Có nhiều phương pháp phần cứng và phần mềm để tạo nên thành công cho việc cắt ren. Trình bày bởi Don Halas, quản lý các sản phẩm tiện ren, Seco Tools.

Tiện ren trở thành một hoạt động rất quan trọng khi bạn thấy rằng nó thường xuyên diễn ra vào cuối của quá trình gia công. Vì vậy, các bộ phận đã trải qua rất nhiều các quá trình khác, giờ tiến đến rất gần quá trình kết thúc và do đó nó tương đối đắt tiền.

Sai lầm ở giai đoạn sản xuất này sẽ rất tốn kém, cả về thời gian và tiền bạc. Cân nhắc kỹ lưỡng các thành phần tham gia việc tiện ren là chất lượng ren, điều khiển chip, tuổi thọ công cụ và phần đặt ngoài cửa. Tuy nhiên, bước kiểm tra cuối cùng chỉ đơn giản là đo các bộ phận.

Tất cả mọi thứ khác có thể đã xong, nhưng nếu đồng hồ không chạy, sau đó bạn phải bắt đầu lại. Việc đo đạc, trong nhiều trường hợp, có thể được thực hiện ngay trên máy tính và là bằng chứng vật lý là các dạng ren đã chính xác.

Để có được ren chất lượng, điều khiển con chip thích hợp và tuổi thọ công cụ dài đòi hỏi kỹ năng vận hành, trang bị dụng cụ tiên tiến và chuyên môn ứng dụng. Cũng như bất cứ điều gì, những thay đổi và thiếu sót nhỏ trong bất kỳ vùng nào có thể tác động tới năng suất tổng thể. Đáp ứng điều này, các đổi mới gần đây trong việc gia công và lập chương trình đã và đang cung cấp cho các nhà sản xuất lợi ích thực sự và loại bỏ một số những thách thức lâu dài hơn với việc tiện ren phù hợp.

Chi tiết chèn vào trực tiếp

Việc gia công có thể lập chỉ số từ lâu đã áp dụng cho một loạt công đoạn tiện ren và cung cấp lợi thế cơ bản về năng suất và hiệu quả kinh tế. Thiết bị chèn cacbua có nhiều cạnh cắt và có thể được mài để chuẩn bị cạnh tối ưu phục vụ cho việc kiểm soát chip một cách tốt nhất với nhiều dạng ren và vật liệu khác nhau đặc biệt quan trọng khi gia công thép không gỉ mềm.

Để chế tạo được một vật chèn với các cạnh được mài chính xác, đòi hỏi một hoạt động thứ cấp làm tăng chi phí sản xuất thiết bị chèn cho nhà sản xuất công cụ cắt. Cho đến gần đây, điều này là thông lệ. Tiến bộ không ngừng trong việc sản xuất công cụ cắt, tuy nhiên, đã nhường chỗ cho các công nghệ mới là chèn vào trực tiếp.

Chèn vào trực tiếp chỉ đơn giản là một cạnh chính xác và có hình dạng phức tạp được sản xuất như một vật chèn được ép và thiêu kết. Việc xác định dạng ren cũng có thể được đánh dấu vĩnh viễn trên vật chèn để ngăn chặn bất kỳ sự nhầm lẫn nào đó đôi khi xảy ra, có thể gây ra hậu quả thảm khốc trên sàn cửa xưởng sản xuất.

Chất nền cacbua sau đó được phủ bằng các phương pháp như phủ hơi vật lý (PVD) với các lớp (Ti, Al) N và TiN để cung cấp tuổi thọ lâu dài và dự đoán được. Kết quả thu được gấp đôi: không cần phải tiếp tục để mài cạnh cắt của vật chèn, và sản xuất ít tốn kém hơn – một lợi thế về mặt chi phí khoảng 20% cho người dùng.

Đối với các khái niệm về hình dạng phức tạp, một nhà sản xuất công cụ cắt có thể sản xuất một cạnh cắt và máy bẻ phoi có kỹ thuật cao như vậy để người dùng có thể gia công nhiều hơn với ít vật chèn hơn. Trong thực tế, ít nhất có ba loại vật chèn (máy bẻ phoi) có thể thực hiện 80% hoặc hơn tất cả công đoạn tiện ren cho vật liệu thép và thép không gỉ.

Giữ các bộ phận

Các đổi mới về công cụ không dừng lại ở đó. Một vấn đề rất phổ biến mà khó xác định không xếp chung với vật chèn, mà xếp vào với giá dụng cụ. Trong trường hợp máy đo không hoạt động đúng vào cuối giai đoạn hoạt động, và hao mòn vật chèn xuất hiện như thông thường, các chuyên gia ứng dụng bắt đầu tìm kiếm mâm cặp.

Họ phát hiện ra rằng qua thời gian mâm cặp có thể bị hao mòn đủ để vật chèn sẽ bắt đầu lắc nhẹ trong rãnh cắt và làm dạng ren chệch khỏi dung sai. Trường hợp này đặc biệt đúng trong vận hành với bước răng thô khi lực cắt tương đối cao.

Để chống lại điều này, một mâm cặp kiểu mới đã được thiết kế có hai tính năng tiến bộ quan trọng, một pin cacbua ở mặt sau của rãnh cắt và kẹp khỏe hình chữ D. Kết quả của sự kết hợp là chèn được giữ chặt hơn trong rãnh kẹp. Cùng với đó, thiết kế này đảm bảo giữ vật chèn thật chắc, giảm thiểu rung động và có được hiệu suất cắt ren có thể dự đoán được.

Hiểu biết về các biến

Có lẽ trở ngại lớn nhất trong tất cả các thách thức đối với tiện ren chất lượng và lặp lại được, không liên quan đến dụng cụ mà là lập trình. Mặc dù nhiều bộ phận điều khiển công cụ gia công đã gây trở ngại cho chu kỳ cắt ren đã thiết lập, chúng dựa trên gia công khối lượng và độ thường xuyên không đại diện cho phương pháp tốt nhất cho nhiều dạng ren và bước răng.

Mọi chi tiết, bao gồm cả vật liệu và xử lý, phải được xem xét khi thiết lập các thông số gia công tốt nhất. Người ta nói rằng, có bốn biến phải hiểu và xác định để có thể vận hành đa số. Chúng là góc xoắn, đe, phương pháp nạp liệu và số rãnh. Hình xoắn ốc cơ bản là tạo đường xoắn ốc trên các phôi. Tỷ lệ giữa đường kính và bước răng tạo ra góc xoắn.

Đe là một chỗ riêng biệt bên dưới vật chèn để bảo vệ nó và đặt góc (cạnh tiếp cạnh) từ không đến năm độ. Đây là những gì giúp nghiêng vật chèn để tiện ren và ngăn ngừa cọ xát ở một bên và các mặt khác. Đe một độ là sự lựa chọn phổ biến nhất và chiếm hơn 80% của tất cả các ứng dụng cắt ren. Nhưng, bước răng thô có thể lên đến ba độ hoặc nhiều hơn để đạt được cắt áp lực chính xác (không đổi).

Khi tải trọng phoi thích hợp đạt được, người dùng có thể mong đợi 30% gia tăng trong tuổi thọ công cụ và chất lượng ren tốt hơn. Ngược lại, lựa chọn đe không chính xác dẫn đến các lực cắt không đúng, dẫn đến mòn vật chèn mặc nhanh hơn và ren có thể không phù hợp với đồng hồ đo và cuối ngày.

Phương pháp nạp liệu về cơ bản là như thế nào để vật chèn khớp các phôi khi cắt. Phụ thuộc vào máy của bạn là một máy CNC hoặc thông thường, có bốn phương pháp nạp liệu: Xuyên tâm, cánh cạnh, cánh thay thế và cánh sửa đổi (xem hình 1 – 4). Sự lựa chọn luôn hiệu quả và đáng tin cậy nhất là nạp liệu sửa đổi do nó thực hiện tốt nhất việc duy trì tải phoi liên tục trên cả hai mặt của ren trong quá trình cắt.

Xác định phương pháp nạp liệu thích hợp có thể cải thiện tuổi thọ công cụ 30 đến 50 phần trăm đặc biệt là khi tiện ren hợp kim ở nhiệt độ cao.

Vấn đề cuối cùng được đặt ra là số lượng rãnh. Nếu số lượng rãnh được tính toán không đúng cách, sẽ dẫn đến việc cọ xát của cạnh cắt chèn và giảm chất lượng ren. Có rất nhiều các bảng thông tin liên quan đến việc lựa chọn đúng đắn số rãnh dựa trên bước răng, dạng ren và vật liệu. Điều này có thể trở nên khó khăn, vì vậy vấn đề quan trọng để hiểu là độ sâu nạp sẽ khác nhau khi gia công tiến hành từ rãnh này qua rãnh kia, một lần nữa, duy trì tải phoi là một việc thích hợp.

Bốn biến rất phức tạp và tương tác với nhau. Để xác định chúng một cách chính xác có thể là một thử thách, đặc biệt là cho người vận hành ít kinh nghiệm, nhưng đây là bước có tác động lớn nhất về sự thành công của tiện ren.

Cân bằng nhu cầu về giá cả và chất lượng

Để loại bỏ các phỏng đoán, và để đơn giản hóa quá trình lập trình, hiện nay có các gói phần mềm được cung cấp bởi các nhà sản xuất công cụ cắt mà bỏ qua nhiều giai đoạn của chu kỳ đóng hộp CNC để xác định chính xác nhất tất cả những biến. Chương trình kết quả sau đó có thể được nạp trực tiếp vào công cụ máy tính CNC của bạn, và một cấp độ mới của tiện ren có thể đạt được.

Ngoài ra, hai mục tiêu của tiện ren mà dường như trái ngược hiện đang được theo đuổi – giá cả và chất lượng.

Một mặt là áp lực liên tục để có giá cả cạnh tranh bằng cách kiểm soát chi phí càng nhiều càng tốt. Trong thời gian sản xuất ren ngắn các răng khác nhau, nhiều xưởng đang tìm kiếm để chèn hồ sơ một phần. Với loại hình chèn này, các nhà khai thác có thể sản xuất nhiều răng với chèn giống nhau và đơn giản hóa (hoặc giảm) yêu cầu vật liệu.

Để thực hiện điều này, bán kính mũi chèn phải có kích thước cho phù hợp với hồ sơ nhỏ nhất trong phạm vi. Các nhà vận hành sau đó thay đổi độ sâu nạp và xoắn để sản xuất các ren mong muốn. Để làm điều này và đáp ứng nhu cầu chất lượng của khách hàng thường yêu cầu một người vận hành khá có kinh nghiệm và tay nghề cao.

Khi hoàn cảnh khác nhau, chẳng hạn như khối lượng sản xuất lớn và các nhà vận hành khác nhau về trình độ kỹ năng, đó là khuyến cáo mà vật chèn đứng đầu đầy đủ được sử dụng. Với một vật chèn hồ sơ đầy đủ, chỉ có một công cụ cần thiết để sản xuất toàn bộ ren, trong đó có bán kính thích hợp trên các ren riêng của mình và không yêu cầu đẽo bavia (xem hình 5 và 6)

Mặt khác nhu cầu của khách hàng theo định hướng cho ren chất lượng cao (dung sai nhỏ hơn) có thể sẽ buộc các nhà sản xuất tiếp tục cải thiện hiệu suất của chúng. Trong hầu hết các trường hợp, nếu tất cả các thông số được xác định và thực hiện theo đúng cách, các nhà sản xuất có thể mong đợi để đạt được một loại ba lớp phù hợp với các công cụ cắt chất lượng cao.

Hiện nay, khoảng 30 đến 40 phần trăm đang kiếm dung sai này, với hai ngành công nghiệp dẫn đầu – quân sự (và thương mại) máy bay với UNJ dạng ren, và mỏ dầu lớn với dạng ren Acme. Trong cả hai trường hợp, nhu cầu dung sai rất chặt chẽ là rất quan trọng đối với hiệu suất của thiết bị, cũng như an toàn và quan tâm tới môi trường.

Để đạt được điều này, và tất cả các vấn đề quan trọng khác, chúng ta cần đối mặt với tiện ren và đòi hỏi các vận hành viên phải có kế hoạch cẩn thận và sử dụng các công nghệ mới nhất trong cả các công cụ và chương trình.

Trong khả năng, tất cả sản xuất từ các thị trường đang phát triển sẽ tiếp tục áp dụng áp lực cạnh tranh về giá, yêu cầu chất lượng của khách hàng.

(Theo Asia Pacific Metalworking Equipment News)