10.2.1. Công dụng và phân loại
Ta rô ựược dùng ựể cắt hoặc sửa ựúng ren trong, tùy theo công dụng và phân loại có thể ựược phân thành:
- Tarô tay ựược dùng ựể cắt ren bằng tay, ựược chế tạo thành bộ gồm 2 hoặc 3 chiếc.
- Tarô máy ựược dùng ựể cắt ren trên máy tiện, máy chuyên dụngẦ
- Tarô dùng ựể gia công ren ống.
Hình 10.6 Các loại tarô 10.2.2. Các thành phần kết cấu của taro
Kết cấu và kắch thước cơ bản của tarô ựã ựược tiêu chuẩn hóa, bao gồm: phần cắt, phần sửa ựúng, số rãnh, hướng rãnhẦ
Hình 10.7 Thành phần kết cấu của tarô a) Phần cắt
Phần cắt l1 là phần quan trọng nhất của tarô bởi vì thực hiện chủ yếu ựể cắt ren và
có góc côn φ. Chiều dài phần cắt có ảnh hưởng ựến năng suất, tuổi bền và ựộ chắnh xác của ren cắt.
Hình 10.8 Phần côn cắt của tarô
Vì góc côn φ là nhỏ nên nếu gọi a là chiều dày lớp cắt theo phương vuông góc trục tarô thì
p h
a= cũng chắnh là chiều dày thực của lớp cắt theo phương góc φ.
Trong ựó: p- số ren cắt trên phần cắt. h- chiều cao thực tế ren.
Giá trị chiều dài phần côn l1 ựược xác ựịnh như sau:
2 0 dc d h − = ; n tg S a= . ϕ; ) 1 ( . 2 0 1 f tg d d l c − − = ϕ Trong ựó: d0- ựường kắnh ngoài của ren.
dc- ựường kắnh lỗ khoan trước khi tarô. n- số răng tarô.
S- bước ren.
f = 0,3ọ0,18 ựối với tarô từ 2 ựến 30mm
đối với các loại tarô ựai ốc có ựường kắnh từ 2 ựến 30mm thì góc φ ựược chọn là 3030Ỗ.
Chiều dày cắt a không ựược nhỏ hơn bán kắnh vê tròn của lưỡi cắt. Tarô ựai ốc phần côn cắt ựược chọn bằng 12 lần bước ren cắt.
Tarô máy, lỗ không thông thì l1 bằng hai ren cắt, lỗ thông thì l1 bằng 6 ren cắt. Trong trường hợp bộ hai tarô thì tarô thô lấy bằng 6 ren cắt và tarô tinh lấy bằng hai ren cắt.
Tarô tay khi cắt bằng 1 tarô thì l1 bằng 8 ren cắt, bằng 2 tarô thì l1 bằng 6 ựối với, bằng 2 ựối với tinh.
- Giảm lực cắt ựơn vị vì cắt một tiết diện lớp cắt lớn;
- Giảm mô men xoắn trong tất cả các trường hợp trừ khi cắt ựai ốc ngắn;
- Giảm lực ma sát và chèn phoi tránh bị gãy vỡ;
- Giảm thời gian máy;
- Nhiệt luyện dễ hơn.
Phần cắt của tarô cần ựược chế tạo chắnh xác nhằm ựảm bảo dẫn hướng tốt khi tarô ựi vào lỗ ren.
b) Phần sửa ựúng
Phần sửa ựúng l2 nhằm sửa ựúng ren và ựịnh hướng tarô và ựồng thời cũng nhằm dự
trữ khi mài lại tarô.
Răng ựầu tiên sẽ làm nhiệm vụ sửa ựúng ren, các phần ren còn lại có tác dụng ựịnh hướng khi tarô ựi vào lỗ ren. để giảm ma sát, phần sửa ựúng ựược chế tạo côn ngược về phắa cán là 0,05ọ0,01mm trên 100mm chiều dài.
Trong quá trình mài lại, chiều dài phần sửa ựúng phải bảo ựảm: - đối với ren bước lớn l2 ≥ 0,5.d0.
- đối với ren bước nhỏ l2 ≥ (1,2ọ1).d0. - đối với tarô ựai ốc l2 ≥ 0,6H.
Trong ựó: d0- ựường kắnh ngoài tarô; H- chiều cao ựai ốc.
Chiều dài phần sửa ựúng có thể chọn sơ bộ l2 = (6ọ12)S.
c) Số rãnh và dạng rãnh
Số lượng rãnh của tarô ảnh hưởng ựến chiều dày lớp cắt và mômen xoắn khi cắt. số rãnh của tarô ựược chọn phụ thuộc vào ựường kắnh của tarô và vật liệu gia công.
Bảng số rãnh của tarô chọn theo ựường kắnh ngoài
Vật liệu gia công
đường kắnh ngoài tarô (mm)
2-6 8-14 16-20 22-24 27-30 33-36 39-52
Kim loại ựen 2-3 3 3 3 4 4 4-6
Kim loại màu 2 2-3 3 3 4 4 4-6
Hình 10.9 Prôfin rãnh tarô và các dạng rãnh xoắn
Bảng kắch thước p và d theo số rãnh tarô
Số rãnh Ký hiệu
2 3 4 5 6
đường kắnh lõi d (0,36ọ0,38)d0 (0,38ọ0,4)d0 (0,42ọ0,45)d0 (0,5ọ0,52)d0 (0,52ọ0,55)d0
Chiều rộn răng p (0,4ọ0,45)d0 (0,3ọ0,32)d0 (0,2ọ0,22)d0 (0,17ọ0,2)d0 (0,16ọ0,18)d0
d0- ựường kắnh ngoài tarô
Hướng của rãnh:
để dễ chế tạo thì thường làm rãnh thẳng, khi gia công ren cần ựộ chắnh xác cao
hoặc ren trong lỗ sâu ựể dễ thoát phoi thì làm rãnh xoắn. Góc xoắn ω thường từ 10-160.
Khi cắt kim loại màu có thể chọn ω = 25-250. để hướng phoi về phắa ựầu của dao thì cần vát góc λ = 7-100.
d) Các góc ở phần cắt
Góc trước γ ựược lựa chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công. Gia công gang, ựồng, thép cứng thì γ = 0-50; thép cứng vừa thì γ = 8-100; thép dẻo và dai thì γ = 12-150; hợp kim nhẹ thì γ = 20-300.
Góc sau α thường ựược tạo thành ở phần cắt côn l1 bằng cách hớt lưng theo ựường kắnh ngoài. Trị số góc sau α có thể ựược chọn phụ thuộc vào kiểu của tarô và vật liệu gia công. đối với tarô máy và tarô ựai ốc α = 8-100, tarô tay α = 6-80, cắt hợp kim nhẹ α = 5- 60.
Giá trị lượng hớt lưng K theo công thức: α π tg n d K = . T Trong ựó: n- số răng;
dT- ựường kắnh ựầu nhỏ của tarô. e) Dung sai các kắch thước của taro
Theo tiêu chuẩn tarô ựược chế tạo với các cấp chắnh xác C, D, E, H. Cấp chắnh xác C, D ựược áp dụng cho tarô có mài prôfin ren, cấp E, H ựối với tarô không mài prôfin ren.
Dung sai của tarô ren ựược qui ựịnh cho các thông số của ren, bao gồm:
- Góc prôfin ren α;
- Bước ren S;
- đường kắnh ngoài d0;
- đường kắnh trung bình dtb;
- đường kắnh trong d1.
a- Dung sai góc prôfin ren α:
- đối với cấp chắnh xác C, D: S=0,7ọ5; dung sai góc 35' 15'
2 =ổ ọổ
α
- đối với cấp chắnh xác E: S=0,2ọ5; dung sai góc 85' 20'
2 =ổ ọổ
α
- đối với cấp chắnh xác H: S=0,2ọ5; dung sai góc 100' 30'
2 =ổ ọổ
α b- Dung sai bước ren S
- đối với cấp chắnh xác C: dung sai S=ổ0,10mm trên 25mm chiều dài. - đối với cấp chắnh xác D: dung sai S=ổ0,05mm trên 25mm chiều dài. - đối với cấp chắnh xác E: dung sai S=ổ0,05mm trên 25mm chiều dài. - đối với cấp chắnh xác H: dung sai S=ổ0,07mm trên 25mm chiều dài. c- Dung sai các ựường kắnh
Dung sai các ựường kắnh ngoài và trong ựược qui ựịnh dựa theo trường dung sai của ren ựai ốc.
Hình 10.10 Phân bổ dung sai ren tarô Trên sơ ựồ phân bố dung sai thì:
- N là dung sai chế tạo tarô.
- j là lượng dự trữ cho mòn tarô khi gia công và lượng giảm ựường kắnh khi mài lại.
- p là lượng lay rộng khi cắt.
Dung sai ựường kắnh trung bình quyết ựịnh ựến ựộ chắnh xác của rarô. Dung sai ựường kắnh trung bình cảu ựai ốc luôn nằm trên ựường kắnh danh nghĩa ựể khi lắp vào bulong không bị kẹt.
Dung sai ựường kắnh ngoài của ựai ốc nằm trên ựường kắnh danh nghĩa. Giới hạn trên của ựường kắnh ngoài tarô ựược chọn sao cho chiều rộng ựỉnh ren thực tế bằng khoảng 0,6 chiều rộng ựỉnh ren lý thuyết.
đường kắnh trong của tarô không tham gia cắt nên giới hạn trên ựường kắnh trong của tarô phải nhỏ hơn giới hạn dưới ựường kắnh trong của ren ựai ốc.
10.3.BÀN REN
10.3.1. Công dụng và phân loại
Bàn ren dùng ựể cắt ren ngoài, bàn ren có nhiều loại như bàn ren tròn, bàn ren vuông, bàn ren ống, bàn ren ựiều chỉnhẦ
Hình 10.11 Các loại bàn ren
10.3.2. Kết cấu bàn ren tròn
Kắch thước bàn ren tròn ựã ựược tiêu chuẩn hóa. Bàn ren tròn là loại dụng cụ cắt ren không chắnh xác vì sau khi nhiệt luyện không mài lại ựược prôfin ren.
Hình 10.12 Kết cấu bàn ren tròn a- đường kắnh ngoài D
đường kắnh ngoài ựược chọn phụ thuộc vào kắch thước của ren và lỗ thoát phoi.
(mm) (mm) 1-2,6 16 20-25 55 3-5 20 27-36 65 6-9 25 39-42 75 10-11 30 45-52 90 12-14 38 56-60 105 16-20 45 62 120 b- Chiều rộng bàn ren
Chiều rộng bàn ren B có bị ảnh hưởng bởi biến dạng khi tôi và khả năng ựịnh hướng của bàn ren khi làm việc. Chiều rộng bàn ren ựược chọn sao cho ựủ số vòng ren trên phần cắt và phần sửa ựúng. Thông thường chiều rộng B chọn sao cho có ựược 6-9 vòng ren, trong ựó 3-4 vòng ren cho phần cắt và 3-5 vòng ren cho phần sửa ựúng.
đối với ren bước nhỏ thì phải bảo ựảm từ 12 ựến 16 vòng ren, mặt ựầu của bản ren phải ựược khoét lõm.
c- Số lỗ thoát phoi
Số lỗ thoát phoi n ựược chọn theo ựường kắnh ren như trong bảng
đường kắnh ren 1-5 5,5-16 18-27 30-33 36-48 52-64
Số lỗ thoát phoi n 3 4 5 6 7 8
d- Phần cắt l1 của bàn ren
Bàn ren ựược chế tạo có phần cắt ở cả hai phắa ựể tăng tuổi thọ và thuận tiện trong sử dụng.
Góc nghiêng của phần cắt φ ựược chọn phụ thuộc vào bước ren, góc nghiêng φ càng nhỏ thì càng có nhiều răng tham gia vào quá trình cắt và càng dễ dàng cắt vào chi tiết gia công. Bước ren càng lớn thì nên chọn góc φ càng nhỏ.
S<2 thì 2φ=500; S=2-3 thì 2φ=400; S>2 thì 2φ=300;
e- Chiều rộng răng b và chiều rộng lỗ thoát phoi c
Chiều rộng b và c có ảnh hưởng ựến sức bền và ựộ cứng vững của bàn ren. Khi chiều rộng b tăng thì bàn ren ựược ựịnh hướng và ựịnh tâm tốt, nhưng lực ma sát lại tăng. Nếu b lớn thì lỗ thoát phoi c giảm và ảnh hưởng ựến khả năng thoát phoi.
Mối quan hệ giữa b và c theo =0,65−0,7 c
b
, trong trường hợp ựặc biệt có thể lấy ựến 0,8 nhưng không ựược bằng 1.
f- Kắch thước và vị trắ lỗ thoát phoi
Lỗ thoát phoi ựược thể hiện qua ựường kắnh của lỗ thoát d và ựường kắnh D của tâm
của lỗ thoát phoi. Chúng phụ thuộc vào ựường kắnh ngoài d0, ựường kắnh trong d1 và góc
trước γ.
đối với mặt trước cong
D1=d1[cosω+sinω.cotg(δ-ω)] đối với mặt trước phẳng
) cos( ) sin( . sin . 2 2 1 γ ω γ ω ω + + + = x d d ) sin( 2 ) cos( . cos 2 2 1 1 = d ω+x ω+γ + d ω+γ D x = (1,2ọ1,3)S
Sau khi tắnh d và D1 cần kiểm tra lại sức bền bàn ren qua giá trị l
2 2 2 1 d D D l= − −
Giá trị l phải lớn hơn (0,15-0,12)D ựối với bàn ren có 3-5 lỗ thoát phoi và lớn hơn (0,1-0,09)D ựối với bàn ren có 6-8 lỗ thoát phoi.
Hình 10.13 Các dạng mặt trước của bàn ren
10.3.3. Các góc ỏ phần cắt
Góc trước γ ựược chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công. Khi cắt vật liệu cứng γ=10- 120, vật liệu cứng trung bình γ=25-300, vật liệu mềm γ=20-250.
Góc trước γ ở phần cắt và phần sửa ựúng thường ựược chọn như nhau, tuy nhiên ựể việc cắt ựược dễ dàng hơn thì góc trước γ ở phần cắt có thể ựược chọn lớn hơn.
Góc sau α có giá trị khoảng 6-90. Góc sau α ở phần cắt ựược tạo thành do hớt lưng,
lượng hớt lưng K sau một răng có thể ựược xác ựịnh: α π tg n d K = . 1
Ở phần sửa ựúng góc sau thường bằng 0 vì rất khó tạo ra góc sau tại phần sửa ựúng. 10.3.4. Dung sai kắch thước ren
Việc kiểm tra trực tiếp ựộ chắnh xác của ren là rất khó do ựó thường kiểm tra qua mẫu thử ựược cắt bởi bàn ren. Sai lệch kắch thước của bàn ren ựược chọn với cấp chắnh xác cấp 2.
Sai lệch bước ren S=ổ0,01mm trên chiều dài 10 vòng ren. Bảng sai lệch nửa góc α phụ thuộc vào bước ren
Bước ren S(mm)
0,35 0,5 0,75 1,0 1,25-1,5 1,75
10.4.GIA CÔNG REN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG DẺO 10.4.1. Quá trình cán ren 10.4.1. Quá trình cán ren
Cán ren là phương pháp gia công ren bằng biến dạng dẻo ựược dùng trong sản xuất hàng loạt lớn. Bề mặt gia công ren bằng phương pháp này có ựộ cứng và ựộ bền cao do cấu trúc của thớ kim loại ựược liên tục.
Hai phương pháp cán ren thường gặp là cán ren bằng bàn cán ren phẳng và bằng con lăn cán.
Hình 10.14 Cấu trúc kim loại bên trong ren và các phương pháp cán ren 10.4.2. Dụng cụ cán ren a- Bàn cán ren Kết cấu bàn cán ren gồm có: - Phần cắt l1. - Phần thoát l3. - Phần sửa ựúng l2.
Phần cắt l1 thường ựược chọn l1=1,1.π.dtb. Trong ựó dtb- ựường kắnh trung bình của ren cán.
Hướng ren của bàn cán cố ựịnh và di ựộng ngược nhau, các ựường ren trên bàn cán có góc nghiêng τ bằng góc nghiêng của ren.
tb d S tg . π τ =
Trong ựó S là bước ren. Sai lệch của góc nghiêng τ không vượt quá 10. Chiều dài L
của bàn cán di ựộng lớn hơn chiều dài của bàn cán cố ựịnh khoảng 15-25mm ựể chi tiết dễ rời khỏi bàn cán sau khi gia công. Khi cán thì ren của hai bàn cán lệch nhau bước S/2.
Hình 10.15 Bàn cán ren phẳng
Chiều rộng bàn cán B=2.l0 + (2ọ3)S. Trong ựó l0 là chiều dài phần ren cần cán của
chi tiết.
b- Con lăn cán
Cán ren bằng con lăn có nhiều ưu ựiểm hơn bàn cán vì áp lực lên chi tiết cán nhỏ hơn nên có thể cán các chi tiết thành mỏng, việc gá ựặt và ựiều chỉnh ựược dễ dàng hơn.
Cán ren bằng con lăn có hai phương pháp chắnh: cán ren bằng chạy dao tiếp tuyến và hướng kắnh.
để tránh hiện tượng tự trượt của phôi, tốc ựộ của hai con lăn phải bằng nhau. để tránh việc phôi bị ựẩy lên khi cán thì tâm của phôi ựược ựặt cao hơn tâm của chi tiết lượng (0,1-0,5)mm.
Hình 10.17 Cán ren bằng con lăn chạy dao tiếp tuyến điều kiện ựể phôi ựi qua ựược giữa hai con lăn cán là:
25 , 1 1 , 1 2 1 = ọ V V
Trong ựó: V1- tốc ựộ dài ở ựiểm tiếp xúc phôi với con lăn 1. V2- tốc ựộ dài ở ựiểm tiếp xúc của phôi với con lăn 2.
điều kiện cơ bản ựể gia công ựúng ren chi tiết là góc nâng của ren con lăn và của chi tiết phải bằng nhau.
VẤN đỀ 11
THIẾT KẾ DỤNG CỤ GIA CÔNG RĂNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP đỊNH HÌNH 11.1.Dao phay vấu mô ựun
Dao phay vấu môựun dùng ựể cắt bánh răng có môựun lớn m>50mm. Các bánh răng này thường khó có thể gia công bằng các loại dụng cụ cắt khác.
Prôfil của dao phay vấu môựun trùng với profil của rãnh bánh răng gia công. Dao phay vấu có thể dùng ựể gia công bánh răng nghiêng, trong trường hợp này dao phay vấu làm việc theo phương pháp bao hình không tâm tắch, môựun ựược chọn là môựun trong tiết diện pháp tuyến với bánh răng.
Hình 11.1 Dao phay vấu môựun và dao phay ựĩa môựun 11.2.Dao phay ựĩa mô ựun 11.2.Dao phay ựĩa mô ựun
Dao phay ựĩa môựun là dao phay ựịnh hình hớt lưng có góc trước γ=0. Do ựó profil lưỡi cắt trùng với profil rãnh răng bánh răng.
Prôfil của rãnh bánh răng ựược xác ựịnh theo số liệu ban ựầu là môựun m, số răng Z và góc ăn khớp α, trên cơ sở ựó, các thông số của bánh răng tiêu chuẩn ựược xác ựịnh:
- Bước răng: t = π.m - Bán kắnh vòng chia: