gia công ren thread machining

Chương 6: GIA CÔNG REN
(Thread machining)
NỘI DUNG
§6.1 C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng ren vµ
®Æc ®iÓm cña qu¸ trình c¾t ren
§6.2. TiÖn ren
§6.3. C¾t ren b»ng ta r« vµ bµn ren
§6.4. Gia c«ng ren b»ng biÕn d¹ng dÎo


Đ6.1 Các phơng pháp gia công và đặc điểm của
quá trỡnh cắt ren
(Methods
andgiaSpecifications
of Thread Cutting
6.1.1. Cỏc
phng phỏp
cụng ren:
Cú 3 nhúm PP c bn gia cụngProcesses)
ren:

1- Gia cụng ren bng ct gt
2- Gia cụng ren bng mi
3- Gia cụng ren bng bin dng do
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
-Phay ren: dao n; dao nhiu u mi
- Ct ren bng tarụ & bn ren
-Ct ren bng u ct ren
-Mi ren: ỏ mi ren n & nhiu dõy ren
-Cỏn ren: bn cỏn ren & con ln ren

6.1.2. c im ca quỏ trỡnh gia cụng ren:
+ Phoi cắt rất mỏng, kích thớc lớp cắt luôn luôn thay đổi trong
qúa trỡnh cắt.
+ Số lỡi cắt cùng tham gia cắt lớn; thoát phoi khó khn; biến dạng
phoi lớn . Do ú, lực cắt lớn.
+ iều kiện tản nhiệt kém, khó thoát phoi nên dễ kẹt phoi, dẫn
đến d gõy hng dng c gia cụng ren 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

γ1>0

α c1 = α1 µ x

α c2 = α 2 ± µ x

S
tgµ x =
π .d tb

γ2<0


§6.2. TiÖn ren
(Threading)
6. 2. 2- KÕt cÊu dao tiÖn ren: Structure of a threading tool
2) Dao tiÖn ren răng lîc: Multi-point threading tool


§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 l1 có ảnh hởng đến nng 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 lỡi 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 phơng vuông góc
với lỡi cắt: a' = a cost .
= giản khi tính toán, với tarô đợc coi a là chiều
Vỡ góc nhỏ và để a
đơn
dày lớp cắt đo theozphơng
vuông góc với trục ta rô.
Khi đó:
Trong đó:
T hỡnh vẽ, có:

dtdc
le .n mm; t = le.tg
cao ren gia công,
0 chiều

l
=
Z
=
e
z- số l2.
ỡitgdao
tham gia cắt; S
&

Trong đó: le chiều dài có hiệu quả của phần cắt, mm.
- góc nghiêng của phần cắt, độ.
d0- đờng kính ngoài của Tarô, mm.
de- đờng kính lỗ phôi, mm.
n số me cắt của Tarô.
S bớc ren, mm.
Thay vào, đợc:

S .tg
a=
n


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 hớng cho tarô khi làm việc.
+ D tr cho phn cụn ct khi mài lại.
Sau nhng lần mài lại, để bảo đảm định hớng tốt, chiều dài phần sửa
đúng phải không nhỏ hơn
(0,5 ữ 1,2) lần đờng kính ren gia công. ối với ta rô đai ốc, chiều dài
nhỏ nhất của phần định
hớng sau nhng lần mài lại không đợc nhỏ hơn 0,6 chiều cao đai ốc, ứng
với 0,5 lần đờng
kính ren.
Khi mài lại, vỡ góc nhỏ nên khi mài lại điểm bắt đầu của phần sửa
đúng thay đổi lớn, do đó
thờng tiến hành mài cả mặt trớc và mặt sau để tng tuổi thọ cho
Tarô.
ể giảm ma sát gia ren tarô với bề mặt ren gia công, đồng thời để
giảm độ lay rộng của lỗ ren,
đờng kính ren của phần sửa đúng đợc làm nhỏ dần về phía cán với độ
côn ngợc 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.


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
*Dng
của
ta rô
phảitheo
bảo do
* Srãónh
rónh:
c
chn
đảm các yêu cầu sau:
- ủ không gian chứa phoi
nhất là đối với ta rô cắt ren trong
lỗ không thông.
- Khả nng 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 gia các vòng ren của
ta rô và lỗ.
- Không gây tập trung ứng
suất khi nhiệt luyện.
- ộ bền của rng.
- 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) Híng nghiªng cña r·nh:

Tar« thêng ®îc chÕ t¹o cã r·nh phoi th¼ng. ĐÓ tho¸t phoi tèt,
r·nh phoi trªn phÇn
c¾t ®îc lµm nghiªng so víi trôc mét gãc λ . Thêng lÊy: λ = 5o ÷
6o
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
rolling)
6.4.1. ặc điểm của
quámachining
trỡnh cánbyren:
Specifications of the
process

Cán ren là phơng pháp gia công ren bằng biến dạng dẻo ở
nhiệt độ thờng. Phơng pháp này cho nng suất cao, chất l
ợng 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 ln cán.
Cán ren bằng bàn cán phẳng cho nng 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 ln cán cho độ chính xác cao (cấp 6 ữ 7)
và độ nhẵn bề mặt gia công cao (cấp 7 ữ 9). Con ln cán
bảo đảm gá lắp và điều chỉnh đến kích thớc ren cần cán
rất đơn giản. Các con ln cán làm việc với lc cỏn nhỏ sinh ra
trong quá trỡnh cán. Do đó, cho phép cán đợc ren trên các chi


§6.4. Gia c«ng ren b»ng biÕn
d¹ng dÎo
(Thread machining by rolling)

6.4.1.ĐÆc ®iÓm cña qu¸ trình c¸n ren:
of the rolling process

Specifications


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 đờng ren
trải trên mặt phẳng. Một bàn ren di động đợc kẹp trên bàn xe
dao di chuyển dọc. Còn bàn ren kia cố định. Hai bàn cán đợc gá
song song với nhau, bớc ren trên hai bàn cán lệch nhau một lợng
0,5*S so với mặt chuẩn.
Ren trên hai bàn cán đợc chế tạo với cùng một góc nghiêng nhng h
ớng ren ngợc nhau. Phôi đợc đặt vào gia hai bàn cán và vuông
góc với mặt chuẩn của bàn cán.
Kết cấu bàn cán ren bao gồm phần côn cán l1, phần sửa đúng l2 và
phần thoát l3.


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 l1: Thờng dùng một trong hai dạng sau để tạo thành
prôfin ren
- Phần côn cán ngắn l1 = dtb . Phần côn cán ngắn chỉ chế tạo
cho bàn cán ren cố định, đợc 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 thờng dùng để cán ren
có bớc ren S 1mm và độ chính xác ren thấp.
2tạo
h trên

d e +cả
d zhai
max bàn
- Phần côn cán dài l1 = (3 ữ 4) dtb:
ợc
chế
tg =
cán cố định và di động. Nó đợc hỡnh thành do mài prôfin
2l1 ren một
góc .
Trong ú:
h - chiều cao ren. h = 0,6946.S
de - đờng kính ngoài của ren gia cụng, mm.
dz max - đờng kính phôi lớn nhất, mm.


Đ6.4. Gia công ren bằng biến
dạng dẻo

machining
by rolling)
6.4.2. Dụng cụ(Thread
cán ren:
The tools
for rolling
1) Bàn cán ren phẳng: Flat thread-rolling Die
+Phần sửa đúng l2: Làm nhiệm vụ sửa đúng kích thớc

và độ
chính xác của ren gia công. Chiều dài phần sửa đúng thờng

lấy bằng: l2 = ( 2 ữ 3) dtb

+ Phần thoát l3: Dùng để đẩy chi tiết thoát ra khỏi bàn cán và
đảm bảo cho chi tiết không bị kéo ngợc trong hành trỡnh chạy
lùi của bàn cán di dộng, ngoài ra có thể thay phần côn cán khi
phần này bị mòn. Chiều dài phần thoát l3 = l1 = (3- 4) dtb
hoặc có thể lấy l3 = 0.5 dtb khi hỡnh trỡnh của máy cỏn không cho
phép.
+ Chiều dài bàn cán: - Bàn cán cố định L = (5-8) .dtb.
- Bàn cán di động lấy dài hơn bàn cố định (1525)mm.
+ Chiều rộng bàn cán ren: B = 2lp + (2 ữ 3)S
lP - chiều dài phổ biến nhất của ren chi tiết, mm. S - b
ớc ren,mm.


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 ln ren: Thread rolling die

iều kiện cơ bản để nhận đợc độ chính xác
của ren gia công là các góc nâng ren của
con ln và cuả chi tiết phải bằng nhau.
Muốn thế, cần phải chế tạo con ln có
nhiều đầu mối ren. iều đó xuất phát từ các hệ
thức sau:
S
S

tg d =

d

.Dtb

tg =

.d tb

Trong đó: d, Sd, Dtb - góc nâng, bớc ren, đờng kính trung bỡnh
ren con ln.
S d nâng,
S bớc ren, đờngSkính
, S, dtb - góc
Dtb = d .d tb =trung
i.d tb bỡnh ren chi
=
tiết.
S
.Dtb .d tb
Vỡ : d = nên:





Vỡ i - số đầu mối ren của con ln, phải là một số nguyên. Khi tính
toán, i có thể là một số

Đ6.4. Gia công ren bằng biến
dạng dẻo

machining
by rolling)
6.4.2. Dụng cụ(Thread
cán ren:
The tools
for rolling
2) Con ln ren: Thread rolling die
Chỳ ý:

ể dự tr mòn và mài lại ren trong quá trỡnh sử dụng, trên bản vẽ
chế tạo con ln ren, không ghi Dtb mà ghi hai kích thớc đờng kính
ren trung bỡnh của con ln mới và con ln đã mòn. Nghĩa là:
Dtb mới = Dtbtt + m
Dtb mòn = Dtbtt - m
Trong đó:
Dtbtt - đờng kính trung bỡnh tính toán của ren con ln, mm.
m - lợng dự tr mòn. Thờng lấy: m = 0,0175 Dtbtt.
ờng kính ngoài của con ln ren bằng: D = Dtb + 2h'
Trong dó:
h' - chiều cao đầu ren con ln, mm.
Các kích thớc đờng kính lỗ con ln ren và rãnh then đợc chọn
theo đòng kính trục chính của máy cán ren. Dung sai lỗ theo H6.
Chiều rộng con ln 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 ln 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 hớng kính:

Con ln di động 2 tiến vào phôi 3 và con ln cố định 1.
Các con ln 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 ln cán, tâm của phôi so với
đờng tâm của các con ln 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 ln
trùng với ren đợc cán, các con ln
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 đợc thực hiện khi đặt phôi 3
vào gia hai con ln cán 1 và 2 quay
với vận tốc dài V1 V2. Hai con ln 1 và 2 quay cùng chiều nhau.
Có hai phơng pháp thực hiện:
Hai con ln có cùng đờng kính (Dtb1= Dtb2) quay với
số vòng quay khác nhau (n1 n2).
Hai con ln có đờng kính khác nhau (Dtb1 Dtb2)
quay với số vòng quay bằng nhau (n1 = n2).
3
1

Cả hai phơng pháp trên đều dẫn tới V1 V2.
n1 (V1)
Theo sơ đồ trên, nên lấy V1 > V2. Khi đó, phôi
đợc kéo
vào gia hai con ln cán và bắt đầu quay đồng thời di
chuyển xuống với tốc độ bằng một nửa hiệu số
tốc độ dài của hai con ln. Ren sẽ đợc cán xong
sau khi phôi đi qua hai con ln cán.
Mt vi cõu hi phn chng 6

L=const

dtb

2
n2 (V2)