dụng cụ cắt phần gia công ren

Chương 6: GIA CÔNG REN
Chương 6: GIA CÔNG REN
(Thread machining)
(Thread machining)
NỘI DUNG
NỘI DUNG
§6.
§6.
1
1


C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng ren vµ ®Æc ®iÓm
C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng ren vµ ®Æc ®iÓm
cña qu¸
cña qu¸
trình
trình
c¾t ren
c¾t ren
§6.2.
§6.2.
TiÖn ren
TiÖn ren


§6.3.

§6.3.
C¾t ren b»ng ta r« vµ bµn ren
C¾t ren b»ng ta r« vµ bµn ren


§6.4.
§6.4.
Gia c«ng ren b»ng biÕn d¹ng dÎo
Gia c«ng ren b»ng biÕn d¹ng dÎo






Đ6.
Đ6.
1
1


Các phơng pháp gia công và đặc điểm của quá
Các phơng pháp gia công và đặc điểm của quá
trỡnh
trỡnh
cắt ren
cắt ren
(Methods and Specifications of Thread Cutting Processes)
(Methods and Specifications of Thread Cutting Processes)
6.1.1.

6.1.1.
Cỏc phng phỏp gia cụng ren:
Cỏc phng phỏp gia cụng ren:
Cú 3 nhúm PP c bn gia cụng ren:
Cú 3 nhúm PP c bn gia cụng ren:
1- Gia cụng ren bng ct gt
1- Gia cụng ren bng ct gt
2- Gia cụng ren bng mi
2- Gia cụng ren bng mi
3- Gia cụng ren bng bin dng do
3- Gia cụng ren bng bin dng do
Cú th phõn thnh cỏc PP gia cụng ren c th hn nh sau:
Cú th phõn thnh cỏc PP gia cụng ren c th hn nh sau:
-
Tin ren: dao n, dao lc ct ren; dao tin ren bao hỡnh
Tin ren: dao n, dao lc ct ren; dao tin ren bao hỡnh
-
Phay ren: dao n; dao nhiu u mi
Phay ren: dao n; dao nhiu u mi
-


Ct ren bng tarụ & bn ren
Ct ren bng tarụ & bn ren
-
Ct ren bng u ct ren
Ct ren bng u ct ren
-
Mi ren: ỏ mi ren n & nhiu dõy ren
Mi ren: ỏ mi ren n & nhiu dõy ren

-
Cỏn ren: bn cỏn ren & con ln ren
Cỏn ren: bn cỏn ren & con ln ren
6.1.2.
6.1.2.
c im ca quỏ trỡnh gia cụng ren:
c im ca quỏ trỡnh gia cụng ren:


+ Phoi cắt rất mỏng, kích thớc lớp cắt luôn luôn thay đổi trong qúa
+ Phoi cắt rất mỏng, kích thớc lớp cắt luôn luôn thay đổi trong qúa
trỡnh
trỡnh
cắt.
cắt.
+ Số lỡi cắt cùng tham gia cắt lớn; thoát phoi khó kh n; biến dạng phoi lớn . Do
+ Số lỡi cắt cùng tham gia cắt lớn; thoát phoi khó kh n; biến dạng phoi lớn . Do
ú
ú
, lực cắt
, lực cắt
lớn.
lớn.
+ iều kiện tản nhiệt kém, khó thoát phoi nên dễ kẹt phoi, dẫn đến
+ iều kiện tản nhiệt kém, khó thoát phoi nên dễ kẹt phoi, dẫn đến
d gõy hng
d gõy hng


dng c gia

dng c gia
cụng ren
cụng ren
hoặc chi tiết gia công.
hoặc chi tiết gia công.

§6.1 C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng vµ ®Æc ®iÓm cña qu¸ trình c¾t ren
(Methods and Specifications of Thread Cutting Processes)

§6.2. TiÖn ren
(Threading)
6.2.1. S¬ ®å tiÖn ren: Chip moving plan for Threading


§6.2. TiÖn ren
(Threading)
6. 2. 2- KÕt cÊu dao tiÖn ren: Structure of a threading tool
1) Dao tiÖn ren tam gi¸c: Single-point threading tool
γ
1
>0
γ
2
<0
xc
µαα

11
=
xc

µαα
±=
22
tb
x
d
S
tg
.
π
µ
=

§6.2. TiÖn ren
(Threading)
6. 2. 2- KÕt cÊu dao tiÖn ren: Structure of a threading tool
2) Dao tiÖn ren r ng l"îc: Multi-point threading toolă

§6.3. C¾t ren b»ng ta r« vµ bµn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.1. KÕt cÊu cña ta r«: The Structure of a Tap

Đ6.3. Cắt ren bằng ta rô và bàn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.1. Kết cấu của ta rô: The Structure of a Tap
1) Phần cắt
Phần cắt là yếu tố kết cấu quan trọng làm nhiệm vụ tạo phoi và tạo ra hỡnh dáng của bề
mặt ren. Phần cắt có dạng côn, đuờng sinh của nó hợp với trục ta rô một góc nghiêng

.

Chiều dài phần cắt l
1
có ảnh h9ởng đến n ng suất cắt, tuổi bền của dao và độ chính
xác của ren gia công.

Đ6.3. Cắt ren bằng ta rô và bàn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.1. Kết cấu của ta rô: The Structure of a Tap
1)Phần cắt
Tiết diện ngang của lớp cắt do mỗi l9ỡi dao tạo ra có dạng hỡnh thang với chiều dày a' và chiều
rộng b. Trị số a' là chiều dày thực của lớp cắt đo theo ph9ơng vuông góc với l9ỡi cắt: a' = a cos

.
Vỡ góc

nhỏ và để đơn giản khi tính toán, với tarô đ9ợc coi a là chiều dày lớp cắt đo theo ph9ơng
vuông góc với trục ta rô.
Khi đó:
Trong đó: t- chiều cao ren gia công, mm; t = le.tg

z- số l9ỡi dao tham gia cắt;
T hỡnh vẽ, có: &
Trong đó: le chiều dài có hiệu quả của phần cắt, mm.


- góc nghiêng của phần cắt, độ.
d0- đ9ờng kính ngoài của Tarô, mm.
de- đ9ờng kính lỗ phôi, mm.
n số me cắt của Tarô.
S b9ớc ren, mm.

Thay vào, đ9ợc:
t
a
z
=
0
2.
c
e
d d
l
tg


=
.
e
l n
Z
S
=
n
tgS
a

.
=

Đ6.3. Cắt ren bằng ta rô và bàn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.1. Kết cấu của ta rô: Structure of a Tap
2) Phần sửa đúng
Phần sửa đúng có nhiệm vụ:
+ Sửa đúng lại biên dạng ren (chỉ có vòng ren thứ nhất làm nhiệm vụ này).
+ ịnh h9ớng cho tarô khi làm việc.
+ D tr cho phn cụn ct khi mài lại.
Sau nh ng lần mài lại, để bảo đảm định h9ớng tốt, chiều dài phần sửa đúng phải không nhỏ hơn
(0,5
ữ
1,2) lần đ9ờng kính ren gia công. ối với ta rô đai ốc, chiều dài nhỏ nhất của phần định
h9ớng sau nh ng lần mài lại không đ9ợc nhỏ hơn 0,6 chiều cao đai ốc, ứng với 0,5 lần đ9ờng
kính ren.
Khi mài lại, vỡ góc

nhỏ nên khi mài lại điểm bắt đầu của phần sửa đúng thay đổi lớn, do đó
th9ờng tiến hành mài cả mặt tr9ớc và mặt sau để t ng tuổi thọ cho Tarô.
ể giảm ma sát gi a ren tarô với bề mặt ren gia công, đồng thời để giảm độ lay rộng của lỗ ren,
đ9ờng kính ren của phần sửa đúng đ9ợc làm nhỏ dần về phía cán với độ côn ng9ợc từ 0,05
ữ

0,2mm/100mm chiều dài phụ thuộc vào Tarô có mài hay không mài prôfin và vật liệu gia công, tạo
ra góc

1
.
ể bảo đảm chất l9ợng ren gia công, cần khống chế độ đảo me sửa đúng chặt chẽ hơn so với phần
cắt. ộ đảo me sửa đúng không v9ợt quá 0,02
ữ

0,03mm đối với ta rô các loại có ren mài, không
v9ợt quá 0,03
ữ
0,06mm đối với ta rô có ren không mài, và không v9ợt quá 0,06
ữ
0,08mm đối với
ta rô tay. ộ đảo lớn sẽ gây ra sự phân phố tải trọng trên các me cắt là không đều, lỗ ren bị lay
rộng hoặc có thể gây mẻ, gẫy me cắt.


Đ6.3. Cắt ren bằng ta rô và bàn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.1. Kết cấu của ta rô: Structure of a Tap
3) Số rãnh và dạng rãnh
* S rónh: c chn theo d
o

*Dng rãónh của ta rô phải bảo đảm
các yêu cầu sau:
- ủ không gian chứa phoi nhất là đối
với ta rô cắt ren trong lỗ không thông.
- Khả n ng hỡnh thành và thoát phoi
tốt trong quá trỡnh cắt.
- Không xẩy ra hiện tợng cắt khi
quay ngợc ta rô.
- Phoi không bị dính, bị kẹt và nén
vào gi a các vòng ren của ta rô và lỗ.
- Không gây tập trung ứng suất khi
nhiệt luyện.
- ộ bền của r ng.

- Chế tạo đơn giản.
Thờng sử dụng ba dạng rãnh sau:

§6.3. C¾t ren b»ng ta r« vµ bµn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.1. KÕt cÊu cña ta r«: Structure of a Tap
4) H9íng nghiªng cña r·nh:
Tar« th9êng ®9îc chÕ t¹o cã r·nh phoi th¼ng. Ó tho¸t phoi tèt, r·nh phoi trªn phÇnĐ
c¾t ®9îc lµm nghiªng so víi trôc mét gãc
λ
. Th9êng lÊy:
λ
= 5
o

÷
6
o
Chú ý: Hướng nghiêng của rãnh phoi phụ thuộc vào ta rô ren lỗ thông hay không thông &
ren trái hoặc ren phải.


§6.3. C¾t ren b»ng ta r« vµ bµn ren
(Thread cutting by Taps and Dies)
6.3.2. Dung sai cña ta r«: Tolerance of a Tap


Đ6.4. Gia công ren bằng biến dạng dẻo
(Thread machining by rolling)
6.4.1. ặc điểm của quá trỡnh cán ren: Specifications of the process

Cán ren là phơng pháp gia công ren bằng biến dạng dẻo ở nhiệt độ thờng. Phơng
pháp này cho n ng suất cao, chất lợng ren tốt và tiết kiệm vật liệu, thờng đợc sử
dụng ở dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
Trong thực tế thờng dùng phổ biến hai phơng pháp cán ren bằng bàn cán phẳng và
cán ren bằng con l n cán.
Cán ren bằng bàn cán phẳng cho n ng suất cao (100 ữ 120 chi tiết/phút) nhng độ
chính xác gia công thấp và chỉ cán ren đợc trên chi tiết có đờng kính từ 3ữ 24mm.
Cán ren bằng con l n cán cho độ chính xác cao (cấp 6 ữ 7) và độ nhẵn bề mặt gia
công cao (cấp 7 ữ 9). Con l n cán bảo đảm gá lắp và điều chỉnh đến kích thớc ren
cần cán rất đơn giản. Các con l n cán làm việc với lc cỏn nhỏ sinh ra trong quá
trỡnh cán. Do đó, cho phép cán đợc ren trên các chi tiết rỗng hay có thành mỏng
cũng nh trên các chi tiết có độ cứng đến HRC40).

§6.4. Gia c«ng ren b»ng biÕn d¹ng dÎo
(Thread machining by rolling)
6.4.1. Æc ®iÓm cña qu¸ Đ trình c¸n ren: Specifications of the rolling process

Đ6.4. Gia công ren bằng biến dạng dẻo
(Thread machining by rolling)
6.4.2. Dụng cụ cán ren: The tools for rolling
1) Bàn cán ren phẳng: Flat thread-rolling Die
Bàn cán ren phẳng là một bộ gồm hai khối phẳng có các đ"ờng ren trải trên mặt phẳng. Một
bàn ren di động đ"ợc kẹp trên bàn xe dao di chuyển dọc. Còn bàn ren kia cố định. Hai bàn
cán đ"ợc gá song song với nhau, b"ớc ren trên hai bàn cán lệch nhau một l"ợng 0,5*S so với
mặt chuẩn.
Ren trên hai bàn cán đ"ợc chế tạo với cùng một góc nghiêng nh"ng h"ớng ren ng"ợc nhau.
Phôi đ"ợc đặt vào gi a hai bàn cán và vuông góc với mặt chuẩn của bàn cán.
Kết cấu bàn cán ren bao gồm phần côn cán l
1
, phần sửa đúng l

2
và phần thoát l
3
.

Đ6.4. Gia công ren bằng biến dạng dẻo
(Thread machining by rolling)
6.4.2. Dụng cụ cán ren: The tools for rolling
1) Bàn cán ren phẳng: Flat thread-rolling Die
Phần côn cán l
1
: Th"ờng dùng một trong hai dạng sau để tạo thành prôfin ren
- Phần côn cán ngắn l
1
=

dtb . Phần côn cán ngắn chỉ chế tạo cho bàn cán ren cố định,
đ"ợc hỡnh thành sau khi mài đỉnh ren theo góc

. Còn ở bàn cán ren di động không có phần
côn cán ngắn. Bàn cán ren có phần côn cán ngắn th"ờng dùng để cán ren có b"ớc ren S


1mm và độ chính xác ren thấp.
- Phần côn cán dài l
1
= (3
ữ
4)

dtb: "ợc chế tạo trên cả hai bàn cán cố định và di động.
Nó đ"ợc hỡnh thành do mài prôfin ren một góc

.
Trong ú:
h - chiều cao ren. h = 0,6946.S
de - đ"ờng kính ngoài của ren gia cụng, mm.
dz max - đ"ờng kính phôi lớn nhất, mm.
l
1
- chiều dài phần côn cán, mm.
1
max
2
2
l
ddh
tg
ze
+
=





Đ6.4.
Đ6.4.
Gia công ren bằng biến dạng dẻo
Gia công ren bằng biến dạng dẻo

(Thread machining by rolling)
(Thread machining by rolling)
6.4.
6.4.
2.
2.
Dụng cụ cán ren:
Dụng cụ cán ren:
The tools for rolling
The tools for rolling
1)
1)
Bàn cán ren phẳng:
Bàn cán ren phẳng:
Flat thread-rolling Die
Flat thread-rolling Die


+
+
Phần sửa đúng l
Phần sửa đúng l
2
2
: Làm nhiệm vụ sửa đúng kích th"ớc và độ chính xác của ren gia công.
: Làm nhiệm vụ sửa đúng kích th"ớc và độ chính xác của ren gia công.
Chiều dài phần sửa đúng th"ờng lấy bằng: l
Chiều dài phần sửa đúng th"ờng lấy bằng: l

2
2
= ( 2
= ( 2
ữ
ữ
3)
3)


dtb
dtb
+ Phần thoát l
+ Phần thoát l
3
3
: Dùng để đẩy chi tiết thoát ra khỏi bàn cán và đảm bảo cho chi tiết không bị
: Dùng để đẩy chi tiết thoát ra khỏi bàn cán và đảm bảo cho chi tiết không bị
kéo ng"ợc trong hành
kéo ng"ợc trong hành
trỡnh
trỡnh
chạy lùi của bàn cán di dộng, ngoài ra có thể thay phần côn
chạy lùi của bàn cán di dộng, ngoài ra có thể thay phần côn
cán khi phần này bị mòn. Chiều dài phần thoát l
cán khi phần này bị mòn. Chiều dài phần thoát l
3
3
= l
= l

1
1
= (3- 4)
= (3- 4)


dtb hoặc có thể lấy l
dtb hoặc có thể lấy l
3
3
=
=
0.5
0.5


dtb khi
dtb khi
hỡnh trỡnh
hỡnh trỡnh
của máy
của máy
cỏn
cỏn
không cho phép.
không cho phép.
+ Chiều dài bàn cán: - Bàn cán cố định L = (5-8)
+ Chiều dài bàn cán: - Bàn cán cố định L = (5-8)

.dtb.
.dtb.


- Bàn cán di động lấy dài hơn bàn cố định (15-25)mm.
- Bàn cán di động lấy dài hơn bàn cố định (15-25)mm.
+ Chiều rộng bàn cán ren: B = 2lp + (2
+ Chiều rộng bàn cán ren: B = 2lp + (2
ữ
ữ
3)S
3)S


l
l
P
P
- chiều dài phổ biến nhất của ren chi tiết, mm. S - b"ớc ren,mm.
- chiều dài phổ biến nhất của ren chi tiết, mm. S - b"ớc ren,mm.
+ Chiều dày bàn cán ren T: "ợc chọn phụ thuộc vào độ bền cơ học và khả n ng phục hồi
+ Chiều dày bàn cán ren T: "ợc chọn phụ thuộc vào độ bền cơ học và khả n ng phục hồi
bàn cán ren khi mòn. Th"ờng lấy:
bàn cán ren khi mòn. Th"ờng lấy:
T = 25
T = 25
ữ
ữ
50mm
50mm

.
.

Đ6.4. Gia công ren bằng biến dạng dẻo
(Thread machining by rolling)
6.4.2. Dụng cụ cán ren: The tools for rolling
2) Con l n ren: Thread rolling die
iều kiện cơ bản để nhận đ9ợc độ chính xác
của ren gia công là các góc nâng ren của
con l n và cuả chi tiết phải bằng nhau.
Muốn thế, cần phải chế tạo con l n có
nhiều đầu mối ren. iều đó xuất phát từ các hệ
thức sau:

Trong đó:

d
, Sd, Dtb - góc nâng, b9ớc ren, đ9ờng kính trung bỡnh ren con l n.


, S, dtb - góc nâng, b9ớc ren, đ9ờng kính trung bỡnh ren chi tiết.
Vỡ :

d
=

nên:

Vỡ i - số đầu mối ren của con l n, phải là một số nguyên. Khi tính toán, i có thể là một số
lẻ, phải quy tròn về số nguyên nhỏ hơn và gần nhất vói số lỗ của đĩa chia, dùng để mài ren
nhiều đầu mối của con l n trên máy mài ren.
tb
d
d
D
S
tg
.


=
tb
d
S
tg
.


=
tbtb
d
d
S
D
S

=
tbtb
d
tb
did
S
S
D
==




Đ6.4.
Đ6.4.
Gia công ren bằng biến dạng dẻo
Gia công ren bằng biến dạng dẻo


(Thread machining by rolling)
(Thread machining by rolling)
6.4.
6.4.
2.
2.
Dụng cụ cán ren:
Dụng cụ cán ren:
The tools for rolling
The tools for rolling
2) Con l n ren:

2) Con l n ren:
Thread rolling die
Thread rolling die
Chỳ ý:
Chỳ ý:
ể dự tr mòn và mài lại ren trong quá trỡnh sử dụng, trên bản vẽ chế tạo con
l n ren, không ghi Dtb mà ghi hai kích thớc đờng kính ren trung bỡnh của con l n
mới và con l n đã mòn. Nghĩa là:
Dtb mới = Dtbtt + m
Dtb mòn = Dtbtt - m
Trong đó:
Dtbtt - đờng kính trung bỡnh tính toán của ren con l n, mm.
m - lợng dự tr mòn. Thờng lấy: m = 0,0175 Dtbtt.
ờng kính ngoài của con l n ren bằng: D = Dtb + 2h'
Trong dó:
h' - chiều cao đầu ren con l n, mm.
Các kích thớc đờng kính lỗ con l n ren và rãnh then đợc chọn theo đòng
kính trục chính của máy cán ren. Dung sai lỗ theo H6. Chiều rộng con l n ren phải
lớn hơn chiều dài chi tiết gia công khoảng (2 ữ 3) S.
Sai lệch của Dtb và D có thể chọn theo IT 9, nhng đối với các con l n trong
một bộ không quá 0,05mm.Thờng lấy từ 0,03 ữ 0,05 mm.

Đ6.4. Gia công ren bằng biến dạng dẻo
(Thread machining by rolling)
6.4.3. Cỏn ren bng con ln ren: thread machining by rolling die
1) Cán ren bằng chạy dao h9ớng kính:
Con l n di động 2 tiến vào phôi 3 và con l n cố định 1 .
Các con l n quay theo cùng một chiều với
tốc độ vòng bằng nhau và làm cho
phôi quay không trợt. Phôi đợc đặt

trên thớc tỳ 4 và tỳ mặt đầu vào c 5.
ể tránh cho phôi không bị hất lên
khỏi con l n cán, tâm của phôi so với
đờng tâm của các con l n cán phải
thp hơn 0,1 ữ 0,3mm đối với bu lông
và 0,2 ữ 0,6 mm đối với ta rô.
ể cho các đờng ren của hai con l n
trùng với ren đợc cán, các con l n
phải đặt lệch nhau 0,5S.

Đ6.4. Gia công ren bằng biến dạng dẻo
(Thread machining by rolling)
6.4.3. Cỏn ren bng con ln ren: thread machining by rolling die
2) Cán ren bằng chạy dao tiếp tuyến:
Cán ren bằng chạy dao tiếp tuyến đ9ợc thực hiện khi đặt phôi 3 vào gi a hai con l n cán 1
và 2 quay
với vận tốc dài V1

V2. Hai con l n 1 và 2 quay cùng chiều nhau.
Có hai ph9ơng pháp thực hiện:
-
Hai con l n có cùng đ9ờng kính (Dtb1= Dtb2) quay với
số vòng quay khác nhau (n1

n2).
-
Hai con l n có đ9ờng kính khác nhau (Dtb1

Dtb2)
quay với số vòng quay bằng nhau (n1 = n2).

Cả hai ph9ơng pháp trên đều dẫn tới V1

V2.
Theo sơ đồ trên, nên lấy V1 > V2. Khi đó, phôi đ9ợc kéo
vào gi a hai con l n cán và bắt đầu quay đồng thời di
chuyển xuống với tốc độ bằng một nửa hiệu số
tốc độ dài của hai con l n. Ren sẽ đ9ợc cán xong
sau khi phôi đi qua hai con l n cán.
M t v i cõu h i ph n ch ng 6

d
tb
L=const
n1 (V1) n2 (V2)
3
1
2