Máy CNC là một trong những điều kỳ diệu của kỷ nguyên hiện đại. Và các bầu kẹp dao (tool holders), cùng các phân loại của nó như bầu kẹp BT và BBT, đóng một chức năng vô cùng quan trọng đối với máy CNC. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn thông tin về các loại, chức năng, sự khác biệt, cách đo lường và nhiều thông tin khác về bầu kẹp dao, BT và BBT.
Điều khiển số (Numerical Control) đề cập đến việc điều khiển máy móc một cách tự động hóa thay vì thủ công. Lịch sử của nó bắt đầu từ những năm 1940 khi John T. Parsons tìm ra cách điều khiển một cỗ máy bằng thẻ đục lỗ dựa trên hệ tọa độ. Hệ thống này dần tiến hóa thành máy tính điều khiển số (CNC) cùng với sự phát triển của máy tính. Ngày nay, các máy công cụ được lập trình để thực hiện các nguyên công với độ chính xác và tốc độ cao nhất.
Bầu kẹp dao là gì? Chức năng của chúng trong máy CNC?
Máy CNC được cấu thành từ nhiều bộ phận khác nhau, trong đó hai bộ phận chính là trục chính (spindle) và dụng cụ cắt (cutting tool). Trục chính là nguồn truyền động, chức năng chính là vận hành dụng cụ cắt và điều chỉnh độ chính xác của nó. Dụng cụ cắt đảm nhận việc gia công như khoan, phay hoặc doa.
Do đó, cần có một bộ phận trung gian kết nối giữa trục chính và dụng cụ cắt để tránh những hư hỏng có thể xảy ra. Bộ phận này được gọi là bầu kẹp dao (tool holder). Nhiệm vụ chính của nó là tạo ra khoảng đệm cần thiết giữa trục chính và dụng cụ cắt, nếu không, các bộ phận sẽ bị hỏng do ma sát sinh ra khi tiếp xúc trực tiếp. Bầu kẹp dao cung cấp sự kết nối chắc chắn và đóng vai trò sống còn trong việc đảm bảo độ cân bằng, độ chính xác (hạn chế độ đảo – runout) và lực kẹp của máy CNC.
Các bộ phận của Bầu kẹp dao
Một bầu kẹp dao thường bao gồm 4 phần:
- Ty rút (Pull studs / Retention knobs): Gắn bầu kẹp dao vào trục chính và giữ cho nó không bị tuột ra ngoài. Trong quá trình máy hoạt động, ty rút được hệ thống ngàm kẹp của trục chính nhấc lên, kéo bầu kẹp dao cố định chặt vào bên trong trục chính.
- Phần côn (The taper): Đây là điểm bám của bầu kẹp dao vào trục chính, có dạng hình nón. Nó khớp với lỗ côn bên trong trục chính để cố định bầu kẹp dao.
- Ngàm kẹp (The flange): Đây là vị trí để cánh tay thay dao tự động (ATC) kẹp vào khi di chuyển bầu kẹp.
- Hốc lắp Collet (The collet pocket): Collet được lắp vào vị trí này để sau đó siết chặt lại bằng đai ốc (collet nuts).
Các loại Bầu kẹp dao khác nhau
Có rất nhiều loại bầu kẹp dao với đủ các tiêu chuẩn, kích thước và mục đích khác nhau. Các loại cơ bản bao gồm:
- Bầu kẹp Collet (Collet chucks): Phổ biến nhờ dễ tháo lắp và có lực kẹp cao.
- Bầu kẹp mũi khoan (Drill chucks): Gồm loại dùng chìa vặn (keyed) và loại vặn tay (keyless), lý tưởng cho các gia công đơn giản tại xưởng nhỏ.
- Bầu kẹp dao phay ngón (End mill holders): Đơn giản, giá thành rẻ nhưng tuổi thọ thường ngắn hơn.
- Bầu kẹp nhiệt (Shrink chucks): Dùng máy gia nhiệt để làm giãn nở hốc kẹp, kẹp cán dao siêu chính xác và có độ cứng vững tốt.
- Bầu kẹp ER (ER holders): Rất được ưa chuộng nhờ độ đảo thấp, độ bám tốt, giá cả hợp lý và có thể lắp vừa nhiều cỡ cán dao nhờ dùng đa dạng collet.
- Bầu kẹp phay (Milling chucks): Bên trong chứa các vòng bi kim giúp tạo áp lực gia tăng lực kẹp cực mạnh (gấp 5 lần bầu kẹp thường).
- Bầu kẹp thủy lực (Hydraulic chucks): Dùng áp suất dầu thủy lực để siết chặt. Có ưu điểm là độ đảo cực thấp, chống rung rất tốt nhưng độ cứng vững lại kém hơn một chút.
Làm thế nào để chọn đúng Bầu kẹp dao?
- Chọn kích thước phù hợp: Chuẩn BT30 làm việc rất tốt cho xưởng nhỏ nhưng sẽ không đủ cho những máy gia công nặng.
- Theo hệ tiêu chuẩn: Châu Âu chuộng chuẩn HSK, Mỹ chuộng chuẩn CAT, trong khi tiêu chuẩn quốc tế có thể chọn BT.
- Cho gia công tốc độ và độ chính xác cao: Nên dùng công nghệ tiên tiến như BBT hoặc HSK.
- Cần sự đa năng: Bầu kẹp ER là tốt nhất vì có thể dùng rất nhiều cỡ collet.
- Nên coi bầu kẹp dao là một khoản đầu tư xứng đáng vì nó đem lại năng suất và lợi nhuận dài hạn.
Các loại Bầu kẹp dao máy CNC phổ biến
Tiêu chuẩn phổ biến ở Châu Âu là SK (hay ISO) và phiên bản cải tiến tiếp xúc kép là HSK (độ côn 1:10). Mỹ dùng tiêu chuẩn CAT. Trong khi đó, BT là tiêu chuẩn tiên tiến được phát triển bởi ngành công nghiệp Nhật Bản (viết tắt của Bottle Grip Taper), có độ côn 7:24, chia làm các kích cỡ đường kính như BT30, BT40, BT50. BBT ám chỉ bầu kẹp chuẩn ‘Big Plus BT’. Công nghệ Big Plus là công nghệ tiếp xúc kép giữa trục chính và bầu kẹp (cả bề mặt côn và bề mặt bích).
Bầu kẹp dao BT và BBT
Bầu kẹp BT: Đây là bầu kẹp thông thường, trục chính chỉ tiếp xúc với mặt côn của bầu kẹp khi rút. Điều này để lại một khoảng hở nhỏ giữa mặt ngoài trục chính và mặt bích của bầu kẹp, gây ảnh hưởng không tốt tới độ cứng vững, độ đảo, hiện tượng võng dao,… Bầu kẹp BBT (Big Plus): Đầu những năm 1990, Nhật Bản đã phát triển công nghệ loại bỏ khe hở này gọi là tiếp xúc kép (BBT). Sau khi được kéo vào, cả mặt côn và mặt bích của bầu kẹp dao đều tiếp xúc ôm sát chặt vào trục chính. Để làm được điều này, phần hở được bù đắp bằng cách nới rộng cả bề mặt trục chính và mặt bích bầu kẹp. Do đó, bầu kẹp và trục chính sẽ hoạt động như một khối thống nhất. (Lưu ý: Bạn phải dùng kết hợp Trục chính BBT và Bầu kẹp BBT để đạt hiệu quả 100%. Tuy nhiên bạn vẫn có thể cắm bầu kẹp BT bình thường vào máy dùng trục chính BBT).
Tại sao Bầu kẹp dao BBT lại vượt trội hơn BT?
So với bầu kẹp BT ở cùng một thông số cắt, bầu kẹp BBT vượt trội hơn về nhiều mặt:
- Tiếp xúc tốt hơn, giảm rung động: BBT vận hành trơn tru hơn hẳn, không nghe thấy tiếng rung rít chói tai (chatter) khi cắt. Bề mặt gia công sau đó sẽ vô cùng láng mịn.
- Độ cứng vững tăng cao: Diện tích tiếp xúc của BBT lớn hơn nên triệt tiêu rung động, chịu được lực cắt gọt nặng. Thực tế BBT tăng cường độ cứng vững lên trung bình 30% so với BT.
- Độ lặp lại tuyệt vời: Không có độ đảo (Zero runout), giúp mỗi lần máy thay dao tự động (ATC) đều nhét bầu kẹp chính xác hoàn hảo vào vị trí.
- Ngăn ngừa dịch chuyển và ăn mòn: Tránh được tình trạng bầu kẹp bị thụt sâu hơn vào trục chính ở tốc độ cao (Z-axis displacement) và giảm hao mòn do tải nặng.
- Cải thiện độ tròn và chính xác xuất sắc trong các nguyên công doa lỗ.
Kết luận
BBT là loại bầu kẹp dao tiên tiến nhất để đảm bảo hiệu năng cao nhất cho máy CNC. Đầu tư vào bầu kẹp BBT sẽ giúp tăng cường độ chính xác, nâng cao độ cứng vững và độ bóng bề mặt gia công; giảm rung, giảm độ lệch tâm, từ đó kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt cũng như máy CNC. Dù giá trị đầu tư ban đầu cao hơn, nhưng về lâu dài điều này giúp tăng năng suất vượt bậc, tiết kiệm chi phí sản xuất và tạo ra lợi thế cạnh tranh rất lớn trong ngành. Tóm lại, nếu bạn vẫn đang dùng kẹp dao BT truyền thống, đã đến lúc thích hợp để nâng cấp lên bầu kẹp dao BBT.
nguồn: https://www.cncyangsen.com/
Google