THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT MŨI TARÔ
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
MỤC LỤC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT MŨI TARÔ
Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
MỤC LỤC 2
PHẦN I. GIỚI THIỆU CÔNG DỤNG CỦA TARÔ 4
1.1. Đặc điểm 4
1.2. Điều kiện làm việc 5
PHẦN II. THIẾT KẾ KẾT CẤU CỦA TARÔ 6
2.1. Chọn vật liệu cho tarô 6
2.2. Các yếu tố trong kết cấu 7
2.2.1.Phần côn cắt 7
2.2.2.Phần sửa đúng 10
2.2.2.1. Số rãnh 11
2.2.2.2. Prôfin rãnh 11
2.2.2.3. Hướng rãnh 14
2.2.2.4. Các góc cắt 14
2.3. Kích thước và dung sai của ren tarô 18
2.3.1. Góc prôfin ren 19
2.3.2. Đường kính trung bình của ren 20
2.3.3. Đường kính ngoài 23
2.3.4. Đường kính trong của tarô 25
PHẦN III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 28
3.1. Dạng sản xuất 28
3.2. Xác định dạng sản xuất 29
PHẦN IV. XÁC ĐỊNH PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP 32
CHẾ TẠO PHÔI
4.1. Phôi rèn tự do 32
4.2. Dập thể tích 32
4.3. Dập trong trạng thái kim loại nóng chảy 32
4.4. Phôi cán nóng 33
4.5.Phôi kéo 33
PHẦN V. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 34
5.1. Chọn chuẩn 34
5.2. Chọn chuẩn tinh 34
5.2.1. Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh 34
5.2.2. Các nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh 35
5.2.3. Phương án chọn chuẩn tinh 35
5.3. Chọn chuẩn thô 36
5.4. Thiết kế thứ tự các nguyên công, các bước công nghệ 37
5.5. Chọn máy, dao, đồ gá và chế độ cắt cho
các nguyên công 41
5.5.1.Nguyên công 1: Cắt phôi 41
5.5.2.Nguyên công 2: Khoả mặt đầu, khoan tâm 42
5.5.3.Nguyên công 3: Tiện phần làm việc 45
5.5.4.Nguyên công 4:Tiện phần cán, rãnh vòng, vát mép 49
5.5.5.Nguyên công 5:Phay chuôi vuông 52
5.5.6.Nguyên công 6:Cán ren 55
5.5.7.Nguyên công 7:Phay rãnh nghiêng 57
5.5.8.Nguyên công 8:Kiểm tra trung gian 60
5.5.9.Nguyên công 9:In nhãn 60
5.5.10.Nguyên công 10:Nhiệt luyện 60
5.5.11.Nguyên công 11:Mài lỗ tâm 61
5.5.12.Nguyên công 12:Mài phần cán, phần sửa đúng 63
5.5.13.Nguyên công 13:Mài phần côn cắt 66
5.5.14.Nguyên công 14: Đánh bóng rãnh 68
5.5.15.Nguyên công 15:Mài thô ren 69
5.5.16.Nguyên công 16:Mài tinh ren 70
5.5.17.Nguyên công 17:Mài hớt lưng phần côn cắt 71
5.5.18.Nguyên công 18:Mài mặt trước 74
5.5.19.Nguyên công 19:Tổng kiểm tra 76
5.5.20.Nguyên công 20:Cắt thử 77
5.5.21.Nguyên công 21:Bảo quản đóng gói, nhập kho 78
PHẦN VI: TÍNH LƯƠNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT 79
6.1.Ý nghĩa và các phương pháp xác định lượng dư 79
6.2.Tính lượng dư 80
6.3.Chế độ cắt 84
6.4.Tính lực cắt 85
PHẦN I
CÔNG DỤNG TARÔ
Tarô là dụng cụ cắt thông dụng dùng để cắt hoặc để tạo ren trong (ren lỗ) phải và trái trong các lỗ thủng và lỗ không thủng(lỗ tắc). Yêu cầu độ chính xác về hình dáng và chất lượng bề mặt tuỳ thuộc vào cấp chính xác của tarô.
Tuỳ theo kết cấu sử dụng Tarô được chia làm 2 loại: Tarô tay 1 bộ có 2 chiếc thô và tinh, có loại được mài prôfin ren và loại không mài prôfin ren. Tarô máy được chế tạo theo 3 loại: loại 1chiếc( cho tất cả các kích thước), loại theo bộ 2 chiếc dùng cho d = 1-52 mm và loại theo bộ 3 chiếc có
d = 24 – 52 mm dùng để cắt các ren hệ mét, ren ống và ren hệ Anh.
Các kích thước liên hệ giữa các bộ phận của tarô lấy theo đường kính danh nghĩa, dù là bước nhỏ hay bước lớn đều như nhau. Sự khác nhau là chỗ giảm chiều dài của phần cổ gom nhỏ lại (càng nhỏ thì bước ren càng bé) và giảm chiều dài của phần sửa đúng của tarô có bước nhỏ. Như vậy tổng chiều dài của tarô có bước nhỏ giảm đi.
Tarô máy loại 1 chiếc dùng cho các máy tự động hoặc bán tự động có thể tạo ren có độ chính xác hình dáng hình học và chất lượng bề mặt khá cao. Vì vậy tarô cần được mài prôfin ren và các kích thước khác sau khi được nhiệt luyện.
1.1. ĐẶC ĐIỂM:
-Tarô là chi tiết dạng trục, là dụng cụ tạo ren trong lỗ mà trên nó phần làm việc các lưỡi cắt là các cạnh của prôfin ren. Tuỳ vào độ chính xác của lỗ mà có cấp chính xác hơn 1 cấp.
-Tarô gồm 2 phần
+Phần làm việc:-Phần côn cắt: Để tạo ren
-Phần sửa đúng: Định hướng lỗ, toạ độ chính xác của lỗ.
+Phần chuôi: Dùng để truyền momen từ trục chính
1.2. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC:
-Tarô cắt ren với nhiều lưỡi cắt đồng thời vì thế thoát phoi rất khó nên ta phay rãnh nghiêng để phoi thoát ra dễ dàng hơn.
-Năng suất cắt thấp do tốc độ cắt thấp Vmax = 50m/ph
-Độ bền nhiệt [To] = 600 – 650oC
-Độ bền mòn tốt.
-Vật liệu làm tarô P18 có thành phần hoá học %W = 18%, %Cr = 4%, %C = 0.7%, các thành phần hoá học còn lại là : V, Co, Mo…..
-Độ cứng 62HRC ~ 65 HRC, σb = 280 ~ 300 MPa
PHẦN II
THIẾT KẾ KẾT CẤU TARÔ
2.1. CHỌN VẬT LIỆU LÀM TARÔ:
Các loại vật liệu có thể dùng để chế tạo Tarô:
-Thép cacbon dụng cụ: Với các thép thường dùng là: Y10A, Y11A, Y12A, Y13A. Thép cácbon dụng cụ sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng là
60-65 HRC, vì độ thấm tôi thấp nên phải tôi trong nước hoặc tôi trong hỗn hợp muối nước. Do tốc độ làm nguội nhanh trong khi tôi thường biến dạng nứt vỡ. Mặt khác thép cácbon dụng cụ rất nhạy cảm với sự quá nhiệt kích thước hạt tăng làm độ mòn tăng và dễ nứt mẻ.
Độ bền nhiệt của thép cácbon dụng cụ thấp vào khoảng 200 – 250oC, độ chịu mài mòn kém, tính năng cắt thấp. Vì vậy chỉ dùng để chế tạo dụng cụ cắt làm việc với tốc độ cắt thấp, độ bền nhiệt không cần cao như cắt vật liệu mềm ...
...........................................................
.............................................
2.2.CÁC YẾU TỐ TRONG KẾT CẤU
Các yếu tố chủ yếu của Tarô máy là: Phần cắt và phần sửa đúng, số rãnh, prôfin và hướng rãnh thoát phoi, góc cắt, độ côn ngược của phần sửa đúng, các yếu tố của ren, phần kẹp chặt.
2.2.1.Phần côn cắt: là yếu tố kết cấu quan trọng của tarô bởi vì nó thực hiện công việc chủ yếu là cắt thành prôfin ren. Để phân bố lượng cắt trên một số lớn lưỡi dao, phần cắt làm theo dạng côn, có đường sinh làm với đường tâm tarô 1 góc nghiêng j. Chiều dài phần cắt có ảnh hưởng đến năng suất cắt, tuổi bền của dao và độ chính xác của ren gia công.
-Phần côn cắt: Các lưỡi cắt làm nhiệm vụ tạo ren làm việc với chiều sâu cắt lớn , chịu momen cắt lớn. Nên cần phải hớt lưng tạo góc sao cho phù hợp.
Tiết diện ngang của lớp cắt do mỗi lưỡi dao hớt đi :
Ở điều kiện bình thường, chiều dài cắt trên toàn bộ phần cắt như nhau và được xác định theo công thức:
P: Số lưỡi dao trên phần cắt
H:Chiều cao thực tế của ren được cắt bằng tarô, có tính trừ đi 1 phần chiều cao của ren đã được lấy đi lúc khoan lỗ trước khi tarô. Để đảm bảo cắt được phần kim loại bị ép trong quá trình cắt; đường kính mũi khoan dc trước khi cắt ren bao giờ cũng lớn hơn đường kính trong của ren d1. Trị số h được tính theo công thức h = lo.tagj, Trong đó lo chiều dài phần cắt có hiệu quả. Chiều dài lo được tính theo công thức
lo =
Trong đó do: Đường kính ngoài của tarô
Số lưỡi dao tham gia cắt ra prôfin ren p = , ở đây n: Số me cắt S: bước ren
Do đó: a =
Từ công thức trên ta thấy chiều dày lớp cắt phụ thuộc vào bước ren, số me cắt và góc nghiêng j.
Đường kính mặt mút trước của tarô phải nhỏ hơn đường kính mũi khoan trước khi tarô. Điều đó cần thiết để định hướng tarô khi đưa vào lỗ cắt ren. Trị số m: của tarô chui vào lỗ đã khoan trước khi ren lấy m = 2fl1 trong đó f = 0,3 – 0,18 Tarô có đường kính nhỏ cần lấy trị số lớn hơn, tarô lớn cần lấy trị số nhỏ hơn.
-Đường kính mặt mút trước dT = dc – 2mtgj = dc – 2fl1tgj
-Chiều dài phần côn cắt l1 =
do: Đường kính ngoài của tarô( nhỏ nhất , tức là có kể đến sai lệch dưới). Góc j được xác định theo chiều dày cắt a đã cho đối với kích thước nhất định của tarô theo công thức tgj = 
Tarô máy, dùng cắt ren ở các chi tiết khác nhau trên máy sau một hai lần chuyển dao, cần có chiều dài cắt tuỳ thuộc vào dạng lỗ. Đối với lỗ thông dùng tarô đơn.
Để tarô làm việc dễ dàng, trong mọi trường hợp mà kết cấu cho phép, nên khoan lỗ không thông trước khi cắt ren dài hơn so với chiều dài khoan cần thiết.
Phần cắt ngắn vạn năng hơn phần cắt dài. Nó thích hợp cho cả lỗ sâu và lỗ nông và có những ưa điểm:
+Giảm được lực cắt đơn vị do phoi cắt có tiết diện lớn hơn
+Giảm được momen xoắn trong mọi trường hợp, trừ trường hợp cắt đai ốc ngắn.
+Giảm lực ma sát và kẹt phoi, làm giảm khả năng kẹt và gẫy tarô.
+Giảm thời gian máy khi cắt ren bằng tarô.
+Tiết kiệm vật liệu và giảm giá thnàh gia công tarô.
+Giảm độ cong vênh của tarô khi nhiệt luyện.
Khuyết điểm của phần cắt ngắn là ở chỗ nó không đảm bảo định hướng tốt trong khi làm việc và lúc ban đầu có thể làm cho lỗ rộng ra 1 chút. Do đó trong trường hợp cần thiết nâng cao chất lượng của ren phải dùng cắt dài.
Để tarô làm việc chính xác các lưỡi cắt cần phải bố trí đều trên vòng tròn và có lượng hớt lưng bằng nhau. Độ đảo các lưỡi cắt lớn sẽ làm cho tải trọng trên mỗi me cắt không đều nhau và làm cho lỗ bị rộng.
Độ đảo me cắt không được vượt quá 0,03 – 0,04 mm cho tất cả các tarô có ren mài, không lớn hơn 0,06 – 0,08 mm cho tarô máy .
2.2.2.Phần sửa đúng:
Việc tạo hình cuối cùng của ren được kết thúc sau đường ren thứ nhất của phần sửa đúng là đường ren có đầy đủ chiều cao prôfin ren. Những đường ren sau của phần sửa đúng không tham gia vào việc làm đúng ren mà dùng để định hướng khi làm việc và đảm bảo cho taro tiến theo lượng chạy dao
Khi đường ren nguyên vẹn đầu tiên bị cùn và khi mài sắc lại tarô, vai trò sửa đúng chuyển sang ren thứ hai và cứ như vậy lặp lại sau mỗi lần mài sắc. Do đó phần sửa đúng được xem như phần dự trữ để mài sắc lại tarô. Tarô ít bị chủ yếu ở mặt sau, chỗ nối tiếp giữa phần côn và hình trụ và 1 ít ở mặt trước. Do đó với tarô không được chỉ mài sắc theo mặt trước mà nhất thiết phải mài theo cả mặt sau nữa. Với phương pháp mài sắc đó, phần dự trữ cho mài sắc lại về chiều rộng của me cũng chiều dài phần sửa đúng được sử dụng tốt hơn. Hớt lưng me cắt được thực hiện trên máy mài chuyên dùng hoặc trên trên đồ gá có cơ cấu hớt lưng cho đá mài. Khi mài sắc theo mặt côn của phần côn cắt, phần cắt sẽ tăng lên do chiều dài phần sửa đúng ngắn lại.
Vi góc j nhỏ nên điểm bắt đầu của phần sửa đúng dịch chuyển đi khá lớn, do đó tarô không được phép mài lại theo mặt sau nhiều lần. Vì thế mài sắc tarô bằng cách liên hợp nghĩa là theo mặt trước và theo mặt sau để có thể triệt để tận dụng được tarô
Kích thước phần sửa đúng có ảnh hưởng đến chiều dài chung của tarô. Khi chọn phần sửa đúng cũng phải kể đến chiều dài ren gia công.
Sau tất cả những lần mài lại, chiều dài phần sửa đúng phải không ngắn hơn 0,5 đường kính ren gia công đối với tarô có kích thước trung bình và lớn. Đối với tarô nhỏ chiều dài đó pahỉ tăng lên 1 – 1,2 lần đường kính để đảm bảo tarô định hướng tốt và làm việc thuận tiện.
2.2.2.1.Số rãnh : Có ý nghĩa quan trọng vì nó quyết định chiều dày cắt khi tarô làm việc và ảnh hưởng đến trị số momen xoắn. Trong trong tế, người ta thường dùng phổ biến các loại tarô 3 - 4 rãnh . Tarô 4 rãnh có khuynh hướng bị kẹt phoi nhiều hơn nhất là khi gia công vật liệu dẻo. Chế tạo tarô 3 rãnh rẻ hơn taro 4 rãnh nhưng khi đo không được dùng panme mà cần phải có đồ gá đo đặc biệt. Đối với tarô nhỏ nên dùng taro 2 rãnh, như vậy ngoài việc đảm bảo được chất lượng ren, tarô làm ciệc được nhẹ nhàng( do momen xoắn nhỏ) và không bị ket phoi( do khoảng không gian chứa phoi lớn).
2.2.2.2.Prôfin rãnh: Trong tất cả các loại dụng cụ trừ mũi khoan, tarô cần được đặc biệt chú ý về yêu cầu đối với prôfin rãnh vì nó ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của tarô. Kết cấu của tarô cần phải:
+Đảm bảo đủ không gian chứa phoi, nhất là đối với tarô cắt ren với lỗ không thông, khi tất cả phoi đều chứa trong rãnh.
+Khả năng tạo và thoát phoi tốt trong quá trình cắt
+Không cắt trong thời gian tarô quay ngược trở ra sau khi cắt ren xong
+Phoi không bị dính, không mắc và ép vào giữa đường ren của tarô và của lỗ để tránh ảnh hưởng đến ren đã gia công.
+Không có những chỗ chuyển tiếp gẫy khúc để tránh nứt khi tôi.
Những thông số chủ yếu của prôfin rãnh là: Số rãnh, đường kính lõi , chiều rộng me, góc trước g , góc x ở phần không làm việc của me cắt.
Prôfin rãnh trên phần sửa đúng và phần cắt nên làm khác nhau tuỳ theo công dụng của chúng. Số lượng phoi do phần cắt lấy đi là lớn nhất, do đó diện tích tiết diện rãnh đóng vai trò quan trọng hơn nhiều so với phần sửa đúng. Để đảm bảo thoát phoi tốt và tránh kẹt phoi, tốt nhất nên làm rãnh xoắn trên phần cắt .Mặt nghiêng của me cắt bảo đảm trùng với hướng thoát phoi theo bước tiến của tarô. Phoi không tích lại ở phần cắt mà thoát xuống dưới . Kết cấu đó giảm được trị số momen xoắn nhờ cắt dễ dàng hơn, thoát phoi tốt và khả năng kẹt phôi rất ít.
Để tăng tiết diện rãnh trên phần cắt người tap hay rãnh nghiêng 1 góc w tuỳ theo kiểu và kích thước tarô.
Kích thước lõi cần phải chọn sao cho bảo đảm được đủ không gian chứa phoi và độ bền của tarô.
Me cắt không được rộng, vì khi tăng chiều rộng của me cắt sẽ làm tăng ma sát và khả năng bị kẹt phoi trong rãnh tăng lên nhiều, có thể làm gãy tarô. Song nếu me cắt rất hẹp sẽ làm giảm số lần mài sắc lại, định hướng không tốt và gây rung động, làm ảnh hưởng đến độ chính xác và độ nhẵn của ren trong lỗ.
Thực tế chứng tỏ rằng, tuỳ theo mức độ giảm chiều rộng me cắt sau mỗi lần mài sắc lại, tarô làm việc nhẹ nhàng hơn. Phần lớn tarô bị gãy do me cắt rộng và lõi lớn. Phần lớn các trường hợp tarô bị hỏng vì gẫy chứ không phải do đã dùng hết toàn bộ chiều rộng của me. Do đó lõi và me phải chọn trong giới hạn nhỏ nhất cho phép.
Mặt trước có thể làm thẳng hoặc làm cong. Dạng thẳng dùng phổ biến hơnvì đơn giản cho việc mài sắc tarô và góc trước ở các điểm theo chiều cao ren biến đổi ít hơn so với dạng mặt trước cong. Song dạng mặt trước cong làm cho việc hình thành và thoát phoi tốt hơn, nhất là khi gia công vật liệu dẻo. Khi dựng prôfin tarô cần kể đến trị số góc trước của tarô . Để tránh kẹt phôi khi quay ngược tarô, góc ở phần không làm việc của me cắt cần lấy càng lớn càng tốt. Mặt khác khi tarô quay ngược có khuynh hướng cắt vật liệu . Điều đó có thể thấy được khi ta quan sát phoi nhận được, cùng với lớp phoi dày còn một lớp mỏng ở dạng phoi dây là do phần không làm việc cắt quay ngược. Để tránh điều đó, góc bù r cần phải lớn hơn 90o. Như vậy góc x có thể chọn trong khoảng 82o – 85o . Để cho tarô không cắt khi quay ra, nên vát 30o hoặc dùng đá mài để làm cùn góc sắc ở phần không làm việc dọc theo me cắt.
Để đảm bảo cho phoi thoát ra đều đặn và giảm bớt khả năng gây ra nứt khi nhiệt luyện, prôfin cuả rãnh được làm theo 2 bán kính . Khi thiết kế prôfin rãnh tarô và dao phay rãnh nên đặc biệt chú ý làm giảm chủng loại dao phay đến mức tối đa. Khác với mũi khoan rãnh xoắn, vì tarô có rãnh thẳng nên cho phép xác định các thông số cơ bản , đặc trưng cho prôfin tarô tỉ lệ với đường kính tarô . Điều đó cho phép dùng 1dao phay cho 1 nhóm đường kính tarô và do đó làm giảm số chủng loại dao phay.
Khi thiết kế cũng như chọn dao phay cho 1 tarô có kích thước cụ thể , hợp lý nhất là dùng giấy can có vẽ prôfin ren của tất cả các số hiệu dao phay đặt lên trên prôfin của rãnh tarô có đường kính lõi , chiều rộng me cắt và góc trước đã cho. Cần làm sao cho số chủng loại dao phay đã quy định dùng được không những chỉ cho tất cả các kích thước của 1 loại tarô mà còn cho các loại tarô khác nữa vd: tarô tay, tarô máy…
2.2.2.3.Hướng rãnh
Tarô thường được chế tạo với rãnh thẳng, nhưng để thoát phoi tốt hơn nên làm tarô có rãnh xoắn với góc nghiêng so với trục 10 – 16o. Hướng trái dùng để gia công lỗ thông, hướng phải dùng để gia công lỗ không thông. Do góc nghiêng của rãnh lớn, phoi thoát hoặc xuống dưới hoặc lên trên. Đối với hợp kim nhẹ và vật lệi dẻo, chế tạo tarô có rãnh xoắn với góc nghiêng 25 – 35o là hợp lý.
2.2.2.4.Các góc cắt: Khả năng cắt của tarô phụ thuộc vào việc chọn góc trước g và góc sau a.
-Góc trước g: được chọn tuỳ thuộc vào vật liệu gia công. Tăng góc trước, điều kiện hình thành và thoát phoi tốt, đặc biệt khi gia công vật liệu mềm và dẻo, và độ nhẵn bề mặt cũng được tăng lên. .....................................
........................................................
2.3.KÍCH THƯỚC VÀ DUNG SAI CỦA REN TARÔ
Độ chính xác của ren cắt bằng tarô không những chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của ren tarô mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nữa. Những yếu tố đó liên quan đến dụng cụ (độ đảo của me, độ cong của trục..) và với việc sử dụng ( tính chất vật liệu gia công, chế độ cắt, môi trường làm trơn nguội, điều kiện kẹp … ) Do đó không thể quy định cấp chính xác của ren tarô theo cấp chính xác của ren cắt được.
Theo GOCT 7250-60 tarô có 4 cấp chính xác C, D, E, H. Chỉ có tarô C và D được chế tạo với prôfin ren mài, còn tarô E và H không mài. Dung sai quy định cho 5 yếu tố ren sau đây: góc prôfin, bước, đường kính trung bình, đường kính ngoài , đường kính trong.
Sơ đồ sai lệch của ren chi tiết và tarô
2.3.1.Góc prôfin ren: phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của dụng cụ (con lăn, dao tiện, đá mài..) và độ chính xác khi gá chúng trên máy. Đối với tarô có prôfin không mài cũng cần tính đến sai lệch prôfin do nhiệt luyện gây ra.
Việc chế tạo và kiểm tra ren bước nhỏ rất khó khăn , do đó sai lệch của tarô bước nhỏ được quy định ít chặt chẽ hơn so với tarô bước lớn. (VD: theo GOCT 7250-60 đã cho sai lệch như nhau: cấp C và D với bước 0,7 – 5 mm trong giới hạn ±35’ – 15’, cấp E với bước ren 0,2 -5 mm trong giới hạn ±100 – 30’).
Những sai lệc đó cho theo 1/2 góc prôfin vì độ chính xác của prôfin phụ thuộc vào vị trí của nó, nghĩa là đường phân giác của prôfin phải thẳng góc với đường tâm của ren. Nếu lấy sai lệch cho toàn góc prôfin thì không loại trừ được khả năng prôfin không đối xứng, ngay cả khi góc prôfin đúng, nghĩa là 1/2 góc prôfin sẽ có trị số khác nhau.
Bước ren phụ thuộc vào độ chính xác của cơ cấu máy cắt ren,của ren trên tarô và sai số do nhiệt luyện.
Thực tế chứng tỏ rằng, máy sử dụng tốt bảo đảm cắt được ren đạt độ chính xác ±0,01 mm theo bước, mà không phụ thuộc vào đường kính phôi.
Khi nhiệt luyện, sai lệch lớn hơn nhiều, khoảng 0,04 – 0,07 mm trên 25 mm chiều dài về phiá dương cũng như về phía âm, không phụ thuộc vào đường kính ren phôi. Đối với tarô có ren mài, sai số do nhiệt luyện không có, vì ren đã được sửa lại khi mài và độ chính xác của bước ren hoàn toàn phụ thuộc độ chính xác máy mài ren. Các máy này có thể mài ren đạt độ chính xác về bước trong giới hạn 0,003 – 0,008 mm.
Thường sai số về bước được cộng trừ trên chiều dài 25 mm. Trị số đó cần được đảm bảo trong khoảng giữa xác đường ren bất kỳ trên chiều dài đó.
Trong thực tế gặp chiều dài nhỏ hơn 25 mm. Do đó trong GOCT 7250-60 quy định sai số bước không những chỉ trên chiều dài 25 mm mà còn trên chiều dài 10mm, và 10 vòng ren.
Đối với tarô ren hệ mét, tuỳ theo bước ren, đã quy định sai số bước trên chiều dài 25 mm: Cấp C ±0,01mm, cấp D ±0,015, cấp E ±0,05mm, cấp
H ±0,07mm.
2.3.2.Đường kính trung bình của ren: là trị số chủ yếu, đặc trưng cho cấp chính xác của tarô. Khi chọn sai lệch cần tính đến sai số chế tạo của bản thân đường kính trung bình, sai số bước và góc prôfin ren của tarô, sai số bước và góc prôfin ren calíp đầu lọt. Trong quá trình cắt, do ma sát ở bên prôfin, đường kính trung bình của tarô sẽ bị mòn dần. Tarô có ren mài cần hớt lưng trên toàn bộ prôfin ren, ngoài ra thường hớt lưng trên toàn bộ prôfin ren bắt đầu từ mặt trước. Đường kính trung bình của ren sẽ giảm lần trong quá trình mài sắc lại. Do đó độ mòn và độ giảm đường kính trung bình trong quá trình mài sắc đã bắt buộc phải có lượng dự trữ đảm bảo cho độ mòn.
Để bù trừ sai số, cũng như để có lượng dự trữ cho mòn cần đường kính trung bình nhỏ nhất của tarô vượt quá kích thước danh nghĩa. Sai lệch dưới của đường kính trung bình được biểu diễn có tính chất lý thuyết băng công thức:
[H.O]tb = f’ + fs + fe + I - p
Trong đó: f’: Lượng bù trừ theo đường kính của sai lệch bước và prôfin ren của calip đầu lọt.
Fs + fe: Lượng bù trừ theo đường kính của sai lệch bước và prôfin ren tarô
i: Lượng dư cho độ mòn đường kính trung bình tarô .
p: Lượng lay rộng nhỏ nhất của đường kính trung bình lỗ ren cắt bằng tarô.
Trị số trung bình xác suất của đường kính trung bình ở calíp gần với trị số danh nghĩa, và lượng bù trừ theo đường kính của các sai lệch về bước và về góc prôfin ren calip đầu lọt thực tế không đáng kể so với trị số lay rộng của lỗ theo đường kính trung bình. Trên cơ sở đó, hoàn toàn cho phép khi tính sai lệch dưới không kể đến trị số f. Thực tế áp dụng tiêu chuẩn cũng đã xác nhận điều đó, cụ thể là calíp đầu lọt luôn luôn đi qua được các lỗ ren đai ốc trong mọi trường hợp khi cắt bằng tarô mới hay tarô đã mòn hết.
Như đã biết , sai lệch về bước và về góc prôfin ren không phụ thuộc vào dấu (cộng hay trừ), sẽ làm tăng đường kính trung bình ren đai ốc. Trị số bù trừ theo đường kính của sai lệch tính bằng micron theo bước fs và góc prôfin fe xác định theo công thức:
fs = DStg và fe =
DS: Trị số sai lệch về bước trên chiều dài phần ren vặn vào
D: Trị số sai lệch của góc prôfin ren
Tuỳ theo cấp chính xác của tarô, trị số sai lệch về bước và góc prôfin ren cũng khác nhau, do đó trị số fs và fe cũng sẽ khác nhau: Đối với tarô cấp C, D nhỏ hơn và đối với tarô cấp chính xác H, E lớn hơn trong điều kiện trị số lay rộng của lỗ theo đường kính trung bình của lỗ bằng nhau. . Song khi ren lỗ bằng các tarô có cấp chính xác khác nhau, lượng lay rộng này không thể như nhau được. Lượng lay rộng sẽ lớn hơn đối với tarô cấp H và E, nhỏ hơn đối với taro cấp C và D. Như vậy ở đây chúng ta có sự bù trừ của những sai số đó. Do đó trong tiêu chuẩn sai lệch dưới của tarô các cấp lấy như nhau( trong giới hạn 0,012 – 0,036mm). Điều đó có 1 số ưa điểm nhất định trong sản xuất hàng khối và loạt lớn vì nó cho phép chuyển được tarô từ cấp này sang cấp khác trong trường hợp chế tạo chúng không chính xác.
Việc chọn sai lệch dưới rất lớn là không hợp lý vì cần phải phân bố đủ cho dung sai do chế tạo taro không chính xác và cho lượng lay rộng của lỗ theo đường kính trung bình.
Sơ đồ ở trên trình bày sự phân bố các trị số dung sai đường kính trung bình của ren đai ốc cấp chính xác 1 – 3: Dung sai đảm bảo cho độ mòn J, dung sai chế tạo tarô N và dung sai cho lượng lay rộng P có thể sảy ra của đai ốc trong quá trình cắt. Xét về mặt độ lay rộng của lỗ, các tarô cấp chính xác H là ở vị trí xấu nhất với các tarô các cấp khác bởi vì nó có khuynh hướng lay rộng lỗ nhất.
2.3.3.Đường kính ngoài (do) : chịu mài mòn nhiều hơn đường kính trung bình. Điều đó là do đỉnh ren chọn dễ thoát cacbon khi nhiệt luyện, làm việc ở điều kiện nặng và khó thoát nhiệt. Do đó cần cho đường kính ngoài 1 lượng dự trữ về độ mòn lớn hơn so với đường kính trung bình. Sai lệch dưới (trong giới hạn 0,03 – 0,36mm) được quy định thống nhất cho tarô các cấp chính xác theo công thức (đối với ren hệ mét).
[H.O. ]o = 0,086S – a1x
Trong đó số hạng thứ nhất gần bằng 0,1 chiều cao cảu tam giác ren lý thuyết ( to)
a1x: Trị số theo bậc IX cảu ISA
Sơ đồ dung sai đường kính ngoài của đai ốc và tarô
Theo tiêu chuẩn của liên bang, đường kính ngoài cảu ren đai ốc không có dung sai, sai lệch trên cảu nó không quy định bởi vì kích thước ngoài của ren không thể vượt quá giới hạn tam giác lý thuyết. Theo quan điểm đó cũng có thể không cho dung sai đường kính ngoài tarô. Song theo GOCT 7250-60 dung sai đường kính ngoài của tarô có qui định vì nếu không có dung sai thì có thể khách hàng phải nhận những tarô có đỉnh ren quá nhọn và yếu kết quả sẽ làm tăng độ mài mòn của tarô theo đường kính ngoài và có thể các mặt bên của prôfin ren.
Dung sai đường kính ngoài đối với tarô cấp chính xác C và D quy định theo cấp IX ( Trong khoảng 0,03 – 0,062mm cho bước ren 0,7 – 5mm) còn đối với tarô cấp chính xác H và E theo cấp chính xác X của ISA( trong khoảng 0,048 – 0,1 mm cho bước ren 0,8 – 5mm).
Khi quy định sai lệch dưới cần chú ý rằng chiều rộng đỉnh ren của tarô bị cắt bởi đường kéo dài của prôfin lý thuyết phải gần bằng 0,6 chiều rộng l của prôfin lý thuyết tương ứng. Tuy nhiên do sai lệch trên đã lấy bằng chiều rộng đỉnh ở các đường kính ren lớn sẽ nhỏ hơn đường kính ren nhỏ. Người ta đành phải chấp nhận điều kiện này vì nếu không thì phải chịu quy định dung sai về độ mòn cho tarô đường kính lớn ít hơn so với đường kính nhỏ. Tarô cấp chính xác E và H do dung sai chế tạo lớn (thoê cấp X) ren sẽ chọn lớn. Để tránh ren làm ra quá nhọn, người ta chỉ cho sai lệch dưới (H . O) đối với tarô cấp chính xác E và H với bước ren từ 0,2 – 0,75 mm.
2.3.4.Đường kính trong của tarô d1: phải không được tham gia vào quá trình cắt. Điều này áp dụng cho tất cả các loại dụng cụ cắt ren. đối với các dụng cụ cắt ren, điều này áp dụng cắt ren, điều quan trọng là làm sao cho các lưỡi cắt ở đáy các đường ren không tham gia cắt. Điều đó thường đạt được bằng cách tăng thêm chiều cao chân prôfin ren một ít hoặc băng cách tăng cường đường kính ban đầu của lỗ ren(đai ốc) hoặc giảm đường kính ngoài của phôi.
Khi gia công bằng tarô tuỳ theo độ dẻo mà vật liệu gia công phình ra nhiều hoặc ít. Nếu đường kính mũi khoan dùng để khoan lỗ trước khi tarô ren bằng đường kính trong danh nghĩa của ren thì quá trình cắt sẽ khó khăn,và tarô có thể bị gãy. Để tránh hiện tượng đó trong thực tế người ta luôn luôn dùng mũi khoan có đường kính lớn hơn đường kính danh nghĩa của ren. Theo GOCT 885-60 đã quy định 2 dãy mũi khoan trước khi ren. Việc giảm chiều cao ren 1 ít không có ý nghĩa thực tế nào. Các công trình thực nghiệm xác định rằng mối ghép ren đủ bền nếu như ren có khoảng 70% chiều cao danh nghĩa của nó.
Sơ đồ dung sai đường kính trong của đai ốc và tarô
Tiêu chuẩn liên bang đã quy định đủ khe hở giữa các prôfin ren của đai ốc và bulông. Những bavia sinh ra do vật liệu chèn ép trong quá trình cắt có thể nằm trong khe hở đó. Do đó sai lệch trên của đường kính trong tarô có thể nằm trên đường kính danh nghĩa. Tuy nhiên theo GOCT 7250-60 có cho cao hơn kích thước danh nghia 1 ít để đảm bảo chắc chắn cắt hết bavia và calíp ren có thể dễ dàng vào lọt lỗ của đai ốc. Độ vượt quá so với kích thước danh nghĩa được quy định thống nhất đối với tarô tất cả các cấp chính xác và gần bằng ½ trị số khe hở giữa các prôfin ren bulông và đai ốc.
hoặc: Dis = d1 + 0,055S
Trong đó: Dis : Đường kính trong lớn nhất của tarô
D1: Đường kính trong danh nghĩa của ren
Sai lệch dưới của đường kính trong ren tarô không quy định, bởi vì nó không thể vượt quá đỉnh tam giác của prôfin ren lý thuyết.
Bán kính lượn góc chân ren tarô có thể lên tới đường kính nhỏ nhất của ren đai ốc . Sự cho phép đó có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất về mặt độ mòn của dụng cụ hay đá mài.
-Các bề mặt làm việc: Mặt trước, mặt sau của các đường ren, mặt côn cắt của phần côn cắt, mặt trụ ngoài phần sửa đúng, bề mặt chuôi vuông, rãnh vuông. Các bề mặt này cần được mài để có độ cính xác theo yêu cầu.
-Trong trường hợp lỗ ren sâu, dễ sảy ra gãy taro hoặc mẻ răng khi cắt đến cuối lỗ. Để khắc phục tình trạng đó ta sử dụng trục gá bảo hiểm gồm có thân (6) đuôi côn, vấu an toàn (3), lò xo (4) trục gá (2) và chốt cắm (1) để kẹp tarô. Khi tarô cắt hết chiều sâu của lỗ, tarô và cối cặp được giữ lại, các vấu trên trục gá (2) và trên vấu an toàn (4) trượt lên nhau và tách ra không ăn khớp nữa. Khi đó tarô không tiền mà quay tại chỗ cùng chi tiết gia công.
...................................................
6.2.TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT:
-Chiều sâu cắt: t = .. mm , dfôi =14.. mm, dthô =12..mm
Suy ra: tmax thô = 1,24 mm tmin thô =0.7 mm
-Lượng chạy dao: Tra bảng 5.11(ST2) ta có Sng =0.4 mm/vg
-Vận tốc cắt: V = ..Kv Trong đó:
+Cv, x, y, m là các hệ số mũ
+T: Chu kỳ bền của dao T = 30 ~ 60 phút. Chọn T =50 ph
Tra bảng5-17(ST2) ta có:
Cv = 22, x = 0.15, y = 0.35, m = 0.2
+Kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ phù thuộc vào điều kiện cụ thể
Kv =KmvKnvKuv
Tra bảng 5-1(ST2) ta có:
+Kmv: Hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ lý vật liệu gia công
Kmv =Kn.. = 0,875
+Knv: Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi. Tra bảng 5.5(ST2)
Knv = 0,85
+Kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt. Tra bảng 5.56(ST2)
Kuv = 1,9
.. Kv = KmvKnvKuv =0,875.0,85.1,9 = 1,4
-Vận tốc cắt: V = ..Kv = ..2,2 = 19,41 m/ph
6.3.TÍNH LỰC CẮT CHO BƯỚC TIỆN THÔ CỦA NGUYÊN CÔNG TIỆN PHẦN LÀM VIỆC
Lực tác dụng lên fôi được tính theo công thức:
N = Px + Py + Pz
*Px,y,z = 10.Cp.tx.Sy.Vn.Kp
Tính Pz: Do Pz là thành phần chủ yếu gây nên sai số cho phôi
+Kp = KMP.K..K..K..Krp là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào các thông số hình học của dụng cụ cắt.
Tra bảng 5.22(ST2) ..K.= 1,08 , K. = 1, K. = 1, Krp = 1,1
Tra bảng 5.23(ST2) ..Kmv = .. = ..= 0,5
Suy ra .. Kp = KMP.K...K....K...Krp = 0,6
Tra bảng5.23(ST2) ..Cv =300, x = 1, y = 0.75, n = -0.15
..Pz = 10.350.1,62.0,40,75.190,15.0,6 = 1097 (N)
Px, Py tính tương tự
-Công suất cắt N =.. = 2.87 (KW)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK
