Unified Screw Threads

[sv]

Chào các bạn.
Trong diễn đàn có một số câu hỏi về ren hệ Inch,và các vấn đề liên quan đến gia công ren.Vài câu trong số này vẫn chưa được giải đáp ,vài câu thì đã được giải đáp nhưng chưa đầy đủ lắm.
Thật ra chúng ta có thể dể dàng tìm được câu trả lời bằng việc tra cứu tài liệu trong sách vở cũng như trên internet.Tuy nhiên tài liệu thì có nhưng đa phần là tiếng Anh nên có phần khó hiểu cho các bạn SV cũng như các bạn đang hành nghề nhưng chưa có nhiều kinh nghiệm.
Tôi lập chủ đề này với hy vọng chút ít kiến thức cá nhân sẽ phần nào giải đáp được những thắc mắc trên.Kiến thức của tôi không thuộc loại hàn lâm nên cũng mong các bạn đính chính nếu có điều gì không đúng để tránh tình trạng gây hiểu lầm tai hại cho các bạn trẻ chưa có nhiều kinh nghiệm.Tôi xin cảm ơn trước.
sv

 

[sv]

Câu hỏi gần đây nhất của bạn ui_troi_2005 như sau :

Bác chỉ giúp cho em cách tính đường kính Ngoài và đường kính Trong, chiều dài ren của ren hệ inch
và nếu có thể thì nói rõ hơn về một số thông số khác.

Chỉ vậy thôi,nhưng để trả lời cho rỏ ràng thì lại cả vấn đề.Ren hệ inch thì có nhiều loại,điển hình vài loại như sau :

Ngoài ra còn có NPT ( American standard taper pipe thread ) ,không thể kể hết hay nói chính xác là không hiểu biết hết được.
Tôi chỉ tập trung vào ren thường gặp nhất là Unified screw threads ( có khi còn gọi là Unified national thread ,mấy cái tên gọi thật nhức đầu) Loại này ký hiệu là UN.Được dùng thống nhất giửa 3 nước Anh,Mỹ và Canada bắt đầu vào năm 1949 cho đến nay.
Lại chia ra như sau :
UNC = Unified National Coarse Series
UNF = Unified Nationlal Fine Series
UNEF = Unified National Extra Fine Series
UNM = Unified National Miniature Series

Trong bảng vẽ có một ren được gọi ra như sau :

4-40 UNC -2A
Sẽ được hiểu là
A/ 4 = Major diameter of the threads in inches ( or Size # 4 )
B/ 40 = Threads per Inch ( 40 threads per inch )
C/ UNC = Coarse Thread
D/ 2 = Class of fit ( 1 for loose tolerance ,2 for general purpose,3 for tight tolerance )
E/ A = External or Internal ( A for External , B for Internal )
Có lẽ không cần dịch ra tiếng Việt ,bởi vì những câu định nghĩa trên cũng tương đối dể hiểu.

Như vậy với nội dung như trên,ta có thể dể dàng tính được đường kính ngoài và trong nếu biết cách tham khảo tài liệu.Tôi đề nghị các bạn trước khi tìm kiếm các dữ kiện cho các vấn đề liên quan đến chế tạo máy ở các nguồn xa vời thì hãy mở quyển Machinery's Handbook ,là quyển sách gối đầu nằm của ngành.Có thể bạn sẽ tìm được câu trả lời mà không cần tìm đâu xa.

 

[sv]

Bây giờ chúng ta sẽ tính toán với một loại ren khác là 8-32 UNC-2B,đây là ren trong, số 8 và có 32 threads/inch
Nhưng trước khi bắt đầu ,các bạn cần tham khảo bảng này trước.Bảng này rất hửu dụng,chúng ta sẽ lại dùng nó khi đến phần gia công và kiểm nghiệm ren.

Ở đây không có UNM vì đây là loại ren có đường kính ngoài cực nhỏ và được tính toán có phần khác.Nhưng loại này cũng ít khi gặp.

Như vậy ta thấy " size " của ren cũng như " size " của quần áo ,đi từ 0 đến 12, tiếp theo đó là những phân số.Các bạn hãy để ý đến phần Major Dia và Minor Dia .Đây chính là đường kính ngoài và đường kính trong của ren.
Nhưng không lẽ đi đâu ta cũng kè kè cái chart này bên mình ?Tôi sẽ giải thích cách tính để có được cái chart trên,nếu các bạn nắm rỏ thì khi làm việc mà không có chart vẫn không bị trở ngại.

---Đường kính ngoài
Cái này rất dể tính.Nếu để ý từ ren #0 đến ren #12 thì sẽ thấy Major Dia increments ( tăng lũy tiến,không biết từ này đúng không ?) bằng 0.013,bắt đầu với Major Dia của ren #0 = 0.060.Tiếp theo ren #1 = 0.060+.013=0.073 ,rồi ren #2 = 0.060+.013+.013 =0.086.......
Công thức như sau :

Nominal Dia cũng đồng nghĩa với Major Dia.

Tiếp theo là các ren bằng phân số của 1 inch.Như ren 1/4-20 chẳng hạn thì Major Dia bằng 1/4 inch hay 0.250 inch .....
Quá dể để tính đường kính ngoài phải không các bạn.Các bạn chỉ cần nhớ duy nhất đường kính ngoài của ren # 0 là 0.060 và cộng thêm 0.013 cho mỗi một số kế tiếp.
Nhớ được điều này các bạn sẽ có thêm khả năng phân biệt kích cở của các loại bù long hay xác định chính xác kích cở của một cây tap cho dầu chữ ghi kích cở trên cây tap đã bị mờ.Phần này cũng sẽ nói sau.

---Đường kính trong
Phần này hơi lèn èn một tí nhưng cũng dể.
Để tính đường kính trong ( Minor Dia ) chúng ta cần phải biết Pitch,bước tiến của ren và làm vài bài toán lượng giác " tìm sin lấy đối chia huyền ".

UN được biểu hiện bởi Thread per Inch cho nên để tính Pitch ta chỉ đơn giản chia 1 inch cho số threads của loại ren đó

Thêm cái hình này nữa là đủ cơ sở tính đường kính trong.

Như vậy chiều sâu H của ren được tính là:
H=1/2 tg 60 X Pitch = 0.86603 X Pitch
Lưu ý là Minor và Major Dia được tính ở chổ flat của đỉnh và đáy ren chứ không phải là ở chóp nhọn.Do đó khác biệt của đỉnh và đáy ( hay giửa Major và Minor Dia ) chỉ bằng 0.625 H mà thôi .
Trong lúc gia công ren trên máy phay CNC bằng helical milling với dụng cụ cắt thường có góc nhọn,người lập trình thường phạm lổi vì chỉ program bằng Major Dia mà quên cộng thêm vào phần chóp nhọn bằng 0.125 H như trong hình trên, nên thường bị undersize mà không hiểu lý do vì sao.Rồi thì cứ mở cutter comp để chỉnh nhiều lần cho đến khi con bù long tương ứng vặn vào được.Nếu ghi nhớ điều này thì có thể lập trình chỉ một lần.

Như vậy Minor Dia của ren # 8 sẽ là :
Minor D = Major D - 2 X 0.625 H
= 0.164 - ( 2 X 0.625 X 0.86603 X 0.03125 )
= 0.164 - 0.0338
=0.1302
Đây chính là giới hạn dưới của Minor Dia trong Chart ở phần trên.
Như vậy đã xong câu hỏi của bạn ui_troi_2005 .

 

[sv]

Ðề: Unified Screw Threads

7/8-9P hay 7/8-9-P là mũi ta rô để lảm ren trong ,có đừơng kính lớn ( major dia ) là 7/8 inch, và có 9 ren cho mõi một inch chiều dài ( hay chiều sâu ).
Chữ P thường do các nhà sãn xuất thêm vào để phân loại sãn phẩm của họ.
1/ P = plug tap.
2/ B = bottom tap.
3/ T = taper tap.
Lưu ý là đối với ren hệ Inch thì kích cở và bước ren được phân biệt bằng một gạch ngang (-) như 7/8-9
Còn vơí hệ Mét thì phân biệt bằng một dấu nhân ( X ) như M6X1.0
Cần phải viết đúng như vậy thì mới dể tìm tài liệu hoặc giúp cho người khác hiểu được bản vẽ cuả mình.
Vì đây là quy định.
sv

 

[sv]

Ðề: Unified Screw Threads

Gần đây bạn daukhongkeo có câu hỏi :"taro ren giả là loại taro gì?"

http://www.meslab.org/mes/showthread.php?t=15508

Tôi không biết bạn nghe hay đọc được "ren giả" ở đâu,sẵn có topic này nên tôi thử đoán và post ở đây luôn cho tiện.

Đã gọi là "ren giả" thì ắt phải có "ren thật".Ngẩm nghỉ chỉ thấy anh chàng Helicoil là phù hợp với trường hợp này vì ren Helicoil không dùng được việc gì cả mà chỉ là một "ren giả" để lắp ren thật mà thôi.

Helicoil insert còn gọi là H

,Heliserts,Helicoil Screw Thread Insert (STI).Riêng mũi ta rô cho " ren giả" thì chỉ gọi là STI Tap mà thôi.

Thường thì người ta hay nói helicoil insert dùng để sửa chửa các ren bị cháy gai (gai là từ thời xưa hay dùng).Lý do là đường kính trong của ren giả này được thiết kế lớn hơn đường kính ngoài của ren thật,nên khi một loại ren bị cháy thì người ta sẽ khoan lại sạch sẽ hết cái ren đó rồi làm gai mới (STI) ,sau đó lại lắp ren thật giống với ren nguyên thủy bị cháy gai.

So sánh trong Tap Drill Chart dưới đây thì sẽ thấy ngay.Ở chổ được gạch đỏ ở cột đầu tiên,số liệu trong ngoặc đơn là đường kính ngoài của loại ren tương ứng.Các cột tiếp theo là kích thước mủi khoan,luôn lớn hơn đường kính ngoài.

Tuy nhiên trong thực tế người ta vẫn thường sử dụng Helicoil khi thiết kế những sãn phẩm mới chứ không phải dùng để sửa chửa ren.Chẳng hạn để tăng độ bền cho ren ở các vật liệu mềm như như nhưa,nhôm,mà ở đó cần một lực xiết mạnh ngoài sức chịu đựng của vật liệu gốc.Cũng có khi người ta dủng Helicoil ở các chổ mà các con bù long sẽ được tháo ra và lắp lại thường xuyên.Hình dưới đây là một sãn phẩm bằng nhưa Delrin ,ren được lắp helicoil insert.

Helicoil được làm bằng nhiều loại vật liệu tùy nhu cầu chứ không chỉ bằng stainless steel.

Helicoil giống như một lò xo,khi được lắp vào ren giả thì sẽ bung ra và bám vào ren giả.Ren giả và ren thật đều có cùng bước ren.

Đoạn cuối của insert có một phần dây vắt ngang chính giửa gọi là "tang",cái này dùng để hảm dụng cụ lắp ráp insert khi vặn ren thật vào ren giả.Sau khi vặn xuống đúng độ sâu cần thiết,ngưới ta sẽ dùng một cây sắt có đường kính nhỏ hơn đường kính trong của ren để đục gẩy "tang ",như vậy bù long sẽ vặn xuống sâu hơn." Tang" sẽ bị đột gẩy một cách dể dàng vì đã có sẵn dấu bẻ "Notch" như hình trên.

Phải dùng dụng cụ chuyên dùng thì mới lắp Insert được.Có nhiều loại dụng cụ .lắp tay cũng như lắp bằng máy.Thông dụng nhất là loại này :

Ở đầu của dụng cụ này có một đoạn ren ,đoạn cuối được cắt bớt để khi gá insert vào thì "tang" sẽ vừa khít vào đây.Sau đó khi vặn vào lổ ren giả thì "tang" sẽ hảm dụng cụ,không vặn xuyên qua insert mà sẽ ép insert vào lổ ren giả.

Theo tính toán thì với mục đích thông thường như ép,giử vào vị trí (không tính chuyên treo),bù long vặn vào ốc chỉ cần 3 vòng là đủ mạnh,thường thì tương đương với 1 lần đường kính của bù long.Người ta sãn xuất helicoil với các chiều dài bằng 1 , 1 1/2 , 2, 2.5, 3 lần đường kính của bù long tương ứng.

Riêng mủi ta rô ren helicoil chỉ được phân biệt với ta rô ren thường ở kích thước và có thêm chữ STI như đã nói trên.

Vài hình ảnh trên đây được trích từ tài liệu về Helicoil link dưới đây.Tài liệu PDF này tương đối đầy đủ dử liệu cho thiết kế và sãn xuất với Helicoil.

http://www.emhart.com/pdf/Heli Coil/HC2000 Rev 4.pdf

Ngoài ra còn một loại Insert khác nữa,tôi sẽ bổ túc sau.

sv

 

[sv]

Ðề: Unified Screw Threads

Nhân có vấn đề của bạn Mr.QM

Khi muốn làm một con ren M12 chẳng hạn. Nhưng trong qua trình đo đạc và khoan bị lệch tâm 5mm.
Các bác bảo trong trường hợp này phải làm thế nào?

http://www.meslab.org/mes/threads/26899-meo-vat-trong-xuong-co-khi/page3

Tôi trở lại chủ đề này và rất thú vị khi thấy nó nằm trong bóng tối của diễn đàn (trang 5 của mục "Các vấn đề khác") nhưng lại có đến 13900 lượt xem:1:

Tiếp tục về một loại insert khác.

Các nhà thiết kế tính toán rất hay cho các cở ren,để ý sẽ thấy khi một cở ren bị hư thì ta có thể khoan phá đi để làm ren mới cho cở ren ốc lớn hơn kế tiếp.

Điều này thấy rõ ở chổ đường kính lớn của ren số 2 là.086 inch,nếu bị hư ta có thể khoan phá thành .089 inch là đường kính nhỏ của ren số 4.( Ở đây tôi dùng chung đường kính lớn (major diameter ) và đường kính nhỏ (minor diameter) cho cả hai loại ren trong và ren ngoài thay vì gọi đường kính trong và ngoài hay đường kính đỉnh và gốc để khỏi lúng túng khi tưởng tượng)

Nhưng nếu ta chỉ muốn sửa lại để dùng lại cùng loại ốc vít nguyên thủy thì có thể dùng helicoil insert như đã trình bày bên trên.Tuy vậy helicoil insert có điểm yếu là dùng lực bung của lò xo để bám vào ren mới hình thành.Lực ma sát này có giới hạn nên nêu con bù long hơi quá cở hay khi vặn vào bị nghiêng mà lực ma sát lớn hơn lực bung của lò xo thì khi vặn bù long sẽ đẩy luôn cả helicoil insert. Có khi tháo bù long ra thì nó mang theo cả insert.Rồi thì ngay cả ren này cũng hư luôn thì sao ?

Để giải quyết vấn đề thì người ta làm ra "Keensert".

Cũng như helicoil insert,Keensert dùng để sửa ren hư và dùng mới trong các thiết kế đòi hỏi lực xiết bù long lớn.

Keensert là từ kết hợp của Key và Insert. Nó là loại ren trồng có then khóa,trong ruột là ren ta muốn dùng,bên ngoài là ren để lắp vào ,hình dáng như sau:

Lắp ráp cũng dễ dàng: Khoan phá lỗ mới,ta rô ren ngoài, có thể dùng tay vặn vào rồi đóng các then xuống. Then sẽ khóa cứng keensert.

Khi xong sẽ như thế này :

Có nhiều loại keensert,trong đó có loại "solid keensert" dùng để chữa lổi khoan sai vị trí như vấn đề của Mr.QM.Dưới đây là các ứng dụng của Keensert,phần được bôi màu là ứng dụng của solid keensert:

Được diễn tả như sau:

Solid keensert chỉ có ren ngoài và then, còn trong ruột thì đặc, nó được làm từ inox 303 là loại inox dễ cắt gọt nhất trong họ inox (free machining),chỉ khó hơn cắt nhôm một chút,do vậy ta có thể khoan lỗ mới và ta rô ren mới trong ruột keensert này dễ dàng :

Kích thước tiêu chuẩn của solid keensert để từ mức độ sai vị trí của lỗ đã khoan ta có thể chọn keensert phù hợp,phần bôi màu là kich cở lỗ mới cho keensert tương ứng:

Ngoài ra các loại keensert khác đã có sẵn ren trong cũng có khả năng sửa lỗi sai vị trí nhưng với giới hạn nhỏ hơn,thường là sai trong khoảng 1/4 đường kính của lỗ khoan chuẫn bị cho ta rô. Như ren M12X1.5 sẽ khoan lỗ 10.5mm nhưng nếu sai vị trí chút ít thì có thể dùng keensert vì lúc này ren ngoài là M18 và lỗ chuẩn bị là 16.75mm.

Tôi tóm tắt một ít như vậy. Các bạn có thể xem đầy đủ ở đây :

http://mdmetric.com/prod/insert/keenserts.pdf

Nói chút chuyện lan man :1:

Rất có thể ở trong nước chưa có bán các loại insert như đã trình bày,hay có mà hiếm. Tuy nhiên rồi đây khi việc giao thương dễ dàng hơn thì chắc là những gì bên ngoài có bán thì bên trong cũng sẽ có. Hơn nữa,các bạn nào làm hàng cho các công ty nước ngoài thì có ngày sẽ gặp bãn vẽ có các loại insert như vậy.Thiết nghĩ các bạn nên save các bài PDF trên để tìm hiểu và dùng sau này.

Những cách sửa ren hay trồng ren này được chấp nhận như một giải pháp kỹ thuật đúng đắn.

 

[sv]

Ðề: Unified Screw Threads

Diễn đàn Mes chuyện gì cũng có nhưng các bài viết về bù long ốc vít thì không nhiều, thú vị nhất là bài của Rustbolt.Tôi cũng mê mấy con bù long ốc vít không kém Rustbolt lắm :1:,trong xưởng của tôi luôn tích trử hàng trăm loại ốc vít đủ kích cở,đủ hình dạng.Thử hỏi bạn đang thiết kế cái gì đó và chỉ có loại ốc vít đó mới phù hợp nhưng bạn lại không có sẵn để thử nghiệm thì bực mình biết bao !

Có lẽ bạn cho rằng ốc vít chỉ là tiểu tiết trong các bộ máy nhưng nếu không có ốc vít thì chẳng thể nào bộ máy được thành hình! Sự hiểu biết rộng rãi về ốc vít sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong công việc.

Một người thợ lành nghề thì chỉ cần nhìn hình dạng thì có thể nói đúng kích cở và thông số kỹ thuật của con bù long,nội cách thức họ vặn bù long cũng có thể nói lên trình độ tay nghề của họ.Họ cũng có thể ứng dụng ốc vít một cách hiệu quả và tài hoa vào các bộ đồ gá do họ làm ra.

Một kỹ sư đầy kinh nghiệm sẽ biết chính xác loại bù long ốc vít nào cần dùng cho tổ hợp máy của họ.Ví dụ nhỏ như khi chọn vít để bắt lên một cái nắp bằng nhựa Arcrylic (mica), anh ta sẽ không chọn vít đầu côn (flat head screw) mà sẽ chọn vít đầu tròn (pan head screw). Các bạn xem hình dưới đây :

Phân tích thì thấy con vít đầu tròn sẽ chỉ ép vật liệu mica xuống nếu bị xiết chặc,trong khi con ốc đầu côn nếu bị xiết xuống sẽ có khuynh hướng ép căng ra ,mica rất dễ nứt,nếu xiết quá mạnh các vết nứt sẽ từ từ phát triển từ trong lỗ hướng ra ngoài. Cho nên nếu có yêu cầu là đầu vít phải nằm ngầm thì anh kỹ sư sẽ thiết kế lỗ bậc còn nếu không thì cứ việc để đầu con vít tròn nhô lên. Không dùng vít đầu côn nếu không muốn cái nắp sẽ bị nứt.

Ngoài ra biết luôn cả giá tiền hay tìm hiểu trước về giá cả của mỗi loại ốc vít cũng giúp mẫu thiết kế của bạn có tính cạnh tranh. Vừa qua,trong một thiết kế cho vỏ của cái tablet,anh kỹ sư trẻ chổ tôi làm đã chọn con vít M1 trong khi con vít M1.6 vẫn có thể dùng được. Vỏ đúc xong đem về lắp ráp mới tá hỏa vì giá của con M1 là 1 Usd trong khi con M1.6 chỉ có 20 xu.Mỗi hộp dùng 10 con vít, vậy là vì sơ ý mà làm giá thành tăng thêm 8 Usd cho mỗi đơn vị.Mà con vít M1 cũng rất khó mua.

Hàng mẫu chỉ làm 50 hộp nên cần 500 con vít, nhà sản xuất chính chỉ bán trực tiếp nếu bạn mua trên số ngàn với giá mềm hơn,còn nếu số ít thì phải qua các nhà phân phối . Vậy là tốn thêm 400 Usd chỉ vì chọn sai con vít.

(còn tiếp)

 

[iPumpkin]

Ðề: Unified Screw Threads

Em đang nghiên cứu về gia công Ren, tình cờ biết được topic này thật là hay. Anh SV có thể trình bày thêm về ren dùng cho dầu khí theo chuẩn API Spec 7 (NPT American standard taper pipe thread ) được không anh ?.

 

[Machinist]

Ðề: Unified Screw Threads

Mình xin "hiến kế" 1 mẹo nhỏ để tính kích thước mũi khoan dùng để khoan lỗ trước khi làm ren cho hệ thống Unified Thread:

Ví dụ 1: làm ren 1 lỗ 1/4-28 UNF

Đường kính lỗ khoan = 1/4in-(1/số răng trên 1 in) = 1/4in - (1/28) = .25in-0.0357 = .2143 in. (đây cũng là "minor diameter" của lỗ cần ren)

Nếu không có mũi khoan standard (inch) thì có thể đổi ra hệ metric bằng cách này: mm = in x 25.4.

Suy ra, mũi khoan metric cần để khoan lỗ cho răng 1/4-28 UNF là: .2143 x 25.4 = 5.44mm ---> bạn có thể chọn khoan 5.4mm (ren "bén" hơn) hoặc 5.5mm (ren "cùn" hơn nhưng không ảnh hưởng tới chất lượng bao nhiêu).

Ví dụ 2: Ren 1 lỗ 1-8 UNC

Đường kính lỗ khoan = 1in - (1/8) = 1in - .125 = .875in. = .875in. x 25.4 = 22.225mm <---đường kính lỗ cần khoan để ren răng 1-8 UNC.

Hy vọng "mánh" này giúp các bạn ít nhiều nếu đụng phải ren Unified Thread.

Tiện đây tôi xin được đề cập tới ren metric luôn. Tôi là thành viên mới (và có lẽ cũng là thiểu số thợ tiện trong forum không ở tại VN), chưa có thời gian đọc hết các threads. Tôi nghĩ chắc có người đã nói về đề tài này rồi nhưng thiết nghĩ cũng nên đề cập lại 1 chút, lỡ khi chưa có ai nói tới.

Đường kính lỗ khoan để làm ren metric = đường kính răng - pitch (bước răng?)

Ví dụ: M8x1.25

Đường kính của lỗ khoan = 8mm-1.25mm = 6.75mm.

(Hy vọng sẽ không bị chửi là...nhai lại)

 

[tungle]

Ðề: Unified Screw Threads

[/IMG]

khi cần tra cứu ren thì xài phần mềm này rất là hay nè các bác.
Dễ xài ,nhiều loại tiêu chuẩn,thông số đầy đủ,và miễn phí nữa

 

[viethoamdf]

Ðề: Unified Screw Threads

Anh chị cho em hỏi. Em muốn tra lực siết bulong vào helicoil mà không tìm thấy standard table nào hết. Anh chị giúp em với, em cảm ơn nhiều.