc nhọn, thoát phoi nhanh) sẽ mòn rất nhanh trên inox; ngược lại mũi tối ưu cho inox (góc tù, chịu nhiệt) sẽ cắt kém hiệu quả và dễ "trượt" trên bề mặt nhôm mềm do thiếu độ sắc cần thiết để tự ăn vào vật liệu.
Sai lầm thực tế
- Dùng mũi khoan giá rẻ không rõ vật liệu cho thép hợp kim. Mũi không đủ độ cứng nóng mòn trong vài lỗ đầu, tưởng nhầm là "lỗi kỹ thuật khoan" trong khi gốc rễ là chọn sai dụng cụ.
- Khoan carbide trên máy/gá không đủ cứng vững. Carbide giòn hơn HSS — rung động nhỏ khi gá yếu có thể làm vỡ mũi ngay từ lỗ đầu tiên, khác hẳn HSS vốn dẻo dai hơn khi gặp rung nhẹ.
- Không giảm tốc độ cắt khi đổi từ nhôm sang thép trên cùng chương trình. Tốc độ cắt tối ưu chênh lệch lớn giữa vật liệu — giữ nguyên tốc độ cũ khi đổi phôi là nguyên nhân phổ biến gây mòn/gãy mũi.
- Chọn lớp phủ TiN cho gia công khô tốc độ cao. TiN chịu nhiệt kém hơn TiAlN — dùng sai ngữ cảnh làm mất tác dụng của lớp phủ, mòn nhanh như mũi không phủ.
Thuật ngữ
- Point angle (góc mũi khoan): góc tạo bởi hai mép cắt ở đầu mũi khoan, đo bằng độ.
- Split point (mũi tâm tách): thiết kế đầu mũi khoan giảm lực trượt ban đầu, giúp mũi tự định tâm tốt hơn khi bắt đầu khoan.
- Độ cứng nóng (hot hardness): khả năng vật liệu dao giữ độ cứng ở nhiệt độ cao sinh ra khi cắt.
- Coating (lớp phủ): lớp vật liệu mỏng phủ ngoài dao cắt để giảm ma sát và tăng tuổi bền.
Tài liệu tham khảo
- CNCCookBook và các nguồn kỹ thuật ngành công cụ cắt (tổng hợp nguyên tắc chọn góc mũi khoan 118°/135° theo vật liệu, đối chiếu nhất quán qua nhiều nguồn độc lập): https://www.cnccookbook.com/drill-bit-angles-easy-guide-to-point-angles/
Cần đặt gia công khoan lỗ theo bản vẽ, xem dịch vụ gia công cơ khí.