Bầu kẹp dụng cụ cắt ảnh hưởng quan trọng đến năng suất gia công
Máy gia công chính xác và dụng cụ cắt cao cấp sẽ cùng nhau mang lại năng suất gia công kim loại vượt trội. Tuy nhiên, mối liên kết giữa dụng cụ cắt và trục chính của máy – bộ phận kẹp giữ dụng cụ cắt – là rất quan trọng để đạt được năng suất đó một cách trọn vẹn. Các nhà sản xuất dụng cụ gia công cung cấp nhiều kiểu bầu kẹp dụng cụ cắt khác nhau, với mỗi kiểu được thiết kế để đạt hiệu suất tối ưu trong các ứng dụng gia công nhất định. Do đó, mỗi công ty gia công cơ khí nên lựa chọn bầu kẹp dụng cụ dựa trên các hoạt động cụ thể của mình cũng như các chi tiết sản phẩm mà họ sản xuất. Dẫu vậy, trong khi các công ty gia công tìm cách đạt được công nghệ máy móc và dụng cụ cắt tiên tiến nhất, họ lại thường ít coi trọng việc lựa chọn, ứng dụng và bảo trì các bầu kẹp dụng cụ phù hợp nhất với nhu cầu sản xuất cụ thể của họ.
» Bấm xem các loại đầu kẹp BIG DAISHOWA
Các loại bầu kẹp không được tạo ra để sử dụng lẫn nhau
Mặc dù các bầu kẹp đều có cùng chức năng giữ chặt dụng cụ cắt, nhưng không có phương pháp giữ kẹp dụng cụ nào phù hợp với tất cả các ứng dụng gia công. Bầu kẹp được thiết kế để thực hiện các hoạt động gia công tinh ở tốc độ cao thường sẽ thiếu độ cứng và độ bền cần thiết để có hiệu quả khi gia công thô, chẳng hạn gia công thô sâu các vật đúc thô. Ngược lại, một bầu kẹp dành cho gia công thô thường sẽ thiếu độ cân bằng cho phép nó chạy trơn tru ở tốc độ cao trong các hoạt động gia công tinh. Ngoài ra, thiết kế lớn của bầu kẹp gia công thô có thể hạn chế khả năng tiếp cận của nó với các chi tiết có vùng hẹp và sâu. Các vật liệu phôi gia công cứng yêu cầu các bầu kẹp dụng cụ có độ bền và độ cứng cao hơn. Ngoài ra, khả năng giảm rung động cũng như cung cấp nước làm mát của cán dao cũng là những tiêu chí lựa chọn quan trọng.
Việc sử dụng bầu kẹp dụng cụ không phù hợp có thể dẫn đến sai số về kích thước sản phẩm gia công, đồng thời có thể gây ra sự mài mòn quá mức trên các trục máy gia công, khiến tuổi thọ của dụng cụ cắt ngắn hơn và tăng khả năng gãy dụng cụ. Trong các công việc không quan trọng, một bầu kẹp phổ thông có thể tạo ra kết quả khả quan. Nhưng trong các hoạt động gia công bắt buộc phải có độ chính xác lặp lại – và đặc biệt là khi loại bỏ một phôi gia công đắt tiền sẽ làm giảm một phần tỷ suất lợi nhuận – thì việc đầu tư vào các bầu kẹp dụng cụ chất lượng hàng đầu, tập trung vào ứng dụng sẽ mang lại bảo hiểm chi phí thấp đối với những tổn thất không lường trước.
Đối với một số người quản lý xưởng sản xuất, các phiên bản dài của bầu kẹp dụng cụ được sử dụng trong nhiều ứng dụng là một chiến lược tiết kiệm chi phí hợp lý. Tuy nhiên, việc sử dụng đầu kẹp ngắn nhất có thể sẽ tối đa hóa độ cứng, giảm thiểu các rung động ảnh hưởng chất lượng bề mặt và duy trì tuổi thọ của dụng cụ.
Bầu kẹp dụng cụ thường chiếm ít hơn hai phần trăm tổng chi phí sản xuất. Ngay cả việc cắt giảm một nửa chi phí đó cũng chỉ tạo được khoản tiết kiệm không đáng kể, trong khi một phôi gia công bị loại bỏ hoặc dụng cụ cắt bị hỏng có tác động tài chính có thể đo lường được. Các công cụ cắt và bầu kẹp cao cấp có thể tăng tốc độ sản xuất gia công kim loại để thu hồi vốn đầu tư vào công cụ một cách nhanh chóng. Đặc biệt, trong các ngành công nghiệp như sản xuất linh kiện hàng không vũ trụ, nơi tính ổn định của quy trình gia công là tối quan trọng, nhiều nhà sản xuất tập trung vào việc mua dụng cụ cao cấp để tránh sản xuất các bộ phận bị lỗi và lãng phí thời gian trong các hoạt động khắc phục sự cố và ngừng sản xuất. Các nhà sản xuất hàng không vũ trụ thường dành nhiều thời gian để lựa chọn các bầu kẹp dụng cụ trước khi đảm bảo đưa chúng vào sản xuất.
Các yếu tố gia công ảnh hưởng đến việc lựa chọn bầu kẹp
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bầu kẹp bao gồm khả năng gia công của vật liệu phôi trong từng công việc cũng như cấu hình của chi tiết cuối cùng, có thể xác định kích thước bầu kẹp cần thiết để đạt được các hình dạng và/hoặc tính năng nhất định. Tuy nhiên, bầu kẹp dụng cụ phải càng đơn giản và dễ sử dụng càng tốt để giảm thiểu khả năng xảy ra lỗi của người vận hành.
Bất kể công nghệ kẹp giữ dụng cụ nào được áp dụng, độ cứng vững của máy gia công, công suất trục chính và khả năng đạt dung sai chặt chẽ sẽ quyết định những hoạt động nào là khả thi. Ví dụ, cố gắng tạo ra dung sai ở cấp độ micron trên một máy đã cũ là một sự lãng phí thời gian.
Các yếu tố cơ bản của máy gia công đóng vai trò then chốt – một máy tốc độ cao với các rãnh dẫn hướng tuyến tính sẽ tận dụng tốt nhất các bầu kẹp được thiết kế cho ứng dụng tốc độ cao, trong khi các máy có rãnh hộp cung cấp khả năng gia công nặng. Máy đa nhiệm sẽ khai thác triệt để khả năng của bầu kẹp có thể thực hiện cả nguyên công tiện và phay/khoan.
Chiến lược gia công được sử dụng cũng sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn bầu kẹp. Ví dụ xưởng gia công có thể chọn các công cụ để tối đa hóa năng suất trong các hoạt động cắt tốc độ cao (HSC) liên quan đến độ sâu cắt nhẹ hơn hoặc trong các tình huống cắt hiệu suất cao (HPC) tập trung vào việc tạo ra tỷ lệ loại bỏ kim loại cao trên các máy có công suất phù hợp nhưng khả năng tốc độ hạn chế.
Độ đảo dao thấp, có thể lặp lại giúp đảm bảo sự cắt của dụng cụ trơn tru và do đó giảm độ rung và tối đa hóa tuổi thọ của dụng cụ. Cân bằng là rất quan trọng và bầu kẹp chất lượng cao phải được cân bằng tốt ở chất lượng G2.5 – 25000 vòng/phút (1 g.mm). Các xưởng gia công có thể tự nghiên cứu và tham khảo ý kiến của các nhà cung cấp dụng cụ cắt để xác định hệ thống hoặc các hệ thống bầu kẹp đáp ứng nhu cầu sản xuất của họ một cách hiệu quả về mặt chi phí.
Mỗi loại bầu kẹp có khả năng hỗ trợ riêng
Dù là loại weldon, collet, nhiệt, cơ học hay thủy lực… bầu kẹp dụng cụ cũng phải phù hợp với các yêu cầu vận hành cụ thể. Ví dụ, đầu kẹp dao phay dành cho dụng cụ có chuôi weldon cứng, dễ sử dụng, có thể truyền mô men xoắn cao và mang lại lực kẹp an toàn và chắc chắn với tác động chống kéo ra mạnh mẽ. Chúng rất phù hợp để gia công thô nặng nhưng thiếu độ đồng tâm chính xác. Nói chung, chúng vốn đã mất cân bằng và không áp dụng hiệu quả cho các ứng dụng sử dụng tốc độ quay cao.
Đầu kẹp collet và các collet có thể hoán đổi cho nhau là hình thức phổ biến nhất của công nghệ giữ dụng cụ có chuôi trụ tròn. Các kiểu ER tiết kiệm chi phí có sẵn với nhiều kích thước khác nhau và cung cấp đủ độ chắc chắn cho các hoạt động khoan và phay nhẹ đáng tin cậy. Đầu kẹp collet ER có độ chính xác cao có độ đảo thấp (< 5µm ở đầu dụng cụ) và thiết kế đối xứng có thể cân bằng cho các hoạt động tốc độ cao, đồng thời có các phiên bản gia cố dành cho gia công hạng nặng. Bầu kẹp ER tạo điều kiện chuyển đổi nhanh chóng và có thể chứa nhiều loại đường kính dụng cụ.
Bầu kẹp nhiệt cung cấp lực kẹp mạnh, độ đồng tâm 3 µm ở 3xD và chất lượng cân bằng tuyệt vời. Cấu hình mũi thon nhỏ, đơn giản của chúng cung cấp khả năng tiếp cận tốt với các chi tiết có khe rãnh lỗ nhỏ hẹp và yêu cầu dung sai chặt chẽ. Các phiên bản được gia cố có thể thực hiện phay từ trung bình đến phay nặng, nhưng lực kẹp phụ thuộc vào dung sai ID của cán và bầu kẹp. Các bầu kẹp nhiệt yêu cầu phải mua thêm một bộ gia nhiệt đặc biệt và quá trình gia nhiệt/làm mát tiêu tốn nhiều thời gian thiết lập hơn so với việc chuyển đổi collet đơn giản.
Bầu kẹp phay cơ học cung cấp lực kẹp mạnh và độ cứng xuyên tâm cao thông qua nhiều hàng vòng bi kim. Thiết kế này cho phép phay nặng và thay đổi công cụ nhanh chóng, nhưng độ đảo có thể lớn hơn độ đảo của hệ thống ống kẹp. Bầu kẹp cơ học thường có kích thước lớn hơn so với các kiểu bầu kẹp khác, điều này có thể hạn chế khả năng thâm nhập của dụng cụ vào một số phần của chi tiết cần gia công.
Bầu kẹp thủy lực sử dụng áp suất dầu để tạo ra lực kẹp lớn, chúng có ít bộ phận bên trong hơn so với bầu kẹp cơ học và kết quả là có hình dạng tương đổi thon gọn. Bầu kẹp thủy lực có độ đảo thấp và hiệu quả để doa, khoan và phay ở tốc độ trục chính cao, nhưng nhay cảm với tải trọng hướng tâm nặng.
Cũng quan trọng như các bầu kẹp giữ chắc dụng cụ cắt, cách nó được lắp vào trục chính của máy gia công cũng quan trọng không kém. Đầu trục chính hoặc đầu côn của bầu kẹp dụng cụ xác định khả năng truyền mô men xoắn và thiết lập độ chính xác định tâm của dụng cụ. Các bầu kẹp chuôi côn BT, DIN và CAT truyền thống có hiệu quả trên các máy nhỏ hơn nhưng có thể bị hạn chế về khả năng gia công tốc độ cao. Các phiên bản cung cấp sự tiếp xúc trên cả mặt côn và mặt bích của bầu kẹp giúp tăng độ cứng vững và độ chính xác, đặc biệt là trong các tình huống chiều dài dụng cụ lớn. Kích thước đầu côn lớn hơn được yêu cầu để truyền mô men xoắn lớn hơn một cách đáng tin cậy.
Chuẩn bầu kẹp HSK nổi lên ở Đức vào giữa những năm 1990 khi máy 5 trục trở nên phổ biến. Chuôi CAT chủ yếu ở Hoa Kỳ, trong khi ở Châu Á, chuôi BT là phổ biến. HSK rất phổ biến đối với gia công 5 trục. Các kết nối PSC (hệ thống kẹp đa giác: CAPTO) và KM được sử dụng chủ yếu trên các máy đa tác vụ và hiện là tiêu chuẩn ISO. Cả KM va CAPTO đều là các hệ thống mô đun, cho phép lắp ráp các công cụ cụ thể với các độ dài khác nhau bằng cách xếp chồng các phần mở rộng hoặc bộ giảm tốc. Các kiểu bầu kẹp dụng cụ giúp có thể tiện, phay hoặc khoan các sản phẩm trong một lần gá đang ngày càng phổ biến khi các máy đa tác vụ ngày càng được sử dụng nhiều hơn.
Mặc dù có các hệ thống kẹp dụng cụ độc quyền sử dụng các đầu cặp và ống kẹp độc đáo theo những cách sáng tạo để đạt được kết quả ấn tượng, nhưng xưởng gia công phải tính toán lợi ích của chúng. Các hệ thống này thường liên quan đến chi phí cao hơn và sự lựa chọn công cụ hạn chế từ một nhà cung cấp duy nhất.
Chi phí và các cân nhắc khác
Mặc dù chi phí cơ bản của đầu kẹp kiểu thủy lực hoặc cơ khí cao hơn so với giá của đầu kẹp collet hoặc đầu kẹp nhiệt, nhưng các yếu tố khác cũng liên quan, chẳng hạn như chi phí của hệ thống gia nhiệt cho đầu kẹp nhiệt và thời gian cần thiết để thay dụng cụ. Cũng cần phải có một đầu kẹp nhiệt để vừa với từng đường kính dụng cụ, so với việc giữ được các đường kính khác nhau bằng cách chuyển đổi collet đơn giản trong hệ thống đầu kẹp collet.
Người vận hành máy và nhân viên bảo trì dụng cụ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc sử dụng đầu kẹp dụng cụ. Đối với máy gia công và thiết bị sản xuất khác, chủ sở hữu công cụ yêu cầu sử dụng và bảo trì đúng cách để tối đa hóa lợi ích và sử dụng chúng hết tiềm năng. Ví dụ người vận hành phải lắp cán dụng cụ vào hết chiều dài của nó, vì phần kẹp không đúng sẽ dẫn đến rung động làm mất độ chính xác hoặc thậm chí đẩy dụng cụ ra. Tuân thủ các thông số kỹ thuật lắp ráp công cụ là rất quan trọng. Người vận hành không được sử dụng tay cầm mở rộng để tác động mô men xoắn quá mức khi siết chặt bầu kẹp, điều này sẽ làm xoắn ống kẹp và dẫn đến dụng cụ bị xô lệch.
Bảo trì, bảo dưỡng công cụ gia công cũng quan trọng nhưng thường bị bỏ qua. Người vận hành phải luôn làm sạch các bầu kẹp trước khi sử dụng và kiểm tra cả trục chính của máy gia công. Bầu kẹp phải được bảo quản sạch sẽ và khô ráo, có nắp để bảo vệ đầu côn của dụng cụ. Áp suất chất lỏng của đầu kẹp thủy lực nên được kiểm tra thường xuyên.
Kết luận
Các nhà gia công cơ khí cần nhận ra tầm quan trọng của bầu kẹp dao trong hệ thống gia công và tìm hiểu cách kết hợp đúng bầu kẹp phù hợp với các máy gia công, chiến lược gia công và phôi gia công cụ thể, sẽ giúp tăng năng suất và giảm chi phí. Các nhà sản xuất bầu kẹp cũng đang cung cấp nhiều lựa chọn đầu kẹp toàn diện hơn, được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao hơn.
Tại Việt Nam, công ty Tinh Hà chúng tôi là đại lý ủy quyền của hãng bầu kẹp dụng cụ BIG DAISHOWA. Chúng tôi cung cấp đa dạng các loại bầu kẹp cao cấp của hãng BIG DAISHOWA, đảm bảo hàng chính hãng, đáp ứng cao yêu cầu gia công của các bạn, cũng như giá cả hợp lý.
Nhân viên bán hàng kỹ thuật của Tinh Hà cũng được đào tạo đầy đủ về các tính năng, khả năng và ứng dụng của bầu kẹp, đồng thời có hỗ trợ từ các chuyên gia của hãng. Hỗ trợ kỹ thuật có kiến thức và kinh nghiệm giúp quý khách lựa chọn đầu kẹp phù hợp nhất với yêu cầu gia công và thực tế sản xuất của công ty quý khách.
Quý khách có nhu cầu tìm hiểu và đặt mua đầu kẹp dao BIG DAISHOWA, vui lòng liên hệ với công ty Tinh Hà chúng tôi theo thông tin liên hệ có trên website tinhha.com.vn này.
