Giáo trình Phay bánh răng, thanh răng (Nghề Cắt gọt kim loại Trình độ Cao đẳng)

Khi biên soạn giáo trình này, trước tiên chúng tôi cố gắng theo sát nội dung của chương trình đã được duyệt để học sinh, sinh viên dễ đối chiếu giữa bài giảng và giáo trình khi học và có

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG

(Ban hành theo quyết định số:630/QĐ-CĐN ngày 05 tháng 4 năm 2022

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang)

GIÁO VIÊN BIÊN SOẠN: PHẠM MINH TUẤN

AN GIANG, NĂM 2021

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo ( soạn giáo án, soạn tài liệu giảng dạy, soạn đề cương bài giảng, trình chiếu ) và tham khảo nhưng phải trích dẫn tên chủ biên kèm theo quyết định do Hiệu trưởng ký ban hành

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng giáo trình để kinh doanh, thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

GIỚI THIỆU TÀI LIỆU Giáo trình môđun “ Phay Bánh Răng – Thanh răng ” được biên soạn nhằm

phục vụ cho nhu cầu học tập của học sinh, sinh viên nghành Cắt gọt kim loại của Trường Cao đẳng nghề An Giang

Nội dung tài liệu này được biên soạn dựa trên cơ sở “ Chương trình khung, chương trình chi tiết ” đã được nhà trường phê duyệt, nội dung 150 giờ ( 30 giờ lý thuyết, 110 giờ thực hành ), bao gồm 6 bài:

- Bài 1: Đầu phân độ vạn năng

- Bài 2: Phay đa giác

- Bài 3: Thông số động học của bánh răng trụ răng thẳng

- Bài 4: Phay bánh răng trụ răng thẳng

- Bài 5: Phay thanh răng

- Bài 6: Ôn tập

Khi biên soạn giáo trình này, trước tiên chúng tôi cố gắng theo sát nội dung của chương trình đã được duyệt để học sinh, sinh viên dễ đối chiếu giữa bài giảng và giáo trình khi học và có đưa thêm một số vấn đề về gia công Phay có liên quan, bổ sung nhiều hình vẽ với mong muốn làm cho sinh viên học sinh dễ hình dung hơn về máy gia công kim loại và các phương pháp gia công cắt gọt

Với mong muốn có một tài liệu chính thức viết riêng cho sinh viên học sinh nghề Cắt gọt kim loại của Trường Cao đẳng nghề An Giang học và tham khảo, chúng tôi đã mạnh dạng biên soạn tài liệu này Chắc rằng còn nhiều hạn chế nhưng dẫu sao vẫn là việc nên làm Mong được các quý Thầy Cô và sinh viên học sinh góp ý để tài liệu ngày một tốt hơn lên

Xin chân thành cảm ơn./

An Giang, ngày tháng năm 2022

Tham gia biên soạn

MỤC LỤC

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1

GIỚI THIỆU TÀI LIỆU 2

BÀI 1: ĐẦU PHÂN ĐỘ VẠN NĂNG 4

I CÔNG DỤNG, CẤU TẠO CỦA ĐẦU PHÂN ĐỘ VẠN NĂNG: 4

II SƠ ĐỒ ĐỘNG ĐẦU PHÂN ĐỘ VẠN NĂNG 5

III P HÂN ĐỘ ĐƠN GIẢN 5

IV P HÂN ĐỘ VI SAI 6

V PHÂN ĐỘ PHAY RÃNH XOẮN 8

VI GÁ, LẮP ĐIỀU CHỈNH ĐẦU PHÂN ĐỘ TRÊN MÁY PHAY 9

BÀI 2: PHAY ĐA GIÁC .11

I CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BỀ MẶT ĐA GIÁC .11

II YÊU CẦU KỸ THUẬT KHI PHAY ĐA GIÁC .12

III PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG .13

IV DẠNG SAI HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP ĐỀ PHÒNG .17

BÀI 3: THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG .19

I KHÁI QUÁT V Ề CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG .19

II CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG .20

III PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 22

IV DAO PHAY MÔ- ĐUN 22

BÀI 4: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG .25

I YÊU CẦU KỸ THUẬT KHI PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 25

II TÍNH TOÁN PHÂN ĐỘ 25

III PHƯƠNG PHÁP PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲN 27

IV DẠNG SAI HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP ĐỀ PHÒNG 30

BÀI 5: PHAY THANH RĂNG 33

I KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG 33

II CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA THANH R ĂNG 33

III CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MỘT THANH RĂNG 34

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP PHAY THANH RĂNG 34

V CÁC DẠNG SAI HỎNG KHI PHAY THANH RĂNG 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO. 39

BÀI 1: ĐẦU PHÂN ĐỘ VẠN NĂNG GIỚI THIỆU

Đầu phân độ vạn năng là dạng đồ gá làm mở rộng khả năng công nghệ của máy phay Đầu phân độ được sử dụng trong việc chế tạo các loại dụng cụ cắt, các loại hình gia công từ đơn giản đến phức tạp Dựa vào cấu tạo và đặc tính kỹ thuật, đầu phân độ được chia ra nhiều loại khác nhau

MỤC TIÊU THỰC HIỆN

Học xong mô đun này người học có khả năng:

- Trình bày được công dụng, cấu tạo của đầu phân độ vạn năng

- Vẽ được sơ đồ động của đầu phân độ vạn năng

- Phân độ được những phần chia đơn giản

- Tính và lắp được bộ bánh răng thay thế khi phân độ vi sai và phay rãnh xoắn

- Lắp và điều chỉnh được đầu phân độ trên máy phay

NỘI DUNG CHÍNH

- Phân loại, công dụng

- Cấu tạo, nguyên lý làm việc, của đầu phân độ vạn năng

- Sử dụng đầu phân độ thành thạo, đúng quy trình

- Chia các phần đều nhau, không đều nhau và các góc tương ứng trên đường tròn

NỘI DUNG BÀI

Ụ chia vạn năng được sử dụng trong các trường hợp sau:

- Gá phay các chi ti ết dạng tròn hoặc đoạn thẳng cần chia thành các phần bất

k ỳ đều nhau hoặc không đều nhau như: Bánh răng, thanh răng, dao phay, dao doa, kh ắc thước, khắc vạch trên các vòng du xích

- Gá phay rãnh trên m ặt côn, rãnh trên mặt đầu dạng trụ, rãnh xoắn, cam acsimet

Đầu chi độ gồm các bộ phận chính sau:

- Chốt

* Mô tả các bộ phận:

- Đĩa chia: có dạng miếng mặt ram trên mặt có khoan nhiều hàng lỗ đồng tâm

s ố lỗ trên từng hàng của đĩa như

II Sơ đồ động đầu phân độ vạn năng

7) Đĩa chia trực tiếp

8) Chốt khoá Đĩa chia

9) Kim cài

III Phân độ đơn giản:

- Áp dụng: để chia đường tròn ra làm nhiều phần

Ví d ụ: Hãy chia đường tròn ra làm Z = 10 phần bằng nhau, biết Zbv = N = 40 răng

Gi ải:

PT:

IV P hân độ vi sai

- Dùng trong trường hợp không thể chia đơn giản

Ví d ụ: cho Z = 51 ; Z = 57 ( không có đĩa chia có vòng lỗ 51; 57)

+ Cho một số z' ≈ z (z' có thể phân độ đơn giản được)

+ Tính n tay quay theo z':

+ Sai số khi phân độ theo z' được sửa sai bằng bộ bánh răng thay thế a,b,c, d theo công thức tính:

+ kiểm nghiệm điều kiện ăn khớp: a+b>c+(15÷20) ; c+d >b +(15÷20)

+ các bánh răng thay thế gồm có:

- Bộ 5: 25; 30; 35; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100

- Bộ 4: 20; 24; 24; 28; 32; 36; 40; 44; 44; 48; 56; 72

+ khi z' > z  x >0 : đĩa chia phải quay cùng chiều tay quay

+ khi z' < z  x < 0: đĩa chia phải quay ngược chiều quay của tay quay ( khi không thoả điều kiện trên, phải lắp thêm bánh răng trung gian z0 để đảo chiều quay)

+ ví dụ : phân 51 khoảng đều nhau

- Ch ọn z'= 50

- S ố vòng quay khi phân độ (chọn vòng lỗ 30)

- T ính toán bánh răng tt:

- K iểm nghiệm đk ăn khớp 40+25>30+15; 60+30>25 +15 điều kiện thoả

- z'< z nên đĩa chia phải quay ngược chiều tay quay

( trường hợp này phải lắp thêm bánh răng trung gian z0ăn khớp giữa bánh c và d)

V Phân độ phay rãnh xoắn

S

i P Z Z

ß S

d ß

d S

v.90

.tan

tan

2 1

thay thế

Vít me bàn máy

BÀI 2: PHAY ĐA GIÁC

GIỚI THIỆU

Tùy theo kết cấu và số lượng của loại chi tiết, khi gia công các chi tiết nhiều bề mặt phẳng ( trên 2 mặt), ta có thể dùng dao phay trụ, dao phay đĩa dao phay mặt đầu, dao phay ngón hoặc tổ hợp dao phay đĩa trên các máy phay đứng, máy phay nằm

ngang hay máy phay vạn năng mở rộng ( nhiều tính năng), có thể kèm theo đầu chia

độ vạn văng Ví dụ phay tiết diện vuông cán dao doa, tarô

MỤC TIÊU THỰC HIỆN

Sau khi h ọc xong mô đun này người học có khả năng:

- Trình bày được yêu cầu kỹ thuật khi phay chi tiết đa giác

- Vận hành thành thạo máy phay để phay chi tiết đa giác đúng qui trình qui phạm, đạt cấp chính xác 8-10, độ nhám cấp 4-5, đạt yêu cầu kỹ thuật, đúng thời gian qui định, đảm bảo an toàn cho người và máy

NỘI DUNG BÀI

I Các thông số cơ bản của bề mặt đa giác

II Yêu cầu kỹ thuật khi phay đa giác

Tuỳ theo kết cấu và số lượng của loại chi tiết, khi gia công các chi tiết nhiều bề mặt phẳng ( trên 2 mặt) , ta có thể dùng dao phay trụ, dao phay đĩa, doa phay mặt đầu, doa phay ngón hoặc tổ hợp doa phay đĩa trên các máy phay đứng, máy phay nằm

ngang hay máy phay vạn năng mở rộng ( nhiều tính năng), có thể kèm theo đầu phân

độ vạn năng Ví dụ phay tiết diện vuông cán dao doa, tarô

III Phương pháp gia công

1 Gá lắp điều chỉnh đầu phân độ trên máy phay:

- Lau sạch bàn máy, các rãnh, sống trượt để gá đặt phụ tùng đồ gá được chính xác

- Gá lắp đầu phân độ và ụ sau của đầu phân độ

- kiểm tra độ đồng tâm của hai mũi tâm (≤ 0,02 mm) bằng trục tâm, đồng hồ so , xác định khoảng các giữa hai mũi tâm theo chiều dài trục gá

- Cố định ụ phân độ, lắp mâm cặp đẩy tốc hoặc mâm cặp tự định tâm, lắp và kẹp tốc

- Dùng cựa định vị

- Hiệu chỉnh bằng đồng hồ so

2 Gá lắp, điều chỉnh phôi:

3 Gá lắp, điều chỉnh dao:

Gá lắp dao phay trên trục ngang

Gá lắp dao phay trên trục đứng, đầu BT

4 Điều chỉnh máy:

5 Cắt thử và đo:

MÁY PHAY VẠN NĂNG

6 Tiến hành gia công:

- MÁY: Máy phay với đầu đứng

- DAO: Dao phay ngón Ø14HSS

- PHÔI: Phôi bài tập tiện 1

- ĐỒ GÁ PHAY: Đầu phân độ vạn năng

- DỤNG CỤ ĐO: Thước cặp 1/20 , pan me 0÷25 , pan me 25÷50

- QUI TRÌNH THỰC HIỆN:

+ Lắp đầu phân độ lên máy

+ Sắp dĩa chia khi phay 4 và 6 khoảng

+ Gá phôi lên đầu phân độ

+ Rà gá bằng đồng hồ so

+ Khử rơ cho đầu phân độ

+ Chọn chế độ cắt

+ Điều chỉnh máy, điều chỉnh chiều sâu cắt

+ Phay nhát thô cho sáu mặt + Đo kiểm và phay nhát tinh , chiều sâu nhát tinh cho 0.5mm

IV Dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp đề phòng

- Chiều quay của tay quay nhầm lẫn.v.v

- Xác định đúng số lượng rãnh hoặc mặt phẳng cần phay cho đúng trước khi phay

- Chọn phương pháp phân độ hiệu quả nhất để phay

- Khi chọn vòng tròn phân độ trực tiếp ta cần đánh dấu để tránh nhằm lẫn

- Sau khi đã chọn số vòng quay

và số lỗ trên đĩa phân độ xong,

ta cần kiểm tra lại một lần nữa

để đảm bảo là đúng với tính toán, rồi mới tiến hành gia công

- Khi quay tay ở chiều nào thì

ta nên đánh dấu theo hướng chiều đó để tránh nhằm lẫn

- Tính lượng điều chỉnh chiều sâu không đúng v.v

- Nếu chiều sâu của rãnh sau khi phay là chưa đủ thì ta có thể điều chỉnh lại cho đúng

- Nên chọn vòng chia độ ở số vòng lớn để dễ chia độ

- Ta nên tiến hành phay thử rồi

đo kiểm chiều sâu cắt khi phay

- Cần phải khử độ rơ của đầu chia độ ngay khi phay rãnh đầu tiên

4 Độ bóng

bề mặt

không đạt

- Do chọn thông số hình học không đúng và mài dao không đúng góc độ

- Chế độ cắt chọn không đúng

- Mài lại dao cho đúng góc độ

- Chọn chế độ cắt cho chạy thử trước khi đưa vào phay

kích thước lớn hơn giới hạn của ( máy – dao – đồ gá )

- Sau khi chia độ xong ta cần khoá đầu phân độ lại

- Sau khi chia độ xong ta cần khoá đầu phân độ lại

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1 Rãnh then hoa được gia công trên các loại máy phay nào? Trên từng loại máy phay thì sử dụng loại dao nào?

2 Trình tự để thực hiện phay rãnh hoa trên mặt đầu như thế nào?

3 Các dạng phế phẩm thường gặp khi phay rãnh trên mặt trụ ?

BÀI 3: THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

GIỚI THIỆU

Bánh răng trụ răng thẳng nhằm thực hiện truyền chuyển động, mô men xoắn giữa các trục song song với tỉ số xác định Bánh răng trụ răng thẳng dễ chế tạo, frôpin răng thường là một đường cong thân khai

MỤC TIÊU THỰC HIỆN

Học xong mô đun này người học có khả năng:

- Trình bày được phương pháp gia công bánh răng trục răng thẳng

- Tính toán đúng và đầy đủ các thông số cần thiết, bánh răng thay thế, số vòng lỗ và số

lỗ trên đĩa chia, lắp đặt đúng vị trí, đúng yêu cầu kỹ thuật, xác định đúng các dạng sai hỏng trong quá trình phay

- Phay các bánh răng trụ răng thẳng trên máy phay vạn năng đạt yêu cầu kỹ thuật, thời gian an toàn

- Chọn được dao phay mô-đun khi gia công bánh răng trụ răng thẳng

- Tính toán và điều chỉnh được đầu chia độ

NỘI DUNG CHÍNH

- Các thông số hình học, các thành phần của bánh răng trụ răng thẳng

- Yêu cầu kỹ thuật của bánh răng trụ răng thẳng

- Phương pháp phay bánh răng trụ răng thẳng, các bánh răng trụ răng thẳng có dạng

vi sai trên máy phay vạn năng

- Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

- Các bước tiến hành

NỘI DUNG BÀI

I Khái quát về các phương pháp gia công răng

1 Phương pháp gia công bao hình

2 Phương pháp gia công chép hình

II Các thông số cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng

1 Mô-đun: ( m )

- Là đại lượng đặc trưng cho bánh răng ăn khớp, tính bằng đơn vị mm

Giá trị m tính bằng công thức: m t

Công thức thực nghiệm:

5 Đường kính vòng chân: (Do)

- Là vòng tròn chân răng đi qua các chân răng

Như vậy chiều cao toàn bộ của răng là: h = h’+h’’ = m + 1,25 m = 2,25 m

(trong đó chiều cao làm việc của răng là 2m, khe hở chân răng là 0,25m)

8 Khe hở chân răng: (c) c = 0,25 m

9 Khoảng cách tâm hai trục bánh răng: (A)

m Z Z Dp Dp A

2

212

22

( trong đó: Dp1 và Z1 – là đường kính vòng chia và số răng của bánh răng thứ nhất; Dp2 và Z2 – là đường kính vòng chia và số răng của bánh răng thứ hai)

10 Tỷ số truyền động: (i) Là tỷ số giữa số vòng quay của bánh răng thứ hai và bánh răng

thứ nhất hay số răng của bánh răng thứ nhất và số răng của bánh răng thứ hai:

12

2

112

11

2

Dp

Dp Z

Dp

Z Dp Z

Z n

Là khoảng cách giữa hai răng liền nhau được đo trên đường tròn nguyên bản

(đường tròn chia ) Khoảng cách này gồm bề dày (S) của răng và chiều rộng của rãnh (T):

t = S + T

III Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ răng thẳng

- Kiểm tra bề dày răng

IV Dao phay mô-đun

1 Cấu tạo, phân loại

Dao phay lăn răng Dao phay mô dun

Dao phay lăn răng lắp ghép

2 Phương pháp chọn dao phay mô-đun khi phay bánh răng thẳng

- Dao phay bánh răng trụ răng thẳng là dao phay rãnh định hình với dạng các đường cong than khai, thường được gọi là dao phay mô đun Trong đó khi phay những bánh răng nhỏ và trung bình thì thường sử dụng dao phay đĩa mô đun ( hình1.2)

1-1375 1,5-1,75 2-2,25 2,5-2,75 3-3,75 4-4,5 5-5,5 6-7 8-9 10-11 12-14

53

Hình 1.2 Dao phay mô đun đĩa và các thông số của dao phay

Còn đối vơi răng cỡ lớn, thường phay trên máy phay đứng và dao phay mô đun trụ

( ngón) đứng ( hình1.3)

1-1375 1,5-1,75 2-2,25 2,5-2,75 3-3,75 4-4,5 5-5,5 6-7 8-9 10-11 12-14

53

Hình 1.3 Dao phay mô đun ngón và các thông số của dao

Kích thước và hình dạng lưỡi dao phụ thuộc và mô đun (m) và số răng (Z) của bánh răng cần phay Muốn đạt hình dạng răng thật đúng, mỗi mô đun và mỗi số răng đòi hỏi một dao riêng Như vậy cần tới rất nhiều dao, tốn kém và quản lý phức tạp Nên được quy định các dao dùng chung với mỗi mô đun chỉ cần một bộ gồm: 8 dao; 15 dao hoặc nhiều nhất là 26 dao, tùy theo độ chính xác Thông thường với m > 8mm, chỉ cần bộ 8 dao gồm các dao theo (bảng 1) và bộ dao 15 con theo (bảng 2)

Bảng 1 Bộ dao phay mô đun 8 dao

Số hiệu dao phay Số răng (Z) của bánh răng gia công

Bảng 2 Bộ dao phay mô đun 15 dao

BÀI 4: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG

MỤC TIÊU CỦA BÀI:

- Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng

- Phân tích được phương pháp phay trên máy phay đứng, ngang

- Chọn được chế độ cắt khi phay

- Lựa chọn được dụng cụ cắt, dụng cụ kiểm tra, dụng cụ gá phù hợp

- Tính toán và lắp được bộ bánh răng thay thế khi phân độ vi sai

- Vận hành thành thạo máy phay để phay bánh răng trụ răng thẳng đúng qui trình qui phạm, răng đạt cấp chính xác 8-6, độ nhám cấp 4-5, đạt yêu cầu kỹ thuật, đúng thời gian qui định, đảm bảo an toàn cho người và máy

- Giải thích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục

I Yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng

- Kích thước của các thành phần cơ bản của một bánh răng, hoặc hai bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp với nhau

- Số răng đúng, đều, cân, cân tâm

- Độ nhám đạt cấp 8, đến cấp 11 tức là Ra = 0,63 – 0,08µm

II Tính toán phân độ

1/ Phương pháp phân độ bằng đầu phân độ vạn năng:

- Phân độ trực tiếp:

+ Tương tự như khi dùng đầu phân độ trực tiếp Ở đầu phân độ vạn năng, đĩa chia trực tiếp được lắp cố định với trục chính, đôi khi nằm ẩn trong hộp Cần tách sự

ăn khớp trục vít- bánh vít khi phân độ trực tiếp

- Phân độ gián tiếp

+ Tương tự như khi dùng đầu phân độ gián tiếp

- Phân độ vi sai:

+ Dùng trong trường hợp không thể chia đơn giản