Thiết kế máy #24: Undercut là gì? Cách nhận biết, gia công và tránh tăng chi phí

Trong bản vẽ cơ khí, từ undercut thường được dùng khá rộng. Có người dùng để chỉ rãnh thoát dao ở vai trục, có người dùng để nói về phần lõm mà dao phay thông thường không chạm tới, còn trong thiết kế khuôn nhựa, undercut lại là hình dạng khiến sản phẩm không thể rút ra theo hướng mở khuôn.

Nếu không xác định rõ đang nói về lĩnh vực nào, cùng một từ có thể dẫn đến ba cách hiểu hoàn toàn khác nhau:

một hình dạng có chủ ý để tạo chức năng;
một vùng khó hoặc không thể gia công bằng phương pháp tiêu chuẩn;
một khuyết tật cần loại bỏ, như undercut trong mối hàn.

Vì vậy, khi trao đổi với đơn vị gia công, không nên chỉ ghi chung chung “có undercut”. Người thiết kế cần làm rõ:

undercut nằm ở đâu;
dùng để làm gì;
hướng tiếp cận của dao hoặc hướng tháo khuôn;
kích thước và dung sai cần kiểm soát;
bề mặt nào thực sự có chức năng;
có cho phép đổi kết cấu hoặc tách chi tiết hay không.

Bài viết này tập trung vào những trường hợp người thiết kế máy thường gặp nhất: gia công cắt gọt, thiết kế khuôn, rãnh thoát dao, kết cấu lắp ráp và khuyết tật hàn.

1. Hiểu đúng bản chất của undercut

1.1. Định nghĩa thực tế trong thiết kế và chế tạo

Trong chế tạo cơ khí, undercut có thể hiểu là:

Vùng hình học bị che khuất hoặc lõm vào phía sau một bề mặt, khiến dao, điện cực, khuôn hoặc dụng cụ tiêu chuẩn không thể tiếp cận hay rút ra theo một hướng chuyển động thông thường.

Điểm quan trọng không nằm ở việc chi tiết “có rãnh” hay “có chỗ lõm”, mà nằm ở khả năng tiếp cận và tháo ra.

Ví dụ:

Một rãnh tròn trên trục tiện được bằng dao rãnh thông thường chưa chắc là undercut khó gia công.
Một hốc nằm phía sau thành đứng, khiến dao phay ngón không thể đưa tới, là undercut trong gia công phay.
Một móc nhựa cản trở hướng mở khuôn là undercut trong ép phun.
Một rãnh thoát dao ở chân ren thường được gọi là undercut hoặc relief groove, nhưng mục đích của nó là tạo khoảng thoát cho dao và bảo đảm bề mặt chức năng chạy hết chiều dài.

Do đó, khi đọc bản vẽ hoặc trao đổi kỹ thuật, cần hỏi ngay:

Undercut theo nghĩa hình dạng, theo nghĩa công nghệ gia công, hay theo nghĩa khuyết tật?

2. Undercut không phải lúc nào cũng là thiết kế xấu

Undercut thường làm tăng giá thành, nhưng không thể kết luận rằng mọi undercut đều nên bỏ.

Nhiều cơ cấu chỉ hoạt động được khi có hình dạng lõm, móc hoặc rãnh đặc biệt.

2.1. Các ứng dụng thường gặp

Ứng dụng	Vai trò của undercut	Lưu ý thiết kế
Rãnh lắp vòng hãm	Giữ chi tiết theo phương trục	Kiểm tra chiều rộng rãnh, đường kính đáy, bán kính góc và độ bền phần tiết diện còn lại
Rãnh O-ring	Giữ phần tử làm kín và kiểm soát độ ép	Không phải mọi rãnh O-ring đều là undercut khó gia công; cần xét hướng gia công và vị trí rãnh
Snap-fit	Tạo móc khóa đàn hồi không cần vít	Phải kiểm tra biến dạng khi lắp, độ giãn cho phép của vật liệu và số lần tháo lắp
T-slot, rãnh chữ T	Kẹp và định vị chi tiết	Thường cần dao T-slot chuyên dụng, khó thoát phoi hơn rãnh thẳng
Rãnh đuôi én	Dẫn hướng hoặc khóa cơ khí	Cần dao đuôi én, kiểm soát góc và kích thước miệng rãnh
Rãnh thoát dao ở vai trục	Cho phép dao chạy hết hành trình, tránh cấn với bán kính góc	Cần chọn theo tiêu chuẩn hoặc theo yêu cầu lắp ghép thực tế
Lỗ ngang, hốc bên trong	Tạo đường dầu, khí hoặc cơ cấu khóa	Có thể cần khoan chéo, EDM, 5 trục hoặc tách chi tiết
Móc, gờ giữ trong sản phẩm nhựa	Tạo chức năng lắp ráp	Có thể làm khuôn cần slide, lifter hoặc lõi tháo rời

2.2. Không nên gọi mọi rãnh là undercut

Một số cách gọi trong thực tế dễ gây nhầm:

Keyway là rãnh then; không phải lúc nào cũng được xem là undercut.
O-ring groove là rãnh làm kín; chỉ trở thành undercut theo nghĩa công nghệ khi vị trí hoặc hướng gia công khiến dụng cụ tiêu chuẩn khó tiếp cận.
Relief groove là rãnh thoát; đây là một dạng undercut có chủ ý, nhưng cần chỉ rõ tiêu chuẩn và chức năng.
Pocket thông thường không nhất thiết là undercut nếu dao có thể đi vào trực tiếp.

Tên gọi đúng giúp đơn vị gia công hiểu ngay phương pháp và chi phí cần thiết.

3. Undercut trong gia công cắt gọt

3.1. Vấn đề cốt lõi là khả năng tiếp cận của dao

Trong phay 3 trục, dao thường tiếp cận từ phía trên. Nếu vùng cần cắt nằm phía sau một thành hoặc phía dưới một mép nhô, dao phay ngón thông thường không thể chạm vào mà không va cán dao, holder hoặc spindle.

Đây là dạng undercut điển hình trong gia công.

Các nguyên nhân thường gặp:

thành ngoài che mất vùng cần cắt;
chiều sâu hốc lớn hơn chiều dài làm việc của dao;
cổ dao quá lớn;
bán kính góc thiết kế nhỏ hơn bán kính dao khả dụng;
holder va vào chi tiết trước khi lưỡi cắt tới vị trí;
vùng cần cắt chỉ tiếp cận được từ hướng ngang hoặc từ mặt sau.

3.2. Các phương pháp gia công thường dùng

Dao T-slot

Dùng để gia công rãnh chữ T hoặc rãnh có phần đáy rộng hơn miệng.

Ưu điểm:

phổ biến;
phù hợp với rãnh tiêu chuẩn;
giá thành thấp hơn 5 trục hoặc EDM nếu hình dạng đơn giản.

Hạn chế:

cổ dao nhỏ, độ cứng vững thấp;
khó thoát phoi;
dễ rung khi chiều nhô dao lớn;
không phù hợp với hốc sâu hoặc bán kính rất nhỏ.

Dao đuôi én

Dùng cho rãnh có mặt nghiêng hoặc cơ cấu dẫn hướng đuôi én.

Cần kiểm soát:

góc dao;
chiều sâu cắt;
bề rộng miệng;
độ mòn cạnh cắt;
phương pháp đo kiểm sau gia công.

Dao lollipop hoặc dao undercut

Dùng để cắt vùng phía sau mép hoặc bề mặt cong lõm.

Ưu điểm là tiếp cận được vùng khuất, nhưng:

độ cứng vững thường thấp;
dễ va chạm phần cổ dao;
đường chạy dao phức tạp;
thời gian gia công dài;
yêu cầu mô phỏng CAM cẩn thận.

Gia công 5 trục

Máy 5 trục có thể nghiêng dao hoặc nghiêng bàn để tạo hướng tiếp cận phù hợp.

Tuy nhiên, 5 trục không tự động biến mọi undercut thành hình dạng dễ gia công. Vẫn phải kiểm tra:

holder có va không;
chiều dài dao có đủ không;
góc nghiêng có vượt giới hạn máy không;
đồ gá có cản trở không;
độ cứng vững khi dao nghiêng;
sai số tích lũy của nhiều trục;
chi phí lập trình, set-up và kiểm tra.

EDM

EDM phù hợp khi:

vật liệu đã nhiệt luyện;
hốc sâu, góc nhỏ;
hình dạng phức tạp;
dao cắt thông thường không thể tiếp cận;
yêu cầu biên dạng chính xác.

Có thể dùng:

Wire EDM cho biên dạng cắt xuyên;
Sinker EDM cho hốc hoặc biên dạng không xuyên.

Nhược điểm:

thời gian gia công dài;
cần chế tạo điện cực đối với sinker EDM;
có lớp biến đổi bề mặt do phóng điện;
chi phí cao hơn phương pháp cắt gọt thông thường.

3.3. Những yếu tố làm chi phí tăng mạnh

Undercut thường không làm chi phí tăng chỉ vì “hình dạng lạ”, mà vì kéo theo nhiều công đoạn phụ:

phải đổi máy;
phải dùng dao chuyên dụng;
phải gá lại nhiều lần;
cần CAM phức tạp;
cần mô phỏng va chạm;
tốc độ cắt phải giảm;
khó thoát phoi;
khó đo kiểm;
tăng rủi ro gãy dao;
tăng thời gian set-up;
có thể phải đặt dao riêng.

Vì vậy, một undercut nhỏ trên bản vẽ đôi khi làm chi phí chi tiết tăng nhiều hơn dự kiến.

4. Rãnh thoát dao trên trục và ren

4.1. Vì sao cần rãnh thoát dao

Khi tiện vai trục, tiện ren hoặc mài bề mặt sát vai, dao không thể tạo góc vuông tuyệt đối tại vị trí kết thúc. Dao cần khoảng chạy thoát, nếu không:

ren không đủ chiều dài hữu dụng;
vai ổ lăn không áp sát;
chi tiết lắp bị cấn vào bán kính góc;
dao bị quá tải tại điểm dừng;
bề mặt cuối hành trình có thể bị xước hoặc sai kích thước.

Rãnh thoát dao được thêm vào để giải quyết vấn đề này.

4.2. Không tự chọn kích thước theo cảm tính

Kích thước rãnh cần phù hợp với:

đường kính trục;
loại dao;
bước ren;
chi tiết lắp kế bên;
bán kính vát của vòng bi, bạc hoặc hub;
yêu cầu độ bền mỏi;
tiêu chuẩn thiết kế áp dụng.

Nếu rãnh quá nhỏ:

dao không thoát hết;
chi tiết lắp vẫn bị cấn;
bề mặt chức năng không đủ chiều dài.

Nếu rãnh quá sâu hoặc góc quá sắc:

tiết diện trục bị giảm;
ứng suất tập trung tăng;
dễ nứt mỏi tại vai trục.

4.3. Cần kiểm tra bán kính góc và chi tiết lắp ghép

Khi thiết kế vai trục lắp bearing hoặc hub, phải kiểm tra đồng thời:

bán kính góc vai trục;
bán kính hoặc chamfer của chi tiết lắp;
chiều cao vai;
đường kính rãnh thoát;
chiều rộng rãnh;
khả năng gia công và đo kiểm.

Không nên chỉ ghi “undercut” mà không có mặt cắt chi tiết hoặc tiêu chuẩn tham chiếu.

5. Undercut trong thiết kế khuôn ép nhựa

5.1. Định nghĩa theo hướng tháo khuôn

Trong khuôn ép nhựa, undercut là phần hình dạng cản trở sản phẩm rút ra theo hướng mở khuôn chính.

Các ví dụ thường gặp:

lỗ ngang;
móc snap-fit;
gờ giữ ở mặt bên;
rãnh lõm phía trong;
ren ngang;
phần phình ra sau một thành;
lỗ hoặc hốc không cùng hướng với core và cavity.

Nếu không có cơ cấu xử lý, sản phẩm có thể:

không tháo ra được;
bị kéo rách;
biến dạng;
xuất hiện vết trắng;
nứt ở chân móc;
làm hỏng khuôn hoặc chốt đẩy.

5.2. Các giải pháp xử lý trong khuôn

Giải pháp	Trường hợp phù hợp	Ảnh hưởng
Slide core	Undercut bên ngoài hoặc lỗ ngang	Tăng kích thước khuôn, số chi tiết và bảo trì
Lifter / inclined core	Undercut bên trong	Cần đủ hành trình nâng và không gian thoát
Collapsible core	Ren hoặc gờ vòng phía trong	Cơ cấu phức tạp, giá thành cao
Unscrewing mechanism	Ren trong hoặc ren ngoài cần tháo bằng xoay	Chu kỳ dài hơn, điều khiển phức tạp
Insert tháo rời	Sản lượng thấp hoặc undercut đơn giản	Tốn thao tác thủ công
Forced demolding	Undercut nhỏ, vật liệu đủ đàn hồi	Phải tính biến dạng và ứng suất cẩn thận
Chia lại parting line	Có thể đổi hướng mở khuôn	Thường là giải pháp tốt nếu không ảnh hưởng ngoại quan
Thay đổi hình dạng sản phẩm	Khi chức năng cho phép	Có thể giảm mạnh giá khuôn và rủi ro

5.3. Undercut ratio trong tháo khuôn cưỡng bức

Với sản phẩm nhựa đàn hồi, một số undercut nhỏ có thể tháo cưỡng bức mà không cần slide.

Tuy nhiên, không nên dùng một con số chung cho mọi vật liệu.

Khả năng tháo cưỡng bức phụ thuộc vào:

loại nhựa;
có hoặc không có sợi gia cường;
độ giãn dài khi đứt;
chiều dày thành;
nhiệt độ sản phẩm khi tháo khuôn;
hình dạng móc;
bán kính chân móc;
chiều dài biến dạng;
tốc độ đẩy;
số lần lắp tháo trong vòng đời sản phẩm.

Một cách biểu diễn thường gặp là:

Undercut ratio (%) = (D - d) / D × 100

Trong đó:

D: kích thước lớn nhất phải đi qua khi tháo;
d: kích thước tại vùng cổ hoặc miệng thoát.

Cách định nghĩa có thể khác theo tài liệu của từng hãng vật liệu. Vì vậy, khi dùng số liệu cho thiết kế thực tế, phải đối chiếu đúng tài liệu vật liệu và cấu trúc chi tiết.

5.4. DFM trước khi chốt hình dạng

Trước khi chấp nhận slide hoặc lifter, nên kiểm tra:

có thể đổi hướng mở khuôn không;
có thể đưa undercut vào parting line không;
có thể thêm khe hở để móc đàn hồi không;
có thể chia sản phẩm thành hai chi tiết không;
có thể thay móc bằng vít, chốt hoặc insert không;
sản lượng có đủ lớn để bù chi phí khuôn phức tạp không;
cơ cấu trượt có ảnh hưởng cooling line không;
vị trí slide có làm khuôn yếu hoặc khó bảo trì không.

Trong nhiều dự án, thay đổi nhỏ ở sản phẩm có thể giảm đáng kể giá khuôn và thời gian thử khuôn.

6. Undercut trong hàn là một khuyết tật

Trong hàn, undercut không phải là hình dạng chức năng mà là một rãnh bị ăn lõm tại chân mối hàn, nơi kim loại cơ bản bị nóng chảy nhưng không được kim loại hàn lấp đầy.

6.1. Vì sao nguy hiểm

Rãnh undercut tạo ra:

giảm tiết diện chịu lực;
điểm tập trung ứng suất;
vị trí khởi đầu vết nứt mỏi;
nguy cơ ăn mòn cục bộ;
giảm độ bền của kết cấu chịu rung.

Với khung máy, giá đỡ, bệ hàn và kết cấu chịu tải chu kỳ, undercut có thể nguy hiểm dù mối hàn nhìn bên ngoài vẫn còn liên tục.

6.2. Nguyên nhân thường gặp

dòng hàn quá cao;
tốc độ hàn quá nhanh;
góc mỏ hàn không phù hợp;
chiều dài hồ quang quá lớn;
thao tác dao động không đúng;
phân bố nhiệt không đều;
mép liên kết chuẩn bị không phù hợp;
kỹ thuật dừng ở chân mối hàn kém.

6.3. Kiểm tra và tiêu chí chấp nhận

Giới hạn cho phép phụ thuộc vào:

tiêu chuẩn hàn áp dụng;
loại kết cấu;
hướng tải;
tải tĩnh hay tải mỏi;
chiều dày vật liệu;
cấp chất lượng mối hàn;
yêu cầu của khách hàng.

Không nên lấy một trị số như 0,3 mm và áp dụng chung cho mọi sản phẩm. Bản vẽ hoặc tiêu chuẩn kiểm tra phải chỉ rõ tiêu chí chấp nhận.

7. Phân biệt undercut và overcut

Hai từ này không phải lúc nào cũng là cặp đối nghĩa hoàn chỉnh.

Trong gia công nói chung:

Undercut có thể chỉ vùng lõm bị che khuất hoặc vùng chưa đạt hình dạng yêu cầu.
Overcut thường chỉ việc cắt quá kích thước hoặc loại bỏ vật liệu quá mức.

Trong EDM, overcut còn có thể chỉ chênh lệch kích thước giữa điện cực và hốc gia công do khe hở phóng điện. Đây là giá trị phải được tính khi thiết kế điện cực, không nhất thiết là lỗi.

Vì vậy, khi ghi báo cáo NG hoặc yêu cầu sửa khuôn, nên dùng kèm mô tả định lượng:

thiếu bao nhiêu;
dư bao nhiêu;
lệch ở vị trí nào;
so với kích thước danh nghĩa hoặc biên dạng CAD nào;
phương pháp đo là gì.

8. Có tiêu chuẩn chung cho kích thước undercut không?

Không có một kích thước undercut dùng chung cho mọi lĩnh vực.

8.1. Trong bản vẽ cơ khí

Các tiêu chuẩn như JIS, ISO hoặc tiêu chuẩn nội bộ có thể quy định:

cạnh không xác định;
rãnh thoát dao;
relief cho ren;
bán kính góc;
yêu cầu chung về phá cạnh;
ký hiệu bề mặt.

Tuy nhiên, người thiết kế vẫn phải chọn đúng tiêu chuẩn cho từng loại hình dạng. Không nên chỉ ghi một ghi chú chung rồi kỳ vọng đơn vị gia công tự suy đoán.

8.2. Trong ép nhựa

Giới hạn undercut phải lấy từ:

dữ liệu vật liệu;
hướng dẫn thiết kế của hãng nhựa;
mô phỏng biến dạng;
kinh nghiệm khuôn;
thử nghiệm thực tế.

Nhựa không gia cường và nhựa gia cường sợi thủy tinh có khả năng tháo cưỡng bức rất khác nhau.

8.3. Trong hàn

Giới hạn khuyết tật phụ thuộc tiêu chuẩn chất lượng mối hàn và loại kết cấu. Kết cấu chịu mỏi thường nghiêm ngặt hơn kết cấu tải tĩnh.

9. Những lỗi thiết kế undercut thường gặp

9.1. Chỉ kiểm tra trên mô hình 3D mà không nghĩ đến dao

Mô hình CAD tạo được không có nghĩa là gia công được.

Cần kiểm tra:

đường kính dao;
chiều dài lưỡi cắt;
chiều dài cổ dao;
kích thước holder;
hướng gá;
số lần đảo gá;
đường thoát dao;
khả năng đo kiểm.

9.2. Dùng bán kính góc quá nhỏ

Bán kính nhỏ có thể buộc nhà gia công dùng:

dao rất nhỏ;
EDM;
nhiều bước gia công;
tốc độ cắt thấp;
thời gian đánh bóng dài.

Nếu bề mặt không có chức năng đặc biệt, nên tăng bán kính đến mức dao tiêu chuẩn có thể gia công ổn định.

9.3. Thiết kế hốc sâu nhưng miệng quá hẹp

Hốc sâu và miệng hẹp làm:

dao yếu;
khó thoát phoi;
tăng rung;
khó đưa dung dịch làm mát vào;
khó đo đáy hốc;
tăng nguy cơ va holder.

9.4. Không xét khả năng tháo khuôn

Một móc nhựa nhỏ có thể khiến khuôn phải thêm slide. Chi phí tăng không chỉ ở chế tạo khuôn mà còn ở:

bảo trì;
thời gian chu kỳ;
rủi ro kẹt slide;
giới hạn bố trí cooling;
tăng kích thước khuôn;
tăng số linh kiện thay thế.

9.5. Không chỉ rõ bề mặt chức năng

Nếu toàn bộ undercut bị yêu cầu dung sai chặt và độ nhám thấp, giá thành sẽ tăng mạnh.

Nên phân biệt:

bề mặt làm kín;
bề mặt dẫn hướng;
bề mặt kẹp;
bề mặt chỉ cần thoát dao;
bề mặt không chức năng.

9.6. Quên kiểm tra độ bền ở chân rãnh

Rãnh thoát, rãnh vòng hãm hoặc rãnh khóa đều làm giảm tiết diện. Nếu chịu tải chu kỳ, phải kiểm tra:

ứng suất danh nghĩa;
hệ số tập trung ứng suất;
bán kính chân rãnh;
độ nhám;
xử lý nhiệt;
vết xước theo phương chu vi;
tải uốn và xoắn kết hợp.

10. Cách giảm chi phí ngay từ thiết kế

10.1. Mở đường tiếp cận cho dao

Có thể:

làm hốc xuyên;
thêm lỗ công nghệ;
mở rộng miệng hốc;
đổi hướng gia công;
bỏ thành không cần thiết;
cho phép gia công từ mặt đối diện.

Lỗ công nghệ cần được đánh giá về độ kín, độ cứng và ngoại quan trước khi áp dụng.

10.2. Tách một chi tiết phức tạp thành nhiều chi tiết đơn giản

Tách chi tiết thường hiệu quả khi:

undercut rất sâu;
phải dùng 5 trục hoặc EDM;
chi tiết lớn nhưng vùng phức tạp rất nhỏ;
có thể định vị bằng chốt và bắt vít;
mối ghép không ảnh hưởng độ cứng hoặc độ kín.

Tuy nhiên, không nên tách chỉ để giảm giá gia công mà bỏ qua:

sai số lắp ráp;
số lượng linh kiện;
thời gian lắp;
độ cứng;
chống lỏng;
bảo trì;
tồn kho.

10.3. Dùng chi tiết tiêu chuẩn

Một số hình dạng có thể thay bằng:

vòng hãm;
đai ốc hãm;
bạc chặn;
insert;
chốt;
nắp bắt vít;
profile nhôm có rãnh T tiêu chuẩn.

10.4. Cho phép dao tiêu chuẩn

Trao đổi với nhà gia công để biết:

đường kính dao phổ biến;
bán kính mũi dao;
chiều dài dao tiêu chuẩn;
kích thước T-slot cutter sẵn có;
giới hạn máy;
dung sai có thể đạt ổn định.

Một thay đổi nhỏ về bán kính hoặc chiều rộng rãnh có thể bỏ được dao đặt riêng.

11. Cách ghi undercut trên bản vẽ

Không nên ghi duy nhất từ “UNDERCUT” với một mũi tên.

Nên thể hiện đầy đủ:

mặt cắt phóng to;
đường kính hoặc chiều rộng;
chiều sâu;
bán kính;
góc;
dung sai;
độ nhám nếu có chức năng;
tiêu chuẩn rãnh thoát nếu áp dụng;
vùng không cho phép ba via;
yêu cầu phá cạnh;
hướng gia công hoặc hướng tháo khuôn khi cần;
yêu cầu kiểm tra bằng dưỡng, CMM hoặc thiết bị đo quang học.

Ví dụ ghi chú:

Rãnh thoát dao theo tiêu chuẩn áp dụng.
Không để ba via tại cạnh lắp bearing.
Bề mặt A là bề mặt chức năng, Ra 1.6.
Kích thước rãnh không được xâm phạm vùng lắp ghép Ø...

Ghi chú thực tế phải được điều chỉnh theo tiêu chuẩn và kết cấu cụ thể.

12. Checklist dành cho người thiết kế

Trước khi chốt mô hình 3D

Đã xác định rõ undercut dùng để tạo chức năng gì.
Đã kiểm tra có thể bỏ undercut mà vẫn giữ chức năng hay không.
Đã xác định hướng gia công hoặc hướng mở khuôn.
Đã kiểm tra dao, holder, spindle hoặc khuôn có thể tiếp cận.
Đã kiểm tra khả năng thoát phoi và làm mát.
Đã kiểm tra phần tiết diện còn lại có đủ bền.
Đã kiểm tra bán kính góc và tập trung ứng suất.
Đã phân biệt bề mặt chức năng với bề mặt chỉ để thoát dao.
Đã xác định phương pháp đo kiểm.
Đã trao đổi DFM với nhà gia công hoặc nhà làm khuôn.

Với chi tiết gia công

Có thể dùng dao tiêu chuẩn hay phải đặt dao riêng.
Có cần máy 5 trục, EDM hoặc nhiều lần gá.
Chiều dài dao có làm giảm độ cứng vững.
Holder có nguy cơ va chạm.
Dung sai và độ nhám có thực sự cần thiết.
Có thể thêm lỗ công nghệ hoặc tách chi tiết.
Rãnh thoát dao có theo tiêu chuẩn phù hợp.
Bán kính góc có tương thích với chi tiết lắp.

Với sản phẩm ép nhựa

Đã xác định chính xác hướng tháo khuôn.
Đã kiểm tra mọi lỗ ngang, móc và gờ bên.
Có thể đổi parting line để loại bỏ undercut.
Có cần slide, lifter hoặc cơ cấu tháo ren.
Có thể tháo cưỡng bức mà không vượt giới hạn biến dạng vật liệu.
Đã kiểm tra vết trắng, nứt chân móc và biến dạng.
Cơ cấu khuôn có ảnh hưởng cooling line và thời gian chu kỳ.
Sản lượng có phù hợp với mức đầu tư khuôn.

Với kết cấu hàn

Bản vẽ đã chỉ rõ tiêu chuẩn chất lượng mối hàn.
Đã xác định vị trí chịu tải mỏi.
Đã kiểm tra undercut tại chân mối hàn.
Tiêu chí chấp nhận không được dùng chung một trị số cho mọi kết cấu.
Có kế hoạch kiểm tra ngoại quan hoặc NDT khi cần.

13. Kết luận

Undercut không phải là một hình dạng duy nhất và cũng không phải lúc nào cũng là lỗi.

Trong thiết kế máy, cần phân biệt rõ:

undercut trong cắt gọt: vùng dao tiêu chuẩn khó tiếp cận;
undercut trong khuôn: hình dạng cản trở tháo sản phẩm;
undercut dạng rãnh thoát: hình dạng chủ ý để dao hoặc chi tiết lắp không bị cấn;
undercut trong hàn: khuyết tật tại chân mối hàn cần kiểm soát.

Điểm chung là undercut luôn liên quan trực tiếp đến hướng chuyển động, khả năng tiếp cận và tính công nghệ.

Một chi tiết có thể nhìn rất đơn giản trên CAD, nhưng chỉ một vùng undercut nhỏ cũng có thể làm thay đổi hoàn toàn phương pháp gia công, kết cấu khuôn, thời gian chế tạo và cách kiểm tra.

Trước khi phát hành bản vẽ, người thiết kế nên tự hỏi:

Có thật sự cần hình dạng này không?
Dụng cụ hoặc khuôn sẽ tiếp cận bằng hướng nào?
Có phương án đơn giản hơn không?
Phần nào cần dung sai và độ nhám chặt?
Nhà gia công sẽ đo kiểm bằng cách nào?
Chi phí tăng thêm có tương xứng với chức năng nhận được không?

Hiểu undercut theo góc nhìn chế tạo sẽ giúp tránh được nhiều trường hợp “CAD làm được nhưng xưởng không làm được”, đồng thời giảm đáng kể sửa bản vẽ, đổi phương án và phát sinh chi phí sau khi đặt hàng.

Xem tất cả bài viết kỹ thuật MINATA