Ren Hệ Inch: Tiêu Chuẩn, Kí Hiệu Và Phương Pháp Tính Toán

Ren hệ Inch có nhiều loại, điển hình vài loại như sau:

Chúng ta chỉ tập trung vào ren thường gặp nhất là Unified Screw Threads (còn được gọi là Unified national thread), 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.

 

Loại này lại được chia nhỏ như sau.

UNC = Unified National Coarse SeriesUNF = Unified Nationlal Fine SeriesUNEF = Unified National Extra Fine SeriesUNM = Unified National Miniature Series

Ví dụ với kí hiệu: 1/4-28 UNC-2B

2B: là ren lỗ (trường hợp ren trục là 2A).1/4 =0.25′: là đường kính lớn nhất của ren, trường hợp này là đường kính chân ren.28: là tổng số ren trên 1 inches, suy ra bước ren là 1/28 = 0.0357” =0.9071 mm.UNC: là viết tắt của Unified National Coarse Series.

Tương tự đối với ren UNF hay các loại ren khác. Để tra các loại ren này các bạn xem trong sách Machinery’s Handbook hoặc có thể tham khảo website sau:

http://www.gewinde-normen.del

Tính toán:

Ví dụ với ren có kí hiệu: 8-32 UNC-2B

Đây là ren trong, số 8 và có 32 threads/inch

Trước khi bắt đầu, các bạn cần tham khảo bảng này trước. Bảng này rất hữu 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 ngoàiCái 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 bulong 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 trongĐể 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 huyề “.

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 đóThêm 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 bulong 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.

Trong Solidworks, để thiết kế một lỗ (trục) ren hệ  Inch ta làm như sau.

Ví dụ với một ren ống, bước đầu tiên ta vẽ một điểm để làm tâm cho lỗ, đó là Sketch2:

Có thể do thiết lập mà SW không cho thấy các sketch (sau khi đã thoát khỏi chế độ Sketch) nên ta không thấy điểm đó đâu nữa:

Khi tạo lỗ, ta hãy right-click Sketch2 và chọn Show để nó hiển thị:

Dùng lệnh Hole Wizard, chọn kiểu Pipetap:

Nguồn tham khảo: Hỏi về ren hệ Inch trong Solidworks BKMetalx @ Quán Gió tháng Mười tổng hợp, chỉnh sửa.