Lựa chọn máy cưa cắt ống - Phần 1

Các phương pháp cắt ống - ứng dụng, ưu và nhược điểm

Các nhà gia công ống sử dụng nhiều phương pháp như cưa, cắt trên máy tiện, cắt quay, cắt xén, cắt với lưỡi kép, và cắt laser để cắt ống dài thành từng đoạn ngắn hơn để sử dụng trong chế tạo. Không có một phương pháp nào là tối ưu duy nhất để cắt nhiều loại ống khác nhau.

Ngoài ra, sự phát triển mở rộng về các sản phẩm liên quan đến ống đã yêu cầu các nhà gia công chế tạo phải tăng năng suất và tự động hoá các hoạt động cắt. 

Việc lựa chọn 1 hệ thống cắt ống phụ thuộc vào các yêu cầu ống:

- Sản lượng yêu cầu?

- Chất lượng hoàn thiện được yêu cầu cho sản phẩm ống cắt

- Vật liệu ống được cấp ở dạng nào? Chiều dài ngẫu nhiên hay ở dạng cuộn?

- Ống được sản xuất trong nhà hoặc cung cấp từ một nhà sản xuất bên ngoài?

- Phần ống sẽ được chế tạo hoàn toàn trong xưởng, hoặc nó sẽ được gửi đến một nhà gia công khác để hoàn thiện?

Cưa 
Cưa là một trong những phương pháp linh hoạt và được chấp nhận rộng rãi nhất để cắt ống. Cưa phù hợp cho sản xuất nhỏ 

Một cưa nguội thường cắt một ống tại một thời điểm, tuy nhiên, nó có thể cắt một bó ống có đường kính nhỏ cùng một lúc.

Vấn đề quan trọng nhất trong ứng dụng cưa là dùng đúng lưỡi cưa cho ống được cắt. Trong tất cả các ứng dụng cưa, số răng cần thiết trên lưỡi dao được xác định dựa trên số lượng răng tiếp xúc tối đa với các ống trên vòng cung cắt. Số răng quá ít tiếp xúc với ống làm giới hạn tốc độ sản xuất và gây rung động. Số răng quá nhiều tiếp xúc với ống làm cho phoi cắt bị kẹt vào răng, có thể gây ra hiện tượng vỡ răng, lưỡi dao.

Hai loại máy cưa thường được sử dụng là cưa nguội và cưa lọng

Về nguyên tắc, cưa nguội cũng giống như tiện và phay. Kim loại được loại bỏ bằng cách cắt với răng cào dương. Thiết kế của lưỡi cưa cho cưa nguội thường là dạng răng thường, nhưng những răng khác cũng được sử dụng. Trên các ống thành dày, cần vát mép để loại bỏ phoi. Vùng cắt được làm mát bằng cách bôi trơn với nhũ tương dầu hòa tan hoặc dầu tổng hợp trực tiếp vào khu vực cắt. Hệ thống chảy tran có thể được sử dụng để cung cấp một lượng lớn nước làm mát, cần thiết cho các ứng dụng thành ống dày.
Quá trình cưa nguội đã được dùng cho nhiều loại máy, mức độ năng suất khác nhau. Một đầu cưa đơn cắt một ống trong một lần gia công, nhưng nó có thể cắt một bó ống có đường kính nhỏ cùng một lúc (xem hình 1). Máy cưa nhiều đầu có thể có đến 12 đầu cưa cắt ống thành nhiều phần nhỏ (xem hình 2).

Lợi thế của cưa nguội: 

- Loại cưa 1 đầu có chi phí tương đối rẻ. 

- Cưa nhiều đầu có năng suất cao. 

- Có thể cưa ống hình vuông, hình chữ nhật, cũng như hình tròn 

- Có khả năng cưa cả ống mỏng và dày 

- Cưa vật liệu từ thép mềm đến thép không gỉ. 

- Đặc biệt cưa một đầu có thể cắt góc và cắt xiên 

- Các đầu ống khi cưa có chất lượng hoàn thiện tốt nếu lưỡi cưa sắc –giảm thiểu ba vớ và biến dạng - Có thể cưa  một bó ống có đường kính nhỏ cùng một lúc. 

- Một số cưa có thể cưa 2 ống đường kính ngoài 1,25-in tại một thời điểm.

Nhược điểm của cưa nguội: 

- Do toàn bộ vật liệu ở vết cưa bị phay thành mạt phoi nên có thể gây ra trầy xước hay các vấn đề khác trong quá trình đóng gói hoặc các hoạt động tiếp theo. 

- Có thể cần làm sạch ống 

- Trên cưa nhiều đầu dung sai về độ dài có thể khó duy trì. 

- Trên cưa nhiều đầu, thời gian chuyển đổi độ dài phần ống cưa và thay lưỡi dao có thể lâu, tùy thuộc vào số lượng của cưa đầu sử dụng. 

- Cần thường xuyên mài lưỡi khi cắt các vật liệu nhất định do đó có thể làm giảm năng suất sản xuất. - Khi lưỡi cưa bị mòn, có thể gây ra ba vớ trên đầu ống được cưa 

- Ống rất mỏng có thể bị méo

Cưa lọng

Cưa lọng phù hợp để cắt 1 bó ống thành các đoạn ống ngắn hơn. Nó có thể cắt một bó lớn, lên đến 40 x 40 in các ống dày vuông và chữ nhật. Không có phương pháp nào tốt hơn để làm điều này một cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các ống có xu hướng xê dịch trong quá trình cắt bó, gây ra đầu cắt không vuông góc. Ống tròn có thể quay trong chu kỳ cắt, do đó, có thể là cần thiết để hàn bấm các đầu ống để ngăn chặn các ống chuyển dịch và quay. Điều này có thể tốn thời gian và lãng phí.

Cưa lọng ít hữu dụng trong việc cắt một ống duy nhất, mặc dù một số cưa lọng đầu đơn có thể cắt xiên 1 ống. Máy này thích hợp nhất để cắt đường kính ngoài lớn hơn 5” và thành ống dày. 

Lợi thế của cưa lọng: 
- Cắt một bó nhiều ống.
- Cắt góc và cắt xiên trên các đầu cưa đặc biệt 

Nhược điểm của cưa lọng:
- Việc hàn bấm 1 đầu của bó ống có thể cần để ngăn chặn các ống chuyển dịch và quay. 

Cắt trên máy tiện 

Máy cắt tiện này quay đầu cắt quay xung quanh một ống đứng yên. Nó có thể cắt một phần và sau đó thực hiện vạt cạnh từ bên trong và bên ngoài Hai dạng cắt tiện được dùng để cắt ống.

Máy tiện tiêu chuẩn đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ. Một ống được kẹp thông qua một mâm cặp, ống được quay, và dụng cụ cắt (dạng insert) được gắn trên một bộ phận trượt trên đường ống. 

Bởi vì ống quay, chiều dài của nó không thể vượt quá 20 ft. Giới hạn chiều dài có thể làm chậm tốc độ sản xuất. 

Một loại máy tiện khác (máy tiện xoay) quay đầu cắt xung quanh một ống cố định (xem hình 3). Có thể có 4 đầu cắt gắn trên đầu xoay này. Loại máy này có thể cắt và thực hiện vạt bên trong và bên ngoài. Adapter tùy chọn cho phép vát bên trong và bên ngoài trên mặt sau của từng phần. 

Ứng dụng duy nhất của máy tiện là cắt ống tròn. Thông thường, nó được sử dụng để cắt ống thép cường độ cao, vách ống dày cho các phụ tùng như bạc lót ( thép 52.100 ) và hộp túi khí và vật liệu như titan và hợp kim  INCOLOY ® cho phụ tùng như trục ô tô. 

Ưu điểm máy tiện cắt:
- Cắt tất cả các vật liệu loại nhẹ và thép không gỉ; bằng nhôm; đồng; đồng; và cường độ cao, thép hợp kim thấp (HSLA).
- Cắt ống đường kính 0,375 đến 8,00in. Và vách dày  0,020 0,500 in
- Có thể cắt với độ hoàn thiện chính xác trong một lần vận hành
- Có thể trang bị CNC 
- Dụng cụ inster Carbide tạo điều kiện cho việc thay dụng cụ nhanh chóng. 
- Quá trình cắt sử dụng nước làm mát dạng sương mù hay khô do đó không cần hệ thống lọc cho chất làm nguội.

Nhược điểm của máy tiện cắt:
- Hệ thống tự động hoàn toàn tương đối đắt.
- Thời gian chu kỳ là tương đối chậm.
- Biên dạng ống có thể cắt được giới hạn cho ống tròn.
- Cắt ống độ dài ngắn khi sử dụng máy tiện cắt tiêu chuẩn.

- Phần ống cắt cần phải được vát cạnh để tránh biến dạng đường kính trong.
- Dụng cụ cắt dạng insert tạo ra một số lượng đáng kể mạt phoi.

(còn tiếp)