Mũi khoan định tâm là gì? Sự khác nhau giữa mũi khoan định tâm và mũi khoan điểm

Mũi khoan định tâm là “bước khởi đầu quyết định” trong mọi quy trình khoan chính xác. Chỉ với một lỗ mồi nhỏ nhưng đúng tâm, bạn có thể hạn chế tối đa hiện tượng lệch hướng, rung lắc và gãy mũi khoan khi gia công sâu. Trong thực tế sản xuất cơ khí, việc sử dụng mũi khoan định tâm không chỉ giúp đảm bảo độ đồng tâm của chi tiết mà còn nâng cao độ chính xác, độ bền dụng cụ và chất lượng bề mặt sau gia công. Vậy mũi khoan định tâm có cấu tạo như thế nào, hoạt động ra sao và được ứng dụng trong những trường hợp nào? Và nó khác gì so với mũi khoan điểm? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ từ A đến Z trước khi lựa chọn và sử dụng.

Mũi khoan định tâm là gì?

Mũi khoan định tâm (Center Drill) là dụng cụ gia công cơ khí chuyên dùng để tạo lỗ mồi và định vị chính xác trước khi khoan sâu hoặc gia công tiếp theo. Trong lĩnh vực cơ khí chính xác, mũi khoan định tâm đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ đồng tâm, hạn chế lệch hướng và nâng cao chất lượng lỗ khoan. Loại mũi này thường được sử dụng khi gia công các chi tiết có đường kính nhỏ, yêu cầu dung sai chặt chẽ và độ chính xác cao.

Về cấu tạo, mũi khoan định tâm có phần đầu cắt cứng và nhọn, góc côn tiêu chuẩn (thường 60° hoặc 90°), giúp tập trung lực cắt và tạo điểm dẫn hướng ổn định cho mũi khoan chính. Nhờ thiết kế ngắn và cứng vững, dụng cụ này giúp giảm rung động, hạn chế hiện tượng đảo mũi và gãy mũi khoan trong quá trình gia công kim loại. Trong môi trường sản xuất hiện đại, đặc biệt trên máy tiện CNC và máy khoan CNC, việc định tâm chính xác còn được hỗ trợ bởi hệ thống điều khiển và căn chỉnh tự động, đảm bảo vị trí lỗ khoan đúng theo bản vẽ kỹ thuật.

Việc sử dụng mũi khoan định tâm không chỉ giúp cải thiện độ chính xác gia công mà còn tăng tuổi thọ dụng cụ cắt, giảm sai số vị trí và tối ưu hiệu suất sản xuất. Đây là bước tiền đề quan trọng trong quy trình khoan lỗ, taro ren và gia công trục, góp phần đảm bảo chất lượng sản phẩm cơ khí.

Mục đích sử dụng mũi khoan định tâm

Mũi khoan định tâm là dụng cụ không thể thiếu trong gia công cơ khí và sản xuất công nghiệp, đặc biệt khi yêu cầu lỗ khoan có độ chính xác cao, đúng vị trí và hạn chế sai số. Việc sử dụng mũi khoan định tâm đúng thời điểm sẽ giúp cải thiện độ đồng tâm, giảm rung lắc và bảo vệ mũi khoan chính trong suốt quá trình gia công. Dưới đây là những trường hợp nên sử dụng mũi khoan định tâm trong thực tế sản xuất:

Khi yêu cầu độ chính xác cao:

Trong gia công cơ khí chính xác, đặc biệt với chi tiết có dung sai chặt chẽ, mũi khoan định tâm giúp tạo lỗ mồi đúng vị trí theo bản vẽ kỹ thuật. Nhờ đó, lỗ khoan chính không bị lệch tâm, đảm bảo độ đồng đều và tính ổn định của sản phẩm.

Khi khoan trên bề mặt không phẳng hoặc bề mặt cong:

Với các chi tiết có bề mặt nghiêng, cong hoặc chưa được gia công phẳng hoàn toàn, mũi khoan định tâm giúp hạn chế hiện tượng trượt mũi, đảm bảo lỗ khoan vuông góc với bề mặt và đúng phương gia công.

Khi gia công vật liệu cứng:

Đối với các vật liệu như thép hợp kim, thép tôi, gang, inox hoặc composite, việc tạo lỗ mồi bằng mũi khoan định tâm giúp tăng khả năng dẫn hướng, giảm tải cho mũi khoan chính và hạn chế mài mòn dụng cụ cắt.

Khi cần giảm rung và dao động:

Trong quá trình khoan sâu hoặc khoan tốc độ cao, rung động có thể làm sai lệch vị trí lỗ khoan. Mũi khoan định tâm với thiết kế ngắn và cứng vững sẽ giúp tăng độ ổn định, giảm hiện tượng đảo mũi và gãy mũi khoan.

Khi khoan lỗ có đường kính nhỏ:

Với các lỗ khoan kích thước nhỏ, việc định vị ban đầu đóng vai trò quyết định. Mũi khoan định tâm giúp kiểm soát hướng khoan, đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt gia công.

Trong gia công CNC:

Trên máy tiện CNC và máy khoan CNC, mũi khoan định tâm thường được lập trình thực hiện trước bước khoan chính nhằm đảm bảo độ đồng tâm, tối ưu quy trình gia công và nâng cao hiệu suất sản xuất hàng loạt.

Việc sử dụng mũi khoan định tâm đúng kỹ thuật không chỉ nâng cao độ chính xác lỗ khoan mà còn kéo dài tuổi thọ dụng cụ và tối ưu chi phí gia công trong ngành cơ khí chế tạo.

>> Tham khảo thêm các loại mũi khoan chính hãng tại Đức Phong

Góc của mũi khoan định tâm là gì?

Độ sâu lưỡi dẫn hướng của mũi khoan định tâm được thiết kế tương ứng với góc khoét nhằm tạo lỗ mồi phù hợp cho bước khoan tiếp theo. Việc lựa chọn đúng góc mũi khoan định tâm sẽ quyết định khả năng định vị, độ đồng tâm và hiệu quả gia công của mũi khoan chính.

Về nguyên lý, góc khoét của mũi khoan định tâm thường được thiết kế theo ba tiêu chuẩn phổ biến gồm 60°, 82° và 90°:

• Góc 60°: Đây là góc thông dụng nhất trong gia công cơ khí chính xác, đặc biệt khi gia công lỗ tâm trên máy tiện. Góc 60° phù hợp với tiêu chuẩn lỗ tâm dùng để chống tâm trục, đảm bảo độ đồng tâm cao.
  
  
• Góc 82°: Thường sử dụng khi tạo lỗ khoét chuẩn bị cho vít đầu côn hoặc các ứng dụng yêu cầu góc vát đặc biệt theo tiêu chuẩn inch.
  
  
• Góc 90°: Phù hợp cho các yêu cầu vát mép, tạo rãnh khoét rộng hơn hoặc chuẩn bị cho mũi khoan có góc đỉnh tương ứng.

Trong thực tế sản xuất, mũi khoan định tâm 60° là loại được sử dụng phổ biến nhất nhờ khả năng tạo lỗ dẫn hướng chính xác, giảm rung lắc và hạn chế hiện tượng lệch tâm khi gia công lỗ sâu. Việc lựa chọn đúng góc khoét không chỉ giúp tối ưu quá trình khoan mà còn nâng cao tuổi thọ dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt gia công.

Mũi khoan định tâm khác mũi khoan điểm như thế nào?

Mũi khoan định tâm và mũi khoan điểm (center drill và spot drill) là hai dụng cụ gia công cơ khí thường bị nhầm lẫn, nhưng thực tế có sự khác biệt rõ ràng về thiết kế và chức năng.

Mũi khoan định tâm được chế tạo chủ yếu để tạo lỗ tâm hoặc lỗ chống tâm trên trục, phục vụ gá đặt chi tiết trên máy tiện hoặc các đồ gá quay, đảm bảo độ đồng tâm và cố định chi tiết trong quá trình gia công. Với góc phổ biến 60°, kết cấu ngắn và cứng vững, mũi khoan định tâm có thể tạo lỗ mồi chính xác, hạn chế lệch tâm và giảm rung lắc khi khoan sâu. Trong nhiều trường hợp, do tối ưu chi phí dụng cụ cắt, mũi khoan định tâm cũng được tận dụng để tạo điểm bắt đầu cho mũi khoan xoắn, dù đó không phải chức năng thiết kế chính của nó.

Trong khi đó, mũi khoan điểm (spot drill) được thiết kế chuyên biệt để tạo vị trí bắt đầu cho mũi khoan chính, với góc đủ lớn để phần cắt của mũi khoan chạm vào toàn bộ bề mặt đã khoét thay vì chỉ tiếp xúc ở tâm – nơi tốc độ cắt bằng 0 dễ gây lệch hướng. Nhờ đó, mũi khoan điểm giúp cải thiện độ chính xác lỗ khoan, đặc biệt trong gia công CNC, sản xuất hàng loạt và khoan tốc độ cao. Nếu đường kính đủ lớn, spot drill còn có thể thực hiện luôn bước khoan mồi trong cùng một chu trình, tối ưu thời gian gia công. Tuy nhiên, khác với mũi khoan định tâm, spot drill không thể tạo lỗ chống tâm phục vụ gá đặt trên máy tiện. Vì vậy, trong cơ khí chính xác và gia công trục, mũi khoan định tâm vẫn là lựa chọn chuyên dụng, còn mũi khoan điểm phù hợp hơn cho nhiệm vụ định vị mũi khoan trong quy trình khoan lỗ thông thường.

Nên sử dụng đầu kẹp mũi khoan hay đầu kẹp collet cho mũi khoan định tâm?

Việc lựa chọn đầu kẹp mũi khoan (drill chuck) hay đầu kẹp collet cho mũi khoan định tâm và mũi khoan xoắn không đơn thuần là thói quen sử dụng, mà là bài toán tối ưu giữa độ chính xác gia công và lực kẹp giữ dụng cụ.

Nếu ưu tiên độ đồng tâm và độ chính xác cao, đặc biệt trong gia công CNC hoặc khi khoan lỗ nhỏ yêu cầu dung sai chặt chẽ, đầu kẹp collet là lựa chọn phù hợp hơn. Collet kẹp chuôi mũi khoan theo cơ chế ôm sát 360° quanh thân, giúp phân bố lực đều, giảm độ đảo (runout) và đảm bảo mũi khoan định tâm hoạt động ổn định. Điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng mũi khoan định tâm để tạo lỗ mồi chính xác hoặc khoan các đường kính nhỏ.

Ngược lại, nếu cần lực kẹp mạnh và khả năng chịu tải lớn, đầu kẹp mũi khoan truyền thống lại chiếm ưu thế. Cơ cấu kẹp ba chấu tập trung lực tại ba điểm trên chuôi mũi khoan, kết hợp với hệ thống nêm bên trong tạo lợi thế cơ học lớn khi siết chặt. Nhờ đó, lực giữ cao hơn đáng kể so với collet, phù hợp với mũi khoan đường kính lớn hoặc khi gia công vật liệu cứng yêu cầu mô-men xoắn cao. Tuy nhiên, độ chính xác đồng tâm thường kém hơn so với hệ collet.

Trong thực tế, khuyến nghị phổ biến là:

• Sử dụng đầu kẹp collet cho mũi khoan nhỏ (≤ 1/4 inch) để đảm bảo độ chính xác và giảm độ đảo.
  
  
• Sử dụng đầu kẹp mũi khoan cho đường kính lớn hơn khi cần lực kẹp mạnh và khả năng truyền mô-men xoắn cao.

Việc lựa chọn đúng hệ kẹp không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác lỗ khoan mà còn tác động trực tiếp đến tuổi thọ mũi khoan và hiệu suất gia công cơ khí.

Kinh nghiệm chọn mua mũi khoan định tâm hiệu quả

Để lựa chọn mũi khoan định tâm phù hợp, bạn không chỉ quan tâm đến giá thành mà còn cần đánh giá đúng mục đích sử dụng, vật liệu gia công và yêu cầu độ chính xác. Dưới đây là những kinh nghiệm thực tế giúp bạn chọn mua hiệu quả trong gia công cơ khí:

Xác định mục đích sử dụng và vật liệu gia công:

Mỗi loại mũi khoan định tâm được thiết kế cho ứng dụng cụ thể như gia công thép, inox, gang, nhôm hoặc vật liệu mềm hơn. Nếu làm việc với kim loại cứng hoặc yêu cầu độ đồng tâm cao trên máy tiện CNC, bạn nên ưu tiên dòng chuyên dùng cho cơ khí chính xác thay vì loại phổ thông.

Lựa chọn vật liệu chế tạo mũi khoan:

Mũi khoan định tâm làm từ thép gió (HSS), HSS phủ TiN hoặc hợp kim cứng (carbide) sẽ có khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn tốt hơn. Với sản xuất hàng loạt hoặc gia công tốc độ cao, carbide sẽ cho tuổi thọ dài và độ ổn định cao hơn so với HSS thông thường.

Chọn đúng kích thước và góc mũi khoan:

Cần xác định đường kính lỗ mồi và góc khoét phù hợp (phổ biến là 60°, 82° hoặc 90°). Ví dụ, khi tạo lỗ chống tâm trên trục tiện, góc 60° là tiêu chuẩn. Kích thước và chiều dài làm việc phù hợp sẽ giúp hạn chế rung lắc và tăng độ chính xác lỗ khoan.

Ưu tiên thương hiệu uy tín và thông số rõ ràng:

Chọn mũi khoan định tâm từ các thương hiệu dụng cụ cắt uy tín để đảm bảo độ chính xác, độ cứng và dung sai đạt chuẩn. Nên tham khảo đánh giá từ người dùng trong ngành cơ khí hoặc thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất trước khi quyết định.

So sánh giá thành và hiệu quả lâu dài:

Không nên chỉ chọn sản phẩm giá rẻ. Một mũi khoan định tâm chất lượng cao có thể giúp giảm sai số, hạn chế gãy mũi và kéo dài tuổi thọ dụng cụ, từ đó tối ưu chi phí gia công về lâu dài.

Kiểm tra trước khi sử dụng:

Trước khi đưa vào vận hành, cần kiểm tra độ sắc bén, độ đồng tâm và tình trạng bề mặt cắt. Đồng thời, sử dụng đúng đầu kẹp (collet hoặc drill chuck) và tuân thủ tốc độ cắt phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu suất gia công.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Góc điểm của mũi khoan xoắn là gì?

Đối với các mũi khoan xoắn mục đích chung, góc xoắn là khoảng 32 °. Góc được hình thành bởi hai bên của điểm thuôn nhọn là 118 ° đối với các mũi khoan tiêu chuẩn, trong khi để khoan các kim loại cứng, nên sử dụng điểm phẳng hơn với góc 135 °.

Mục đích của lỗ mồi trong gia công là gì?

Lỗ mồi (pilot hole) là bước chuẩn bị quan trọng trước khi thực hiện các nguyên công khoan, taro hoặc lắp ghép. Việc tạo lỗ mồi đúng kỹ thuật giúp cải thiện độ chính xác, giảm lực cắt và hạn chế sai lệch trong quá trình gia công. Dưới đây là những mục đích chính của lỗ mồi:

a) Dẫn hướng mũi khoan lớn hơn
Lỗ mồi giúp định vị chính xác tâm lỗ trước khi sử dụng mũi khoan đường kính lớn. Nhờ có lỗ dẫn hướng ban đầu, mũi khoan chính sẽ ăn phôi đúng vị trí, hạn chế lệch tâm, giảm rung lắc và nâng cao độ đồng tâm của lỗ khoan.

b) Chuẩn bị cho dụng cụ tạo lỗ khác
Trong nhiều quy trình gia công cơ khí, lỗ mồi được tạo ra để chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo như doa lỗ, taro ren, đột dập hoặc khoét lỗ đạt kích thước cuối cùng. Điều này giúp dụng cụ cắt làm việc nhẹ hơn, giảm tải và tăng tuổi thọ dao cụ.

c) Hỗ trợ lắp ghép và bắt vít
Đối với ứng dụng lắp ráp, đặc biệt trong gỗ hoặc vật liệu mềm, lỗ mồi giúp định vị và dẫn hướng vít tự ren, tránh nứt vật liệu và đảm bảo vít đi đúng phương. Trong kim loại, lỗ mồi còn giúp xác định chính xác vị trí taro ren.

Điều gì xảy ra khi khoan định tâm quá sâu?

Khi khoan định tâm quá sâu, phần côn của mũi khoan định tâm sẽ ăn rộng vào thành lỗ, khiến mép côn “liếm” vào cạnh sản phẩm. Hệ quả là lỗ mồi bị mở rộng quá mức, mất chuẩn tâm ban đầu và không còn tạo được điểm dẫn hướng chính xác cho mũi khoan tiếp theo.

Khi đưa mũi khoan chính (mũi khoan xoắn) vào gia công, phần đỉnh mũi khoan có thể không còn tiếp xúc đúng tâm, dẫn đến hiện tượng lệch lỗ, đảo tâm hoặc khoan nghiêng. Điều này làm giảm độ đồng tâm, ảnh hưởng đến dung sai kích thước, chất lượng bề mặt và thậm chí gây rung lắc hoặc gãy mũi khoan trong trường hợp gia công vật liệu cứng.

Vì vậy, khi sử dụng mũi khoan định tâm, chỉ nên khoan đủ độ sâu để tạo lỗ mồi vừa chạm hết phần góc dẫn hướng của mũi khoan chính. Việc kiểm soát đúng độ sâu không chỉ giúp đảm bảo độ chính xác gia công mà còn nâng cao tuổi thọ dụng cụ và chất lượng sản phẩm cơ khí.

Điều gì xảy ra nếu không sử dụng mũi khoan định tâm trước khi khoan?

Nếu bỏ qua bước khoan định tâm, mũi khoan chính sẽ tiếp xúc trực tiếp với bề mặt phôi bằng phần đỉnh – nơi tốc độ cắt gần như bằng 0. Khi đó, lực cắt không ổn định khiến mũi khoan dễ bị trượt khỏi vị trí ban đầu, đặc biệt trên bề mặt cứng, cong hoặc chưa được gia công phẳng.

Hệ quả thường gặp là lệch tâm lỗ khoan, khoan nghiêng hoặc sai vị trí so với bản vẽ kỹ thuật. Điều này làm giảm độ chính xác gia công, ảnh hưởng đến dung sai và chất lượng lắp ghép. Trong trường hợp gia công vật liệu cứng như thép hợp kim hoặc khi sử dụng dụng cụ cắt giòn (ví dụ mũi khoan carbide), nguy cơ mẻ lưỡi cắt hoặc gãy mũi khoan càng cao do tải trọng tập trung không đều ngay từ thời điểm bắt đầu cắt.

Trên đây là những thông tin quan trọng về mũi khoan định tâm và cách sử dụng hiệu quả trong gia công cơ khí chính xác. Hy vọng qua bài viết, bạn đã hiểu rõ vai trò của lỗ mồi, cách lựa chọn góc khoan phù hợp cũng như kinh nghiệm chọn mua mũi khoan định tâm chất lượng để nâng cao độ đồng tâm, hạn chế sai số và tối ưu hiệu suất sản xuất.

Nếu bạn đang tìm kiếm mũi khoan định tâm, dụng cụ cắt cơ khí chính hãng và giải pháp gia công chất lượng cao, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn kỹ thuật chi tiết và báo giá nhanh chóng.

Thiết Bị Cơ Khí Đức Phong - CÔNG TY CỔ PHẦN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỨC PHONG

Hà Nội: Tầng 7, Căn số 32V5A, KĐT Văn Phú, phường Phú La, quận Hà Đông, TP. Hà Nội

Hotline: 0985779287 (Zalo)

Website: ducphongstore.vn

Mail: Info@ducphong.vn

Hỗ trợ 24/7

Chi nhánh Hồ Chí Minh: 228/55, Thống Nhất, P. 10, Q. Gò Vấp, TP. HCM.