giáo trình phay đa giác

Chuyển động của tay quay của tay quay được truyền tới trục chính qua cặp bánh răng trụ 7 với tỷ số truyền i=1 cặp trục vít - bánh vít với tỷ số truyền i=1/40.. Số vòng quay cần thiết của

BÀI 1: ĐẦU PHÂN ĐỘ VẠN NĂNG

1 Công dụng, cấu tạo của đầu phân độ vạn năng

1.1 Công dụng

Đầu chia độ là phụ tùng quan trọng của các máy phay Công-xôn mà đặc biệt

là các máy phay vạn năng, nó mở rộng khả năng công nghệ của các máy lên rấtnhiều Người ta sử dụng đầu chia độ trong gia công các dụng cụ cắt (dao phay, daodoa, dao khoét, taro, ), các chi tiết tiêu chuẩn (đầu đinh ốc, cạnh đai ốc, đai ốc xẻrãnh, rãnh và rãnh then hoa ở mặt đầu

- Phay các rãnh trên mặt ngoài của chi tiết dạng trục như: Chế tạo các dụng cụ cắt dao phay, dao doa, dao khoét, ta rô, răng môđun, rãnh then hoa,

- Phay các cạnh của các chi tiết đa dạng, đa diện, các chi tiết tiêu chuẩn: Đầu đinh

ốc, cạnh đai ốc, đai ốc xẻ rãnh, rãnh và rãnh then hoa ở mặt đầu, khớp răng, đầuchuôi ta rô,

- Phay các rãnh trên đầu mút của các chi tiết dạng trụ như: Răng đầu mút ở dao phay mặt đầu, răng đĩa ly hợp,

- Quay chi tiết theo theo chu kỳ quanh trục của nó một góc nhất định (chia các phần bằng nhau, không bằng nhau và các góc)

- Quay chi tiết liên tục khi gia công các loại rãnh xoắn ốc, hoặc răng xoắn bánh răng nghiêng, bánh vít,

1.2 Phận loại

1.2.1 Loại có đĩa chia

- Chia trực tiếp

- Chia đơn giản

- Đầu chia nửa vạn năng

- Đầu chia vạn năng

1

1.2.2 Loại không có đĩa chia

- Bộ bánh răng hành tinh

- Bộ bánh răng thay đổi

1.3 Cấu tạo đầu phân độ vạn năng

1.3.1 Cấu tạo

Hình 1.1: Đầu phân độ vạn năng.

Đầu phân độ vạn năng: Võ đầu phân độ (thân) được đúc bằng gang, hệ thốngtruyền động chính bằng cơ cấu giảm tốc: Trục vít ăn khớp với bánh vít (hình30.1.1) là loại đầu phân độ vạn năng Thân (10) được gắn lên đế gang (20), đượcnối liền với hai cánh cung (9) Khi cần nới lỏng các đai ốc ta có thể xoay thân đimột góc theo thang chia độ với du xích (12) Đầu được lắp chặt với bàn máy bằng

bu lông nhờ hai rãnh phía dưới đế nằm song song với trục chính (đáy của đếthường có hai căn định vị nằm sít trượt vào rãnh chữ T của bàn máy)

Trong thân trục chính có lỗ thông suốt, ở đầu trước lắp mũi tâm (21), trongtrường hợp sử dụng mâm cặp thì mâm cặp được lắp vào phần côn có ren (7) Phíatrước tay quay cólắp đĩa chia (14), đĩa này thường có hai mặt và các mặt có nhữngvòng tròn được chia các lỗ (đồng tâm) Số lỗ của các mặt cũng tùy thuộc vào nhàthiết kế (nhưng thường không quá 66 lỗ) Cũng có các loại đĩa đầu nhỏ thườngđược chia một mặt ví dụ như: Đĩa 1 có các vòng lỗ là: 15, 16, 17, 18, 19, và 20; đĩa

2 có các vòng lỗ là: 21, 23, 27, 29, 31, và 33; đĩa 3 có các vòng lỗ là: 37, 39, 41, 43,

47, và 49

Mũi tâm (4) của ụ sau dùng để đỡ chi tiết trong quá trình phay và việc lắp chặt

ụ sau cũng tương tự như đầu trước Ngoài ra còn thấy có giá đỡ tâm (tuy-nét) dùng

để đỡ những chi tiết có độ cứng vững thấp, trong thân (23) được lắp một trục vít cóthể dịch chuyển nhờ đai ốc (5) có đầu đỡ chữ V (6) Đầu V được giữ nhờ vít hãm(22)

1.3.2 Sơ đồ động đầu phân độ vạn năng

Hình 1.2: Sơ đồ động của đầu phân độ vạn năng loại đơn giản.

1.3.3 Phân độ đơn giản

1.3.3.1 nguyên lý làm việc của đầu phân độ vạn năng loại đơn giản

Trục vít 8 phải ăn khớp với bánh vít 10 Muốn quay trục chính 9 (trục chiađộ), ta quay tay quay 2 cùng chốt định vị 3 so với đĩa chia cố định 1 (đĩa chia cócác lỗ nằm trên các đường tròn đồng tâm) Khi điều chỉnh, hãy đặt chốt định vị 3đối diện với đường tròn được chọn trên đĩa chia Chuyển động của tay quay của tay

quay được truyền tới trục chính qua cặp bánh răng trụ 7 với tỷ số truyền i=1 cặp trục vít - bánh vít với tỷ số truyền i=1/40 Trong trường hợp này, trục chính phải

quay 1/z phần của một vòng để chia vòng tròn ra z phàn bằng nhau Như vậy,phương trình mạch chuyển động của trục chính sẽ là:

n.1 1 =1

40

z

(3.1)

Từ đó n=40/z.

1.3.3.2 Phân độ đơn giản

Giả sử cần phải chia chi tiết ra z phần bằng nhau (ví dụ, khi phay bánh răng có

z răng) Điều này có nghĩa là sau khi phay xong một rãnh cần phải quay trục chínhcùng với chi tiết đi 1/z vòng (tức là quay tay quay đi 40/z vòng)

Nếu z<40 thì phân số 40/z>1 và khi đó có biểu thức sau:

A là số vòng quay tay quay

a, b là tử số và mẫu số của phân số chưa đơn giản

m là hệ số chung của a và b, được chọn để cho m b là số lỗ trên một vòng nào

đó của đĩa chia

Khi đó m a biểu thị số khoảng chia (bước) trên vòng tròn của đĩa chia độ (hay

khoảng cách giữa các lỗ kề nhau trên vòng tròn đã chọn m b) mà tay quay 2 cầnquay thêm A vòng

Số vòng quay cần thiết của chi tiết tính theo đĩa chia độ cố định (chốt định vịđàn hồi được cắm vào một lỗ của dĩa chia độ) Đĩa chia độ loại này là đĩa chia haimặt Khi chia đơn giản, ống 4 và cặp bánh răng 5 và trục 6 không tham gia

Hình 1.3: Đĩa chia và hình quạt dùng phân độ đơn giản và chia vi sai.

Trên hình để cho tiện đếm khoảng cách giữa các lỗ (hoặc đếm lỗ) trên vòngchia, ta dùng một hình quạt doãng gồm hai chân 1 và 3, các chân này có thể quay

so với nhau Các chân này phải được lắp sao cho khoảng cách giữa chúng có số

khoảng cách bằng m a

Để định vị hình quạt ở vị trí làm việc, phải cắm chốt định vị vào lỗ của mộtvòng chia đã chọn , chẳng hạn vào lỗ A Khi nới vít 2 kẹp chân 1 và 3 của hìnhquạt, ta có thể dịch chuyển chân 1 tới chốt định vị Sau khi đã tính số khoảng cashcgiữa các lỗ, dịch chuyển chân 3 tới lỗ B và siết chặt vít 2

Khi gia công bước thứ nhất, từ lỗ ta quay tay quay theo chiều khi đồng hồ với

số vòng đã tính và cắm vào lỗ B Sau đó ta quay chân 1 đến chạm vào chốt định vị

* Chú ý: luôn quay theo chiều kim đồng hồ để tránh sai hỏng khi gia công.

Khi chốt định vị ở vi trí cuối cùng giữa các lỗ, cần phải thả lỏng tay quay và

gõ nhẹ đưa vào vị trí định vị

Nếu quay vượt quá vị trí thì phải quay nó ngược lại vài lỗ rồi sau đó mới quaytheo chiều kim đồng hồ cho đến vị trí định vị

VD: Khi phay bánh răng có z=35 răng, trên đầu phân độ đơn giản.

Ta chọn vòng chia có số lỗ là bội số của 7 (chú ý số lỗ càng nhiều càng chính

Hình 1.4: Sơ đồ động của đầu vạn năng dùng chia vi sai.

Phương pháp chia vi sai khác ở chổ tính số vòng quay tay quay 2 không phảitheo chiều chiều cố định mà theo đĩa chia quay được 1 Ở lỗ côn của cuối trục gáđuôi côn và nhờ chạc bánh răng thay thế z1, z2, z3 và z4, trục chính 9 được liên kếtvới cặp bánh răng côn 5, ống lót 4 và đĩa chia 1 Nếu rút chốt định vị đàn hồi 3 rakhỏi lỗ của đĩa chia và dùng tay quay 2 quay trục chính 9, thì qua cặp bánh răng trụ

7, trục vít 8 và bánh vít 10, sẽ làm quay trục 6, cặp bánh răng côn 5, ống lót 4 vàđĩa chia 1 Do trục chính quay chậm hơn tay quay 40 lần, cho nên đĩa chia cũngquay chậm Tỷ số truyền của cặp bánh răng côn 5 và cặp bánh răng trụ 7 bằng 1.Khi chia vi sai ta nên mở chốt định vị 3 và chốt hãm 17

1.4.2 Phân độ vi sai

Giả sử ta chia chi tiết ra x phần (z>40) và không thể thực hiện được cách chiatrực tiếp hoặc chia đơn giản Chuyển động quay của trục vít và trục chính tức làchuyển động của chi tiết gia công, trong trường hợp này là tổng của hai chuyển

động: chuyển động quay của tay quay (của trục chính) và chuyển động quay của đĩa chia từ trục chính qua các bánh răng thay đổi và cố định.

Để thực hiện được chuyển động thứ nhất, ta lấy số chia phụ thuộc x thay cho

số chia đã cho z Số chia phụ thuộc x cần thỏa mãn những điều kiện sau:

- Số x phải gần bằng z (nhỏ hơn hoặc lớn hơn)

- Chia ra x phần có thể thực hiện bằng phương pháp chia đơn giản

- Tỷ số truyền i được thực hiện bằng các bánh răng thay thế Khi

chia ra x phần, số vòng quay của tay quay sẽ là

Nếu x>z thì i>0chiều quay của đĩa chia trùng với chiều quay của tay quay

(theo chiều kim đồng hồ)

Nếu x<z thì i<0 tay quay quay theo chiều kim đồng hồ và đĩa chia quay theo

chiều ngược chiều kim đồng hồ

Để đảm bảo chiều quay của đĩa chia và tay quay, ta thêm vào bộ bánh răngthay thế các bánh răng trung gian Số lượng các bánh răng trung gian này được ghitrong bảng 1

VD: Hãy xác định số vòng quay của tay quay và các bánh răng thay thế khigia công bánh răng có z=123 răng

i =z1.z3

z2 .z4 =100.40 50.80 = 1

Lắp bánh răng theo sơ đồ IV: bánh răng z1=100 (bánh răng chủ động thứ nhất)trên trục chính, z2=50 (bánh răng bị động thứ nhất), z3=40 (bánh răng chủ động thứhai) trên chốt trung gian của chạc bánh răng thay thế, bánh răng trung gia z0 trênchốt thứ hai của chạc và bánh răng z4=80 trên trục dẫn động đĩa chia Số vòng quaycủa tay quay được xác định theo công thức:

n =40 = 40

=1 =10

Ta lấy vòng tròn có 30 lỗ, mỗi lần tay quay đi được 10 khoảng cách giữa các

lỗ và cắm chốt định vị vào lỗ thứ 11 của đĩa chia

Bảng 1: Bánh răng trung gian trong đầu phân độ vạn năng dùng cho trường hợp

Hình 1.5: Chạc lắp bánh răng thay thế trong phân độ vi sai.

Chạc để lắp bánh răng thay thế dùng trong trường hợp chia vi sai được lắp trênđầu trụ nhô ra của hộp truyền động và có đinh ốc giữ chặt

Bánh răng z1 lắp trên trục chính, còn các bánh răng z2, z3 và bánh răng trung gian lắp trên chạc, bánh răng thay thế z4 thì lắp trên trục truyền động.

1.5 Phân độ phay rãnh xoắn

1.5.1 Sơ đồ động phân độ phay rãnh xoắn

Hình 1.6: Sơ đồ động điều chỉnh đầu chia độ gia công rãnh xoắn 1.5.2 Nguyên lý phân độ phay rãnh xoắn

Trong hình 1.6 là sơ đồ động điều chỉnh đầu chia độ vạn năng với bánh răng thay thế trong bảng 1 để gia công các mặt xoắn ốc Để tạo ra rãnh xoắn,

Cách tính và lắp bộ bánh răng lắp ngoài

- Chọn z giả thiết

Khi chọn số răng giả thiết (Z1) có số răng nên gần với số răng thật (Z), có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn đều được Mặt khác số (Z1) phải là số phần phải được chia

hết bằng các vòng lỗ (yêu cầu độ chênh lệch giữa (Z1) giả thiết so với (Z) thật cμng nhỏ cμng tốt).

- Tính tỷ số truyền từ trục chính của đầu chia đến trục phụ tay quay

i =a : a ×c =N (Z1 − Z )

=40(Z1 − Z )

b b d Z1 Z1

- Sơ đồ động dùng để chia vi sai

Trên (hình 1.6) trình bày sơ đồ đầu chia độ dùng để chia vi sai Để thực hiện

bù hay bớt đi một số răng, sau khi tính toán và lắp bánh răng lắp ngoài (a,b,c,d)

Khi tay quay (2) quay, truyền chuyển động cặp bánh răng có i =1/l (7) qua trục vít

một đầu mối (8) ăn khớp với bánh vít 40 răng (10) làm cho trục chính (9) quay.Trục chính đầu trước được lắp với bộ phận gá phôi, đầu sau được lắp bánhrăngthay thế (a), truyền chuyển động cho (b), (c) và (d) Bánh răng (d) được lắp vớitrục phụ tay quay và 2 bánh răng côn truyền chuyển động cho đĩa chia (1) làm chođĩa (1) quay cùng hay ngược với chiều với tay quay lúc đầu để bù hay bớt số răng

lẻ đã nêu ở trên

Hình 1.7: Sơ đồ bánh răng thay thế.

a) khi i<1 b) khi i>1

- Cách lắp: (Hình 1.8) Thể hiện cách lắp bánh răng lắp ngoài khi chia vi sai

Hình 1.8: Chạc lắp bánh răng thay thế trong phân độ phay rãnh xoắn.

+ Khi i < 0 tức là chọn (Z1< Z) nên phải bù đủ số răng chênh lệch đã xácđịnh Vậy khi ta chọn bộ bánh răng thay thế có một cặp bánh răng là: (a) và (b) thìlắp (a) vào trục chính của đầu phân độ còn (b) được lắp vào trục phụ tay quay Sửdụng hai bánh răng trung gian (Z0) đủ cầu nối giữa (a và b) Nếu trong trường hợpkhông xác định được một cặp bánh răng thì phải xác định hai cặp bánh răng (a, b và

c, d) Thì ta sẽ lắp (a) vào vị trí trục chính của đầu phân độ còn (d) lắp vào trục phụtay quay, còn (b, c) lắp trung gian trên một trục, để cho chiều chuyển động giữa (a

và d) ngược chiều nhau thì phải lắp thêm một bánh răng trung gian (Z0) nối giữa (c

và d hình 1.8a)

+ Khi i > 0 tức lμ ta chọn (Z1> Z) ta phải bớt đi một số chênh lệch đã xácđịnh Vậy khi ta chọn bộ bánh răng thay thế có một cặp bánh răng là: (a và b) thìlắp (a) vào trục chính của đầu phân độ còn (b) được lắp vào trục phụ tay quay Sửdụng một bánh răng trung gian (Z0) đủ cầu nối giữa (a và b) Nếu trong trường hợpkhông xác định được một cặp bánh răng thì phải xác định hai cặp bánh răng (a, b và

c, d) Thì ta sẽ lắp (a) vào vị trí trục chính của đầu phân độ còn (d) lắp vào trục phụ

tay quay, còn (b, c) lắp trung gian trên một trục, (b) ăn khớp với (a), còn (c) ăn khớp với (d hình 1.8b).

Ví dụ: Cần chia Z = 51 phần bằng nhau, biết rằng số vòng lỗ mà ta có được ở

các đĩa từ 15 đến 49 (lỗ) Sử dụng đầu phân độ có N = 40

- Bước 3: Chọn bánh răng thay thế cho hệ 4 và 5

Ở đây, chúng ta sử dụng hệ bánh răng thay thế chia hết cho 4 gồm: 24, 28, 32,

40, 44, 56, 64, 72, 86, 100; hoặc hệ 5 gồm: 20, 25, 30, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80.Như vậy, để thực hiện bài tập trên ta chọn hai cặp bánh răng a ×c (bởi chọn một

b d

cặp a khó thực hiện bởi số răng a quá lớn ít có trong bộ bánh răng thay thế) Vậy:

b

i = 160 55 = 16 11 1 × 2 = 64 40 24 × 48

Chọn hệ 4 với a = 64, b = 44, c = 48, d = 24 Tương tự như thế ta có chọn sốrăng của bánh răng thay thế có các số sau: cho hệ 5 với a = 80, b = 55, c = 60, d =30.

- Bước 4: Cách lắp Ta chọn Z giả thiết bằng 55 tức là ta phải bớt đi một số răngtương ứng với 4 Đĩa chia sẽ quay cùng chiều với tay quay để bớt đi 4 răng Vìthế ta phải lắp hệ bánh răng ba trục (nghĩa là chiều quay của bánh răng bị động

sẽ quay cùng chiều với bánh răng chủ động)

Trong trường hợp xác định hai bánh răng thay thế là a và b hoặc a, b ,c, d Talắp như hình 1.8b

- Bước 3: Chọn bánh răng thay thế cho hệ 4 và 5

Ở đây, chúng ta sử dụng hệ bánh răng thay thế chia hết cho 4 gồm: 24, 28, 32,

40, 44, 56, 64, 72, 86, 100; hoặc hệ 5 gồm: 20, 25, 30, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80.Như vậy, để thực hiện bài tập trên ta chọn hai cặp bánh răng a ×c (bởi chọn một

Trong trường hợp chọn bốn bánh răng có: a, b, c, d thì ta có thể khai triển từ tỷ

số truyền i khi có a, b, ta nhân cho một số Cụ thể là:

- Bước 4: Cách lắp Ta chọn Z giả thiết bằng 50 tức là ta phải bù thêm một số

răng tương ứng với 1 Đĩa chia sẽ quay ngược chiều với tay quay để bù thêm1 răng

Vì thế ta phải lắp hệ bánh răng bốn trục (nghĩa là chiều quay của bánh răng bị động

sẽ quay ngược chiều với bánh răng chủ động)

Trong trường hợp xác định hai bánh răng thay thế là a và b hoặc a, b ,c, d Ta

lắp như hình 1.8a

Ngoài ra, người ta còn có thể chia vi sai bằng phương pháp chia số răng thành

Z1 và Z2 biết rằng Z1 và Z2 là tích của Z Z1 x Z2 = Z Trên (hình 1.7) mô phỏng

cách lắp bộ bánh răng lắp ngoài trên đầu phân độ vạn năng khi chọn Z1< Z (tức là i

< 0)

1.6 Quy trình sử dụng đầu phân độ vạn năng

Bảng 1.2: Quy trình sử dụng đầu phân độ vạn

năng

dưỡng kiểm tra

vạch và Độ

phépsai lệch cho

Câu hỏi và bài tập

Ví dụ 1: Để chia đường tròn ra 4 phần đều nhau

Giải: Để thực hiện chia 4 phần đều nhau ta áp dụng công thức: n =N Thaysố

2 Làm vệ sinh và tra dầu mỡ

vào những nơi cần thiết

Bơm dầu, bơm mỡ, giẻ lau

Một số dụng cụ cầm tay

Đầy đủ đúng quy trình

3 Thực hiện các bước tháo và

lắp đĩa chia 1, 2, 3

Cờ lê, tuốc nơ vít các đĩa chia Đúng trình tự

4 Cách sử dụng dẽ quạt Cờ lê, tuốc nơ vít, dẽ quạt Đúng quy trình

7 Gá phôi, rà phôi và lấy tâm

(tức là tìm điểm cao nhất trên

Như vậy muốn chia 6 phần đều nhau thì ta quay tay quay đi một khoảng bằng

Hãy điền nội dung thích hợp vào chỗ trống trong các trường hợp sau đây:

1 Từ tay quay truyền chuyển động cho trục vít một đầu mối để ăn khớp với bánh vít 40 răng, tao thành

2 Để thực hiện một bài tập về chia các phần đều nhau ta phải xác định

Câu hỏi trắc nghiệm:

Người ta sử dụng đầu phân độ vạn năng để chia cho các loại hình gia công

a) Chia các phần đều nhau trên đường tròn?

b) Chia các phần đều nhau trên hình khối?

c) Chia các phần không đều nhau?

1) Nguyên tắc và cấu tạo của đầu chia vi sai?

2) Có mấy đầu phân độ ?