Thiet ke va lap quy trinh cong nghe che tao dao 166361

Dụng cụ cắt răng là một yếu tố quan trọng để gia công bánh răng và lànhững yếu tố quan trọng ảnh hởng đến quyết định độ chính xác của chi tiết.Thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt răng có chấ

ThiÕt kÕ vµ lËp quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o

Sinh viªn thiÕt kÕ: Sïng V¨n DØn

Môc lôc

Lời nói đầurong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nớc, các ngành Kinh tế nóichung và ngành Cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ s và các cán bộ kỹ thuật cókiến thức tơng đối rộng và biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học đểgiải quyết những vấn đề thờng gặp trong thực tế.

Trong ngành chế tạo máy, bánh răng là một chi tiết máy rất phức tạp vìyêu cầu thiết kế và chế tạo các loại bánh răng trụ, côn thẳng, côn xoắn đợcdùng nhiều trong truyền động ô tô, máy kéo, máy bay, máy công cụ, trongngành đo kỹ thuật và nhiều ngành khác

Dụng cụ cắt răng là một yếu tố quan trọng để gia công bánh răng và lànhững yếu tố quan trọng ảnh hởng đến quyết định độ chính xác của chi tiết.Thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt răng có chất lợng tốt và giá thành hạ là yêucầu của ngành Chế tạo máy ở nớc ta Thiết kế dụng cụ cắt răng là khâu quantrọng u tiên cung cấp cho công nghệ chế tạo những dụng cụ cắt răng có chất l-ợng tốt Môn học Nguyên lý và Dụng cụ cắt là một trong những môn chínhcủa sinh viên chuyên ngành Chế tạo máy Trong quá trình 5 năm học tập vàrèn luyện tại trờng, thời gian làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõhơn về môn học, trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản và khả năngvận dụng sáng tạo những kiến thức để làm đồ án cũng nh trong công tác saunày Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí, trong thòi gian làm đồ án tốt

nghiệp, em đợc giao nhận đề tài “Thiết kế và chế tạo dao xọc răng” do thầy giáo Trịnh Khắc Nghiêm hớng dẫn.

Đây là một đề tài khá phức tạp nhng đợc sự chỉ bảo tận tính của thầygiáo hớng dẫn và với những nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ

án của mình Mặt dù vậy bản đồ án của em vẫn không tránh khỏi những vấpváp và thiếu sót Em rất mong đợc sự chỉ bảo thêm của thầy giáo hớng dẫn vàcác thầy cô trong bộ môn giúp em hiểu sâu hơn về môn học cũng nh các ph-

ơng pháp khác để thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt một cách hợp lý hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trịnh Khắc Nghiêm đã tận tình

chỉ bảo để em hoàn thành đồ án đúng thời hạn Em cũng xin bầy tỏ lòng biết

ơn tới các thầy cô trong bộ môn và khoa Cơ khí

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2002

Sinh viên

T

Sïng V¨n DØn

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

Th¸i Nguyªn, ngµy th¸ng n¨m 2002. Gi¸o viªn híng dÉn TrÞnh Kh¾c Nghiªm NhËn xÐt cña gi¸o viªn chÊm

Th¸i Nguyªn, ngµy th¸ng n¨m 2002.

Gi¸o viªn chÊm

Phần I Thiết kế và lập bản vẽ chế tạo

- Vấn đề đo và kiểm tra đơn giản, chính xác hơn

- Tính chất ăn khớp thân khai đảm bảo ăn khớp đúng với bất kỳ khoảngcách trục nào, cho nên có thể gá dao và chi tiết dễ dàng.

Muốn chuyển động của máy chính xác phải có phơng pháp gia côngbánh răng chính xác Hiện nay có hai phơng pháp gia công:

- Phơng pháp chép hình

- Phơng pháp bao hình

Cắl răng theo phơng pháp chép hình: ở đây Prolin răng dụng cụ hoặchình chiếu của Profin rãnh giữa của răng của bánh răng đợc gia công Trongquá trình cắl prolin dụng cụ ở tất cả các điểm đều trùng với Profin rãnh ở ph-

ơng pháp chép hình thờng dùng các loại dao sau:

- Dao phay đĩa moduyn

- Dao phay vấu moduyn

Phơng pháp này có nhợc điểm là năng suất thấp, độ chính xác gia côngthấp,với mỗi một bánh răng có số răng Z phải có một dao phay moduyn tơngứng

Cắt răng theo phơng pháp bao hình: Thờng sử dụng dao phay lăn rănghoặc dao xọc răng Profin của bánh răng đợc gia công là đờng bao các vị tríkhác nhau của lới cắl dụng cụ trong quá trình gia công Ưu điểm của phơngpháp bao hình: có độ chính xác cao và năng suất cao, có thể dùng một dao đểcắt các bánh răng có cùng mođuyn nhng có số răng Z khác nhau

Gia công răng bằng dao xọc răng là phơng pháp gia công tinh dựa trên

nguyên lý bao hình, đợc sử dụng có u thế trong những trờng hợp nh: gia công

bánh răng trong, bánh răng chữ V liên lục, bánh răng có vấu hoặc bánh răng

Các chuyển động khi xọc răng.

1 Chuyển động tịnh tiến đảo chiều của dao xọc theo trục của bánh rănggia công Đó là chuyển động cắt chính để tạo ra phoi

3 Chuyển động quay tròn của phôi xung quanh trục của nó (nf) giữachuyển động quay tròn của dao và của bánh răng gia công có mối liên hệ với

4 Chuyển động tịnh liến của dao xọc hớng vào tâm phôi để cắt hếtchiều cao răng Đó là chuyển động chạy dao hớng kính

dao lên thực hiện hành trình chạy không thì bánh răng nhích ra xa dao mộtchút để tránh ma sát giữa mặt sau của dao với bề mặt gia công Khi dao đixuống thực hiện hành trình cắt thì bánh răng nhích về vị trí cắt để tạo ra phoi

3 Dao xọc răng chuôi liền.

4 Dao xọc răng nghiêng để cắt bánh răng nghiêng

Một trong những biện pháp để nâng cao năng suất, tăng hiệu quả kinh

tế trong chế tạo máy là lựa chọn hợp lý vật liệu dụng cụ cắt và áp dụng đúng

đắn vật liệu mới

Trong quá trình cắt, dụng cụ cắt chịu tác động của lực cắt, nhiệt cắt, lực

ma sát va đập Do vậy vật liệu dụng cụ cắt phải đảm bảo các yêu cầu sau:

A- Tính năng cắt:

a) Độ cứng:

Là một trong những chỉ tiêu quan trọng của vật liệu dụng cụ cắt Muốncắt đợc vật liệu phần cắt của dao phải lớn hơn vật liệu gia công khoảng

HRC25 Độ cứng phần cắt của dao thờng đạt khoảng HRC60  65 Nâng cao

độ cứng phần cắt của dao, cho phép tăng khả năng chịu mài mòn và tăng chế

độ cắt

b) Độ bền nhiệt:

Độ bền nhiệt là khả năng giữ độ cứng cao và các tính năng cắt khácirnhiệt cao trong khoảng thời gian dài Độ bền nhiệt đợc đặc trng bởi nhiệt độgiới hạn mà khi nung liên tục vật liệu dụng cụ cắt trong khoảng thời gian nhất

định thì đến nhiệt độ đó độ cứng của nó không giảm quá mức qui định khoảngHRC58 Độ bền nhiệt là tính năng quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ cắt

Nó quyết định duy trì khả năng cắt của dao trong điều kiện nhiệt độ và áp suấtrất lớn ở vùng cắt

c) Độ bền cơ học :

Trong quá trình cắt, dụng cụ cắt thờng chịu những lực và xung lực rấtlớn Mặt khác còn chịu rung động do hệ thống máy, dao, đồ gá chi tiếtkhông đủ cứng vững hoặc do dao làm việc trong điều kiện tải trọng độnglớn hoặc do sự thay đổi liên lục của lực cắt Do đó dẫn đến tình trạng l ỡi cắt

dễ bị phá huỷ sớm do mẻ, vỡ tróc Vì vậy vật liệu dụng cụ cắt phải có độbền cơ học cao

d) Độ bền mòn:

Độ bền mòn của dụng cụ cắt đợc đặc trng bởi khả năng giữ vững hìnhdáng hình học phần cắt trong khoảng thời gian làm việc nhất định Khi cắtluôn xảy ra hiện tợng ma sát giữa mặl tróc với phoi và mặl sau với phoi Do đó

để đảm bảo buồi bền vật liệu dụng cụ cắt cần phải có độ bền mòn cao ở nhiệt

độ cao

c) Độ dẫn nhiệt:

Độ dẫn nhiệt của dụng cụ cắt càng cao thì nhiệt lợng đợc truyền đi khivùng cắt càng nhanh Do đó giảm đợc sự tập trung nhiệt độ trên vùng cắt, tăngnhiệt độ bền mòn cho dụng cụ cắt Mặt khác cho phép nân cao tốc độ cắt

B- Tính công nghệ:

Dụng cụ cắt thờng có hình dáng hình học phức tạp đòi hỏi những yêucầu kỹ thuật khá cao về độ chính xác hình dáng, kích thớc, độ nhẵn bề mặt Vìvậy dụng cụ cắt phải có tính công nghệ tốt Nh cho phép gia công hợp lý, dễdàng bằng các phơng pháp gia công khác nhau

C- Tính kinh tế:

Khi chọn vật liệu dụng cụ cắt, ngoài việc chú ý đến tính năng cắt, tínhcông nghệ còn phải chú ý đến giá thành của chúng nữa Vật liệu dụng cụ cắtthờng đắt tiền, chi phí vật liệu thờng chiếm tỷ lệ cao trong giá thành chế tạodụng cụ cắt Do đó phải lựa chọn vật liệu dụng cụ cắt phù hợp với yêu cầu kỹthuật của dao, của chi tiết gia công nhằm giảm chi phí chế tạo dao

Trên cơ sở phân tích các yêu cầu về vật liệu dụng cụ cắt ta có thể lựachọn một trong bốn vật liệu sau: Thép các bon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ,thép gió và hợp kim cứng để làm dao xọc răng

1 Thép các bon dụng cụ:

Là loại thép có chứa hàm lợng các bon thờng vào khoảng (0,65 1,35)%, nên nó có đủ độ cứng vững và tính chịu mòn cao Sau khi nhiệt luyện

độ cứng bề mặt đạt đợc HRC 60  65, còn bên trong lõi đạt khoảng HRC 40.Thép các bon dụng cụ có độ thấm tôi thấp nên thờng tôi trong môi trờng nớchoặc muối Vì trong môi trờng nớc có tốc độ nguội nhanh nên trong khi tôi th-ờng bị biến dạng, nứt, vỡ Mặt khác thép các bon dụng cụ rất nhạy cảm với

sự quá nhiệt Khi quá nhiệt kích thớc hạt tăng nhanh làm độ giòn tăng và dễgẫy, mẻ

2 Thép hợp kim dụng cụ:

Về cơ bản thép hợp kim dụng cụ cũng giống nh thép các bon dụng cụ

Để nâng cao tính cắt có pha thêm vào thép các bon dụng cụ một số nguyên tố

hợp kim nh Vonfram, Crom, Vanadi với hàm lợng khoảng (0,5  3)% vànhận đợc thép hợp kim dụng cụ Với các nguyên tố hợp kim trên khi pha vàothép các bon dụng cụ nó sẽ làm tăng độ bền nhiệt độ, chịu mòn, độ thấm tôi

và cứng

khi nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 62  66 Tuy không cứng hơn thép các bondụng cụ là bao nhiêu nhng độ bền nhiệt của thép hợp kim dụng cụ khá hơn,

các bon dụng cụ Vận tốc cắt đạt đợc (V = 12  15m/ph)

3 Thép gió:

Là loại thép hợp kim có hàm lợng hợp kim cao, nhất là Vonframkhoảng (6  19)% và Crom khoảng (3  4,6)% ngoài ra còn Vanadi,Molipden, Coban

Trong tất cả các loại thép làm dao thì thép gió là loại thép làm dao tốtnhất, so với thép các bon dụng cụ và thép hợp kim dụng cụ nó có tốc độ cắtcao gấp (2  4) lần, tuổi bền (8  10) lần Tính cứng nóng đạt đến (560 

mọi tiết diện bất kỳ)

Tổ chức sau khi tôi của thép gió gồm có: Mactenxit, Ostennit d (30 40)% và Cacbit d (15  20)% với độ cứng HRC 62  65 Sự có mặt của phần

tử Cacbit d bên cạnh Mactenxit tuy không làm tăng rõ rệt độ cứng nhng làmtăng mạnh tính chống mài mòn của thép tôi

Thép gió P8 và P9 đợc sử dụng phổ biến, chúng có độ bền nhiệt và tínhnăng cắt nh nhau Do đó tuổi bền khi cắt ở vùng tốc độ cắt cao là nh nhau.Còn khi cắt ở vùng tốc độ thấp (dao chuốt), dao thép gió P18 có tuổi bền caohơn dao thép gió P9 Thép gió P9 có hàm lợng Vanadi cao hơn nên cứng hơn,khó mài hơn Khi mài sắc dễ sinh ra hiện tợng cháy bề mặt, làm độ cứng bềmặt giảm Thép gió P9 có hàm lợng Vonfram ít hơn nên rẻ hơn

Nhợc điểm lớn nhất của thép gió là sự phân bố không đồng đều của cácbít sinh ra trong quá trình biến cứng của thép sinh ra trong quá trình biến cứngcủa thép đúc Do đó làm giảm chất lợng và cơ tính của thép gió do dẫn đến lỡicắt dễ bị gãy, mẻ làm giảm tuổi bền của dao Vì vậy trớc khi gia công cơ, phôithép gió cần đợc rèn đi rèn lại nhiều lần để phân bố lại các bit cho đều

Đối với dụng cụ cắt có hình dáng đơn giản làm việc ở vùng tốc độ cắtcao nên làm bằng thép gió P9 Còn đối với các loại dao định hình phức tạp,

cũng nh đối với các dụng cụ cắt làm việc ở vùng tốc độ cắt thấp nên chế tạobằng thép gió P18.

4 Hợp kim cứng:

Hợp kim cứng đợc chế tạo bằng phơng pháp luyện tinh bột Thành phầnchủ yếu của hợp kim cứng là các bit: Vonfram, Titan, Tantan

Độ bền mòn cao hơn hẳn thép gió, vì vậy hợp kim cứng có thể cắt vớitốc độ cắt (100  500)m/ph Năng suất tăng gấp (2  30) lần so với dao thépgió

Nhợc điểm cơ bản của hợp kim cứng là độ bền uốn kém, do đó dao hợpkim cứng làm việc trong điều kiện không có va đập, tránh tải trọng thay đổi

đột ngột, hệ thống công nghệ cần phải đủ cứng vững

Kết luận:

Từ việc phân tích tính chất, đặc điểm và ứng dụng của một số vật liệuthờng đợc sử dụng để chế tạo dụng cụ cắt

Thấy rằng dao xọc răng có kết cấu tơng đối phức tạp, làm việc trong

điều kiện va đập trung bình, vận tốc cắt không cao Nên chọn vật liệu là thépgió P18, thoả mãn yêu cầu đối với vật liệu làm dao xọc răng

- Tốc độ cắt khoảng (25  35)m/ph

- Tính chống mài mòn và tuổi bền cao gấp 8  10 lần so với thép hợpkim dụng cụ

- Độ thấm tôi cao

- Độ cứng sau khi tôi HRC 62  64

giữa mặt trớc và mặt sau) tại các điểm trên lỡi cắt phải có góc trớc và góc sau.

Để có thể cắt đợc góc trớc và góc sau dao xọc phải lớn hơn không Cho nênnếu dao xọc là bánh răng thông thờng (góc trớc và góc sau bằng không) thìkhông thể cắt đợc bánh răng gia công Mặt khác, dao xọc khi mòn đợc màisắc theo mặt trớc và lỡi cắt mới đợc tạo thành và khi đó profin lỡi cắt ban đầu(khi cha mài sắc lại) Đồng thời để tăng tuổi thọ cho dao thì số lần mài lại phảilớn đến giới hạn cho phép

Vì vậy dao xọc răng về nguyên lý là một bánh răng nhng không phải làmột bánh răng thông thờng

b) Đặc điểm về kết cấu của dao xọc:

Dao xọc có thể coi là một bánh răng dịch chỉnh với răng nghiêng hoặcrăng thẳng có các góc tơng ứng Để tạo nên góc sau trên đỉnh răng và góc sau

ở phía trên răng, răng dao xọc hình thành bằng các dịch chỉnh thanh rãnh răng

ra mỗi tiết diện thẳng góc có với trục dao khoảng dịch chỉnh x = m

Sự tạo thành mặt bên của răng dao xọc coi nh tạo thành

mặt vít thân khai.

Trên hình cho ta răng dao xọc và dạng sinh của thanh răng ở 3 tiết diện

AA, BB, CC thẳng góc với trục dao xọc Giả sử trong tiết diện BB khoảng dịchchỉnh bằng không, tức là m = 0 thì tiết diện này là bánh răng quy chuẩn

(không dịch chỉnh) Trong tiết diện AA theo mặt trớc của dao xọc khoảngdịch chỉnh sẽ là dơng (+m) và trong tiết diện CC là âm (-m) Khoảng dịchchỉnh của thanh răng giảm dần từ mặt trớc AA đến mặt tựa CC và tạo nên gócsau trên đỉnh răng đ và phía bên răng.

Nh vậy dao xọc có thể coi nh tập hợp của vô số bánh răng thành phầnmỏng vô hạn H ghép lại

Dao xọc răng đợc coi nh tập hợp các đơn vị bánh răng dịch chỉnh Hvới dịch chỉnh thay đổi của dạng sinh thanh răng khoảng m

Những bánh răng thành phần này có lợng dịch dao dơng, không âm và

đợc kẹp chặt trên cùng một trục với lợng dịch dao m giảm dần Mỗi bánhrăng thành phần ấy đợc tạo nên do chuyển động bao hình của thành răng cógóc profin u và do đó ở mỗi tiết diện bất kỳ của dao xọc, thẳng góc với trụccủa nó sẽ có cùng một profin thân khai

Việc tạo nên dao xọc trong khoảng dịch chỉnh thay đổi của dạng sinhthanh răng có thể dễ dàng nhận thấy khi nghiên cứu quá trình cắt răng dao xọcbằng dao phay lăn rang trên máy phay răng Xích chạy dao của máy đợc điềuchỉnh sao cho dao phay ngoài lợng dao chạy đứng OA còn đồng thời có lợngchạy dao nằm ngang OB theo hớng thẳng góc với trục Các trị số của hai lợngchạy dao này đợc tính toán sao cho lợng chạy dao tổng hợp tìm đợc cuả daophay OC sẽ có hớng nghiêng với trục dao xọc một góc b bằng góc sau ở đỉnhrăng dao xọc Theo sơ đồ này, trong mỗi tiết diện thẳng góc với trục dao dọc,dao phay sẽ cách trục dao xọc một khoảng cách nhất định Do đó đối với mỗitiết diện, dạng sinh của thanh răng (dao phay có một khoảng dịch chỉnh riêng.

Nếu khoảng dịch chỉnh của dạng sinh m thay đổi theo hớng chiều caodao xọc H theo quy luật tuyến tính, theo đờng thẳng CD tức là nếu tòn tại

đẳng thức m = CH (C là hằng số), thì góc xoay của đờng thân khai trong các tiết diện kế tiếp nhau theo chiều cao dao xọc sẽ biểu thị bởi hàmtuyến tính  = CH Do đó cũng có sự kết hợp giữa chuyển động quay đềucủa đờng thân khai quanh trục dao xọc và chuyển động thẳng đều của nó dọctrục Do kết hợp các chuyển động quay và thẳng này, đờng thân khai sẽ tạonên mặt xoắn thân khai trong không gian Do đó trong kết cấu dao xoắn đãtrình bày ở trên, mặt bên răng của nó sẽ là mặt vít thân khai Theo hình trên,mặt bên trái là mặt vít phải, còn mặt bên phải là mặt vít trái Tham số của mặtvít này là:

p= r0

sin α u=

r0tgα OC

OC : Góc nghiêng đờng xoắn vít trên mặt trụ cơ sở, ở đây cũng là góc sau trên mặt bên răng trong tiết diện mặt trụ đó.

Mặt bên răng có dạng mặt vít thân khai cho phép mài chúng bằng đámài phẳng, do đó có thể đạt đợc độ chính xác gia công cao Đó là vì có thể lợidụng đợc đặc tính của mặt vít thân khai đã trình bày ở trên (có thể trải treenmặt phẳng, đồng thời có thể hình thành bằng cách cho mặt phẳng có chuyển

Tiết diện khởi thuỷ

+ Góc profin răng dao xọc

Khi số răng dao xọc tăng lên vô cùng, nó sẽ biến thành thanh răng (dao

profin của nó trong tiết diện NN, thẳng góc với trục hoàn toàn đồng nhất với

răng có góc trớc, profin dao xọc ở tiết diện N - N, thẳng góc với trục dao sẽ

không trùng với profin của hình chiếu mặt trớc lên mặt đầu bánh răng gia

Mặc dù đã tiến hành hiệu chỉnh nh vậy nhng profin hình chiếc mặt trớcdao xọc răng trên mặt đầu bánh răng và do đó profin răng của nó vẫn khôngphải là đờng thân khai chính xác Sở dĩ có sự khác biệt với đờng thân khai nhvậy là vì chỉ ở tiết diện thẳng góc với trục của chuyển động vít (trục dao xọcrăng) thì mặt vít thân khai mới cho ta đờng thân khai, còn ở đây profin lỡi cắtcủa dao xọc lại là giao tuyến của mặt thân khai bên và mặt trớc côn của dao

Xác định góc profin của thanh răng dao xọc

+ Các góc cắt của dao xọc

- Góc sau của đỉnh răng b, theo ГOCT 9323-60 thờng chọn bằng 60.Góc này quyết định mức độ thay đổi khoảng dịch chỉnh của thanh răng theochiều cao dao xọc, nó cũng ảnh hởng đến trị số góc sau tại các phía bên Bấtluận ở trạng thái tĩnh hoặc ở trạng thái chuyển động góc sau của đỉnh răng dao

xọc Nếu cắt răng dao xọc theo mặt trụ chia, thì giao tuyến của các mặt bênrăng với mặt trụ sẽ là đờng xoắn vít, vì các mặt bên là mặt xoắn thân khai.Góc nghiêng của các đờng xoắn vít này là góc sau ở mặt cắt theo trụ chia theo[1]p.209 có:

của profin Khi nghiên cứu quá trình cắt cần phải xác định góc sau của tiếtdiện pháp tuyến với lỡi cắt của dao xọc Đó là góc nhỏ nhất ở phía bên răngdao xác định độ mòn mặt sau:

Xác định góc sau ở các mặt bên răng dao xọc

- Góc trớc  trên mặt bên profin ở một điểm bất kỳ A của profin cắttrong mặt chính AB, thẳng góc tại điểm A với hình chiếu lỡi cắt bên lên mặt

tiếp tuyến với mặt trớc ở điểm A và mặt phẳng nằm ngang Đối với dao xọcrang, pháp tuyến với profin ở điểm A trung với đờng sinh AB, tiếp tuyến với

Tuỳ theo sự thay đổi của bán kính vòng tròn trên đó điểm khảo sát mà

tg200l−tg50tg60=0 , 3672

tg = tgb  tgu = tg6o  tg(20o10’1,6”) = 0,03859

Để gia công bánh răng hình trụ ăn khớp ngoài, số răng của dao xọc phải

có tối thiểu là 15 và đa là 40 Quan điểm của lý thuyết ăn khớp thân khai thìphạm vi số răng dao xọc nh vậy là hợp lý nhất

Theo ГOCT 9323-60 với dao xọc hình đĩa răng thẳng với m = 3,5 có

Lựa chọn trị số khoảng các khởi thuỷ: Khoảng cách khởi thuỷ a làkhoảng cách từ tiết diện mặt đầu tơng ứng với mặt trớc của dao xọc mới chếtạo đến tiết diện khởi thuỷ ( = 0) là một đặc tính quan trọng của dao xọc

Về phơng diện độ chính xác về chất lợng của bánh răng gia công nênchọn khoảng cách khởi thuỷ a cho phép lớn nhất Tăng khoảng cách a cũngtăng đợc tuổi thọ của dao xọc răng, tăng số lần mài

Tăng khoảng cách khởi thuỷ a cũng tránh đợc trờng hợp cắt lẹm đỉnhrăng và chân ở bánh răng gia công Tuy nhiên khoảng cách khởi thuỷ a khôngthể chọn đợc lớn tuỳ ý Vì nếu lớn quá sẽ xảy ra hiện tợng nhọn đỉnh răng daoxọc, hiện tợng profin với phần đờng cong tiếp tuyến trong quá trình ăn khớpgiữa dao xọc và bánh răng gia công

Thực tế khoảng cách khởi thuỷ a đợc xác định đảm bảo đủ kích thớc đủlớn của lỡi cắt ở đỉnh của dao xọc không đợc nhỏ hơn giá trị cho phép

Trên cơ sở phân tích các kết cấu tiêu chuẩn của dao xọc Chiều dày răngdao xọc theo cung tròn đỉnh răng

Khoảng cách khởi thuỷ a đợc xác định theo công thức:

a= ξ uìm tgα b =

0 ,266ì3,5

- Chiều cao dao xọc răng đợc xác định theo công thức:

H = [a] + [-a] + (3  5)mm = [9,5] + [-9,5] + (3  5)mmLấy theo tiêu chuẩn ГOCT 9323-60 có H = 20mm

- Kích thớc phần định vị của dao xọc răng:

Theo ГOCT 9323- 60 kích thớc phần định vị dao 44,443

- Chiều dày răng dao xọc theo cung vòng tròn chia trên mặt trớc

Hiệu số lớn nhất các bớc vòng kề nhau không vợt quá: 0,005mm

Sai số tích luỹ lớn nhất của bớc vòng: 0,045mm

Dung sai hình dáng phần cắt của dao xọc không vợt quá: 0,0006mm

Độ lệch tâm của vòng cơ sở đối với trục lỗ của dao không quá: 0,01mm,

Độ đảo mặt đầu của các mặt trớc xác định trên vòng chia của dao xọckhông quá: 0,02mm.

Sai lệch đờng kính lỗ gá không quá: +0,005mm

Sai lệch đờng kính vòng đỉnh không quá: 0,25mm

Sai lệch chiều cao đầu răng với kích thớc lý thuyết tơng ứng với chiềudày răng không quá: 0,05mm

Phần II Thiết kế quy trình công nghệ

gia công

I Phân tích chi tiết gia công:

Gia công bằng dao xọc răng đợc dùng có u thế trong những trờng hợp

do yêu cầu về kết cấu Trong quá trình làm việc dao xọc răng chịu tác dụngcủa tải trọng trung bình, thay đổi theo chu kỳ

Chi tiết gia công ở đây có tỷ số

L

20

8 <0,5 nên nó thuộc chi tiết

dạng đĩa Do vậy nó mang đầy đủ tính chất của chi tiết dạng đĩa Trên bề mặtcủa chi tiết có răng dao, các mặt trớc và sau kết hợp với nhau thành lỡi cắt Lỗ

44,443 phối hợp với mặt tựa sau đợc lắp với đầu trục của máy xọc nhờ đai

ốc Bề mặt làm việc của dao là mặt trớc và mặt sau (đỉnh và hai bên) tiếp xúcvới mặt cha gia công và đã gia công của bánh răng Đây là những bề mặt làmviệc quan trọng, để làm giảm ma sát, nâng cao độ chính xác của lỡi cắt, những

bề mặt này đợc chế tạo chính xác và độ bóng bề mặt cao: 10 (Ra=0,32)

Bề mặt lỗ gá và mặt tựa sau đợc dùng làm chuẩn tinh chính để định vị

và kẹp chặt khi gia công và khi lắp ghép với trục của máy xọc Vì vậy phải

đảm bảo độ không vuông góc giữa đờng tâm lỗ và mặt đầu nên yêu cầu về độchính xác và độ bóng bề mặt cao: 10 (Ra = 0,16)

Mặt trong của dao cũng tham gia quá trình lắp ghép, yêu cầu đạt độbóng 7 (Ra = 1,25)

II Xác định dạng sản xuất:

1 ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp Nó phản ánhmối quan hệ qua lại giữa các đặc trng về công nghệ của nhà máy và các hìnhthức sản xuất đợc sử dụng nhằm đạt yêu cầu kinh tế cao nhất, việc xác địnhdạng sản xuất rất quan trọng trong thiết kế quy trình công nghệ vì biết đợcdạng sản xuất thì sẽ biết đợc điều kiện về vốn đầu t, công tác chuẩn bị Từ đó

có biện pháp kỹ thuật hợp lý

Để xác định dạng sản xuất, ở đây ta dựa trên khối lợng của chi tiết vàsản lợng cơ khí của sản phẩm để xác định dạng sản xuất

2 Xác định khối lợng chi tiết

Khối lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức: m = 

Trong đó: m: khối lợng của chi tiết (kg).

: khối lợng riêng của thép gió  = 8,69(kg)

Thể tích của chi tiết:

N: sản lợng hàng năm trong đó có chi tiết thứ i (chiếc/năm)

Kết luận: Căn cứ vào bảng 2[4] ta có dạng sản xuất là hàng loạt lớn.

* Đặc điểm của dạng sản xuất hàng loạt lớn là có sản lợng hàng nămkhông quá ít, sản phẩm đợc chế tạo thành từng loạt theo chu kỳ nhất định, sảnphẩm tơng đối ổn định

III Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

1 Cơ sở để chọn phôi:

Loại phôi đợc xác định theo kết cấu của chi tiết gia công, vật liệu, điềukiện, dạng sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp Chọn phôi tức là ph-

ơng pháp chế tạo phôi, xác định lợng d, kích thớc và dung sai của phôi Vớichi tiết chịu tải và mô men xoăn tốt nhất là chọn phơng pháp gia công là cán,rèn, dập, có thể rèn trên máy rèn ngang, cũng có thể chế tạo bằng phơng pháp

đúc Việc xác định phơng pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuậtcủa chi tiết Phôi đủ lợng d cho quá trình gia công, hình dáng của phôi gầngiống với hình dạng của chi tiết gia công càng tốt, yêu cầu này cho phép giảm

số lần chạy dao, giảm thời gian gia công, tăng năng suất, giảm giá thành sảnphẩm

2 Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi.

Chọn phôi hợp lý sẽ đảm bảo đợc tính năng kỹ thuật của chi tiết giacông và hạ đợc giá thành sản phẩm Làm cho quá trình gia công trở nên đơngiản, giảm hoa phí kim loại thừa

Chi phí kim loại khi gia công đợc đánh giá bằng hệ số:

k = G ct

G f <1

Hệ số k nói lên trình độ chế tạo phôi, mong muốn k gần với 1 càng tốt.Vậy phải chọn phôi sao cho kích thớc của phôi gần giống kích thớc của chitiết gia công ở đây chi tiết gia công là dao xọc răng, vật liệu chế tạo là thépgió P18, làm việc có va đập, hình dạng tròn xoay, sản xuất hàng loạt lớn, phôi

đòi hỏi có độ chính xác, độ không đồng đều các bít cao Ta chọn phôi là phôigia công bằng áp lực

a) Ph ơng pháp rèn tự do :

Vật liệu phôi qua rèn cho cơ tính tốt, độ bền cao

Nh

do quá nhiệt Năng suất thấp, chỉ phù hợp với sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

b) Ph ơng pháp dập nóng (rèn khuôn ):

cao, lợng d phân bố đồng đều, tổ chức kim loại mịn chặt, có thể dập đợc chitiết tơng đối phức tạp, dễ cơ khí hoá, tự động hoá

tổn cao về khuôn, vốn đầu t cao

Phạm vi sử dụng: Phù hợp với dạng sản xuất loại lớn và hàng khối

Kết luận: Từ việc phân tích các phơng pháp tạo phôi trên, dựa vào yêu

cầu kỹ thuật của chi tiết, hình dạng kết cấu và dạng sản xuất, trang thiết bị tựchọn Ta chọn phơng pháp tạo phôi là dập nóng (chồ, dập) Chọn loại phôi này

đảm bảo tổ chức đồng đều, độ chính xác hình dáng kích thớc của phôi cao vàphù hợp với sản xuất hàng loạt lớn

IV Thiết kế qui trình công nghệ gia công

* Phân tích việc chọn chuẩn định vị: Việc chọn chuẩn rất quan trọng.Chọn chuẩn hợp lý sẽ làm cho quá trình gia công trở nên đơn giản, đảm bảo đ-

ợc độ chính xác gia công chi tiết Đảm bảo đợc chất lợng của sản phẩm trongquá trình gia công, nâng cao năng suất và giảm giá thành Để đảm bảo nhữngyêu cầu kỹ thuật cần thiết phải chọn chuẩn tinh thống nhất Việc phân tích lựachọn chuẩn định vị có vai trò rất quan trọng, nó quyết định đến chất lợng chitiết gia công Do vậy việc chọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu sau:

- Phân bố đủ lợng d trên toàn bộ chi tiết, trong suốt quá trình gia công,

đảm bảo độ đồng tâm giữa các bề mặt

- Năng suất cao, hạ giá thành sản phẩm

* Một số nguyên tắc khi chọn chuẩn:

- Chọn chuẩn xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để khống chế đợc tất cảcác bậc tự do cần thiết để tránh hiện tợng siêu định vị

- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiếtquá nhiều

- Chọn chuẩn sao cho đồ gá thiết kế đơn giản, thích hợp với 2 loại hìnhsản xuất

* Những lời khuyên khi chọn chuẩn (tham khảo tập 1[5])

1 Chọn chuẩn tinh:

* Yêu cầu với việc chọn chuẩn tinh:

- Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo đủ lợng d gia công

- Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo quan hệ chính xác giữa bề mặt giacông với nhau

* Những lời khuyên khi chọn chuẩn tinh:

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, nh vậy làm cho chi tiếtlúc gia công có vị trí tơng quan lúc làm việc, vấn đề này rất quan trọng khi giacông tinh

- Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thớc để sai số chuẩnbằng 0.

- Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lựccắt, lực kẹp, mặt chuẩn phải diện tích định vị

- Chọn chuẩn sao cho thiết kế đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất

* Yêu cầu khi chọn chuẩn thô

Khi chọn chuẩn thô phải đảm bảo 2 yêu cầu sau:

- Phải phân bố đầy đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Phải đảm bảo vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với các bề mặtkhông gia công

* Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định nếu chi tiết có 2 hay nhiều bềmặt gia công thì ta chọn bề mặt nào không gia công có quan hệ độ chính xáctơng quan với bề mặt gia công cao nhất làm chuẩn thô

- Theo phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết có tất cả các bề mặtgia công thì ta chọn bề mặt nào đòi hỏi lợng d phân bố ddều nhất làm chuẩn

- ứng với một bậc tự do của chi tiết chúng ta chỉ đợc phép chọn và sửdụng chuẩn thô không quá 1 lần Trong quá trình gia công nếu vi phạm lờikhuyên này tức là phạm chuẩn thô dẫn đến sai số vị trí bề mặt tơng quan vớinhau là lớn nhất.

Căn cứ vào lời khuyên với thực tế kết cấu hình dạng của chi tiết, ta chọnchuẩn thô là bề mặt trụ ngoài kết hợp với bề mặt đầu không chế 5 bậc tự do

đồ gá mâm cặp 3 chấu

T15K6,

hốc, tiện mặt tựa trong, vát mép lỗ

T15K5, trục gá

9 Kiểm tra trung gian Trục gá, đồng hồ so

sơ đồ nguyên công chế tạo dao xọc răng

Nguyên công I: Cắt phôi

- Máy: Ca đĩa H635A

- Dao: Lỡi ca đĩa có D  Z  B = 420  72  5,5

Nguyên công III: ủ phôi

sau đó làm nguội trong không khí

Nguyªn c«ng IV: Khoan, khoÐt, tiÖn lç, tiÖn mÆt trô ngoµi, mÆt ®Çu, v¸t mÐp.

- M¸y: R¬vonve 1K36

- Bíc 1: Khoan - dao P18 - Bíc 4: TiÖn trô ngoµi - dao T15K6

- Bíc 2: KhoÐt - dao P18 - Bíc 5: TiÖn mÆt ®Çu - dao T15K6

- §å g¸: M©m cÆp 3 chÊu

Nguyªn c«ng V: TiÖn mÆt trô ngoµi phÇn cßn l¹i, tiÖn mÆt tríc, tiÖn r·nh,

tiÖn hèc, tiÖn mÆt tùa trong, v¸t mÐp lç.

- M¸y: R¬vonve 1K36

- Dao: T15K6

- Bíc 4: TiÖn hèc

- §å g¸: M©m cÆp 3 chÊu

Nguyên công VI: Tiện côn mặt ngoài

- Máy: 1K62

- Dao: Dao tiện định hình T15K6

- Đồ gá: Trục gá

Nguyªn c«ng VII: Phay r¨ng dao

- M¸y: 5K32

- Dao: Dao phay l¨n r¨ng trôc vÝt P18; m = 3,5 ; k = 2

- §å g¸: Trôc g¸

Nguyªn c«ng VIII: DËp nh·n hiÖu

- M¸y dËp

- Dao: P18

Nguyên công IX: Kiểm tra trung gian

- Kiểm tra chiều dày răng, chiều cao răng, sai số bớc vòng, độ khôngvuông góc giữa đờng tâm và mặt tựa sau

- Dụng cụ kiểm tra: Panme đo trong, calip, đồng hồ so, dỡng

Nguyên công X: Nhiệt luyện

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật, điều kiện làm việc của dao xọc răng tathấy muốn đạt đợc đồng thời độ cứng cao và tính cứng nóng cao nhất cần phải