Trả lời trực tiếp: Khoan lỗ sâu khác khoan thường ở chỗ phoi không tự thoát ra được. Vì vậy dụng cụ chuyên dùng đưa dung dịch trơn nguội áp lực cao vào tận lưỡi cắt để đẩy phoi ra, và dùng thanh dao có dải dẫn hướng tì vào chính thành lỗ vừa cắt để giữ hướng.
Nội dung thuộc chuyên trang Gia công CNC của cokhi.net — ở góc nguyên lý thoát phoi và dẫn hướng, không giới thiệu hay so sánh nhãn hiệu dụng cụ.
Vì sao lỗ càng sâu thì khoan càng khó?
Ba khó khăn xuất hiện cùng lúc và đều nặng dần theo chiều sâu.
Thoát phoi. Ở lỗ nông, phoi trườn theo rãnh xoắn ra ngoài mà gần như không cản trở gì. Khi lỗ sâu, quãng đường phoi phải đi dài ra, phoi cũ chưa ra thì phoi mới đã sinh — phoi nghẽn lại, ép vào thành lỗ, làm xước bề mặt và tăng mô-men xoắn cho tới khi gãy mũi. Đây là cơ chế gãy dụng cụ hay gặp nhất ở nhóm nguyên công lỗ, cùng họ với các nguyên nhân trình bày ở bài gãy dao khi phay CNC.
Làm mát tại vùng cắt. Dung dịch tưới từ ngoài gần như không tới được đáy lỗ sâu, vì phoi chặn đường và vì bản thân dòng chảy không đi ngược được. Lưỡi cắt nóng lên, mòn nhanh theo đúng cơ chế nêu ở bài tuổi bền dao và mòn dao.
Giữ hướng. Mũi khoan dài thì độ cứng vững thấp; chỉ cần lệch nhỏ ở đầu vào là lỗ đi chệch dần, và độ chệch cộng dồn theo chiều sâu. Kết quả là lỗ cong, sai lệch mà nhìn từ miệng lỗ không thấy được.
Ba nguyên lý xử lý khác nhau thế nào?
| Cách làm | Phoi thoát theo đường nào | Giữ hướng bằng gì | Chỗ phải cẩn thận |
|---|---|---|---|
| Khoan thường có rút dao (chu trình mổ cò) | Theo rãnh xoắn; rút dao ra định kỳ để nhả phoi | Chủ yếu dựa vào độ cứng vững của mũi và lỗ mồi | Mỗi lần rút là một lần mất thời gian; chỉ hợp lý tới độ sâu vừa phải |
| Mũi khoan có lỗ dẫn dung dịch bên trong | Vẫn theo rãnh xoắn, nhưng được dòng dung dịch áp lực đẩy ra | Như trên, cộng thêm ổn định nhờ luôn có màng bôi trơn | Cần trục chính và đầu gá cấp được dung dịch qua tâm |
| Khoan sâu chuyên dùng (dao một lưỡi, rãnh chữ V) | Dung dịch vào qua lỗ trong thân dao, phoi ra theo rãnh chữ V bên ngoài | Dải dẫn hướng tì vào chính thành lỗ vừa cắt | Cần lỗ mồi hoặc bạc dẫn để vào đúng tâm; hệ thống áp lực cao |
Bảng nêu quan hệ đường thoát phoi – cách dẫn hướng – ràng buộc thiết bị; bảng không nêu trị số áp suất, tỉ lệ chiều sâu trên đường kính hay chế độ cắt, vì các trị số này phụ thuộc dụng cụ, vật liệu và máy cụ thể, phải lấy từ tài liệu của chính dụng cụ. Cơ sở chọn chế độ theo nhóm vật liệu trình bày ở bài chế độ cắt gọt theo vật liệu.
Vì sao dao khoan sâu tì vào thành lỗ để tự dẫn hướng?
Đây là điểm đảo ngược trực giác. Ở nguyên công thường, ta cố tránh cho dụng cụ chạm vào thành lỗ. Ở khoan sâu, dao cố ý tì vào thành lỗ qua các dải dẫn hướng.
Lý do: khi lỗ đã sâu, phần dao nằm trong lỗ dài hơn nhiều so với phần được trục chính giữ, nên trục chính gần như mất khả năng giữ hướng. Thứ duy nhất còn định hướng được cho dao chính là đoạn lỗ vừa cắt xong. Dao tì vào đó nghĩa là nó lấy chính kết quả của mình làm chuẩn dẫn hướng — hướng chỉ đi lệch nếu đoạn đầu đã lệch.
Từ đó suy ra một quy tắc thực hành quan trọng: đoạn vào đầu tiên quyết định cả lỗ. Vì vậy khoan sâu thường bắt đầu bằng lỗ mồi ngắn có độ chính xác cao hoặc bạc dẫn, và tuyệt đối không cho dao "tự dò" khi vào. Cùng logic "chuẩn ban đầu quyết định mọi thứ phía sau" đã nêu ở bài đồ gá gia công CNC: nguyên lý 3-2-1.
Hệ quả thứ hai: dải dẫn hướng vừa dẫn hướng vừa miết lên thành lỗ, nên bề mặt lỗ sau khoan sâu thường nhẵn hơn lỗ khoan thường — một tác dụng phụ có lợi, đọc thêm cách quy đổi độ nhám theo phương pháp ở bài tra độ nhám bề mặt Ra/Rz.
Thiết kế chi tiết thế nào để đỡ phải khoan sâu?
Trước khi bàn công nghệ, hãy hỏi lỗ đó có nhất thiết phải sâu như vậy không. Ba hướng thường dùng:
- Khoan từ hai đầu thay vì một đầu, nếu chi tiết cho phép — nhưng phải chấp nhận rủi ro hai lỗ không gặp nhau đúng tâm, tức đổi bài toán thoát phoi lấy bài toán đồng tâm.
- Chia chi tiết thành hai phần rồi ghép, chuyển lỗ sâu thành hai lỗ nông cộng một mối ghép.
- Xét lại yêu cầu dung sai của lỗ: dung sai càng chặt thì chi phí tăng rất nhanh theo chiều sâu. Nguyên tắc chỉ siết dung sai ở chỗ thật sự cần trình bày ở bài DFM cho gia công CNC, và cách ghi yêu cầu để bên gia công hiểu đúng nằm ở bài dịch vụ khoan – taro theo bản vẽ.
Câu hỏi thường gặp
Chu trình mổ cò có phải là khoan sâu không? Mổ cò là cách xử lý thoát phoi bằng chuyển động, không phải một nguyên lý dụng cụ riêng. Nó kéo dài được vùng làm việc của mũi khoan thường, nhưng không giải quyết được hai vấn đề còn lại là làm mát tại lưỡi cắt và giữ hướng ở chiều sâu lớn.
Lỗ khoan bị lệch tâm dần thì sửa được ở nguyên công sau không? Rất khó. Doa đi theo lỗ có sẵn nên không nắn được hướng; nguyên công tinh dùng hạt mài cũng vậy, như đã nêu ở bài mài khôn, nghiền và siêu tinh. Hướng của lỗ phải được quyết ngay ở nguyên công tạo lỗ.
Vì sao khoan sâu trên vật liệu dẻo lại khó hơn? Vì phoi dài và dai, dễ cuộn thành búi chẹn trong rãnh thoát. Với nhóm vật liệu này, bẻ phoi trở thành yêu cầu bắt buộc chứ không phải tùy chọn — cùng vấn đề đã nêu khi gia công nhóm vật liệu khó ở bài gia công vật liệu khó.