36

Chương 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP CẮT REN BẰNG TARO

Trong ngành chế tạo máy, các chi tiết có ren chiếm một khối lượng khá

lớn trong các mối lắp ghép hoặc truyền động bằng ren. Yêu cầu đặt ra trong

việc nghiên cứu dụng cụ cắt ren là một đòi hỏi hết sức cấp thiết, nhằm đáp

ứng nhu cầu sản xuất. Trong các phương pháp cắt ren thì cắt ren bằng taro

chiếm 60%, do đó nội dung của đề tài chỉ tập trung nghiên cứu phương pháp

cắt ren trong bằng taro trên máy.

2.1. Các đặc trưng của quá trình cắt ren bằng taro trên máy tự động.

Taro là phương pháp gia công ren tiêu chuẩn có đường kính trung bình

và nhỏ. Theo ghi nhận của nhiều nhà nghiên cứu thì tính năng đặc trưng nhất

của công nghệ taro ren trong:

1. Quá trình cắt được thực hiện với chiều sâu lớp cắt nhỏ, từ 0,02 – 0,05 mm.

2. Trong quá trình cắt thì bước tiến dao phụ thuộc vào bước ren của chi tiết

gia công.

3. Khó bôi trơn, làm mát và thoát phoi trong quá trình cắt ren, do đó nhiệt cắt

lớn, dễ gây ra kẹt dụng cụ cắt trong lỗ.

4. Sự xuất hiện của các lực phức tạp tác dụng lên tất cả phần tử của lưỡi cắt

ren, đặc biệt là mô men xoắn gây ra hiện tượng làm sai lệch profin ren dẫn

đến kẹt dụng cụ, đồng thời ma sát tác động lên lưỡi cắt gây phá hủy dụng cụ.

5. Sự cắt ren trong lỗ không thông khó hơn so với cắt ren trong lỗ suốt. Thực

tế cho thấy, một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng gãy dụng cụ là

khi rút dao, dụng cụ va vào gốc phoi thừa còn lại làm mô men tăng lên đột

ngột. Ngoài ra khi cắt ren trong lỗ đặc, một lượng phoi không thoát ra ngoài

mà rơi xuống đáy lỗ, khi dụng cụ tiến sát đáy lỗ gây ra hiện tượng kẹt phoi.

37

Hình 2.1 Sơ đồ sự hình thành phoi khi cắt ren trong.

Hình 2.1a thể hiện mặt cắt ngang của lưỡi cắt tại thời điểm rút dao. Khi

quay dao ra, lưỡi cắt phía trước va vào gốc phoi thừa còn lại của lưỡi cắt phía

sau, gây ra áp lực Pcm. (2.1 b,c). Lực Pcm tăng dần lên để miết gốc phoi thừa

xuống làm tăng mô men xoắn, khi đạt tới một giá trị nhất định sẽ có thể gây

ra hiện tượng mẻ lưỡi cắt.

Rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, quá trình cắt ren thì thành phần lực

quan trọng nhất cần quan tâm là mô men xoắn Mkp. Bảng dưới chỉ ra các giá

trị của mô men xoắn Mkp khi cắt ren có các bước ren khác nhau.

Thông số ren cắt,mm Mô men xoắn,N.m

Bước ren Đường kính ren

0,50 3 - 20 0,7 - 120,75 6 - 30 3,6 - 401,00 6 -52 5,6 - 1161,25 8 - 14 12,0 - 321,50 10 - 52 21,0 - 2121,75 12 34,02,00 14 - 52 51,0 - 3232,50 16 - 22 102,0 - 1363,00 24 - 52 200,0 - 600

Bảng 2.1 Giá trị mô men xoắn khi cắt ren máy.

38

Taro làm việc trong điều kiện ma sát lớn có thể gây ra hiện tượng cọ sát

mạnh các mặt bên của biên dạng taro khi cắt ren, chính vì thế việc sử dụng

dung dịch bôi trơn làm mát là giải pháp công nghệ cần thiết. Dung dịch bôi

trơn làm mát có thể là nước nhũ dịch, chất bôi trơn tổng hợp, và đôi khi là dầu

mỏ. Dầu có hiệu quả tốt khi bôi trơn vì làm giảm ma sát, nước nhũ dịch làm

giảm nhiệt độ ở vùng cắt khi gia công nên nó chủ yếu được sử dụng để làm

mát.

Khi cắt ren, dung dịch nước tưới nguội được đưa vào vùng cắt qua các

khe hở ở bên trong taro với áp lực lớn để bôi trơn, giảm nhiệt độ và đưa phoi

ra khỏi vùng cắt làm tăng độ bền của dụng cụ. Áp lực dung dịch tưới nguội

được khuyến cáo là từ 1,0 ÷1,5MPa, lưu lượng dòng chảy từ 5÷10 lít/phút.

2.2 Tiêu chí đánh giá khả năng làm việc của taro máy.

2.2.1 Độ bền dụng cụ.

Một trong những tiêu chí quan trọng nhất đánh giá khả năng làm việc

của dụng cụ là độ bền, đó là thời gian làm việc liên tục của dụng cụ giữa hai

lần mài sắc cho đến khi không thể cắt gọt được.

Độ bền của dụng cụ là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất và

giá thành sản phẩm. Độ bền của dụng cụ được xác định trên cơ sở các yêu cầu

về chất lượng chi tiết gia công, năng suất và giá thành chế tạo sản phẩm với

giá trị mài mòn cho phép. Thời gian làm việc của dụng cụ giữa hai lần mài

sắc là thời gian làm việc liên tục của dụng cụ đến khi dụng cụ bị mòn đến giới

hạn cho phép, khi đó dụng cụ không thể cắt gọt được nữa mà phải được mài

sắc lại hoặc thay dao mới. Vì vậy xác định tuổi bền của dụng cụ là xác định

thời gian làm việc liên tục của dụng cụ cho đến khi bị mòn đến độ mòn giới

hạn cho phép.

Hiện nay, phương pháp thực nghiệm là phương pháp chủ yếu được sử

dụng để đánh giá độ bền của dụng cụ. Việc thử nghiệm dụng cụ được thực

hiện trong quá trình thiết kế cũng như trong giai đoạn thiết kế quy trình công

39

nghệ chế tạo chúng. Trong quá trình thử nghiệm nghiên cứu đã giải quyết bài

toán tối ưu lựa chọn vật liệu dụng cụ để gia công chính xác, xác định việc sử

dụng hợp lý các loại dụng cụ cắt và các giá trị tối ưu của thông số cấu trúc

hình học dụng cụ, cũng như lựa chọn chế độ cắt hợp lý. Tuy nhiên có thể thấy

ngay rằng phương pháp thực nghiệm gây tốn kém về kinh tế.

2.2.2 Chỉ tiêu đánh giá độ mòn dụng cụ.

Một trong những đặc trưng đánh giá độ bền của dụng cụ là độ mòn. Độ

mòn của dụng cụ phụ thuộc vào điều kiện cắt gọt, kết cấu và khả năng cắt gọt

của vật liệu gia công, dạng cấu trúc và các thông số hình học của dụng cụ cắt

cũng như vật liệu chế tạo dụng cụ.

Qua việc đánh giá chỉ tiêu độ mòn của dụng cụ có thể gây ra các hiện

tượng như sau:

1) Mẻ lưỡi cắt.

2) Vùng mòn nằm ở mặt sau lưỡi cắt.

3) Mép lưỡi cắt bị vê tròn.

4) Vùng mòn lớn ở mặt trước lưỡi cắt.

5) Giảm tuổi thọ của dụng cụ.

6) Gây phá hủy lưỡi cắt.

Giá trị độ bền của dụng cụ cắt sẽ phụ thuộc lớn vào độ mài mòn của

dụng cụ. Để có thể xác định được quan hệ thay đổi có tính qui luật của sự mài

mòn dao, cần phải nghiên cứu cơ chế quá trình mài mòn dao khi cắt. Những

nghiên cứu về mài mòn dao xác định rằng dụng cụ cắt có thể bị mài mòn do

các cơ chế sau đây:

1) Mài mòn do cào xước hay hạt mài.

Bản chất của mài mòn hạt mài là các hạt cứng của vật liệu gia công và

phoi cào xước vào bề mặt tiếp xúc của dao như tác dụng của các hạt mài nhỏ

cắt vào bề mặt dụng cụ trong quá trình cắt. Khi cắt ở tốc độ thấp, nhiệt cắt

40

thấp cơ chế mài mòn cào xước cơ học là chính. Các hạt tạp chất có độ cứng

cao trong vật liệu gia công khi chuyển động cào xước vào bề mặt tiếp xúc của

dao tạo thành các vết xước song song với phương thoát phoi.

2) Mài mòn do khuếch tán.

Ở nhiệt độ cao, mòn khốc liệt HKC thường xảy ra do hiện tượng khuếch

tán vật liệu dụng cụ vào vật liệu gia công và phoi. Về mặt vật lý, tại vùng tiếp

xúc của 2 kim loại được ép vào nhau và đốt nóng sẽ xuất hiện hiệu điện thế.

Dưới hiệu điện thế đó, các phần tử kim loại của 2 vật tiếp xúc sẽ khuếch tán

vào nhau, kết quả một phần vật liệu dao sẽ mất đi dẫn đến dao bị mài mòn.

Khi cắt dùng dao HKC ở tốc độ cắt cao, nhiệt cắt khoảng gần 10000 C thì

dao thường bị mòn do khuếch tán.

3) Mài mòn do oxy hoá.

Trong môi trường nhiệt độ cao, các phần tử kim loại trên bề mặt dao bị

oxy hoá. Lớp oxy hoá này có độ bền yếu nên dễ bị vỡ và lôi đi trong quá trình

tạo phoi kéo theo một số vật liệu của dao nên dẫn đến bị mài mòn.

4) Mài mòn do chảy dính.

Dụng cụ mòn là do các phần tử nhỏ của dao trong quá trình chuyển động

bị dính vào chi tiết gia công và phoi. Do áp lực và nhiệt độ cao, bề mặt tiếp

xúc chuyển động liên tục trong khi cắt tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình

chảy dính, đó là tạo ra mối liên kết kim loại như sự hàn ở pha rắn tại những

vùng tiếp xúc, trong quá trình chuyển động chúng bị bứt ra và lôi đi.

5) Mài mòn do mõi.

Mảnh cắt khi cắt nằm trong điều kiện thay đổi liên tục và theo chu kỳ về

nhiệt độ và lực tác động do vậy dễ gây ra hiện tượng gãy vỡ do mõi.

Ngoài ra quá trình cắt có lẹo dao cũng gây nên mài mòn đáng kể.

Trong quá trình cắt, tuỳ theo điều kiện cắt cụ thể mà cơ chế mài mòn nào

sẽ là chủ yếu làm dao bị mài mòn, nhưng thực tế rất khó phân biệt chính xác

các giai đoạn mài mòn do các cơ chế trên.

41

Xem xét tiêu chuẩn độ mòn đối với các taro cụ thể hơn, sự mẻ lưỡi cắt

hay hình thành vết nứt ở mép lưỡi cắt đã được nghiên cứu rất nhiều năm.

Hiện tượng này là do sai sót trong thiết kế kết cấu dụng cụ, mài taro không

chính xác, lựa chọn sai vật liệu dụng cụ, cũng như điều kiện cắt gọt không ổn

định. Để khắc phục những nguyên nhân nêu trên cần phải cải tiến thiết kế và

công nghệ chế tạo dụng cụ.

2.2.3 Mô hình bền của taro máy.

Đánh giá trạng thái giới hạn của taro là một bước cần thiết trong việc xây

dựng mô hình phá hủy dụng cụ. Từ những nghiên cứu trên hiển nhiên thấy

rằng không thể đánh giá một cách rõ ràng tiêu chuẩn trạng thái giới hạn của

dụng cụ cắt mà không quan tâm đến kích thước của nó, giá trị các thông số

hình học và điều kiện làm việc.

Tất cả các mô hình bền của taro ren được nghiên cứu với việc tính toán

tiêu chuẩn độ mòn của dụng cụ. Các yếu tố sau ảnh hưởng tới giá trị và đặc

trưng độ mòn của dụng cụ: Điều kiện cắt ren, khả năng cắt gọt của vật liệu

dụng cụ, loại dụng dịch làm mát, các đặc trưng thông số hình học của phần

cắt, vv. . . Nhiều yếu tố gây khó khăn cho việc tính toán, do đó chỉ xem xét

một số yếu tố tác động chính.

Công thức tính độ bền của dụng cụ khi cắt ren với vật liệu gia công:

, phút.

Độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào sự đánh giá đúng mức độ ảnh

hưởng của một số yếu tố tham gia vào tính toán. Trong công thức trên chỉ đưa

vào 3 yếu tố ảnh hưởng để tính toán, mà không tính đến ảnh hưởng của đặc

trưng chiều dày lớp cắt đã được nghiên cứu là có ảnh hưởng đến độ bền của

taro.

42

Để hoàn thiện hơn, người ta đã đưa ra công thức có kể đến 5 yếu tố ảnh

hưởng trong quá trình cắt ren:

,phút.

Trong công thức trên, giá trị của hằng số C phụ thuộc vào đường kính

ren d, bước ren P, và góc nghiêng φ và có giá trị khác nhau khi phạm vi ảnh

hưởng của các yếu tố này thay đổi. Lúc này cần thiết phải xác định độ bền với

vận tốc cắt nhất định, phạm vi trong khoảng từ 10 ÷15m/ph. Công thức trên

được xem là công thức đề xuất để giản lược đáng kể phạm vi ảnh hưởng của

vận tốc cắt.

Để cải tiến kết cấu taro, việc phân tích độ bền mô hình và nghiên cứu về

tiêu chuẩn của trạng thái giới hạn là một phần rất quan trọng của nghiên cứu.

2.3 Mối quan hệ giữa kết cấu và thông số hình học với khả năng làm việc

của taro.

Nghiên cứu mối quan hệ của các thông số về cấu trúc và hình học của

dụng cụ cắt tới khả năng làm việc của nó có một vị trí quan trọng trong quá

trình nghiên cứu tổng thể dụng cụ cắt ren. Ở đây, đối tượng xem xét trong

nghiên cứu này là dụng cụ cắt ren trên máy, kết cấu và các yếu tố hình học

của phần tử cắt đặc biệt và ảnh hưởng của nó tới khả năng làm việc không

được xem xét.

Ảnh hưởng của các thông số về cấu trúc và hình học : 1. Độ bền dụng cụ

cắt , 2. Độ chính xác ren 3. Động học quá trình cắt ren.

Độ bền dụng cụ cắt phụ thuộc vào 2 yếu tố hình học: Đường kính ngoài d

và bước ren P. Khi đường kính dụng cụ cắt tăng thì độ bền tăng vì khả năng

tản nhiệt tốt và khả năng thoát phoi vào rãnh cũng tăng lên. Hầu hết các

nghiên cứu đều cho rằng khi đường kính taro tăng thì quá trình cắt ren sẽ ổn

định hơn, tuy nhiên không có sự đánh giá định lượng.

43

Mức độ ảnh hưởng của đường kính dụng cụ tới độ bền trong những

nghiên cứu khác nhau thay đổi một cách đáng kể: Đối với ren M6...M12 thì

độ bền là 1,61. Đối với ren M14 . . .M52 độ bền là 0,65.

Phân tích nghiên cứu trên có thể kết luận rằng có sự khác biệt trong sự

đánh giá ảnh hưởng của đường kính ngoài tới độ bền và giải thích nguyên

nhân vật lý của ảnh hưởng này.

Bước ren xác định tới tải trọng tác động lên lưỡi cắt, tức là khi góc cắt

không đổi với bước ren tăng thì làm tăng chiều dày lớp cắt. Vì vậy, sự gia

tăng bước ren sẽ làm giảm độ bền của dụng cụ. Tuy nhiên, khi nghiên cứu

ảnh hưởng của bước ren tới độ bền lại có những sự khác nhau, như mức độ

ảnh hưởng bước ren tới độ bền X4 là 0,55, còn trong tài liệu khác, với sự ảnh

hưởng vào đường kính và góc cắt thì mức độ ảnh hưởng X5 là 0,85 và 0,23.

Cần lưu ý rằng việc thực hiện các nghiên cứu thí điểm về ảnh hưởng của

đường kính ngoài và bước ren tới độ bền dụng cụ trong quá trình cắt ren, đã

chỉ ra một số khó khăn kỹ thuật do đòi hỏi về sự hợp lý trong kết cấu với chất

lượng sản phẩm, cùng một đường kính nhưng bước ren khác nhau, và ngược

lại. Rõ ràng là những khó khăn ngày càng tăng do sự tốn kém về kinh tế. Điều

này, có lẽ, giải thích số lượng tương đối nhỏ của các nghiên cứu về ảnh hưởng

của các yếu tố cấu trúc tới độ bền dụng cụ cắt.

Trước khi xem xét ảnh hưởng các đặc trưng hình học của dụng cụ cắt tới

khả năng làm việc, cần lưu ý rằng giữa các thông số hình học có một mối

quan hệ.

Giá trị của góc trước γg trong sự ảnh hưởng bởi các thông số hình học

khác của dụng cụ cắt, như góc cắt φ, góc nâng ren σ và góc côn cắt λ, được

xác định theo công thức:

.

44

Trong đó: γ – góc trước.

α – góc sau được hình thành từ 2 góc: α = αmin+αsau.

ở đây: αmin – góc sau nhỏ nhất cho phép.

αsau – khe hở góc sau.

Góc sau nhỏ nhất cho phép αmin được xác định từ phương trình động học cắt

ren:

Trong đó σ – góc nâng ren được tính theo công thức:

d2 – đường kính trung bình ren.

Tính toán cho thấy rằng giá trị của αmin biến đổi trong một phạm vi hẹp

và không vượt quá 50’. Giá trị khe hở góc sau αsau phụ thuộc vào cơ tính của

vật liệu gia công và chiều dày lớp cắt.

Một trong những đặc trưng thông số hình học quan trọng nhất ảnh

hưởng tới độ bền của dụng cụ cắt là góc cắt φ. Điều này được giải thích bởi

thực tế là góc cắt φ ảnh hưởng tới chiều dày lớp cắt az khi các thông số cấu

trúc khác của dụng cụ cắt không đổi (d,P,z) do yêu cầu tiêu chuẩn hóa trong

cấu trúc của dụng cụ. Trong một số tài liệu nghiên cứu, góc côn cắt không

được đưa vào trong mô hình tính toán độ bền, bởi cho rằng chiều dày lớp cắt

khi gia công gây ảnh hưởng lớn tới độ bền dụng cụ.

Những nghiên cứu sau này đã hoàn thiện phương pháp tính toán, phân

chia mức độ ảnh hưởng tới độ bền của dụng cụ cắt phụ thuộc vào các hệ số:

chiều dày và bề rộng lớp cắt, cũng như góc côn cắt φ.

Trong nghiên cứu này, tác giả đã lập luận rằng, góc côn cắt φ ảnh

hưởng tới độ bền không chỉ nhờ tính toán sự thay đổi tới bề rộng và chiều dày

lớp cắt, mà còn do tính toán sự thay đổi góc biên dạng ren ε. Khi đó mức độ

45

ảnh hưởng của góc φ tới độ bền kết cấu dụng cụ còn lớn hơn mức độ ảnh

hưởng của chiều dày và bề rộng lớp cắt.

Việc nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của góc cắt φ tới độ ổn định của

quá trình cắt ren vẫn chưa được chỉ dẫn, mặc dù đã có một số chỉ dẫn về sự

lựa chọn góc cắt φ để đảm bảo tối ưu chiều dày lớp cắt, và vì thế làm tăng

tính ổn định của quá trình cắt ren.

Rất nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng góc cắt α có ảnh hưởng tới độ bền

dụng cụ. Độ lớn của góc sau có ảnh hưởng đáng kể tới đặc trưng mài mòn của

dụng cụ cắt. Sự ảnh hưởng này có tính chất phức tạp. Góc sau α quyết định

tới độ sắc cắt của dụng cụ, độ bền vững, điều kiện thoát nhiệt ở vùng cắt. Vì

những chỉ số trên mà mong muốn là góc sau α nhỏ. Mặt khác, góc sau α còn

quyết định khu vực tiếp xúc và ma sát của mặt sau lên bề mặt chi tiết. Trong

một số trường hợp đặc biệt, góc sau α được chọn với giá trị lớn, nhưng với

trường hợp góc sau α lớn làm tăng nguy cơ phoi rơi xuống mặt sau gây ra

hiện tượng kẹt phoi làm phá hủy lưỡi cắt. Trong trường hợp tối ưu, giá trị của

góc sau α liên hệ với chiều dày lớp cắt theo công thức:

Ở đây, C – hằng số

αk – đại lượng thực nghiệm được xác định bởi điều kiện gia công.Khi cắt

thép với chiều dày lớp cắt trong khoảng 0,02 ≤αz ≤0,05 mm thì góc sau α nằm

trong khoảng từ 1030’ tới 120.

Góc trước γ ảnh hưởng tới sự hình thành phoi và sự cào phoi lên bề mặt

trước của dụng cụ, và do đó ảnh hưởng tới nhiệt độ ở vùng cắt. Đồng thời góc

trước γ ảnh hưởng tới độ bền vững của lưỡi cắt và thoát nhiệt từ vùng cắt. Để

46

giảm công cắt và ma sát mong muốn góc trước γ tăng, còn để đảm bảo độ bền

vững của lưỡi cắt và giảm nhiệt vùng cắt thì mong muốn góc trước γ giảm.

Thành phần lực cơ bản đặc trưng cho quá trình cắt ren là mô men xoắn.

Mô men xoắn Mkp có mối liên hệ với đường kính ngoài và bước ren theo công

thức:

Trong trường hợp tổng quát hơn, để tính Mkp có kể đến đặc trưng thông

số hình học của dụng cụ cắt:

và

Từ những đặc điểm trên, hiện nay việc cải tiến dụng cụ cắt ren trong, đặc

biệt là với lỗ ren có đường kính nhỏ đang là vấn đề hết sức cấp thiết nhằm

đưa ra giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng tuổi thọ của dụng cụ.

2.4. Các cấu trúc taro hiện đại dùng để cắt ren trong.

2.4.1 Cơ sở nghiên cứu.

Những yếu tố cơ bản làm giảm khả năng làm việc của dụng cụ cắt ren là:

Mẻ lưỡi cắt, gãy vỡ và kẹt dụng cụ cắt, đặc biệt trong quá trình rút dao, vv . . .

Trong một số tài liệu nghiên cứu thống kế, có từ 20-85% dụng cụ cắt ren

khi gia công xảy ra hiện tượng gãy vỡ, phần trăm này còn cao hơn khi kích

thước của taro nhỏ. Sự gãy vỡ taro ren xảy ra do dụng cụ mòn quá mức cho

phép, lắp đặt phôi không đúng, thiết bị ngừng chạy khi gia công, những

khuyết tật còn lại từ nguyên công trước, vv . . .

Sự gãy vỡ taro ren xảy ra lớn nhất vào thời điểm rút dao (chiếm tỉ lệ

khoảng 75%) khi dụng cụ quay ra ở góc 90-1200. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng,

47

tại thời điểm bắt đầu rút dao khi cắt ren lỗ đặc, mômen xoắn có giá trị lớn

nhất do taro bị giữ chặt bởi phoi. Để xử lý hiện tượng gãy taro khi rút dao,

người ta đã giảm tốc độ quay dao ở vòng quay đầu tiên, sau đó để tốc độ quay

bình thường hoặc tăng tốc độ quay.

Nếu xảy ra hiện tượng gãy taro khi cắt ren chi tiết quan trọng thì ta phải

tiến hành lấy taro bị gãy trong chi tiết ra, khi đó người ta thường sử dụng thiết

bị ăn mòn điện hóa.

Để giảm tỉ lệ gãy taro khi cắt ren, người ta sử dụng cấu trúc taro phức

hợp: Taro có 2 đường kính ren khác nhau, nhưng cùng một bước ren. Việc áp

dụng taro phức hợp này cho phép kết hợp được 2 nguyên công khi cắt ren và

giảm thời gian gia công, tuy nhiên phương pháp này thường chỉ là giải pháp

cho một vấn đề, ít được áp dụng.

Kết quả thống kế thu được ở một số tài liệu nghiên cứu, có thể lập luận

rằng nguyên chính gây ra hiện tượng gãy taro khi rút dao là do mômen xoắn

vượt quá mức cho phép, điều này cho thấy sự phụ thuộc của độ tin cậy taro

ren vào mômen xoắn.

Từ những nguyên nhân gây ra thất bại trong nguyên công cắt ren, dẫn

đến hai hướng nghiên cứu để cải thiện chất lượng quá trình cắt ren là: Hướng

thứ nhất nghiên cứu một nhóm các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ren ( sự

phá hủy ren, tăng độ bóng bề mặt ren), hướng thứ hai nghiên cứu nhóm

những yếu tố đảm bảo độ tin cậy nguyên công cắt ren ( gãy taro, tróc răng cắt,

độ bền, vv . . .)

Để khắc phục các nguyên nhân tồn tại trong quá trình cắt ren bằng taro

nêu trên, hiện nay trên thế giới người ta đề xuất một số loại taro để cắt ren

chính xác.

48

2.4.2 Kết cấu taro hiện đại nhằm nâng cao chất lượng ren cắt.

Taro có rãnh đàn hồi ở phần lưỡi cắt (hình 2.2) .

Một trong những vấn đề khó khăn cơ bản khi cắt ren lỗ không thông là

xảy ra hiện tượng gãy răng cắt ở thời điểm bắt đầu rút dao (quay dao ra), gây

ra hư hỏng dụng cụ.

Taro bao gồm cán, phần sửa đúng và phần cắt, đồng thời có hai rãnh xẻ

ở giữa. Để tránh gãy taro và tăng độ ổn định khi cắt, rãnh xẻ có chiều dài

bằng hoặc nhỏ hơn chiều dài phần cắt, còn chiều rộng của rãnh được chọn tùy

thuộc vào chiều dày của phoi.

Kết cấu taro trên có khả năng biến dạng đàn hồi, làm giảm khả năng kẹt

của taro trong vùng cắt.

Hình 2.2 Taro có xẻ rãnh

1- Chuôi 2- Dẫn hướng 3- Phần cắt 4- Rãnh xẻ

49

Taro có góc nghiêng (Hình 2.3).

Hình 2.3 Taro có góc nghiêng.

Kết cấu taro có răng cắt được hớt 1 góc λ ở mặt sau của phần cắt, giá trị

lượng hớt phụ thuộc vào chiều dày mặt cắt, chiều dài phần cắt và góc sau trên

phần cắt. Kết cấu taro trên làm giảm mô men xoắn khi rút dao, giảm khả năng

kẹt taro làm tăng tính linh hoạt và độ bền dụng cụ.

Taro ghép lưỡi cắt (Hình 2.4).

Hình 2.4 Taro có lưỡi cắt ghép.

50

Taro có lỗ thoát phoi bên trong MBPC (hình 2.5)

Hình 2.5 Taro có lỗ thoát phoi bên trong MBPC.

Trên hình 2.5 trình bày kết cấu của dụng cụ taro hiện đại, là dạng kết

cấu taro đang được khuyến cáo ứng dụng thay thế cho các loại taro thông

thường. Các kết quả nghiên cứu nêu trên mới dừng lại ở phòng thí nghiệm.

Để đưa vào áp dụng thực tế trong sản xuất cần thiết phải có sự kiểm tra

chứng minh khả năng làm việc của nó.

Có một số phương pháp truyền thống để kiểm tra, đánh giả khả năng làm

việc của dụng cụ. Trong đó phương pháp thực nghiệm được sử dụng rộng rãi.

Tuy nhiên phương pháp này gây ra tốn kém về kinh tế và thời gian. Hiện nay

việc ứng dụng các công cụ mô phỏng tiên tiến được áp dụng rất nhiều trong

các lĩnh vực khác nhau. Việc ứng dụng các công cụ mô phỏng trong việc đánh

giá khả năng làm việc của dụng cụ có tính thời sự.

Trong khuôn khổ giới hạn của luận văn, tác giả tập trung vào phân tích

đánh giá khả năng làm việc cũng như những ảnh hưởng trong quá trình cắt

ren tác động lên taro MBPC trên cơ sở ứng dụng phần mềm mô phỏng và tính

toán, lấy đó là một ví dụ cụ thể về một phương pháp, có thể áp dụng tương tự

khi nghiên cứu các loại dụng cụ cắt khác.