Bài giảng công nghệ chế tạo máy 2 bài 6 lê qúy đức

 Khi gia công bánh răng thẳng trục dao vả chi tiết song song còn khi gia công bánh răng nghiêng trục dao và chi tiết nghiêng một góc bằng góc nghiêng ở vòng chia của bánh răng..  Có th

• GIA CÔNG RĂNG

• I- PHÂN LOẠI BÁNH RĂNG.

• Hình ( 10 – 87 )

• Có 12 cấp chính xác, c/xác nhất là câp 1 Trong tiêu chuẩn không ghi dung sai cấp 1- 2 và 12 thực tế ít dùng.

• Tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác gồm:

• III- VẬT LIỆU CHẾ TẠO

• Tuỳ thuộc điều kiện làm việc, vật liệu có thể là: Thép các bon, gang, thép hợp kim, vải ép, da ép, chất dẻo, vật liệu tổng hợp …

 Trong sản xuất lớn thường dùng phôi rèn.

 Trong sản xuất nhỏ thường dùng phôi thanh.

 Bánh răng, bánh vít có kích thước lớn hoặc làm bằng gang thì

thường dùng phôi đúc.

 Lỗ bánh răng D > 25 và L/D < 2 thì nên tạo lỗ khi rèn, hoặc đúc.

 Kim loại bột (Chế tạo bánh răng bằng kim loại bột – thiêu kết).

IV- PHÔI LÀM BÁNH RĂNG.

 Trước khi gia công phôi thường được thường hóa hoặc tôi cải

thiện.

 Sau khi cắt răng:

•V- NHIỆT LUYỆN.

 Thép ít các bon: thấm các bon.

 Khi cần chịu mòn thì thấm nitơ.

 Bánh răng có môdun và kích thước nhỏ thì thường tôi

thể tích.

 B/răng có môđun và kích thước lớn nếu trong s/xuất

hàng loạt thì thường tôi bằng tần số.

Ngoài yêu cầu về độ chính xác khi cắt răng thì QTCN chế tạo bánh răng cần đảm bảo:

1- Độ không đồng tâm giữa lỗ và vòng cơ sở <= 0,05 – 0,1mm.

2- Độ vuông góc giữa lỗ và mặt đầu <= 0,01 - 0,015/100 đường kính.

1- Hình dáng lỗ phải đơn giản.

2- Mặt ngoài phải đơn giản: nên phẳng và không có mayơ 3- Nếu có mayơ thì nên ở một phía.

4- Bề dày phải đủ để tránh biến dạng khi nhiệt luyện.

5- Hình dáng, k/thước phải thuận lợi cho việc thoát dao 6- Có thể gia công nhiều dao cùng một lúc.

7- Các bánh răng bậc nên có cùng môdun.

Ví dụ xem hình vẽ

•VII- TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU.

Tuỳ theo kết cấu, độ chính xác, sản lượng ta có:

1- Chuẩn tinh chính thống nhất thường là lỗ và mặt đầu (yêu cầu

phải vuông góc).

2- Trong sản xuất nhỏ ở nguyên công đầu thường dùng mặt đầu

và mặt ngoài làm chuẩn thô.

3- Sau nhiệt luyện nếu mài lỗ nên định vị vào vòng lăn.

4- Với bánh răng liền trục: chuẩn định vị là mặt đầu, cổ trục hoặc

hai lỗ tâm.

•VIII- CHUẨN ĐỊNH VỊ KHI GIA CÔNG.

 Gia công thô lỗ

 Gia công tinh lỗ.

 Gia công thô mặt ngoài.

 Gia công tinh mặt ngoài.

 Phay then, then hoa, khoan lỗ, cắt ren…

•IX- TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ.

 Trong sản xuất nhỏ thì gia công trên máy tiện, lỗ được

doa.

 Trong sản xuất lớn: Chuốt lỗ sau khi khoan hoặc khoét

sau đó gia công các mặt còn lại trên máy bán tự động hoặc trên dây chuyền tự động.

 Bánh răng có D>500mm thường gia công trên máy tiện

đứng.

 Prôfin dao phù hợp với profin rãnh răng Thường dùng dao phay

đĩa hoặc ngón môdun.

 Sau khi phay xong một rãnh phôi được phân độ một góc α =

360 0 /Z.

 Phay trên máy phay vạn năng có dụng cụ chia độ.

 Khi gia công bánh răng thẳng trục dao vả chi tiết song song còn

khi gia công bánh răng nghiêng trục dao và chi tiết nghiêng một góc bằng góc nghiêng ở vòng chia của bánh răng.

 Có thể gia công bánh răng trụ (thẳng, nghiêng) hoặc chữ V (bằng

hai lần hoặc một lần trên máy bán tự động chuyên dùng).

X- CÁC PHƯƠNG PHÁP CẮT RĂNG.

1- PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH

 Dùng trong s/xuất nhỏ, sửa chữa hoặc b/răng có mođun lớn.

 Độ chính xác thấp (cấp 7 – 8) do nhiều nguyên nhân.

 Làm việc ở vận tốc thấp V < 5m/phút.

 Dao được s/xuất theo bộ: 8 ; 15 ; 26 con.

 Chọn số hiệu dao: Với bánh răng thẳng

 Có thể dùng xọc định hình năng suất thấp nên ít dùng.

 Dùng chuốt định hình (một rãnh hoặc nhiều rãnh cùng lúc) cho năng

suất và độ chính xác cao Nhưng lực lớn, dao khó chế tạo v.v… Chỉ nên dùng cho sản xuất lớn và bánh răng môdun lớn không qua nhiệt luyện hoặc mài.

Z 

 Năng suất cao, độ c/xác tốt - nên dùng khá phổ biến.

 Gia công được răng bánh răng và bánh vít.

 Tiến hành trên máy chuyên dùng.

 Phay liên tục, chia độ tự động.

 Dao có dạng trục vít vô tân mà prôfin ở mặt pháp tuyến là

thanh răng cơ bản.

 Cấu tạo dao

Hình (10 – 93 ).

2- PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH:

Profin b/răng được tao ra là hình bao những vị trí liên tiếp của lưỡi cắt của dao – Profin dao không cân giống profin chi tiết gia công.

a- PHAY LĂN RĂNG

 Có thể phay thuận hoặc phay nghịch, nhưng chủ yếu dùng phay

nghịch.

 Dao phay có đường kính càng lớn thì hiệu quả cắt càng lớn, chất

lượng bề mặt và độ chính xác cao nhưng năng suất không cao.

 Có thể tiến dao hướng trục, hướng kính hoặc phối hợp.

 Khi phay lăn răng b/răng thẳng:

 Các chuyển động khi phay bánh răng thẳng.

Hình (10 – 94)

 Trục dao và chi tiết chéo nhau một góc bằng góc nâng của

dao ở vòng chia.

Hình (10 – 95)

Hình 10 – 97: Các phương pháp tiến dao

a) Tiến dao hướng trục b) Tiến dao hướng kính và hướng trục.

 Khi phay răng nghiêng: trục dao và chi tiết chéo nhau một góc:

• Hình (10 – 98 ).

 Khi phay răng nghiêng có thêm chuyển động vi sai Lượng quay

thêm hoặc bớt một lượng:

• Z c : số răng bánh răng gia công

• S f : lượng chạy dao dọc (mm/vòng quay của chi tiết)

• D 0 : đường kính vòng chia của bánh răng.

• β 0 : góc nghiêng của bánh răng ở đường kính vòng chia.

f c Z

Cotg D

S Z

 Vận tốc cắt thường V= 15-30m/p Dao hợp kim cứng V=60-70m/p.

 Lương chạy dao dọc: tuỳ thuộc độ nhẵn thường lấy R Z <= 0,2 δ

D R

phut

mm D

Z

Z v S

d c

d fd

 Dùng dao đặc biệt: như dao Xiđôrencô hoặc dao Philatôp.

 Có thể gá nhiều chi tiết để gia công cùng lúc.

 Có thể phay thô, bán tinh, phay tinh bằng các dao phay lăn tương

ứng.

 Thời gian máy:

• H: hành trình chạy dao.

• K: số lần chạy dao.

• S fd : lượng chạy dao phút.

 Tuy nhiên phay lăn cũng có nhược điểm:

phut

K S

H T

 Có thể gia công được cả b/răng tầng, bậc, b/răng có vai, b/răng

trong.

 Chuyển động tạo hình

 Khi gia công không thể cắt ngay một lúc hết chiều sâu rãnh răng

bánh răng mà phải từ từ tiến dao hướng kính nên cần lưu ý chuyển động ăn dao.

 Tuỳ theo môdun của bánh răng mà có thể ăn dao 1 lần, 2 lần

 Máy xọc không có xích vi sai mà nó được thực hiện nhờ có bạc

dẫn khi đó dao xọc vừa có ch/động quay vừa có chuyển động xoắn.

• Hình (10 – 104 ).

 Thời gian máy:

 Các biện pháp giảm thời gian, tăng năng suất.

• Hình ( 10 – 105 )

phut n

S

z m n

S

h T

 Xọc răng bằng dao răng lược:

 Dựa vào nguyên lý ăn khớp của b/răng – thanh răng.

 Về nguyên lý độ chính xác đạt được cao hơn

 Máy chuyển động phức tạp nên áp dụng còn ít.

Hình ( 10 – 106 )

 Cho bánh răng cần di trượt.

 Có thể dũa bằng tay hoặc thực hiện trên máy chuyên dùng

 Cho b/răng gia công ăn khớp với một hoặc ba b/răng mẫu

được tôi cứng và có độ chính xác cao.

 Dùng gia công bánh răng không nhiệt luyện, cho quay hai

chiều với:

3- GIA CÔNG TINH BÁNH RĂNG TRỤ

Có hai cách : Có phoi và không phoi (chạy rà)

 Gia công b/răng chưa hoặc không nhiệt luyện.

 Trước khi cà b/răng phải chế tạo khá chính xác Sau khi cà độ

c/xác được nâng lên từ 1 đến 2 cấp.

 Lượng dư cà nhỏ (0,1 – 0,25 mm cho một răng).

 Gia công b/răng thẳng, nghiêng,trong hoặc ngoài.

 Dao cà lăn và trượt trên mặt răng lấy đi lớp phoi 0,001 – 0,005.

 Chỉ có dao nhận chuyển động còn b/răng quay tư do.

 Trục dao cà và bánh răng gia công chéo nhau một góc β = 5 0 – 15 0

 Tuỳ theo phương pháp chạy dao mà có các p/pháp cà :

 Cà song song : chiều chạy dao // tâm b/răng B/răng gia công

dịch chuyển // trục của nó.

Hình ( 10 – 115 )

 Cà chéo : chiều chạy dao chéo với tâm b/răng, góc nghiêng chạy

dao có thể chọn như sau:

 Vận tốc cắt (vận tốc trượt của lưỡi cắt dao cà):

•

• (Cùng chiều lấy + ngược chiều lấy).

 Lượng dư để cà từ 0,25 – o,1

 Thời gian cơ bản khi cà:

•

• L: chiều dài dịch chuyển của bàn máy.

• z: số răng b/răng gia công.

• a: lượng dư một phía.

• n d : số vòng quay của dao.

• Z d : số răng dao cà.

• S d : lượng dịch chuyển của bàn máy sau một v/quay của chi tiết.

• S 0 : lượng chạy dao hướng kính trong một hành trình kép.

• K: hệ số lấy bằng 1,2 – 1,5.

phut

m Sin

Cos

n D

a S

z n

z L T

o d d d

c- MÀI RĂNG:

• Gia công tinh b/răng trước hoặc sau nhiệt luyện đạt: Cấp chính xác

từ cấp 4 – 6, Ra = 1,25 – 0,32, máy mài răng phức tạp, năng suất thấp, giá thành cao nên chỉ dùng trong sản xuất lớn.

Có hai phương pháp:

 Mài một hoặc hai bên răng bằng một hoặc hai đá.

 Mài hai mặt bên của một răng bằng một đá thì frôfin đá phụ

thuộc vào: môđun, số răng và góc áp lực → độ chính xác thấp.

 Mài hai mặt bên bằng hai đá cho độ c/xác cao hơn,

• Hình dáng đá ban đầu và sự mòn không đều của đá sẽ trực tiếp gây gây sai số.

 Đá cần được sửa theo dưỡng hoặc có bộ phận sửa đá tự động.

 Vận tốc khi mài V = 30 – 35m/s, vận tốc tiến của đá S = 6 –

16m/f, lượng dư mài khoảng 0,2mm chia thành 3 – 4 bước.

 Có thể gia công bánh răng ngoài và trong.

 Cần có nhiều dưỡng chép hình, đĩa chia độ, điều chỉnh máy

phức tạp → độ chính xác và năng suất không cao.

• Hình ( 10 – 121 ), ( 10 – 122 )

 phương pháp định hình.

 Mài bao hình.

Mài bao hình cho độ c/xác và năng suất cao hơn mài định hình Dựa vào sự ăn khớp của thanh răng và b/răng có cùng môđun và góc ăn khớp Các loại đá thường dùng:

 Mặt côn của một hoặc hai đá đĩa (đá và răng tiếp xúc điểm).

Hình ( 10 – 123 )

 Mặt đầu của hai đá đĩa

 Trục đá và b/răng có thể nghiêng một góc hoặc vuông góc.

 Mặt đá và mặt răng tiếp xúc đường.

Lưu ý các chuyển động cần có trang 251 – Bánh răng quay đi một bước sau khi mài xong một răng.

Hình ( 10 – 124 ), ( 10 – 125 ).

 Năng suất cao vì gia công liên tục trên một số răng.

 Đá mài có dạng trục vít một hoặc hai mối Với đ/kính = 300 –

400mm.

 Vận tốc cắt ( v/tốc đá ) = 22 – 32 m/s.

 Đạt cấp chính xác 4 – 5 ; Ra = 1,25 – 0,16.

 B/răng M<=1 mài một lần nếu M>1 thì mài hai lần.

 Sửa đá lâu, phức tạp, nhiệt thoát kém.

• Lưu ý các chuyển động cần có trang 252

 Mài bằng đá trục vít.

 Nâng cao độ nhẵn, độ nhám sau khi nghiền có thể đạt Ra = 0,63

– 0,32, nhưng năng suất thấp.

 Có thể hiệu chỉnh sai số về dạng răng, bước và độ đảo vòng lăn

(nhưng chỉ một phần nhỏ mà thôi).

 Có hai phương pháp nghiền: trục song song và trục nghiêng

•b- MÀI NGHIỀN

 Nghiền trục song song: Bánh răng gia công chủ động và có

chuyển động quay hai chiều và chuyển động dọc trục.

 Nghiền trục nghiêng: năng suất và c/lượng cao hơn.

• Hình ( 10 – 127 )

 Sửa vết lồi lõm, nhập nhô, sửa phần nào sai số hình dáng,

khuyết tật do nhiệt luyện v.v…

 Độ nhẵn Ra = 1,25-0,32.

 Bánh răng dụng cụ làm từ vật liệu nhám, hoặc vành ngoài

nhám như: cácbít silic, cácbít Bo, kim cương nhân tạo…

 Trục dụng cụ và chi tiết phải chéo nhau Nguyên lý làm việc

như cà răng.

 Có hai biện pháp:

•c- MÀI KHÔN ( MÀI CÀ).

 Mài cà có khe hở: sửa chữa những vết lồi lõm, giảm độ nhám,

nhưng sai số hình dáng răng sửa được rất ít.

 Mài cà không có khe hở: Sửa được sai số hình dáng.

 Lượng dư nhỏ = 0,025-0,05mm phải dùng dung dich trơn nguội.

 Thích hợp cho bánh răng có M = 2 – 6.

• GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN.

Gia công bánh răng côn nói chung một cách chính xác thuộc loại khó gia công.

Phân loại b/răng côn

• Hình ( 10 – 130 ), (10 – 131 )

I- GIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN THẲNG

1- PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH.

a- Phay răng định hình

 Dùng dao đĩa hoặc dao ngón trên máy vạn năng có đầu chia độ.

 Góc quay của đầu chia độ δ = góc chân răng b/răng.

 Cắt răng theo ba bước Góc quay Tgφ = b 1 – b 2 /2L

 Thường dùng cắt b/răng môđun lớn độ chính xác thấp.

Hình ( 10 – 132 )

 Dùng gia công b/răng có đ/kính và mođun lớn.

 Răng của tất cả những bánh răng côn có cùng số răng (chỉ cần

cùng số răng) sẽ có thông số hình học giống nhau Do vậy dùng một dưỡng có thể g/công các b/răng côn thẳng có số răng như nhau nhưng khác môđun.

Hình (10 – 133a)

b- Bào theo dưỡng.

 Răng được tạo nên bởi sự lăn của côn chia b/răng gia công theo

mặt phẳng chia của bánh dẹt sinh tưởng tượng (là b/răng côn có góc côn đỉnh = 180 0 ).

 Dụng cụ là một hoặc hai dao có lưỡi cắt thẳng (chính là răng của

bánh dẹt sinh) Chuyển động khứ hồi theo hướng côn chia của b/răng.

 Dụng cụ gá lên đầu dao và đầu dao thực hiện chuyển động ăn

khớp với b/răng gia công.

Các phương pháp gia công:

•2- PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH.

 Có năng suất cao.

 Mặt bên dao phay có dạng răng của thanh răng.

 Nguyên lý làm việc và các chuyển động như sau:

•a- Phay bằng hai dao đĩa.

 Trục chính của dao đặt trên đầu của bàn trượt quay và

quay với tốc độ n d kết hợp với chi tiết quay n c tạo ra chuyển động bao hình.

 Khi chiều rộng vành răng nhỏ thì dao không cần chuyển

động chạy dao S, nếu lớn (>20mm) thì phải có chạy dao dọc S.

 Khi phay xong một rãnh thì dao chuyển về vị trí ban đầu

còn chi tiết tự động phân độ một góc răng.

Hình ( 10 – 134 )

 Bào bằng một hoặc hai dao có dạng hình thang gá trên rãnh

đầu dao quay.

 Dao chuyển động khứ hồi trùng với đường côn chân răng đồng

thời quay cùng với đầu dao xung quanh trục của nó với vận tốc

n d ăn khớp với chi tiết quay với vận tốc n c tạo ra xích bao hình.

 Bao hình từng răng, xong một răng lại phân độ để gia công tiếp

(phân độ vừa liên tục vừa gián đọan).

d



 Dùng một hoặc hai đá đĩa phẳng hoặc côn.

 Đá mài đặt vào con trượt trên mâm lắc.

 Mâm lắc có chuyển động thích ứng với bánh răng tạo ra xích bao

 Khả năng truyền động lớn, êm, ít ồn, hệ số trùng khớp cao, tỷ

số truyền lớn mà không gian nhỏ gọn.

 Lực chiều trục lớn thiết bị gia công phức tạp, đắt tiền.

• Căn cứ vào hướng răng ta có 3 loại:

• 1- Răng cung tròn - thuộc hệ Gleanson.

• 2- Răng cung Epixicloit – Mam – mano

• 3- Răng cung thân khai – thuộc hệ Klin – Gelnberg.

 Đặc điểm của bộ truyền trục vít – Bánh vít.

 Dao hoàn toàn giống trục vít ăn khớp với bánh vít nhưng có đ/kính

lớn hơn trục vít một lượng = khe hở hướng kính.

 Có thể thực hiện trên máy phay lăn răng hoặc máy phay ngang.

• Có các phương pháp sau:

•GIA CÔNG BÁNH VÍT.

 Đường kính dao (tâm) phay lăn gá sao cho đi qua mặt phẳng đối

xứng của bánh vít.

 Dao và phôi quay theo tỷ số truyền xác định, dao hoặc chi tiết còn có

chuyển động chạy dao hướng kính.

 Khi đạt chiều cao răng cần cho chi tiết quay thêm 1-2 vòng để tăng

độ chính xác.

 Có năng suất cao

 Đỉnh răng b/vít dễ bị cắt lẹm (do góc nghiêng ở đỉnh b/vít ≠ góc xoắn

của dao), do vậy nếu góc nghiêng β > 6 0 – 8 0 thì không nên dùng để gia công lần cuối.

 Có thể dùng dao phay lăn bánh răng để gia công nhưng sai số sẽ lớn,

nhất là khi dao có đường kính lớn.

 Dao phay b/vít có góc hớt lưng (góc sau) nhỏ hơn dao phay lăn

b/răng.

 Độ nhẵn mặt răng không cao.

• Hình ( 10 – 149 ) Hình ( 10 – 150 )

I- CẮT BẰNG DAO PHAY LĂN.

1- TIẾN DAO HƯỚNG KÍNH:

 Đường tâm dao lăn và tâm phôi cách nhau một khoảng bằng

khoảng cách tâm trục vít – bánh vít.

 Dao quay tròn tạo ch/động cắt và c/động tiếp tuyên.

 Chi tiết quay tròn cùng với dao tạo thành chuyển động bao hình.

 Chi tiết có chuyển động vi sai để bù lại chuyển động tiếp tuyến

của dao.

 Dao có phần côn và phần trụ, góc côn = 10 0 – 15 0 nhằm cắt hết chiều cao răng mà khi cắt thì chiều sâu cắt không tăng đột ngột.

 Phương pháp này cho năng suất thấp nhưng hay dùng vì, độ nhẵn

mặt răng cao, răng không bị cắt lẹm và dễ điều chỉnh khoảng cách tâm.

•2- TIẾN DAO TIẾP TUYẾN :

3- TIẾN DAO HƯỚNG KÍNH VÀ TIẾP TUYẾN:

• Dùng dao phay lăn hình trụ, chạy hướng kính (nhằm tăng năng suất) khi đạt khoảng cách tâm thì chạy dao tiếp tuyến (giảm

độ nhám) → Khắc phục nhược điểm của cả hai phương pháp.

II- CẮT BẰNG DAO QUAY ( BAY ).

 Dùng trong sản xuất nhỏ khi không có dao phay lăn chuyên

dùng.

 Dao có một lưỡi giống hoàn toàn một lưỡi răng dao phay lăn.

 Chuyển động cắt và tạo hình giống như phương pháp chạy dao

chạy dao tiếp tuyền.

 Có thể thay đổi được đường kính dao phù hợp với trục vít ăn

khớp.

 Để tăng năng suất có thể lắp nhiều ( 2- 3) lưỡi dao trên cùng

đường xoắn có góc nâng λ = góc nâng trục vít Răng trước cắt thô răng sau cắt tinh.

Hình ( 10 – 152 ), ( 10 – 153 )