Phay CNC vs Tiện CNC: Khác biệt, ứng dụng & cách chọn công nghệ phù hợp
Trong thế giới gia công cơ khí hiện đại, Phay CNC và Tiện CNC là hai phương pháp chủ lực, chiếm tới 70‒80 % khối lượng gia công chính xác toàn cầu. Tuy nhiên, rất nhiều doanh nghiệp vừa và nhỏ, thậm chí cả kỹ sư mới ra trường, vẫn nhầm lẫn công năng của hai công nghệ. Hậu quả là:
- Thời gian sản xuất kéo dài vì chọn máy không phù hợp.
- Chi phí dao cụ & khấu hao đội lên đáng kể.
- Chất lượng chi tiết không đạt dung sai, phải tinh sửa thủ công.
Bài viết này sẽ giúp bạn trả lời ba câu hỏi cốt lõi:
- Phay CNC và Tiện CNC khác nhau thế nào về nguyên lý và cấu tạo?
- Khi nào nên ưu tiên máy phay, khi nào chọn máy tiện?
- Làm sao tối ưu chi phí đầu tư và vận hành trong thực tế?
1. Định nghĩa & nguyên lý vận hành
1.1. Phay CNC (CNC Milling)
- Định nghĩa: Phương pháp cắt gọt trong đó dao quay thực hiện lấy phoi, còn phôi (chi tiết) dịch chuyển tịnh tiến hoặc xoay theo các trục khác nhau.
- Nguyên lý: Dao phay đa lưỡi quay quanh trục chính ở tốc độ cao (500–30 000 rpm). Bàn máy hoặc đầu dao di chuyển theo các trục X‑Y‑Z (và A‑B‑C trên máy 5 trục) để cắt vật liệu.
1.2. Tiện CNC (CNC Turning/Lathe)
- Định nghĩa: Phương pháp cắt gọt trong đó phôi quay liên tục quanh trục của nó, còn dao cắt di chuyển tịnh tiến để tách phoi.
- Nguyên lý: Trục chính kẹp chặt phôi, quay từ 200–6 000 rpm. Dao tiện (single‑point cutting tool) di chuyển dọc trục Z (cắt dọc) hoặc trục X (cắt mặt) để tạo hình trụ, ren, rãnh.
Tóm tắt: Phay CNC = dao quay – phôi tịnh tiến; Tiện CNC = phôi quay – dao tịnh tiến.
2. Cấu tạo máy & hệ trục
| Thành phần | Phay CNC | Tiện CNC |
|---|---|---|
| Trục chính | Giữ dao; tốc độ cao; có cơ cấu đổi dao tự động (ATC) | Kẹp phôi; mô‑men xoắn lớn; có mâm cặp hoặc collet |
| Bàn máy | Dịch chuyển XYZ; có bàn xoay hoặc tilt table trên máy 5 trục | Thường cố định; xe dao trượt trên ray XZ |
| Hệ trục | 3, 4, 5, thậm chí 6 trục đồng thời | 2 trục (X‑Z) cơ bản; máy tiện phức hợp có trục C/Y/B |
| Gá kẹp | Eto, vise, fixture, vacuum | Mâm cặp 3 chấu, 4 chấu, collet, steady rest |
| Dao cụ | Carbide end‑mill, face‑mill, drill, chamfer | Insert tiện, grooving, threading, boring bar |
3. Đặc trưng đường dao & bề mặt
3.1. Phay CNC
- Đường dao phay có thể đối xứng hoặc bất đối xứng, cho phép tạo bề mặt phẳng, rãnh, hốc, lỗ, biên dạng 3D.
- Vân dao song song hoặc xoắn ốc tuỳ chiến lược (parallel, contour, scallop…).
- Độ nhám tiêu chuẩn sau phay finish: Ra 0,8–1,6 µm; phay tinh HSC có thể đạt Ra 0,2 µm.
3.2. Tiện CNC
- Đường dao tiện chủ yếu theo đường xoắn ốc (cắt mặt) hoặc đường thẳng (cắt dọc).
- Cho phép tạo hình trụ, côn, ren, mặt đầu với độ tròn cao (IT6‑IT7).
- Độ nhám sau tiện tinh: Ra 0,4–1,0 µm; mài tinh sau tiện đạt Ra 0,1 µm.
4. Ưu, nhược điểm của Phay CNC
Ưu điểm
- Linh hoạt hình học: Sản xuất bề mặt phẳng, 3D phức tạp, hốc sâu…
- Dao cắt đa dạng: Dễ thay đổi đường kính dao, vật liệu dao, lớp phủ.
- Gia công 5 trục đồng thời: Rút ngắn setup, giảm sai số gá lại.
- Tích hợp khoan taro: Một lần kẹp hoàn thiện chi tiết.
Nhược điểm
- Chi phí máy & dao cao (đặc biệt máy 5 trục).
- Lập trình CAM phức tạp: Cần kỹ sư kinh nghiệm.
- Khả năng đạt độ tròn không bằng tiện chuyên dụng.
5. Ưu, nhược điểm của Tiện CNC
Ưu điểm
- Năng suất cao cho chi tiết tròn: Phôi quay tốc độ lớn, cắt liên tục.
- Độ đồng tâm & độ tròn tốt: IT6, run‑out < 0,01 mm.
- Lập trình g-code đơn giản: G71, G76, G84…
- Máy nhỏ gọn, giá thành thấp hơn phay 3‑5 trục.
Nhược điểm
- Giới hạn hình học: Chủ yếu chi tiết dạng trục, côn, ren.
- Không phù hợp phay mặt phẳng lớn.
- Cần phụ kiện steady rest khi tiện trục dài để tránh văng.
6. So sánh chi tiết: 10 khía cạnh quan trọng
| STT | Tiêu chí | Phay CNC | Tiện CNC |
| 1 | Đối tượng lý tưởng | Chi tiết hộp, mặt phẳng, 3D | Trục, ống, mặt tròn |
| 2 | Số trục hoạt động | 3‑6 | 2‑4 |
| 3 | Tốc độ trục chính | 6 000–50 000 rpm | 200–6 000 rpm |
| 4 | Lượng phoi cắt | Cao khi roughing | Cao khi facing |
| 5 | Dung sai điển hình | ±0,01 mm (phay tinh) | ±0,005 mm (tiện tinh) |
| 6 | Độ nhám | Ra 0,8–1,6 µm | Ra 0,4–1,0 µm |
| 7 | Dao cụ | End‑mill đa me | Dao insert đơn me |
| 8 | Chi phí dao | 3–10 USD/chiếc (insert) + holder | 1–3 USD/lưỡi insert |
| 9 | Thời gian setup | Lâu (nhiều kẹp) | Nhanh (kẹp mâm cặp) |
| 10 | Khả năng tự động | ATC 60‑120 dao, pallet pool | Bar‑feeder, robot loader |
7. Ứng dụng điển hình & case study
7.1. Ngành ô tô
- Phay CNC: Gia công thân khuôn ép nhựa cản trước, phay 5 trục cánh turbo tăng áp.
- Tiện CNC: Tiện trục cam, trục khuỷu, đĩa phanh.
7.2. Ngành hàng không
- Phay CNC: Gia công khoang càng hạ cánh nhôm 7075, chi tiết titanium 5 trục.
- Tiện CNC: Vỏ động cơ turbine, ống dẫn nhiên liệu Inconel.
7.3. Y tế
- Phay CNC: Implant nha khoa biên dạng xoắn.
- Tiện CNC: Khớp háng nhân tạo dạng cầu, ốc vít xương ren mịn.
Case Study ngắn: Một xưởng startup Việt Nam đầu tư 1 máy phay 5 trục giá 350 000 USD & 2 máy tiện 2 trục giá 80 000 USD/chiếc. Kết quả: doanh thu tăng 180 % nhờ nhận cả đơn khuôn 3D phức tạp lẫn trục ren lớn, ROI hoàn vốn sau 2,5 năm.
8. Yếu tố chi phí & ROI
| Hạng mục | Phay CNC | Tiện CNC |
| Máy 3 trục mới | 100–180 k USD | 60–120 k USD |
| Máy 5 trục | 250–800 k USD | – |
| Chi phí dao/tháng* | 1 500 – 2 500 USD | 800 – 1 200 USD |
| Điện năng tiêu thụ | 8–15 kWh | 4–7 kWh |
| Thời gian setup | 30–90 phút | 10–30 phút |
| Tuổi dao trung bình | 30–60 phút cắt | 60–120 phút cắt |
*Xưởng 2 ca, thép C45.
Kết luận chi phí:
- Với chi tiết hỗn hợp (trục + mặt phẳng), kết hợp cả hai máy cho ROI nhanh nhất.
- Dự án sản xuất số lượng lớn chi tiết tròn → đầu tư Tiện CNC + bar feeder trước; nâng cấp phay sau.
- Khuôn mẫu, hàng giá trị cao nhỏ lô → ưu tiên Phay CNC 5 trục.
10. Checklist chọn công nghệ phù hợp
- Hình học chi tiết
- Tròn, ren, côn → Tiện CNC.
- Hộp, hốc, lỗ, biên dạng 3D → Phay CNC.
- Dung sai & độ tròn yêu cầu
- IT6 trở lên → Tiện.
- IT8‑IT9 → Phay đủ.
- Vật liệu
- Thép cứng > 50 HRC → Tiện + mài; Phay yêu cầu dao CBN.
- Sản lượng
- Hàng loạt > 5 000 chiếc → Tiện (đối với trục), Phay (đối với plate) + pallet.
- Ngân sách đầu tư
- < 100 k USD → Tiện 2‑trục hoặc phay 3‑trục cơ bản.
- Đội ngũ kỹ thuật
- Lập trình CAM hạn chế → Tiện.
- Khả năng mở rộng tương lai
- Dự định gia công phức tạp → Phay 5 trục or máy mill‑turn.
Đánh giá theo thang điểm 1‑5 từng tiêu chí, công nghệ đạt tổng điểm cao hơn sẽ là lựa chọn tối ưu.
11. Xu hướng tương lai: Mill‑Turn & phay‑tiện kết hợp
- Mill‑Turn Center cho phép Tiện CNC + Phay CNC trên cùng máy, tiết kiệm tới 40 % thời gian cycle.
- Robot Loader & IoT: Kết nối máy phay, tiện thành cell tự động, giám sát OEE thời gian thực.
- Additive + Subtractive: In kim loại sau đó phay tinh, tối ưu cho khuôn làm mát xoắn ốc.
12. Kết luận
Phay CNC và Tiện CNC không phải đối thủ mà là đối tác bổ sung trong hệ sinh thái gia công cơ khí. Hiểu rõ khác biệt về nguyên lý, cấu tạo, chi phí và ứng dụng sẽ giúp bạn:
- Rút ngắn lead‑time sản xuất.
- Tối ưu ROI đầu tư máy móc.
- Đáp ứng dung sai & bề mặt ngay lần gia công đầu tiên.
Hãy chọn đúng công nghệ – hoặc kết hợp linh hoạt – để biến ý tưởng thiết kế thành sản phẩm đạt chuẩn, đúng hạn và tối ưu chi phí.
Đông Phương Furniture
Liên Hệ Tư Vấn & Báo Giá: 0838 558 988 ( Ms. Thảo) – 0383 669 966 (Ms. Minh)
Địa chỉ: Tổ 2, Ấp Vàm, Thiện Tân, Vĩnh Cửu, Đồng Nai
Email: giacongcncdpf@gmail.com
Facebook: Gia công Đông Phương