Đặc trưng của lực cắt khi cắt bằng taro và bàn ren là mômen xoắn. Các nhân tố gây ra mômen xo ắn là: mômen cắt do lực tạo phoi, mômen masat do sự masat giữa các mặt sau của các răng cắt vào bề mặt ren được gia công và masat của mômen của phoi vào bề mặt rãnh thoát phoi trong quá trình thoát phoi. Lực chiều trục trên taro khi taro làm việc bị triệt tiêu nhau trên các mặt ren đối lập.
Mômen xoắn khi c ắt ren bằng taro và bàn ren là một đại lượng thay đổi. Trên hình vẽ mô tả đồ thị do momen xoắn khi cắt ren bằng taro máy. Trong trường hợp chiều dài lỗ ren L lớn hơn chiều dài côn cắt l1 thì lúc đầu momen xoắn thay đổi theo quy luật parapol:
Mx= M[l-(l - )]
Khi toàn bộ phần cắt đi vào lỗ thì mômen xoắn đạt giá trị cực đại và nó giữ nguyên giá trị cho tới khi răng đ ầu trên phần côn cắt bắt đầu ra khỏi lỗ thì mômen cắt giảm dần.
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 50
Đồ thị mô men xoắn khi cắt ren bằng taro trên máy
Đồ thị momen xoắn của taro đai ốc ( hình vẽ) có một số dạng khác, ở tâm đai ốc thì chiều dài phần phần côn dài hơn chiều dài lỗ. Do đó sau khi Mx đ ạt đến giá trị cực đ ại thì tùy theo mức độ đi ra khỏi lỗ của phần côn c ắt mà momen xoắn giảm dần. Lúc này các răng sửa đúng chưa tham gia cắt nhưng vì đối với các răng càng về phía cuối phần côn cắt thì lớp kim loại có điện tích càng nhỏ ( vì chiều rộng cắt b nhỏ dần) nên lực cắt P nhỏ dần, do đó momen xoắn giảm dần. Với chiều dài lỗ L1 thì có momen xoắn M1, chiều dài L2 có M2 khi L3=lφ thì momen xoắn đạt giá trị cực đại.
Đồ thị mômen xoắn của taro đai ốc
L L L L M Quãng duong di p L p L p LII LI LIII L p LII LI M M I M II = M Quãng duong di L p
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 51
Nếu L<Lp thì khi ra khỏi các đường vít đầu tiên c ủa phần côn cắt của taro thì momen xoắn bắt đầu giảm dần đến 0.
Momen xoắn khi cắt ren bằng taro và bàn ren được tính như sau: Mx Mx= CM.d0Xm.SYm
Trong đó:
CM: hệ số cố định
d0: đường kính ngoài của ren S: bước ren
Momen xoắn tăng khi tăng bước ren tức là tăng diện tích cắt tổng cộng và khi tăng đương kính taro. Hệ số CM và số mũ XM, YM phụ thuộc vật liệu gia công và dung dịch trơn nguội và thông số hình học của taro.
Các hệ số mũ cho công thức tính mômen xoắn
Kiểu taro Vật liệu gia công Dung dịch trơn nguội Hệ số và số mũ CM XM YM Taro đai ốc Taro máy Thép 45 Thép 45 Gang HB = 140 Sulfo frezon Sulfo frezon Kerosin 0,41 2,7 1,3 1,7 1,4 1,4 1,5 1,5 1,5
Khi dùng dung dịch trơn nguội thì momen xoắn giảm đi đáng kể. Tác giả Rozdectvenski mô tả công thức xác định momen xo ắn bằng taro đai ốc như sau:
Mx= CM.d0 1.25 .S0,9.(tgφ)0,65
.R0,2.L0,85 Trong đó:
L: chiều dài lỗ taro. R: số răng phần còn cắt φ: góc còn cắt.
Từ đó xác định công thức momen xoắn cho taro máy. Bởi vì khi c ắt loại taro này thì L>lφ do đó quá trình còn c ắt nằm trong lỗ thì momen xo ắn không đổi, bởi vậy có thể thay L bằng lφ (chiều sâu còn c ắt).
lφ = 0,85 Trong đó:
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 52
Ren hệ mét t0 = 0,695S do đó lφ = 0,58 Vì vậy momen xoắn có công thức:
Mx =
Số rãnh của taro giảm và góc trươc tăng sẽ làm Mx giảm. Nếu khe hở giữa đường kính của lỗ và đường kính trong của ren taro bế hơn 0,1÷0,2mm thì Mx tăng lên rất lớn. Công suất cắt khi c ắt ren bằng taro và bàn ren được tính theo công thức:
Nc = . |kW| Trong đó n là số vòng quay của taro (hay của chi tiết)
Sơ đồ cắt khi taro
Việc tính toán lực cắt và momen xoắn khi gia công ren cũng có thể tiến hành theo quy luật thứ nhất của lực cắt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
P = Trong đó:
az - chiều dày phoi cắt P – lực cắt đơn vị
Atb – diện tích phoi cắt trung bình Gọi K là số ren trên phần còn cắt, K =
S – bước ren Z – số me cắt φ – góc côn
thì có thể viết như sau ( hình vẽ)
aZ = cosφ S b az Ls Lse S t D c D i Dw a) b)
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 53
Nhưng
= tgφ
Vì vậy
aZ = tgφ Diện tích cho mỗi phần tử ren (hệ mét):
A = 0,237.S2
Do đó: PZ = .0,237.S2 = 0,237.p.
Mômen xoắnđược tính khi coi cánh tay đòn là ( - e) (hình vẽ): M = Pz.r = Pz. ( - e) Trong đó với ren hệ mét thì:
e = = 0,335.S
Sơ đồ để tính mômen xoắn khi cắt ren
Do đó: M = ( )
Khi gia công thép với p = 2010; λ = 0,15 ta có:
M= ( ) 0.5S b' 0 = 75S C=0,541S 0,325S b = 0,125S e d
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 54
Hình trên mô tả đặc trưng của mômen xo ắn phụ thuộc chiều dài côn cắt