Mâm cặp CNC là một trong những phụ kiện máy công cụ được sử dụng phổ biến, dùng để kẹp phôi, trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu một số khía cạnh chính của mâm cặp được sử dụng trên máy CNC, bao gồm định nghĩa, nguyên lý làm việc, các bộ phận, chủng loại cũng như sự khác biệt giữa mâm cặp CNC và mâm cặp thủ công.
 

Mâm cặp CNC là gì?

Mâm cặp CNC là loại mâm cặp được thiết kế đặc biệt để sử dụng với máy Điều khiển số máy tính (CNC). Nó là một thiết bị kẹp giúp giữ phôi ở đúng vị trí trong quá trình gia công hoặc cắt được thực hiện bởi máy CNC. Mâm cặp CNC có thể được điều khiển và điều chỉnh điện tử thông qua chương trình CNC, cho phép định vị phôi chính xác và tự động. Mâm cặp CNC có thể có nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như mâm cặp hàm, mâm cặp kẹp và mâm cặp từ tính, tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu cụ thể.
 

 

Mâm cặp nào được sử dụng trên máy tiện CNC?

Máy tiện CNC thường sử dụng một trong hai loại mâm cặp, mâm cặp hàm hoặc mâm cặp kẹp, tùy thuộc vào hoạt động gia công cụ thể và yêu cầu phôi. Mâm cặp hàm là loại mâm cặp sử dụng hai hoặc nhiều hàm có thể điều chỉnh để kẹp và giữ phôi. Chúng thường được sử dụng để giữ các phôi có hình dạng tròn hoặc không đều. Mâm cặp hàm có thể được vận hành bằng tay hoặc bằng điện, tùy thuộc vào loại máy tiện CNC.

Mâm cặp ống kẹp sử dụng một ống kẹp để kẹp và giữ phôi. Chúng thường được sử dụng để giữ các phôi có đường kính nhỏ với độ chính xác và độ chính xác cao. Đầu cặp ống kẹp có thể được vận hành bằng tay hoặc bằng điện và chúng có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau để phù hợp với các đường kính phôi khác nhau.

Ngoài ra, một số máy tiện CNC cũng có thể sử dụng mâm cặp đặc biệt như trục gá mở rộng, mâm cặp khí nén, mâm cặp từ tính hoặc mâm cặp chân không, tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu cụ thể.
 

Các loại mâm cặp CNC thường dùng hiện nay

Có nhiều loại mâm cặp CNC khác nhau, bao gồm mâm cặp ba hàm, mâm cặp bốn hàm, mâm cặp collet, v.v. Mỗi loại đều có những ưu điểm riêng và được sử dụng cho những ứng dụng cụ thể.
 

– Mâm cặp 3 hàm

Mâm cặp ba hàm được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng máy tiện CNC. Chúng có ba hàm có thể điều chỉnh di chuyển đồng thời để kẹp chặt phôi. Mâm cặp ba hàm chủ yếu được sử dụng để giữ phôi hình trụ, chẳng hạn như thanh tròn hoặc trục. Chúng cung cấp khả năng thiết lập nhanh chóng và dễ dàng vì các hàm có thể được điều chỉnh đồng thời bằng phím mâm cặp hoặc thông qua các lệnh CNC tự động. Mâm cặp ba hàm thích hợp cho nhiều nguyên công tiện và thường được sử dụng cho gia công đa năng.
 

– Mâm cặp 4 hàm

Mâm cặp bốn hàm mang lại sự linh hoạt hơn so với mâm cặp ba hàm. Chúng có bốn hàm có thể điều chỉnh độc lập, cho phép giữ các phôi có hình dạng không đều hoặc những phôi có đặc điểm lệch tâm. Mâm cặp bốn ngàm đặc biệt hữu ích khi gia công các phôi không hình trụ hoặc không đối xứng mà chỉ ba ngàm không thể giữ chắc chắn. Tuy nhiên, việc thiết lập mâm cặp bốn hàm đòi hỏi nhiều thời gian và kỹ năng hơn so với mâm cặp ba hàm, vì mỗi hàm phải được điều chỉnh độc lập để đạt được sự căn chỉnh phù hợp.
 

– Đầu kẹp ống kẹp:

Đầu kẹp ống kẹp sử dụng các ống kẹp là ống bọc hình trụ chuyên dụng để giữ phôi. Collet cung cấp độ đồng tâm tuyệt vời và thường được sử dụng để gia công có độ chính xác cao. Chúng có nhiều kích cỡ khác nhau và có thể chứa các loại phôi khác nhau, chẳng hạn như vật liệu hình tròn, hình lục giác hoặc hình vuông. Mâm cặp Collet thường được sử dụng cho các phôi có đường kính nhỏ hoặc khi cần độ chính xác cao. Chúng cung cấp khả năng kẹp và thay đổi công cụ nhanh, khiến chúng phù hợp với các nguyên công gia công tốc độ cao.
 

– Mâm cặp thủy lực:

Mâm cặp thủy lực sử dụng áp suất thủy lực để kẹp và giữ phôi. Chúng cung cấp lực kẹp cao và khả năng kẹp tuyệt vời. Mâm cặp thủy lực thường được sử dụng cho các hoạt động gia công hạng nặng vì chúng mang lại độ cứng và độ ổn định vượt trội. Chúng thích hợp để gia công các phôi lớn và nặng cần kẹp chặt.
 

– Mâm cặp khí nén:

Mâm cặp khí nén sử dụng khí nén để kẹp và nhả phôi. Chúng cung cấp các thao tác kẹp và nhả nhanh chóng, khiến chúng phù hợp với các nguyên công gia công tốc độ cao. Mâm cặp khí nén thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu thay đổi phôi nhanh.
 

– Mâm cặp chân không:

Mâm cặp chân không sử dụng lực hút để giữ phôi ở đúng vị trí. Nó tạo ra một lớp đệm chân không giữa mâm cặp và bề mặt phôi, đảm bảo việc kẹp chặt an toàn. Mâm cặp chân không thường được sử dụng để giữ các phôi mỏng hoặc phẳng mà mâm cặp truyền thống không thể dễ dàng kẹp được. Chúng đặc biệt hữu ích cho các vật liệu mỏng manh hoặc khi mong muốn sự biến dạng hoặc hư hỏng ở mức tối thiểu.

Mâm cặp CNC thường được vận hành bằng phương tiện thủy lực, khí nén hoặc cơ khí, tùy thuộc vào thiết kế cụ thể. Chúng là một phần không thể thiếu trong quy trình gia công CNC và đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được sản xuất chính xác và hiệu quả.
 

Mâm cặp CNC hoạt động như thế nào?

Mâm cặp CNC là một thiết bị cơ khí dùng để giữ và xoay phôi một cách an toàn trong quá trình gia công trên máy tiện CNC. Mâm cặp được gắn trên trục máy tiện và có nhiệm vụ kẹp chặt phôi với lực đủ lớn để ngăn phôi không bị di chuyển hoặc rung trong quá trình cắt. Dưới đây là tổng quan chung về cách thức hoạt động của mâm cặp CNC:
 

• Lắp đặt: Mâm cặp được gắn vào trục máy tiện, là bộ phận quay của máy tiện. Nó được cố định tại chỗ bằng bu lông hoặc các cơ cấu buộc chặt khác.
• Vị trí phôi: Phôi, thường là vật hình trụ hoặc hình thanh, được lắp vào mâm cặp. Hàm hoặc ống kẹp của mâm cặp được điều chỉnh để phù hợp với kích thước và hình dạng của phôi.
• Kẹp: Sau khi phôi được địnhvị đúng, cơ cấu kẹp của mâm cặp sẽ được kích hoạt. Trong trường hợp mâm cặp ba hàm hoặc bốn hàm, các hàm được điều chỉnh để kẹp phôi. Các hàm di chuyển đồng thời hoặc độc lập, tùy thuộc vào loại mâm cặp, để tạo áp lực bằng nhau và đảm bảo độ bám chắc chắn. Trong mâm cặp ống kẹp, ống kẹp được siết chặt xung quanh phôi bằng các phương tiện thủy lực, khí nén hoặc cơ khí.
• Xoay: Trục máy tiện, nơi gắn mâm cặp, bắt đầu quay. Chuyển động quay này thường được cung cấp bởi một động cơ. Mâm cặp truyền lực quay này tới phôi, khiến phôi cũng quay theo.
• Hoạt động gia công: Với phôi được giữ và quay chắc chắn, nhiều dụng cụ cắt khác nhau, chẳng hạn như máy khoan, dụng cụ tiện hoặc dao phay, được tiếp xúc với phôi. Những công cụ này loại bỏ vật liệu, tạo hình phôi hoặc tạo các tính năng theo hướng dẫn CNC đã được lập trình.
• Nhả: Sau khi các thao tác gia công hoàn tất, mâm cặp được nhả ra để cho phép loại bỏ phôi đã hoàn thiện. Cơ cấu kẹp bị vô hiệu hóa, giải phóng phần kẹp trên phôi.

Trong suốt quá trình gia công, hệ thống điều khiển CNC cung cấp các lệnh cho mâm cặp, ra lệnh chuyển động của hàm, lực kẹp và tốc độ quay theo yêu cầu của hướng dẫn đã lập trình. Sự phối hợp giữa hệ thống điều khiển CNC và mâm cặp này đảm bảo việc định vị và kiểm soát chính xác phôi trong quá trình gia công, mang lại kết quả chính xác và có thể lặp lại.
 

 

Các bộ phận chính của mâm cặp CNC

Mâm cặp CNC bao gồm một số bộ phận chính phối hợp với nhau để giữ và xoay phôi một cách an toàn trong quá trình gia công. Dưới đây là các thành phần chính thường thấy trong mâm cặp CNC:
 

• Thân mâm cặp: Thân mâm cặp là vỏ chính của mâm cặp. Nó được gắn trên trục máy tiện và cung cấp điểm kết nối mâm cặp với máy. Thân mâm cặp thường được làm bằng vật liệu bền như thép và được thiết kế để chịu được lực tạo ra trong quá trình gia công CNC.
• Hàm: Hàm là bộ phận kẹp của mâm cặp. Trong mâm cặp ba hàm hoặc bốn hàm, có ba hoặc bốn hàm di chuyển đồng thời hoặc độc lập để kẹp vào phôi. Hàm có thể được điều chỉnh để phù hợp với các kích cỡ và hình dạng phôi khác nhau. Chúng thường có răng cưa hoặc được trang bị răng kẹp để tăng cường độ bám trên phôi.
• Dẫn hướng hàm: Dẫn hướng hàm là các kênh hoặc rãnh nằm trong thân mâm cặp dẫn hướng chuyển động của hàm. Chúng đảm bảo rằng các hàm di chuyển một cách tuyến tính và có kiểm soát, cho phép điều chỉnh và kẹp chính xác phôi.
• Cơ chế truyền động hàm: Cơ chế truyền động hàm chịu trách nhiệm di chuyển hàm. Trong mâm cặp thủ công, cơ cấu này thường được vận hành bằng phím mâm cặp hoặc cờ lê. Trong mâm cặp CNC, việc truyền động được tự động hóa và điều khiển bởi hệ thống CNC. Nó có thể liên quan đến hệ thống thủy lực, khí nén hoặc cơ khí để di chuyển hàm một cách đồng bộ hoặc độc lập.
• Ống kẹp (trong Ống kẹp): Trong ống kẹp ống kẹp, bộ phận kẹp chính là ống kẹp. Collet là một ống lót hình trụ chuyên dụng vừa khít với phôi. Nó thường được làm bằng vật liệu đàn hồi như thép lò xo hoặc cacbua. Ống kẹp được siết chặt hoặc nhả ra bằng các phương tiện thủy lực, khí nén hoặc cơ khí để giữ hoặc nhả phôi một cách an toàn.
• Hệ thống dẫn động (trong đầu kẹp ống kẹp): Đầu kẹp ống kẹp có hệ thống dẫn động kiểm soát việc siết chặt và nhả ống kẹp. Hệ thống này có thể được vận hành bằng tay hoặc tự động, tùy thuộc vào thiết kế đầu cặp. Trong các ứng dụng CNC, hệ thống truyền động thường được tự động hóa và điều khiển bởi hệ thống CNC.
• Cơ cấu lắp mâm cặp: Cơ cấu lắp mâm cặp cho phép gắn mâm cặp vào trục máy tiện. Nó thường bao gồm bu lông, ốc vít hoặc các cơ cấu buộc chặt khác để giữ thân đầu cặp vào đúng vị trí.

Đây là những bộ phận cơ bản của mâm cặp CNC. Tuy nhiên, tùy thuộc vào loại và thiết kế mâm cặp, có thể có các bộ phận bổ sung như hệ thống bôi trơn, kênh làm mát, tấm bảo vệ phoi hoặc các tính năng an toàn để nâng cao chức năng và độ an toàn của mâm cặp trong quá trình gia công.
 

So sánh mâm cặp CNC và mâm cặp thủ công

Mâm cặp CNC (Điều khiển số máy tính) và mâm cặp thủ công phục vụ cùng một mục đích cơ bản là giữ và xoay phôi trong quá trình gia công, nhưng có những khác biệt đáng kể giữa hai loại này.

Dưới đây là so sánh giữa mâm cặp CNC và mâm cặp thủ công:
 

– Vận hành:

Mâm cặp thủ công được vận hành thủ công bởi thợ máy hoặc người vận hành bằng cách sử dụng phím mâm cặp hoặc cờ lê để siết chặt hoặc nới lỏng các hàm mâm cặp. Mặt khác, mâm cặp CNC được tự động hóa và điều khiển bởi hệ thống CNC. Chương trình CNC chỉ định chuyển động của hàm, lực kẹp và tốc độ quay, loại bỏ nhu cầu điều chỉnh thủ công trong mỗi lần thiết lập.
 

– Tự động hóa và chính xác:

Mâm cặp CNC cung cấp mức độ tự động hóa và độ chính xác cao hơn so với mâm cặp thủ công. Hệ thống CNC cho phép chuyển động hàm tự động, đảm bảo lực kẹp ổn định và định vị phôi chính xác. Điều này dẫn đến độ lặp lại và độ chính xác được cải thiện trong các hoạt động gia công. Mâm cặp thủ công phụ thuộc vào kỹ năng và kinh nghiệm của người vận hành, điều này có thể tạo ra các biến thể về lực kẹp và căn chỉnh phôi.
 

– Khả năng lập trình:

Mâm cặp CNC có thể được lập trình để thực hiện các chuỗi chuyển động hàm và hành động kẹp cụ thể. Khả năng lập trình này cho phép thay đổi công cụ tự động, thiết lập phôi nhanh và các hoạt động gia công phức tạp. Mâm cặp thủ công yêu cầu điều chỉnh thủ công cho mỗi lần thiết lập, điều này có thể tốn thời gian và kém hiệu quả hơn đối với các nhiệm vụ gia công phức tạp.
 

– Tính linh hoạt:

Mâm cặp CNC mang lại sự linh hoạt cao hơn so với mâm cặp thủ công. Hệ thống CNC có thể điều khiển chuyển động hàm một cách độc lập, cho phép giữ các phôi có hình dạng không đều hoặc lệch tâm. Tính linh hoạt này rất hữu ích để gia công các hình học phức tạp và các bộ phận không hình trụ. Mâm cặp thủ công, mặc dù linh hoạt nhưng dựa vào các điều chỉnh thủ công và có thể có những hạn chế trong việc giữ các hình dạng phôi nhất định hoặc đạt được độ chính xác định tâm.
 

– Tích hợp với hệ thống CNC:

Mâm cặp CNC được thiết kế để tích hợp liền mạch với hệ thống CNC, cho phép các quy trình gia công tự động. Chúng có thể được lập trình và điều khiển thông qua giao diện CNC, cho phép chuyển động phối hợp với các bộ phận khác của máy. Mâm cặp thủ công không có khả năng tích hợp này và chỉ dựa vào điều chỉnh thủ công.
 

– Yêu cầu về độ phức tạp và kỹ năng:

Mâm cặp CNC yêu cầu kiến ​​thức về lập trình và vận hành CNC. Chúng liên quan đến việc thiết lập phức tạp hơn, bao gồm lập trình chuyển động của mâm cặp và phối hợp với các chức năng khác của máy. Mâm cặp thủ công vận hành đơn giản hơn và yêu cầu các kỹ năng cơ bản về điều chỉnh và kẹp bằng tay.

Tóm lại, mâm cặp CNC cung cấp mức độ tự động hóa, độ chính xác và tính linh hoạt cao hơn so với mâm cặp thủ công. Chúng là những thành phần thiết yếu trong quy trình gia công CNC, nơi yêu cầu các hoạt động gia công phức tạp, chính xác và điều khiển tự động. Mâm cặp thủ công, mặc dù vận hành đơn giản hơn nhưng vẫn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau mà khả năng tự động hóa và CNC là không cần thiết hoặc không khả thi.
 

Lời kết

Mâm cặp hàm có thể được vận hành bằng tay hoặc bằng điện, tùy thuộc vào loại máy CNC. Mâm cặp phù hợp có thể tạo ra sự khác biệt trong quá trình gia công CNC của bạn. Điều quan trọng là phải đánh giá kỹ lưỡng tất cả các tùy chọn có sẵn và chọn tùy chọn tốt nhất phù hợp với yêu cầu của bạn. Mâm cặp được chọn không tốt có thể dẫn đến thành phẩm kém chất lượng hoặc làm hỏng máy của bạn!

Bài viết liên quan:

• Các dụng cụ cắt để tiện CNC hiệu quả: Loại, hình học và tính năng
• 11 Loại tùy chọn hoàn thiện cho tấm kim loại
• Dịch vụ Tiện CNC theo yêu cầu chất lượng cao