BÀI 5: GIA CÔNG REN TAM GIÁC
2. Cắt ren trong bằng ta rô
- Ta rô là một cái vít có cùng đường kính, cùng bước ren và có cùng trắc diện với ren mà nó cắt. Ta rô được chế tạo bằng thép dụng cụ trên thân có xẻ các rãnh dọc. Giao tuyến giữa các rãnh với vòng ren tạo thành các lưỡi cắt hình lược.
- Công việc cắt gọt được thực hiện nhờ phần cắt gọt của ta rô, đó là phần côn dẫn hướng. Các răng trên phần cắt gọt có chiều cao tăng dần. Khi vặn ta rô vào lỗ phần cắt gọt sẽ cắt các rãnh ren, mỗi răng cắt một phần lượng dư, sau khi ta rô cắt hết phần cắt gọt thì ren sẽ có trắc diện hoàn chỉnh.
- Các răng trên phần cắt gọt của ta rô được mài hớt lưng nghĩa là có mặt sau được mài theo đường xoắn ốc Archimes, nhờ đó mà tạo thành góc sau có tác dụng làm cho quá trình cắt gọt được dễ dàng.
- Sau
phần cắt gọt là
phần hiệu chỉnh với các răng không mài hớt lưng( = 0). Phần hiệu chỉnh để hướng ta rô theo ren và hiệu chỉnh trăc diện của ren, nếu ta rô bị cùn thì mài lại theo mặt trước của lưỡi cắt hình lược (theo rãnh thoát phoi) bởi vì trên phần hiệu chỉnh không có góc sau nên khi mài thì đường kính của ta rô không thay đổi.
- Theo số lưỡi cắt có loại ta rô 3 và 4 lưỡi cắt, ngoài ra còn có ta rô tay(ta rô nguội), ta rô máy và ta rô mũ ốc có chuôi dài. Bộ ta rô tay gồm có 2 hoặc 3 chiếc, trong đó phân bố lượng dư cắt gọt cho từng chiếc khác nhau. Trên mỗi ta rô có ghi mác thép kích thước của ren. Để phân biệt chiếc thứ nhất, chiếc thứ 2, chiếc thứ 3 trong bộ thì trên cán ta rô có khắc vạch tương ứng. Để cắt ren trên các chi tiết làm bằng thép không gỉ và thép có độ bền nhiệt người ta dùng ta rô có răng đan chéo kiểu ô bàn cờ. ở loại ta rô này rãnh rộng tạo thành giữa các răng làm cho phoi thoát dễ dàng khắc phục được tình trạng kẹt ta rô do phoi bàm.
- Ta rô rãnh xoắn có tuổi thọ cao hơn so với ta rô rãnh thẳng, ta rô có rãnh xoắn phải(ta rô phải) đảm bảo phoi thoát dễ dàng ra khỏi lỗ.
2.2. Phương pháp cắt ren bằng ta rô.
- Chuẩn bị : Khoan lỗ trước khi ta rô, vát cạnh trong lỗ. Do có sự dồn ép kim loại trong quá trình cắt ren nên đường kính lỗ khoan phải lớn hơn đường kính đỉnh ren mũ ốc dựa theo công thức:
- Đối với thép Dlỗ = D - 1,2S.
- Đối với gang Dlỗ = D - 1,1S
Hình 7.2.1: Cấu tạo của mũi taro
- Đối với kim loại màu Dlỗ = D - 1,3S.
- Lắp ta rô vào tay quay ta rô hoặ đồ gá tự lựa
- Phương pháp cắt : Dùng tay quay lắp vào chuôi vuông của ta rô, ta rô được đỡ bằng mũi tâm ụ sau, còn tay quay khi đó sẽ tỳ vào xe dao nhờ thanh tỳ. Phương pháp này chỉ được phép dùng khi cắt ren có đường kính nhỏ.
- Trong trừơng hợp khác trên ổ dao lắp một gá dao phụ và thanh tỳ. Ta rô và thanh tỳ cùng chuyển động nên loại trừ được nguy cơ làm hỏng ren và gãy ta rô.
- Hợp lý nhất là gá ta rô lên trục gá, thân trục gá có chuôi côn lắp vào ụ sau còn ta rô lắp vào lỗ vuông trên phần di động của giá kẹp ta rô. Khi vật gia công quay dùng vô lăng ụ sau đưa ta rô từ từ vào lỗ, sau khi ta rô cắt được 2 - 3 vòng ren thì nó sẽ tự tiến vào cắt gọt cùng với giá kẹp.
- Nếu lỗ cần cắt ren là kín thì có nguy cơ ta rô bị chạm vào đáy lỗ như vậy sẽ làm mẻ răng hoặc gãy ta rô. Để khắc phục hiện tượng này người ta dùng trục gá bảo hiểm. Trục gá bảo hiểm gồm thân có chuôi côn, vấu trượt, lò xo, trục gá và mâm cặp gá nhanh để kẹp ta rô(bầu kẹp nhanh). Khi ta rô chạm vào đáy lỗ, bầu kẹp cùng ta rô bị chặn lại đột ngột, các vấu trên khớp nối trượt dọc theo các mặt nghiêng của các vấu trên trục gá rồi nén lò xo lại để tách khớp nối ra khỏi trục gá,
chuyển động tịnh tiến bị ngắt, ta rô quay lại chỗ cùng với chi tiết gia công.
2.3. Chế độ cắt.
- Tốc độ cắt khi cắt ren bằng ta rô V = 5 - 15 m/phút. Khi cắt ren nhất thiết phải dùng dung dịch trơn nguội.
2.4. Bài tập ứng dụng.
2.4.1. Bản vẽ.
ỉ30
M14
25 2.4.2. Trình tự công việc cho luyện tập.
TT Nội dung gá, bước Sơ đồ gá, bước Chế độ cắt
t S n Hình 7.2.3: Taro ren dùng trục gá tự lựa
1
Cặp phôi lên mâm cặp, rà tròn và kẹp chặt L = 18 mm.
Khỏa phẳng mặt đầu l = 25 mm, mồi lỗ tâm
Vát cạnh ngoài 2 x 450.
n
S
0.5 0.2 350
2
Khoan lỗ suốt 11,6 - 12 Vát cạnh trong 1,5 x 450.
n
S ỉ12
6 tay 350
3 Cắt ren trong bằng ta rô M14
S
n M14
2 2 350
4
Đảo đầu phôi, rà tròn, kẹp chặt Vát cạnh ngoài 2 x 450.
Vát cạnh trong 1,5 x 450.
S n
2 1.5
0.2 0.2
350 350
2.4.3. Các dạng hỏng, nguyên nhân và pháp khắc phục.
TT Hiện tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
1 Ren không đủ chiều cao - Chuẩn bị phôi không đúng, đường kính lỗ lớn
- Kiểm tra chính xác theo công thức đã tính
2
Chiều cao của ren không đều nhau trên cả chiều dài đoạn ren
- Lỗ bị côn, ta rô bị lệch trong quá trình cắt gọt
- Kiểm tra chính xác phôi, gá ta rô vào trục gá tự lựa, kiểm tra vị trí của ta rô trong qúa trình cắt gọt
3
Đường kính trung bình của ren trong lỗ tăng hoặc giảm (đầu không lọt lại lọt và ngược lại)
- Đường kính trung bình của ta rô hiệu chỉnh quá lớn
hoặc bị mòn - Thay ta rô khác.
4 Ren bị mẻ, ren bị phá huỷ, ren nghiêng
- Đường kính phôi để nhỏ quá, dụng cụ cắt bị dừng lại trong quá trình cắt, bôi trơn không đảm bảo, ta rô bị lệch
- Tiện đúng kích thước đường kính, khắc phục hiện tượng bàn ren, ta rô bị lệch trong trục gá, bôi trơn tốt.
5 Ren không nhẵn
- Ta rô quá cùn, tốc độ cắt lớn, chọn dung dịch trơn nguội không đúng.
- Thay ta rô khác, giảm tốc độ cắt, chọn đúng dung dịch trơn nguội.
3. Tiện ren tam giác
3.1. Dao tiện ren tam giác, cách gá dao.
- Ren với những yêu cầu cao về độ đồng tâm với các mặt khác và về độ chính xác của các bước ren được gia công trên máy tiện. Bước tiến dọc của dao tương ứng với bước ren cần gia công. Dao tiện ren ngoài và
dao tiện ren trong được chế tạo bằng thép gió và hợp kim cứng. Trắc diện của dao tương ứng với trắc diện của ren. Đối với ren hệ mét góc mũi dao = 60o, đối với ren hệ Anh = 55o.
- Trong quá trình cắt, dao có thể lam rộng rãnh ren vì thế góc thực tế của dao thép gió mài nhỏ đi 10-20’, còn dao hợp kim cứng là 20-30’. Góc trước khi tiện tinh = 0o.
- Khi tiện thô = 5-10o, góc sau ở hai bên 1 = 2 = 3-5o, = 12-15o.
- Sau khi mài dao được kiểm tra bằng thước đo góc hoặc dưỡng chuyên dùng.
- Khi cắt ren bước lớn, để mặt sau của dao không cọ sát vào vào sườn ren người ta sử dụng hai phương pháp sau:
Hình 7.3.1: Cấu tạo của dao tiện ren tam giác ngoài
* Phương pháp thứ nhất: Mài góc sau của lưỡi cắt bên theo hướng tiến của dao cho lớn hơn góc nâng của ren.
- Nếu là ren phải thì góc sau ở phía bên trái
mt = + 1, mf = - 2, - Nếu là ren phải thì góc sau ở phía bên trái:
mt = - 1, mf = + 2, Trong đó là góc nâng của ren.
- Mài theo phương pháp nàythì góc trước của lưỡi cắt bên phải âm(2 < 0) với ren phải, như vậy trong quá trình cắt gọt sẽ rung động, độ nhẵn kém. Để khắc phục tình trạng trên dọc theo lưỡi cắt trên mặt trước của dao mài thành rãnh nhỏ(Ren phải mài lưỡi cắt bên phải, ren trái mài lưỡi cắt bên trái) để phoi thoát ra dễ dàng.
*Phương pháp thứ hai: Dao được mài với hai góc như nhau 1 = 2, nhưng khi gá dao được xoay nghiêng đi một góc . Muốn vậy, ta phải dùng cán dao có đầu xoay và vạch chia độ.
- Góc trước của dao tiện ren khi tiện thô >0, khi tiện tinh = 0. Vì khi tiện tinh
>0 sẽ ảnh hưởng đến trắc diện của ren. Khi tiện thô trắc diện chưa cần chính xác nên ta mài
>0 để nâng cao năng suất cắt gọt.
- VD: Tính góc 1 và 2 của dao tiện ren có n = 3, Sn = 30mm, đường kính ngoài của ren d = 45mm, d2 = 40mm.
Ta tính góc nâng của ren qua công thức:
bảng ta có = 13030’
Tra
Với dao gá không xoay ta phải mài góc là:
mt = + 1 = 13030’ + 30 = 16030’
mf = - 1 = 13030’ - 30 = 10030’
3.2. Phương pháp tính toán và điều chỉnh máy để tiện ren.
* Phương pháp điều chỉnh máy để tiện ren tam giác.
0,24 3,14.40
30 dtb
tg S
μ Π
Hình 7.3.2: Mài và gá dao khi tiện ren
- Để cắt ren trên máy tiện cần phải liên kết chuyển động giữa trục chính và trục vít me của máy sao cho một vòng quay của vật làm dao dịch chuyển được một đoạn bằng bước ren S (hoặc bước xoắn Sn khi tiện ren nhiều đầu mối). Khi đó xe dao dịch chuyển nhờ cơ cấu vít me và đai ốc hai nửa. Sau một vòng quay của vít me, xe dao dịch chuyển được một đoạn bằng bước của vít me Svm. Bước ren S ấn định cho chi tiết gia công nhận được với điều kiện S = Svm.nvm, trong đó
nvm là số vòng quay của vít me sau một vònh quay của trục chính: nvm = 1.ichung. ở đây ichung là tỷ số truyền chung của xích truyền động giữa trục chính và vít me.
Trong xích này có khâu bước tăng, bộ đảo chiều, bộ bánh răng thay thế và hộp bước tiến, khi i bước tăng = 1 thì:
ichung = iđảo chiều . ithay thế . ihộp bước tiến
S = Svm . ichung ; ichung = S/Svm. Đây là công thức cơ bản để điều chỉnh máy sang chế độ tiện ren.
- Các máy hiện đại được điều chỉnh
để tiện ren với bước tiến bất kỳ nhờ bộ bánh răng thay thế không đổi và những sự ăn khớp nhất định của bánh răng trong hộp bước tiến.
- Bước ren cần gia công nhận được bằng cách điều khiển các bánh răng của cơ cấu đảo chiều, các bánh răng trong hộp bước tiến nhờ các tay gạt gắn phía ngoài vỏ hộp. Các bước ren được ghi trong bảng gắn ở ụ đứng của máy. Đối với ren không tiêu chuẩn , không có trong bảng thì ta không điều chỉnh vị trí các tay gạt theo bảng được mà phải tính toán lắp bánh răng thay thế.
- Bộ bánh răng thay thế gồm các bánh răng Z20, Z25, Z30, Z35 ...đến Z120 và một bánh răng đặc biệt Z127 và hai bánh răng Z20. Nhờ có bộ bánh răng này ta chọn được các bánh răng phù hợp với tỷ số truyền đã tính theo công thức i kể trên.
3.3. Tiện ren tam giác ngoài ren chẵn 3.3.3. Chuẩn bị phôi để tiện ren.
- Khi tiện ren thường có hiện tượng dồn ép kim loại từ các rãnh ren. Vì vậy, đường kính của trục trước khi tiện ren phải hơi nhỏ hơn đường kính ngoài của ren, chọn đường kính của trục cần tiện ren theo bảng tuỳ theo vật liệu gia công và bước ren
Hình 7.3.6: Sơ đồ cắt ren bằng dao ren theo hướng ngang
Hình 7.3.3: Xích truyền động khi tiện ren
Gá dao theo d- ỡ ng Hình
7.3.5:
Đoạ n thoá t ren Rã nh thoá t ren Hình 7.3.4
- ở đoạn cuối của ren có cắt rãnh để thoát dao, chiều rộng của rãnh không được nhỏ hơn bước ren(nếu cắt bằng dao hợp kim cứng với tốc độ cao thì chiều rộng rãnh thoát dao gấp 2 – 3 lần bước ren). Chiều sâu của rãnh phải lớn hơn chiều sâu của ren khoảng 0,1-0,2 mm.
- Đôi khi trên bản vẽ không vẽ rãnh thoát dao mà vẽ đoạn thoát dao nghĩa là khoảng mà tại đó dao thoát ra(ren ở khoảng này không hoàn chỉnh).
3.3.4.Cách gá dao.
- Dao tiện ren phải được gá chính xác theo tâm của vật gia công: Nếu gá dao thấp hơn tâm trắc diện sẽ sai, nếu gá cao hơn tâm thì mặt sau của dao sẽ cọ sát vào sườn ren.
- Muốn trắc diện của ren đúng dùng dưỡng để gá dao. Dưỡng đặt áp vào với đường sinh của vật gia công trên mặt phẳng nằm ngang đi qua đường tâm, đưa dao tiếp xúc với rãnh dưỡng và kiểm tra bằng cách quan sát khe hở của dao và dưỡng. Nếu khe hở đều cả hai bên chứng tỏ dao đã gá đúng. Khi đó xiết chặt dao lại và lấy dưỡng ra.
3.4. Phương pháp tiện ren bằng dao.
- Ren được cắt bằng một số lát cắt (hành trình chạy dao). Sau mỗi lát cắt, rút dao ra khỏi rãnh và đưa xe dao về vị trí ban đầu, rồi lại tiếp tục thực hiện lát cắt tiếp theo. Số lần chạy dao và chiều sâu cắt của mỗi lát cắt phụ thuộc vào bước ren và vật liệu làm dao. VD: Để tiện ren có bước S = 2-3 mm bằng dao thép gió cần tiện 5-6 lát thô và 2-3 lát tinh. Nếu dùng dao hợp kim cứng thì thực hiện 3 lát cắt thô và 2 lát cắt tinh.
- Để cắt ren trên một đoạn chiều dài, nên đưa dao về vị trí ban đầu bằng tay hoặc tự động (di chuyển nhanh xe dao) khi đai ốc hai nửa đã mở. Song trường hợp này cần phải đảm bảo cho dao ren luôn ăn khớp với rãnh ren trong mỗi lần chạy dao.
- Nếu bước ren của vít me chia hết cho bước ren của vật gia công(tức là Svm: S = số nguyên )- ren “chẵn” thì dao sẽ ăn khớp với rãnh khi đóng đai ốc hai nửa ở bất kỳ vị trí nào của xe dao.
- Trong trường hợp cắt ren cho cả loạt chi tiết, nên chia nguyên công tiện ren làm hai bước: tiện thô và tiện tinh. Trước khi tiện tinh phải mài lại dao.
- ở thời điểm bắt đầu cắt ren, do lực đẩy hướng kính nên dao hơi bị lỏng ra làm cho vòng ren đầu bị dày hơn so với các vòng ren khác. Vòng ren cuối cùng bị dày hơn vì dao được nắn thẳng lại sau khi không còn chịu tác động của các lực. Sau khi tiện xong muốn vặn mũ ốc vào được phải dùng dao tiện lại những vòng ren này.
- Ren có bước S 2mm thì tiến dao theo hướng ngang, thực hiện chiều sâu cắt bằng bàn trượt ngang. Nhưng khi tiện tinh cần cho chiều sâu cắt nhỏ t = 0,05 - 0,2 mm.
- Ren có bước S 2 mm được cắt gọt theo sườn ren(trong trường hợp này chỉ có một lưỡi cắt cắt gọt). Cắt gọt theo phương pháp này dễ dàng hơn và nâng cao chất lượng ren. Để cắt ren theo sườn ren, cần xoay bàn trượt dọc phụ đi một góc bằng /2 so với vị trí
Hình 7.3.7: Sơ đồ cắt ren bằng dao ren theo sườn ren
chuẩn của nó(đối với ren hệ Mét /2 = 300 ) quá trình cắt gọt được thực hiện bằng tay quay bàn trượt dọc phụ. Một hoặc hai lát cắt cuối cùng được thực hiện bằng bàn trượt ngang.
3.5. Chế độ cắt khi tiện.
- Chiều sâu cắt xác định theo số lát cắt.
- Bước tiến điều chỉnh bằng bước ren.
- Tốc độ cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công và vật liệu làm dao:
Gia công thép bằng dao thép gió V = 20-35 m/phút, với gang V = 10-15 m/phút Gia công thép bằng dao hợp kim cứng V = 100-150 m/phút, với gang V = 40-60 m/phút.
- Tiện tinh tốc độ cắt tăng 1,5-2 lần.
3.6. Bài tập ứng dụng.
3.6.1. Bản vẽ.
10
70 40 M16
3.6.2. Trình tự công việc cho luyện tập.
TT Nội dung gá, bước Sơ đồ gá, bước Chế độ cắt
t S n
1
Cặp phôi lên mâm cặp, chống tâm một đầu, rà tròn và kẹp chặt
60
ỉ18
2
Tiện thô từ 18-16-
0,2,
L = 60 mm.
Vát cạnh 15, x 450.
ỉ16
60
S S
n 1
1,5
0,15 0,2
350 350
3 Tiện M16, l = 40 mm, đạt Rz20
n
S 40
M16 0.25 2 90
3.5.3. Dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
TT Hiện tượng Nguyên nhân Khắc phục
1 Bước ren sai
- Điều chỉnh máy sai, tính toán và lắp bánh răng thay thế không chính xác
- Tiện thử, kiểm tra đúng trước khi tiện, tính toán và điều chỉnh máy chính xác.
2 Ren chưa nhọn
- Cắt chưa đủ chiều sâu, sử dụng mặt số bàn trượt ngang chưa chính xác.
- Điều chỉnh chiều sâu cắt chính xác, dùng phương pháp cắt thử, kiểm tra bằng dưỡng
3 Ren không đúng góc độ
- Dao mài không đúng, gá dao thấp hơn tâm vật gia công, ren bị mẻ khi cắt tốc độ cao.
- Mài lại dao, dùng dưỡng để kiểm tra, gá dao đúng tâm vật gia công, mài góc nhỏ đi 20 - 30’
4 Ren bị đổ - Gá dao không vuông góc
với đường tâm vật gia công - Gá dao theo dưỡng
5 Các vòng ren đầu, cuối còn dày
- Dao bị đẩy trong quá trình cắt
- Tăng số lát cắt, giảm chiều sâu cắt ở các lát tiếp theo.
- Dùng dao cắt lại ở vòng ren đầu và cuối
6 Ren không trơn nhẵn
- Chiều sâu cắt lớn, cả hai lưỡi cắt đều làm việc, dao cùn, có phoi bám và dung dịch trơn nguội không đủ
- Giảm chiều sâu cắt, cắt theo sườn ren, mài sắc dao, giảm tốc độ cắt và bôi trơn tốt.