Ngoài góc mũi khoan mà nhiều người biết, lưỡi cắt còn có hai góc quan trọng ít được nhắc tới: góc trước và góc sau. Hai góc này quyết định lưỡi cắt gọt nhẹ hay nặng, có bị nóng và mòn nhanh hay không. Hiểu chúng giúp bạn chọn đúng mũi cho từng vật liệu và mài lại đúng cách. Bài viết này giải thích rõ hai góc đó bằng cách dễ hình dung.
Nhìn vào một lưỡi cắt
Trước hết hãy xem qua cấu tạo tổng thể của một mũi khoan xoắn. Ở đầu mũi có mặt trước và mặt sau của lưỡi cắt, cùng với đường kính, góc mũi khoan và góc xoắn của rãnh; phần thân là rãnh xoắn và chuôi để kẹp vào máy.
Bây giờ tưởng tượng cắt qua một lưỡi ở đầu mũi để nhìn mặt cắt ngang. Lưỡi cắt giống như một chiếc nêm, có hai mặt gặp nhau ở lưỡi: mặt trước là nơi phoi trượt lên, mặt sau là mặt quay về phía bề mặt vừa cắt. Góc của hai mặt này so với hướng cắt chính là góc trước và góc sau.
Góc trước: quyết định lưỡi cắt nặng hay nhẹ
Góc trước là góc ở mặt trước của lưỡi, nơi phoi trượt lên khi cắt. Nó quyết định lưỡi cắt gọt dễ hay khó.
- Góc trước lớn, dương: lưỡi sắc, cắt nhẹ, phoi thoát dễ. Phù hợp vật liệu mềm như nhôm, đồng, nhựa.
- Góc trước nhỏ hoặc âm: lưỡi cạo mạnh hơn thay vì hớt, khỏe hơn và chịu lực tốt hơn. Phù hợp vật liệu cứng hoặc giòn.
Ở mũi khoan xoắn, góc trước liên quan trực tiếp tới góc xoắn của rãnh: góc xoắn càng lớn thì góc trước càng lớn. Đây là lý do mũi khoan cho nhôm thường có rãnh xoắn lớn để cắt nhẹ và thoát phoi tốt, còn mũi cho vật liệu cứng lại có góc trước nhỏ hơn để lưỡi khỏe.
Liên hệ với khoan nhựa: mũi khoan chuyên cho nhựa thường có góc trước gần bằng không, để lưỡi cạo gọt thay vì hớt tham. Nhờ đó giảm ứng suất đột ngột và tránh làm nứt vật liệu giòn. Đây chính là góc trước ở mức nhỏ áp dụng vào thực tế.
Góc sau: để mặt sau không cọ vào phôi
Góc sau (tiếng Anh: clearance angle hoặc relief angle) là góc ở mặt sau của lưỡi. Vai trò của nó nghe đơn giản nhưng rất quan trọng: giữ cho mặt sau không cọ vào bề mặt vừa được cắt.
Nếu góc sau bằng không, mặt sau sẽ tì và cọ xát vào phôi ngay sau khi lưỡi cắt qua. Cọ xát này sinh nhiệt lớn, làm mũi mòn nhanh và ăn kém, dù lưỡi vẫn sắc. Vì vậy mọi lưỡi cắt đều cần một góc sau để mặt sau lùi ra khỏi bề mặt.
- Góc sau quá nhỏ hoặc bằng không: mặt sau cọ phôi, sinh nhiệt, mòn nhanh, mũi ăn kém.
- Góc sau quá lớn: lưỡi mỏng và yếu đi, dễ mẻ hoặc vỡ.
- Góc sau vừa đủ: mặt sau không cọ mà lưỡi vẫn khỏe. Thường nằm trong khoảng 7 đến 15 độ.
Hai góc, hai nhiệm vụ khác nhau
Điểm dễ nhầm là gộp hai góc làm một. Thực ra chúng ở hai mặt khác nhau của lưỡi và làm hai việc khác nhau.
| Đặc điểm | Góc trước | Góc sau |
|---|---|---|
| Vị trí | Mặt trước lưỡi | Mặt sau lưỡi |
| Nhiệm vụ | Quyết định cắt nặng hay nhẹ, phoi thoát | Giữ mặt sau không cọ phôi |
| Lớn thì | Cắt nhẹ hơn nhưng lưỡi yếu hơn | Ít cọ hơn nhưng lưỡi yếu hơn |
| Nhỏ thì | Lưỡi khỏe, cạo mạnh hơn | Dễ cọ phôi, sinh nhiệt |
Cùng với góc nêm, phần thân nêm giữa hai mặt, ba góc này tại một điểm trên lưỡi có quan hệ cố định.
Góc trước + Góc nêm + Góc sau = 90°
Vì tổng cố định, tăng góc này thì phải giảm góc kia. Cắt nhẹ hơn thường đánh đổi bằng lưỡi yếu hơn, và ngược lại.
Ý nghĩa khi chọn và mài mũi khoan
Hiểu hai góc này giúp ích ở hai việc thực tế.
- Khi chọn mũi: vật liệu quyết định hình học phù hợp. Vật liệu mềm cần góc trước lớn để cắt nhẹ; vật liệu cứng hoặc giòn cần góc trước nhỏ để lưỡi khỏe. Chọn mũi đúng loại cho vật liệu là đã chọn đúng hình học này.
- Khi mài lại: phải giữ đúng góc sau. Mài mất góc sau làm mặt sau cọ phôi; mài quá nhiều làm lưỡi yếu. Đây là lý do mài lại đúng kỹ thuật quan trọng, và với dụng cụ phức tạp nên để nơi có thiết bị chuyên dụng.
Nói cách khác, khi bạn chọn đúng mũi khoan theo vật liệu, nhà sản xuất đã tính sẵn góc trước và góc sau phù hợp. Việc của bạn là chọn đúng loại và giữ các góc đó khi mài. Cách chọn mũi theo vật liệu và đọc các thông số khác được trình bày trong các bài viết liên quan bên dưới.
Câu hỏi thường gặp
Góc trước của mũi khoan là gì?
Góc sau của mũi khoan là gì?
Góc trước và góc sau khác nhau thế nào?
Góc sau quá lớn hoặc quá nhỏ thì sao?
Các góc này liên quan thế nào khi chọn hoặc mài mũi khoan?
Cần chọn đúng mũi khoan cho vật liệu?
Đội ngũ kỹ thuật Yutaka tư vấn chọn mũi khoan chính hãng Nachi, OSG, Yamawa với hình học lưỡi phù hợp cho từng vật liệu, giúp bạn khoan nhẹ, ít nhiệt và giữ tuổi thọ dụng cụ.