Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (Thep phương pháp DACUM) của các cán bộ, kỹ thuật viên nhiều kimh nghệm đang trực tiếp sản xuất cùng với các chuyên gia đã tổ chức nhiều họat động hội thảo lấy ý kiến ..v..v.., đồng thời căn cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để biên sọan. Giáo trình môđun Phay bánh răng trụ răng nghiêng rãnh xoắn được biên soạn dựa trên sự đóng góp ý kiến nhiệt tình, khoa học, thẳng thắn và trách nhiệm của đội ngũ giáo viên của trường Cao Đẳng Nghề Đồng Nai. Cũng như các chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Cắt Gọt Kim Loại nhiều kinh nghiệm.
Trang 1TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG NAI
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO
Trang 2TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG NAI
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO
Trang 3- 1 -
MỤC LỤC
BÀI 1_PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG 3
3 I Mục tiêu thực hiện 3
4 II Sơ đồ gá kẹp phôi và bộ bánh răng thay thế 4
5 III Thông số bánh răng trụ răng nghiêng 6
6 IV Các dạng sai hỏng, nguyên nhân, cách khắc phục 7
7 V Đánh giá kết quả học tập 9 BÀI 2_PHAY RÃNH XOẮN 11
8 I Mục tiêu thực hiện 11
9 II Khái niệm, công dụng và phân loại 11
10 III Các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật của rãnh xoắn 12
11 IV Phương pháp phay rãnh xoắn 12
12 V Tiến hành kiểm tra 21
13 VI Các dạng sai hỏng, nguyên nhân, cách khắc phục 22
14 VII Trình tự các bước phay rãnh xoắn 24
15 Tài liệu tham khảo 27
Trang 4- 2 -
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình môđun Phay bánh răng trụ răng nghiêng – phay rãnh xoắn được biên soạn dựa trên cơ sở chương trình khung đào tạo nghề Cắt Gọt Kim Loại đã được Ban Giám Hiệu trường Cao đẳng Nghề Đồng Nai phê duyệt dựa vào năng lực thực hiện của người kỹ thuật viên lành nghề
Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (Thep phương pháp DACUM) của các cán bộ, kỹ thuật viên nhiều kimh nghệm đang trực tiếp sản xuất cùng với các chuyên gia đã tổ chức nhiều họat động hội thảo lấy ý kiến v v , đồng thời căn cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để biên sọan Giáo trình môđun Phay bánh răng trụ răng nghiêng - rãnh xoắn được biên soạn dựa trên sự đóng góp ý kiến nhiệt tình, khoa học, thẳng thắn và trách nhiệm của đội ngũ giáo viên của trường Cao Đẳng Nghề Đồng Nai Cũng như các chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Cắt Gọt Kim Loại nhiều kinh nghiệm
Song do điều kiện thời gian, mặt khác đây cũng là lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định
Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để giáo trình môđun Phay bánh răng trụ răng nghiêng - rãnh xoắn được hòan thiện hơn, đáp ứng được yêu cầu của thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và trong tương lai
Xin chân thành cám ơn
Trang 5I MỤC TIÊU THỰC HIỆN
Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng
- Trình bày được nguyên tắc hình thành rãnh xoắn của bánh răng trụ răng nghiêng
- Tính toán được các thông số cần thiết
- Phay bánh răng trụ răng nghiêng trên máy phay vạn năng đạt yêu cầu kỹ thuật, thời gian và an toàn
1.1 Vật liệu
- Thép tròn Ø65 x 30 (Đã qua gia công tiện tạo hình)
- Dầu nhờn, giẻ lau, dung dịch làm nguội
- Giấy viết, sổ ghi chép, máy tính cá nhân, bút viết và bút chì…
3.2 Thiết bị và dụng cụ
- Máy phay vạn năng, máy phay chuyên dùng (hình 3.11)
- Các loại đầu phân độ vạn năng, một số đồ gá thông dụng và chuyên dùng khác (hình 3.2)
- Bộ bánh răng thay thế (hình 3.3)
- Thước cặp 1/20mm, 1/50mm, êke, thước thẳng
- Các loại dao phay
- Dụng cụ cầm tay và các trang bị bảo hộ lao động
- Máy chiếu qua đầu
Trang 6- 4 -
3.11Máy phay trục ngang 3.12 Đầu phân độ vạn năng 3.13 Bộ bánh răng thay thế
II SƠ ĐỒ GÁ KẸP PHÔI VÀ BỘ BÁNH RĂNG THAY THẾ KHI PHAY
Bánh răng trụ răng nghiêng sử dụng dao phay mô đun hoặc dao phay ngón môđun và
có thể gia công trên máy phay đứng hoặc máy phay nằm ngang
Hình 3.14 Bánh răng nghiêng
Hình 3.15 Sơ đồ lắp bộ bánh răng thay thế
Trang 7- 5 -
Hình 3.16 Hình 3.17
Điều chỉnh máy phay vạn năng và đầu phân độ để phay bánh răng trụ răng nghiêng gồm các bước:
- Xác định giá trị góc nâng và hướng quay của bàn máy (tùy theo răng phải hay răng trái).(Hình 3.16)
- Xác định số răng của bộ bánh răng thay thế(hình 3.15) để đảm bảo số vòng quay của phôi
- Xác định số vòng quay tay quay đầu phân độ để thực hiện phân độ khi phay bánh răng nghiêng (hình 3.17)
+ Các góc gá đặt, điều chỉnh, kiểm tra…đầu phân độ, dao, phôi thực hiện như trong điều chỉnh máy để phay bánh răng, ở đây mặt phẳng quay của dao phay dĩa phải trùng với phương của bánh răng nghiêng nên ta quay bàn máy đi một góc nghiêng của bánh răng nghiêng, được xác định bằng công thức:
Trong đó: (hình 3.16)
ω : góc quay của bàn máy, độ
D : đường kính chi tiết gia công, mm
tp : bước của bánh răng nghiêng, mm
+ Nếu biết đường kính d và góc nghiêng β của răng ta có thể tính bước xoắn :
Trang 8III THÔNG SỐ BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG NGHIÊNG
Hai bánh răng xoắn truyền động
giữa 2 trục song song:
m n S
cos cos
Bước tiếp tuyến
ß
m ß
P n n
cos
cos
S
cos
.
Đường kính đầu răng dd d ( 2 m n)
Hình 3.18
Trang 9IV CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH
4.1 Nguyên tắc phay rãnh xoắn bánh răng trụ răng nghiêng
d ß
Trang 10Mỗi đầu phân độ vạn năng có một bộ bánh răng thay thế gồm
các bánh răng có số răng như sau:
24 – 24 – 28 – 32 – 36 – 40 – 44 – 48 56 – 64 – 72 – 80 – 84 –
86 – 96 - 100
Hình 3.21
Hình 3.22
Hình 3.23
Trang 11- 9 -
V CÁC DẠNG SAI HỎNG_ NGUYÊN NHÂN
- Số răng cắt ra không chính xác do phân độ không chính xác
- Bước răng không đều (chiều dày khác nhau) do xác định số vòng quay của tay quay không chính xác, chiều quay không đúng hoặc số lỗ trên dĩa phân độ sai khi đếm do không sử dụng hệ thống nan quạt để quay chọn số lỗ trên dĩa chia
- Chiều cao và chiều dày răng không chính xác, do xác định sai chiều sâu cắt
- Dạng răng không đối xứng qua mặt phẳng hướng tâm chi tiếtc, do gá dao không chính xác trong mặt phẳng qua tâm phôi
- Kích thước của răng không chính xác (như chiều cao, chiều dày, bước….) nguyên nhân chủ yếu là do chọn dao không đúng (sai môđun, sai số hiệu, sai kích thước…)
- Độ bóng bề mặt răng không đạt yêu cầu do chế độ cắt chọn không đúng, dao cùn
- Chiều của rãnh không đúng do lắp bánh răng thay thế không đúng, thiếu bánh răng trung gian…cần được kiểm tra, điều chỉnh và lắp lại
- Bước của rãnh xoắn sai, do chọn sai số răng của bộ bánh răng thay thế, lắp nhầm, lẫn lộn giữa các bánh chủ động và bị động
- Số rãnh sai do phân độ sai
- Bước không đều hoặc không chính xác, nguyên nhân chủ yếu do tính sai, phân
độ không chính xác
- Dạng rãnh và các kích thước chiều rộng, chiều sâu không chính xác do kích thước dao không chính xác, gá dao không đúng, tính và điều chỉnh sai góc quay, điều chỉnh chiều ssâu cắt không chính xác
VI ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP
Trang 12- 10 -
6.2 Kỹ năng
Nhận dạng, lựa chọn được các dụng cụ cắt, đồ gá thích hợp, đúng yêu cầu
Phay được loại bánh răng trụ răng nghiêng đạt yêu cầu kỹ thuật
Được đánh giá qua quá trình, sản phẩm bằng quan sát và bảng kiểm đạt yêu cầu
6.3 Thái độ
Thể hiện được mức độ thận trọng trong quá trình sử dụng máy, quá trình gia công Biểu lộ tinh thần trách nhiệm và hợp tác trong khi làm việc
o0o -
Trang 13I Mục tiêu thực hiện
Học xong mô đun này học sinh sẽ có khả năng:
- Trình bày được phương pháp phay rãnh xoắn
- Tính tóan đúng và đầy đủ các thông số cần thiết, bánh răng thay thế, số vòng lỗ và
số lỗ trên dĩa chia, lắp đặt đúng vị trí, đúng yêu cầu kỹ thuật, xác định đúng các dạng sai hỏng trong quá trình phay
- Phay các dạng rãnh xoắn trên máy phay vạn năng đạt yêu cầu kỹ thuật, thời gian và
an toàn
Nội dung chính
- Các thông số hình học, các thành phần của rãnh xoắn
- Yêu cầu kỹ thuật của rãnh xoắn 1 hay nhiều đầu mối
- Phương pháp phay rãnh xoắn trên máy phay vạn năng
- Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục
- Các bước tiến hành
II Khái niệm, công dụng và phân loại
Rãnh xoắn được hình thành trên mặt trụ và được sử dụng rộng rãi trong ngánh chế tạo máy cũng như dùng để làm dụng cụ cắt như dao phay rãnh xoắn, mũi khoan vì răng trước chưa cắt xong thì răng sau đã vào khớp, lúc nào cũng có lưỡi cắt nên quá trình cắct diễn ra rất êm, tạo năng suất cao và độ bóng tốt
Trang 14- 12 -
Tùy theo chức năng làm việc mà cấu tạo của rãnh xoắn cũng có hình dạng khác nhau:
- Theo dạng rãnh dạng thân khai, dạng culít
- Theo dạng rãnh có biên dạng hai sườn răng thẳng hoặc nghiêng theo một chiều nào
đó
III Các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật của rãnh xoắn
- Rãnh có độ bền mõi tốt
- Có độ cứng cao, chống mòn tố
- Tính ổn định, không gay ồn
- Hiệu suất làm việc lớn, năng suất cao
- Kích thước của các thành phần cơ bản của rãnh xoắn như: góc xoắn, bước xoắn, biên dạng xoắn
- Số rãnh đúng, góc xoắn và bước xoắn đúng theo thết kế
- Độ nhám đạt cấp 8 ÷ cấp 11 (Ra = 0,63 ÷ 0,08μm)
- Khả năng làm việc hoặc tham gia cắt gọt tốt
IV phương pháp phay rãnh xoắn
- Chuyển động tịnh tiến dọc chính là chuyển động chạy dao dọc
- Chuyển động xoay tròn của phôi quanh trục
Trang 15- 13 -
Hai chuyển động đồng thời xảy ra cùng một lúc với tỉ lệ nhất định mà trong quá trình tính tóan xáx định được Sao cho trong cùng một thời gian phôi quay được một vòng thì phôi cũng tịnh tuyến được một khỏang bằng bước tiến S của rãnh xoắn trên bánh trụ Chuyển động tịnh tuyến dọc trục (là chuyển động dọc của bàn máy) Đồng thời từ chuyển động dọc đó kết hợp với bộ bánh răng lắp ngoàitruyền chuyển động từ trục vít me đến trục phụ tay quay giúp cho phôi chuyển động quay tròn theo tỉ lệ được xác định Bộ bánh răng thay thế này phải được tính toán và lắp đặt đúng vị trí
Nếu phay bằng dao phay dĩa răng kép thì mặt phẳng của thân dao phải nằm chéo theo hướng xiên của rãnh xoắn để cho mặt cắt của rãnh có biên dạng ngư lưỡi dao, đồng thời dao không bị kẹt khi phay chiều sau rãnh Trên (hình 11.3.2) thể hiện hướng chéo của dao trên trục chính cùng chiều với hướng chéo của rãnh, các yếu tố của rãnh xoắn như: Bước xoắn(S); Chu vi phôi (πD); góc xoắn (β)
4.2.1 Tính bộ bánh răng lắp ngoài
Khi ta quay bàn máy ngang đi một vòng bằng bước ren vít me (t), thì bàn máy
chuyển động tịnh tuyến dọc trục, qua bộ bánh răng lắp ngòai a.c/b.d, truyền chuyển
Trang 16
- 14 -
động cho trục phụ của đầu chia quay Từ trục phụ đầu chia, qua các cặp bánh răng côn
có ti73 số truyền 1:1 (không ảnh hưởng đến tính toán), tới bộ truyền bánh vít trục vít (K) có tỉ số 40:1, truyền đến trục chính làm phôi quay Các bánh răng lắp ngoàiđược tính tóan căn cứ vào các yếu tố cụ thể như: Bước xoắn, góc xoắn, đường kính phôi và vít me bàn máy được phay
Từ phương trình truyền động (hình 11.3.3) trên, ta rút ra công thức tổng quát khi tính bánh răng thay thế:
Trong đó:
i – là tỷ số truyền của bộ bánh răng lắp ngoài
P – bước ren của trục vít me bàn máy
S – Bước xoắnn của bánh răng trụ răng nghiêng cần gia công
N – Tỷ số truyền của bánh vít va trục vít của đầu phân độ (thường N = 40)
Trang 17- 15 -
A = P.N được gọi là số đặc tính của máy phay, (A = 6.40 = 240) Nếu trường hợp P và
S được đo theo hệ Anh thì đổi ra đơn vị mét bằng cách nhân cho 25,4
Sau khi tính tóan để có tỷ số truyền độn i, ta viết dưới dạng hoặc dưới dạng
Như thế i luôn trong trường hợp tối giản, ta có tử số là a và mẫu số là b Các
bánh răng này nhất thiết phải có trong hệ bánh răng có s8ãn ở trong phân xưởng (kém theo máy) theo hệ 4 và hệ 5 Còn trong trường hợp phải chọn hai cặp bánh răng thay thế thì ta phải sử dụng a,b,c,d với giá trị phân sô không đổi Có thể phân tích phân số
a/b từ tỷ số truyền góc tạo tỷ số truyền con bằng
Ví dụ:
Sau khi được tích của hai tỷ số ở dạng tối giản không thể chia nhỏ được nữa Ta có thể tìm bội số chung của chúng sao cho con số phù hợp với số răng của các bánh răng có sẵn theo máy, (tỷ số đó không được thay đổi giá trị giữa tử số và mẫu số)
Trong ví dụ trên ta có thể chọn:
Ta xét một ví dụ cụ thể như sau:
Hãy tính toán bộ bánh răng lắp ngoài biết: S = 120; P = 6mm; N = 40
Áp dụng công thức Thay số vào ta có:
Trang 18- 16 -
Nếu sử dụng một cặp bánh răng thay thế ta có:
Khi sử dụng hai cặp bánh răng thay thế ta có:
trong hệ bánh răng thay thế Để thực hiện được các bước tính toánvà chọn bánh răng thay thế, nếu một số yếu tố chưa có thì phải thực hiện tính toán như: Góc nghiêng (hoặc còn gọi là góc xoắn), hay bước xoắn S
4.2.2 Lắp bộ bánh răng lắp ngoài và xoay góc nghiêng bàn máy khi phay rãnh xoắn
4.2.2.1 Cách lắp bánh răng lắp ngoài
a) Yêu cầu:
- Xác định đúng vị trí giữa bánh chủ động và bánh bị động
- Hướng xoắn đúng với thiết kế
- Các bánh răng truyền động êm, nhẹ nhàng
b) Cách lắp:
Khi chỉ dùng một cặp bánh răng , thì a là bánh răng chủ động, lắp ở đầu vít bàn máy dọc, còn bánh răng b là bị động, lắp ở đầu phụ của trục chia Đến đây xảy ra hai trường hợp
Hình 11.3.4 Hệ thống: Máy, dao khi sử dụng hai bánh răng lắp ngoài a,b và 1 bánh răng trung gian Z0
Trang 19- 17 -
- Muốn có hướng xoắn phải, cần lắp thêm một bánh răng trung gian có số răng bất
kỳ miễn là nối được truyền động giữa bánh răng a và bánh răng b (hình 11.3.4) làm nhiệm bắc cầu Số răng của bánh răng trung gian có thể lấy tùy ý, miễn là cùng môđun và đường kính vừa đủ bắc cầu Nếu sử dụng 4 bánh răng a, b, c, d thì
a lắp vào đầu trục vít me bàn máy; d lắp vào trục phụ tay quay; còn 2 bánh b, c (có thể gọi là bánh răng trung gian) và được lắp như (hình 11.3.5) cách lắp như sau: Bánh răng b khớp với a, còn c cùng trục với b nhưng ăn khớp d
- Muốn có hướng xoắn trái, ta lắp hai bánh răng trung gian đểe đủ cầu nối để cho
a, b ngược chiều chuyển động (về nguyên tắc thì không có bánh răng trung gian nào cũng đạt hướng xoắn trái, nhưng vì giữa vít me bàn máy và trục phụ đầu chia
có khỏang cách khá xa, cần phải có cầu trung gian)
Chú ý:
Khi sử dụng số bánh răngtrung gian cho cầu nối ta phải hết sức thận trọng trong việc xác định chiều quay của bàn máy so với chiều quay của trục chính đầu chia
độ Lắp các bánh răng trung gian phải ăn khớp tốt, không hở quá(va đập ồn ào)
và cũng không căng quá (chạy bị kẹt răng), lắp then tốt, xiết mũ ốc, bỏ mỡ vào răng và trục trung gian
Hình 11.3.5 Cách lắp 4 bánh răng lắp ngoài
Trang 20- 18 -
4.2.2.2 Xoay bàn máy
Để phay rãnh xoắn ngoài các bước tính toán các thông số, các thành phần cần thiết, cách tính và xác định vị trí của bộ bánh răng lắp ngoài, ta còn phải xoay bàn máy đi một khỏang tương đương với góc nghiêng rãnh xoắn nhưng chiều xoay theo chiều ngược lại Ví dụ hướng xoắn có chiều là trái ta xoay bàn máy cùng chiều kim đồng hồ như hình (11.3.6) Còn trường hợp sử dụng dao phay trụ đứngta phải xoay trục chính đi một góc tương ứng với góc nghiêng của rãnh xoắn
và chiều xoay tương tự như góc xoay bàn máy
Để xác định góc xoắn, khi khai triển cấu trúc của rãnh xoắn(hình 11.3.2), ta thấy
AC là chu vi của phôi (πD), BC là bước xoắn(S), góc ABC là góc xoắn(β)
Ta có :
Trong thực tế ta có thể coi β là góc xoay chéo bàn máy Song khi phay rãnh xoắn
có bước xoắn lớn thường xẩy ra hiện tượng ăn lẹm vào phía trong (nhất là khi dao phay có đường kính lớn) Vì vậy góc xoay bàn máy phải có trị số β được tính theo:
tgβ 1 = tgβ cos(θ - Ɣ )
trong đó: θ - góc dao phay góc kép dùng để gia công
Ɣ - góc trước của rãnh cần phay
Hình 11.3.6 Cách xoay bàn máy một góc β để
phay rãnh xoắn nghiêng trái
