Trong sản xuất hiện đại, thép không gỉ đóng vai trò quan trọng nhờ độ bền vượt trội, khả năng chống ăn mòn và chất lượng bề mặt cao. Tuy nhiên, gia công vật liệu này đặt ra những thách thức đáng kể: độ dẫn nhiệt kém dẫn đến tích tụ nhiệt trong quá trình cắt, trong khi độ bền cao làm tăng nguy cơ mài mòn dụng cụ. Trong phay CNC chính xác, việc lựa chọn tốc độ cắt (Vc) và tốc độ tiến dao (Fz) phù hợp là rất quan trọng để đạt hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Thép không gỉ là một trong những vật liệu đòi hỏi khắt khe nhất về kiểm soát thông số. Độ cứng cao, độ dai và độ dẫn nhiệt thấp yêu cầu tốc độ và tốc độ tiến dao được tối ưu hóa chính xác. Khả năng tản nhiệt kém có thể gây ra sự gia tăng nhiệt độ đột ngột tại lưỡi cắt, làm tăng tốc độ mài mòn dụng cụ. Các thông số không phù hợp có thể làm giảm tuổi thọ dụng cụ hơn 30%, làm giảm chất lượng bề mặt 20% hoặc thậm chí gây sứt mẻ và cháy dụng cụ.
Một thách thức khác là sự bám dính của dụng cụ và sự hình thành bavia. Dưới nhiệt độ và ma sát cao, phoi thép không gỉ có xu hướng bám vào dụng cụ, tạo thành các cạnh bám dính làm tăng độ nhám bề mặt và tăng lực cắt. Để giảm thiểu điều này, khuyến cáo sử dụng tốc độ cắt thấp hơn, tốc độ tiến dao vừa phải và lượng chất làm mát dồi dào.
Các mác thép không gỉ khác nhau thể hiện các đặc tính khác nhau:
Do đó, tốc độ và tốc độ tiến dao nên được điều chỉnh dựa trên đặc tính vật liệu, loại dụng cụ và điều kiện làm mát, với việc giám sát thời gian thực về mài mòn dụng cụ và chất lượng bề mặt.
Trong gia công CNC, tốc độ trục chính (RPM) và tốc độ tiến dao (mm/phút) là các thông số cơ bản. Tốc độ trục chính ảnh hưởng đến tần suất lưỡi cắt tiếp xúc với vật liệu — ví dụ, nhôm có thể yêu cầu hơn 10.000 RPM, trong khi thép không gỉ thường hoạt động ở 3.000–6.000 RPM để tránh quá nhiệt.
Tốc độ tiến dao xác định tốc độ dụng cụ di chuyển qua phôi. Các khái niệm chính bao gồm:
Các thông số này được tính như sau:
Tốc độ trục chính (N) = (1000 × Vc) ÷ (π × đường kính dụng cụ D)
Tốc độ tiến dao (F) = fz × số răng (Z) × N
Trước khi gia công, hãy xem xét đường kính dụng cụ, số răng và độ cứng của vật liệu. Ví dụ, một dụng cụ 10 mm cắt thép không gỉ 304 nên hoạt động ở 3.000–5.000 RPM, so với 10.000+ RPM đối với nhôm.
Các công thức trên có thể được đơn giản hóa bằng cách sử dụng các công cụ trực tuyến như Machining Doctor hoặc máy tính của Kennametal, cung cấp các giá trị khuyến nghị dựa trên đầu vào.
Phay thô ưu tiên hiệu quả với tốc độ tiến dao cao hơn (ví dụ: 0,1 mm/răng cho 304), trong khi phay tinh tập trung vào chất lượng bề mặt (0,03–0,05 mm/răng). Đối với dụng cụ 10 mm 4 me cắt thép 304 ở Vc = 30 m/phút:
N ≈ 955 RPM, F ≈ 191 mm/phút (ở fz = 0,05 mm). Có thể cần điều chỉnh cho lớp phủ dụng cụ (ví dụ: TiAlN cho phép tốc độ cao hơn).
| Loại Thép không gỉ | Tốc độ (SFM) | Bước tiến mỗi răng (mm) | Dụng cụ Khuyến nghị | RPM Dụng cụ Ø10mm |
|---|---|---|---|---|
| 304 Austenitic | 200–250 | 0,03–0,06 | Dao phay ngón cacbua (phủ TiAlN) | 2.430–3.040 |
| 316 Austenitic | 180–230 | 0,02–0,05 | Dao phay ngón phủ (TiAlN/AlTiN) | 2.190–2.790 |
| 303 Dễ gia công | 250–300 | 0,04–0,08 | Dao phay ngón cacbua hoặc HSS | 3.040–3.650 |
| 17-4PH Tôi luyện kết tủa | 120–180 | 0,03–0,06 | Dao phay ngón răng thưa cacbua | 1.460–2.190 |
