Giáo trình Phay bánh răng trụ răng thẳng, thanh răng, răng côn (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Phay bánh răng trụ răng thẳng, thanh răng, răng côn (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu giúp sinh viên trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng côn, thanh răng; xác định được các thông số động học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng; phân biệt được dao phay mô đun và dao phay lăn răng, dao xọc răng; chọn được dao phay mô đun khi gia công bánh răng trụ răng thẳng;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Phay bánh răng trụ răng thẳng, thanh răng, răng côn (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. -1-
LỜI GIỚI THIỆU Phay bánh răng trụ răng thẳng, thanh răng, răng côn là một trong những mô đun chuyên ngành của nghề Cắt gọt kim loại được biên soạn dựa theo chương trình đào tạo đã xây dựng và ban hành năm 2021 của trường Cao đẳng nghề Cần Thơ dành cho nghề Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu, trong mỗi bài học đều có ví dụ và bài tập tương ứng để áp dụng và làm sáng tỏ phần lý thuyết. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp, tham khảo các giáo trình hiện có và cập nhật những kiến thức mới có liên quan để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung giáo trình được biên soạn với lượng thời gian đào tạo 75 giờ gồm có: Bài 1 MĐ31-01: Thông số hình học của bánh răng trụ răng thẳng Bài 2 MĐ31-02: Phay bánh răng trụ răng thẳng Bài 3 MĐ31-03: Thông số hình học của thanh răng Bài 4 MĐ31-04: Phay thanh răng Bài 5 MĐ31-05: Thông số hình học của bánh răng côn Bài 6 MĐ31-06: Phay bánh răng côn răng thẳng Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô và bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ điều chỉnh hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Huỳnh Chí Linh -2-
MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ............................................................................................ 1 LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 2 BÀI 1: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG ............. 8 1. Khái quát về các phương pháp gia công răng ............................................................. 8 1.1. Phương pháp gia công chép hình ............................................................................. 8 1.2. Phương pháp gia công bao hình ............................................................................... 8 2. Các thông số cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng ..................................................... 9 3. Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ răng thẳng ....................................................... 11 3.1. Kiểm tra kích thước, độ nhám ................................................................................ 11 3.2. Kiểm tra độ đều của răng ....................................................................................... 11 3.3. Kiểm tra sự ăn khớp ............................................................................................... 12 4. Dao phay mô đun ...................................................................................................... 12 4.1. Cấu tạo, phân loại ................................................................................................... 12 4.2. Phương pháp chọn dao phay môđun khi phay bánh răng trụ răng thẳng............... 13 5. Hướng dẫn thực hành ............................................................................................... 14 BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG ................................................... 16 1. Yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng ............. 16 2. Tính toán phân độ...................................................................................................... 16 2.1. Phương pháp chia độ đơn giản khi phay bánh răng trụ răng thẳng ....................... 16 2.2. Phương pháp chia độ vi sai khi phay bánh răng trụ răng thẳng ............................. 17 3. Phương pháp phay bánh răng trụ răng thẳng ............................................................ 20 4. Các dạng sai hỏng khi phay bánh răng trụ răng thẳng, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh.................................................................................................................... 23 5. Hướng dẫn thực hành ................................................................................................ 24 BÀI 3: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA THANH RĂNG ............................................. 29 1. Khái niệm và công dụng ........................................................................................... 29 2. Các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật của thanh răng ...................................... 29 3. Các thông số cơ bản của thanh răng.......................................................................... 29 4. Hướng dẫn thực hành ................................................................................................ 30 BÀI 4: PHAY THANH RĂNG .................................................................................... 32 1. Các phương pháp phay thanh răng trên máy phay vạn năng .................................... 32 1.1. Phay thanh răng theo cách sử dụng chia bằng vành du xích bàn máy ngang, bàn máy dọc ......................................................................................................................... 32 1.2. Phay thanh răng bằng đĩa chia độ trực tiếp ............................................................ 34 1.3. Phay thanh răng bằng cách chia các phần răng bằng đầu chia vi sai ..................... 35 2. Kiểm tra thanh răng ................................................................................................... 39 3. Các dạng sai hỏng khi phay thanh răng .................................................................... 40 4. Hướng dẫn thực hành ................................................................................................ 41 BÀI 5: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG ........... 45 1. Nguyên tắc hình thành bánh răng côn răng thẳng ..................................................... 45 1.1. Phương pháp định hình .......................................................................................... 45 1.2. Phương pháp bao hình............................................................................................ 46 2. Các thông số hình học chủ yếu của bánh răng côn thẳng ......................................... 49 3. Hướng dẫn thực hành ................................................................................................ 50 BÀI 6: PHAY BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG .................................................. 52 -3-
1. Các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật của bánh răng côn răng thẳng .............. 52 2. Tính và chọn dao phay đĩa môđun ............................................................................ 52 3. Chia độ ...................................................................................................................... 53 4. Phương pháp phay bánh răng côn răng thẳng trên máy phay vạn năng ................... 54 5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh: ................................... 56 6. Hướng dẫn thực hành................................................................................................ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 62 -4-
CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG, THANH RĂNG, RĂNG CÔN Mã mô đun: MĐ31 Vị trí , tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun thực tập này được bố trí sau khi sinh viên đã học xong các môn học như vẽ kỹ thuật, dung sai lắp ghép, an toàn lao động, nguyên lý cắt, nguội cơ bản, phay mặt phẳng, mặt bậc,... - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề bắt buộc. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Phay các loại bánh răng, thanh răng là một trong những kỹ năng cơ bản của người thợ cơ khí. Mô đun này sẽ giúp người học tiếp thu được các kiến thức và kỹ năng cơ bản về phay bánh răng trụ răng thẳng, răng côn và thanh răng làm nền tảng để tiếp tục học mô đun phay bánh răng trụ răng nghiêng và phục vụ sản xuất sau khi tốt nghiệp. Mục tiêu của mô đun: Sau khi học xong môn đun này người học có năng lực: - Về kiến thức: + Trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng côn, thanh răng + Xác định được các thông số động học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng. + Phân biệt được dao phay mô đun và dao phay lăn răng, dao xọc răng. + Chọn được dao phay mô đun khi gia công bánh răng trụ răng thẳng. + Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng. + Trình bày được yêu cầu kỹ thuật khi phay bánh răng côn. + Xác định được các thông số cơ bản của bánh răng côn răng thẳng + Trình bày đúng phương pháp tiến hành phay bánh răng côn. - Về kỹ năng: + Lựa chọn được dụng cụ cắt, dụng cụ kiểm tra, dụng cụ gá phù hợp khi phay bánh răng. + Chọn được chế độ cắt khi phay + Vận hành thành thạo máy phay để phay bánh răng trụ răng thẳng, thanh răng 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. + Vận hành thành thạo máy phay để phay bánh răng côn 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. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Hình thành tính tự giác, tích cực, chủ động trong học tập, rèn luyện. Xây dựng tác phong công nghiệp trong làm việc Nội dung của mô đun: Thời gian ( giờ) Thực Số Tên các bài trong mô đun Tổng Lý hành, thí Kiểm TT số thuyết nghiệm, tra thảo luận, -5-
bài tập 1 Bài 1. Thông số hình học của bánh răng 6,5 2,5 4 trụ răng thẳng 1. Khái quát về các phương pháp gia công 0,5 4 răng 2. Thông số cơ bản của bánh răng trụ răng 0,5 thẳng 3. Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ 0,5 răng thẳng 4. Dao phay mô đun 0,5 5. Hướng dẫn thực hành 0,5 2 Bài 2. Phay bánh răng trụ răng thẳng 18,5 2,5 15 1 1. Yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật 0,5 15 1 khi phay bánh răng trụ răng thẳng 2. Tính toán phân độ 0,5 3. Phương pháp phay bánh răng trụ răng 0,5 thẳng 4. Các dạng sai hỏng khi phay bánh răng 0,5 trụ răng thẳng, nguyên nhân và biện pháp phòng tránh. 5. Hướng dẫn thực hành 0,5 3 Bài 3. Thông số hình học của thanh 6 2 4 răng 1. Khái niệm và công dụng 0,5 4 2. Các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ 0,5 thuật của thanh răng 3. Các thông số của thanh răng 0,5 4. Hướng dẫn thực hành 0,5 4 Bài 4. Phay thanh răng 19 3 15 1 1. Các phương phap phay thanh răng trên 1,5 15 1 máy phay vạn năng 2. Kiểm tra thanh răng 0,5 3. Các dạng sai hỏng khi phay thanh răng 0,5 4. Hướng dẫn thực hành 0,5 5 Bài 5. Thông số hình học của bánh răng 6 2 4 côn răng thẳng 1. Nguyên tắc hình thành bánh răng côn 0,5 4 răng thẳng 2. Các thông số hình học chủ yếu của 1 bánh răng côn răng thẳng 3. Hướng dẫn thực hành 0,5 6 Bài 6. Phay bánh răng côn răng thẳng 19 3 15 1 1. Các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ 0,5 15 1 thuật của bánh răng côn răng thẳng 2. Tính và chọn dao phay đĩa mô đun 0,5 3. Chia độ 0,5 4. Phương pháp phay bánh răng côn răng 0,5 thẳng trên máy phay vạn năng -6-
5. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và 0,5 biện pháp phòng tránh 6. Hướng dẫn thực hành 0,5 Cộng 75 15 57 3 -7-
BÀI 1: THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG Mã bài MĐ31-01 Giới thiệu: Bánh răng trụ răng thẳng nhằm thực hiện truyền chuyển động, mômen quay giữa các trục song song với tỉ số xác định. Bánh răng trụ răng thẳng dễ chế tạo, biên dạng răng thường là một đường cong thân khai. Mục tiêu: - Trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng. - Xác định được các thông số động học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng. - Phân biệt được dao phay modul và dao phay lăn răng, dao xọc răng. - Chọn được dao phay modul khi gia công bánh răng trụ răng thẳng. - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. Nội dung chính: 1. Khái quát về các phương pháp gia công răng 1.1. Phương pháp gia công chép hình Là phương pháp tạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng cách sao chép lại hình dáng răng của dao cắt hoặc của bề mặt mẫu. Ví dụ phay bánh răng bằng dao phay đĩa modul (hình a) hoặc dao phay ngón mô đun (hình b) Hình 1.1. Sơ đồ phay bánh răng bằng phương pháp chép hình Ưu điểm của phương pháp này là: - Không cần máy chuyên dùng - Dao phay modul dễ chế tạo Nhược điểm: - Năng suất thấp, mất nhiều thời gian cho phân độ, gia công từng răng một nên thời gian phụ lớn - Cần rất nhiều dao phay modul vì mỗi modul cần ít nhất 8  15 dao khác nhau tùy theo số răng của bánh răng cần gia công (đôi khi một bộ dao phay modul lên đến 26 dao). - Khi dùng dao phay đĩa modul để cắt bánh răng xoắn thì hình dáng của răng bị sai lệch phần nào 1.2. Phương pháp gia công bao hình Là phương pháp tạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng cách lặp lại (bắt chước) chuyển động tương đối của hai bộ phận ăn khớp nhau như: Chuyển động của các cặp bánh răng – bánh răng, thanh răng – bánh răng, trục vít – bánh vít,… mà trong đó một đóng vai trò của dao, một đóng vai trò của phôi một cách cưỡng bức. -8-
Hình 1.2. Sơ đồ phay bánh răng bằng phương pháp bao hình a. Phay lăn răng; b. Xọc răng bao hình Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp chép hình là: - Năng suất và độ chính xác cao hơn. - Trình độ tự động hóa cao hơn. - Một con dao có một modul nhất định có thể cắt nhiều bánh răng có cùng modul với số răng bất kỳ. 2. Các thông số cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng Xét từ một răng ta thấy mỗi răng có đỉnh răng, chân răng, chiều dày răng và chiều rộng răng. Hình 1.3 thể hiện các thông số hình học của bánh răng trụ răng thẳng và mối quan hệ giữa hai bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp. Hình 1.3. Các thông số hình học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng -9-
Bước răng: pt (mm) Bước răng là khoảng cách giữa hai profin cùng phía của hai răng kề nhau đo trên đường kính nguyên bản. Như vậy chu vi của đường tròn là:  d  pt z (z là số răng của bánh răng). Do đó: d pt  z Mô đun: m (mm) Mô đun là đại lượng đặc trưng của bánh răng, được tính bằng tỉ số giữa bước răng pt và số  p m t  Trị số các mô đun của bánh răng được tiêu chuẩn hóa và được quy định theo TCVN 2257 – 77 như sau: Dãy 1: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20 Dãy 2: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22 Khi lựa chọn ta ưu tiên chọn mô đun theo dãy 1. Ứng với mỗi môđun tiêu chuẩn m và số răng Z có một bánh răng chuẩn. Chiều cao răng: h (mm) Là khoảng cách giữa vòng đỉnh và vòng chân răng. Chiều cao răng chia làm hai phần: - Chiều cao đầu răng h’= m: là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia. - Chiều cao chân răng h’’= 1,25m: là khoảng cách hướng tâm giữa vòng chia và vòng chân răng. - Chiều cao toàn bộ của răng: h = h’ +h’’ = 2,25m Đường kính vòng chia: D p (mm) Vòng chia còn được gọi là vòng tròn nguyên bản, là đường kính trung bình của chiều cao làm việc zp Dp  t  zm  Khi hai bánh răng ăn khớp hai vòng chia của hai bánh răng sẽ tiếp xúc với nhau. Bước răng pt tính trên vòng chia pt  m gọi là bước răng chia. Đường kính vòng đỉnh: Di (mm): là đường tròn đi qua đỉnh răng Di  D p  2h '  mz  2m  m( z  2) Đường kính vòng chân: Dc (mm): Là đường tròn đi qua đáy răng Dc  D p  2h ''  mz  2.1, 25m  m( z  2,5) Vòng tròn cơ sở: Do (mm): là vòng tròn hình thành profin thân khai của răng Do  D p cos Trong đó,  là góc ăn khớp với  =20o thì Do= 0,94 D p Chiều dày răng: S t (mm): Là độ dài của cung tròn trên vòng chia trong một răng Với răng thô: St  1,53m Với răng tinh: St  1,57m - 10 -
Chiều rộng rãnh răng: T (mm): là độ dài của cung tròn trên vòng chia nằm trên rãnh răng. T= 1,57m Góc ăn khớp:  Là góc tạo thành bởi tiếp tuyến chung của hai vòng cơ sở và tiếp tuyến chung của hai vòng chia tại tiếp điểm của cặp bánh răng ăn khớp chuẩn D cos  o , góc  thường là 20o Dp Góc lượn chân răng :  f  0, 25m Khoảng cách tâm hai trục bánh răng ăn khớp: A (mm) D D z z A  p1  p 2  1 2 m 2 2 2 Tỉ số truyền động i: Là tỉ số tăng giảm tốc độ quay từ bánh răng này qua bánh răng khác n z D i  2  1  p1 n1 z2 D p 2 Thông thường ta biết trước các yếu tố m, z và góc  . Từ đó ta tính ra được các yếu tố khác theo quan hệ đã xác định ở trên. Ví dụ: Hãy tính toán các thông số hình học của một bánh răng trụ răng thẳng biết: m = 2, số răng z = 70, góc ăn khớp  =20o Giải: - Nếu là răng thông dụng các yếu tố còn lại sẽ là: + Dp = mz = 70.2 = 140mm + Di = m(z+2) = 2(70 + 2) = 144mm + Dc = m(z – 2,5) = 2(70 – 2,5) = 135mm + h’ = m = 2mm + h’’ = 1,25m = 1,25.2 = 2,5mm + pt = m.π = 2.3,14 = 6,28mm + St = 1,57m = 1,57.2 = 3,14mm + T = 1,57m = 1,57.2 = 3,14mm +  f  0, 25m = 0,25.2 = 0,5mm - Nếu là chế độ răng thấp, các quan hệ trên sẽ là: + Di = Dp + 1,6m = m(z + 1,6) = (70 + 1,6)2 = 143,2mm + Dc = Dp – 2,2m = m(z – 2,2) = (70 – 2,2)2 = 135.6mm + h = 1,9m = 1,9.2 = 3,8mm 3. Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ răng thẳng 3.1. Kiểm tra kích thước, độ nhám Sử dụng thước cặp, panme đo ngoài kiểm tra các kích thước như đường kính đỉnh răng, chiều dày, chiều cao,…Độ nhám được kiểm tra bằng phương pháp so sánh. 3.2. Kiểm tra độ đều của răng Dùng calip giới hạn hoặc thước cặp hoặc panme đo răng đặc biệt (hình 2.4) để xác định kích thước W, kích thước miệng đo W chỉ được xác định đúng với răng có góc ăn khớp  =20o W = m(1,476065k + 0,013969z) Trong đó: W: kích thước pháp tuyến chung m: môđun của bánh răng z : Số răng của bánh răng - 11 -
k: Hệ số tra bảng n: Số răng đo trong phạm vi W Ví dụ: Kiểm tra một bánh răng có 49 răng, môđun 2.5, góc ăn khớp là 20o Giải: Kích thước miệng đo của thước được xác định như sau: Tra bảng: Với z = 49, ta được: n = 6, k = 11 Do đó: W = m(1,476065k + 0,013969z) = 2,5(1,476065.11 + 0,013969.49) = 42,30299 (mm) Hình 2.4. Kiểm tra độ đều răng theo W Hình 2.5. Kiểm tra chiều dày răng Bảng 1. Hệ số k để kiểm tra độ đều của bước răng Ngoài ra để đảm bảo độ chính xác của răng ta còn sử dụng một loại thước cặp để kiểm tra chiều dày của răng với hai thang thước đứng và thang thước ngang (hình 2.5). Dùng loại thước này đưa hàm đo của thước kẹp vào sườn răng với chiều cao h’, đo dây cung tương ứng với chiều dày của răng ở vòng tròn nguyên bản rồi đọc thang thước ngang với kích thước chiều dày răng đã được xác định ở trên (St = 1,57m). 3.3. Kiểm tra sự ăn khớp Để kiểm tra sự ăn khớp của bánh răng trụ răng thẳng sau khi được phay, ta sử dụng các bánh răng cùng loại (bánh răng trụ răng thẳng cùng môđun), bằng cách lắp hai bánh răng trên hai trụ song song có giá đỡ. Dùng tay hoặc một lực quay nào đó cho các bánh răng chuyển động, xem xét và kết luận: Êm, không êm, nhẹ, không nhẹ hoặc nặng. Trong các trường hợp nếu sửa chữa được thì tiến hành phay lại, hoặc sửa tinh bằng các phương pháp khác nhau như: Cà răng, mài, đánh bóng,… 4. Dao phay mô đun 4.1. Cấu tạo, phân loại Dao phay bánh răng trụ răng thẳng là dao phay rãnh định hình với các dạng đường cong thân khai, thường được gọi là dao phay môđun. Trong đó khi phay những bánh răng nhỏ và trung bình thường sử dụng dao phay đĩa môđun (hình 2.6). Còn đối - 12 -
với bánh răng cỡ lớn thường phay trên máy phay đứng và sử dụng dao phay ngón môđun (hình 2.7) Hình 2.6. Dao phay đĩa mô đun và các thông số của dao Hình 2.7. Dao phay ngón môđun và các thông số của dao Dao phay môđun dạng đĩa bao giờ cũng có dạng dao hớt lưng để khi mài chỉ cần mài mặt trước của răng vẫn giữ được biên dạng lưỡi cắt. Vật liệu làm dao thường là thép hợp kim dụng cụ hoặc thép gió toàn thân. Với dao cỡ lớn có thể gắn mảnh hợp kim cứng, phay bằng dao hợp kim cứng sẽ có năng suất cao hơn ít nhất gấp đôi thép gió. Tuy nhiên khi dùng dao gắn các mãnh hợp kim cứng thì yêu cầu máy phải cứng vững, có đủ công suất và có tốc độ cao (thường các máy phay thông dụng chưa đảm bảo tốt các điều kiện đó). 4.2. Phương pháp chọn dao phay môđun khi phay bánh răng trụ răng thẳng Kích thước và hình dạng lưỡi dao phụ thuộc vào môđun (m) và số răng (z) của bánh răng cần phay. Muốn đạt hình dạng răng thật đúng, mỗi môđun và mỗi số răng đòi hỏi có một dao phay riêng. Như vậy cần tới rất nhiều dao sẽ tốn kém và quản lý rất phức tạp. Do đó để đơn giản trong sử dụng và quản lý dao phay môđun được quy định tiêu chuẩn các dao dùng chung mỗi môđun chỉ cần một bộ gồm: Bộ 8 dao, bộ 15 hoặc nhiều nhất là bộ 26 dao tùy theo độ chính xác. Thông thường với m > 8mm chỉ cần dùng bộ 8 dao gồm các dao theo bảng (2) hoặc bộ 15 dao theo bảng (3). Khi phay thô có thể dùng bộ 3 dao đó là bộ A:B:C - Dao phay A khi phay bánh răng có z = 12  20 răng - Dao phay B khi phay bánh răng có z = 21  54 răng - Dao phay C khi phay bánh răng có z = 55 răng trở lên - 13 -
Sau khi xác định đúng dao cần phay, ta lựa chọn dao dựa vào số hiệu được khắc trên thân dao. Bảng 2. Bộ dao phay môđun 8 dao Bảng 3. Bộ dao phay môđun 15 dao 5. Hướng dẫn thực hành TT Bước công việc Chỉ dẫn thực hiện 1 Yêu cầu: Xác định các thông số - Tùy theo đề bài yêu cầu tính thông số hình học và chọn dao phay bánh hình học của 1 bánh răng hoặc cặp bánh răng. răng ăn khớp hoặc xác định thông số hình học của bánh răng trên chi tiết thật. - Chọn dao để phay bánh răng theo yêu cầu. 2 Xác định các thông số hình học đã - Liệt kê các thông số hình học đã cho theo cho theo đề bài. đề bài. - Đối với chi tiết bánh răng mẫu, liệt kê các kích thước có thể bằng phương pháp đo. 3 Tính các thông số hình học còn - Áp dụng các công thức đã cho ở mục 2 để thiếu xác định các thông số hình học còn thiếu cho bánh răng theo yêu cầu. 4 Chọn dao phay bánh răng - Xác định bộ dao phay bánh răng đang có ở xưởng thực tập (bộ 8 dao hoặc bộ 16 dao). - Xác định loại loại máy phay đang có ở - 14 -
xưởng (máy phay đứng, máy phay ngang hay máy phay vạn năng) để chọn dao phay mô đun dạng đĩa hoặc dao phay ngón mô đun. - Chọn dao phay môđun theo số răng Z và giá trị môđun m đã tính. 5 Báo cáo kết quả Tổng hợp các nội dung trên để báo cáo. Trọng tâm cần chú ý trong bài: - Các yêu cầu kỹ thuật của bánh răng trụ răng thẳng. - Các thông số hình học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng. - Phương pháp chọn dao phay môđun để phay bánh răng trụ răng thẳng. - Phương pháp kiểm tra bánh răng trụ răng thẳng. Câu hỏi ôn tập bài 1: Câu 1. Hãy trình bày các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật khi phay một bánh răng trụ răng thẳng? Câu 2. Trình bày các thông số hình học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng. Tính các thông số hình học cơ bản của các bánh răng sau: a. Bánh răng có m = 2, Z = 56 b. Bánh răng có m = 3, Z = 72 Câu 3. Có các loại dao phay bánh răng nào thường được sử dụng. Trình bày phương pháp chọn dao phay bánh răng? Câu 4. Trình bày các bước cơ bản để kiểm tra một bánh răng trụ răng thẳng. Yêu cầu về đánh giá kết quả học tập bài 1 Nội dung: -Về kiến thức: + Trình bày được các nguyên lý gia công bánh răng. + Xác định được các thông số động học cơ bản của bánh răng trụ răng thẳng. + Phân biệt được dao phay modul và dao phay lăn răng, dao xọc răng. - Về kỹ năng: + Tính được các thông số của bánh răng trụ răng thẳng. + Chọn đúng dao phay đĩa mô đun theo yêu cầu. -Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Nghiêm túc, tích cực trong học tập Phương pháp đánh giá: - Về kiến thức: Được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm. - Về kỹ năng: Đánh giá qua bài tập thảo luận tại lớp và bài thực hành cá nhân tại xưởng thực tập. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đánh giá qua tác phong, thái độ học tập - 15 -
BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG Mã bài MĐ31-02 Giới thiệu: Trong sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ, bánh răng trụ răng thẳng thường được gia công bằng phương pháp phay trên các máy phay vạn năng bằng phương pháp chép hình sử dụng dao phay đĩa mô đun hoặc dao phay ngón mô đun. Mục tiêu: - 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. - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. Nội dung chính: 1. Yêu cầu kỹ thuật và điều kiện kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng Yêu cầu kỹ thuật của bánh răng trụ răng thẳng: - Răng có độ bền mỏi tốt. - Răng có độ cứng cao. - Tính truyền động ổn định không gây ồn. - Hiệu suất truyền động lớn, năng suất cao (truyền mômen quay giữa hai trục song song với nhau có hiệu suất lớn từ 0,96  0,99%). Điều kiện kỹ thuật khi phay bánh răng trụ răng thẳng: - Đảm bảo các kích thước 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 - Khả năng ăn khớp của các bánh răng cùng môđun. 2. Tính toán phân độ 2.1. Phương pháp chia độ đơn giản khi phay bánh răng trụ răng thẳng Bánh răng trụ răng thẳng dạng thông thường là những bánh răng mà số răng được chia bằng cách chia độ đơn giản. Nghĩa là số phần cần chia (số răng z) có thể được chia hết bằng cách sử dụng các vòng lỗ có sẵn trên đĩa chia của ụ phân độ. Như vậy, ta áp dụng công thức chia độ đơn giản: N n  , trong đó: n: Số vòng, số lỗ cần quay của tay quay ụ phân độ z N: Đặc tính ụ phân độ (phổ biến N=40) Z : Số răng của bánh răng cần gia công. Ví dụ: Cần phay một bánh răng có 100 răng trên máy phay vạn năng có lắp ụ phân độ N = 40, đĩa chia có số vòng lỗ từ 15 đến 49. Giải: Để chia độ phay bánh răng này ta áp dụng công thức: - 16 -
N 40 2 6 n    z 100 5 15 Như vậy, mỗi lần phân độ ta quay tay quay ụ phân độ đi 6 vòng trên vòng lỗ 15 2.2. Phương pháp chia độ vi sai khi phay bánh răng trụ răng thẳng Chia vi sai là phương pháp chia các phần đều nhau trên đường tròn khi sử dụng phương pháp chia thông thường với các vòng lỗ không thể thực hiện được. Ví dụ muốn chia z = 51, z =53 với đĩa chia có số vòng lỗ lớn nhất là 49 chẳng hạn hoặc z = 67, 69, 73,…với đĩa chia có số vòng lỗ lớn nhất là 66,… Nguyên tắc của phương pháp chia vi sai: Do phương pháp chia độ đơn giản không thể chia hết phần lẻ. Vì vậy để giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải làm như thế nào để khi ta quay tay quay trục vít đi một số vòng và một số lỗ nào đó thì cùng lúc đó đĩa chia sẽ quay thêm hoặc lùi lại một số vòng hoặc một số lỗ để bù thêm hoặc bớt đi một phần lẻ. Để hai chuyển động này diễn ra đồng thời ta phải lắp thêm bộ bánh răng lắp ngoài (bộ bánh răng thay thế). Bộ bánh răng này đã được tính toán tỉ số truyền và chọn để đảm bảo sẽ bù thêm hoặc bớt đi các phần lẻ. Như vậy để phân độ vi sai ngoài việc phải lắp thêm bộ bánh răng thay thế thì đĩa chia được lắp lồng không trên trục tay quay và để tự do khi chia độ. Hình 2.1. Sơ đồ động khi chia độ vi sai Hình 2.1. thể hiện sơ đồ động khi chia độ vi sai trên ụ phân độ vạn năng. Bộ bánh răng thế a, b, c, d được lắp giữa trục chính (9) của ụ phân độ và trục phụ tay quay (6), bộ bánh răng này đã được tính toán tỉ số truyền đảm bảo bù thêm hoặc bớt đi các phần lẽ khi phay bánh răng. Khi ta quay tay quay ụ phân độ đi một số vòng hoặc một số lỗ theo tính toán thì đồng thời thực hiện 2 xích truyền động: - Xích truyền động 1: Khi ta quay trục tay quay sẽ truyền chuyển động cho cặp bánh răng trụ (7), cặp bánh răng này có tỉ số truyền 1:1, cặp bánh răng này truyền chuyển động cho trục vít một đầu mối (8) ăn khớp với bánh vít 40 răng (10) làm cho trục chính của ụ phân độ (9) quay. 1 Phương trình xích động : ntq .  ntc 40 - Xích truyền động 2: Khi trục chính (9) quay sẽ truyền chuyển động ngược trở a c lại cho bộ bánh răng thay thế . , bộ bánh răng thay thế truyền chuyển động cho trục b d - 17 -
phụ tay quay (6). Bộ bánh răng côn (5) có tỉ số truyền 1:1 một được lắp trên trục phụ (6) một được lắp với trục của đĩa chia (2). Như vậy khi trục (6) quay bộ bánh răng côn sẽ truyền chuyển động cho đĩa chia làm đĩa chia quay cùng chiều hoặc ngược chiều với tay quay một lượng để bù thêm hoặc bớt đi phần lẻ. a c Phương trình xích động: ntc . .  ndc b d Tính và chọn bánh răng thay thế: - Chọn số răng giả thuyết z’: Để chia vi sai ta phải chọn một số răng giả thuyết z’ có số răng gần với số răng thật của bánh răng cần gia công z. Có thể chọn lớn hơn hoặc nhỏ hơn đều được nhưng z’ phải là số chia được bằng các vòng lỗ có sẵn trên đĩa chia (nên chọn z’ chênh lệch càng ít với z càng tốt). Ví dụ: cần phay bánh răng có z = 51 răng, ta có thể chọn z’ = 50 hoặc z’ = 48 - Tính tỉ số truyền từ trục chính của đầu chia đến trục phụ tay quay: a a c N ( z ' z ) 40( z ' z ) Ta có công thức: i  ; .   b b d z' z' - Chọn bánh răng thay thế: Bánh răng thay thế được chọn dựa vào tỉ số truyền i, có thể chọn một cặp bánh a a c răng hoặc hai cặp bánh răng . miễn sao đảm bảo tỉ số i. Bộ bánh răng thay thế b b d được trang bị kèm theo máy phay, có hai hệ bánh răng thay thế thông dụng: + Hệ 4 gồm các bánh răng có số răng chia hết cho 4, bao gồm: 24, 28, 32, 40, 44, 48, 56, 64, 72, 86, 100. + Hệ 5 gồm các bánh răng có số răng chia hết cho 5, bao gồm: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80. Lắp bộ bánh răng thay thế trên ụ phân độ: Bánh răng thay thế được lắp trên chạc lắp bánh răng của ụ phân độ nối đường truyền chủ động từ trục chính ụ phân độ đến trục phụ tay quay. Bánh răng thay thế được lắp dựa vào giá trị của tỉ số truyền (i>0 hoặc i
Hình 2.3. Cách lắp bộ bánh răng thay thế a, b, c, d khi i < 0 Cách lắp bánh răng: - Nếu i < 0 (hình 2.2a) tức là ta chọn z’ 0 (hình 2.2b) tức là ta chọn z’ > z, do đó ta phải bớt đi số răng chênh lệch đã xác định. Trong trường hợp này khi ta quay tay quay phân độ thì đĩa chia sẽ đồng thời quay cùng chiều với tay quay. Do đó nếu ta chọn một cặp bánh răng thay thế là (a) và (b) thì lắp (a) vào trục chính của đầu phân độ còn (b) được lắp vào trục phụ của tay quay. Sử dụng một bánh răng trung gian (Z0) làm cầu nối để đảo chiều (a) và (b). Trong trường hợp không thể xác định được một cặp bánh răng mà phải dùng hai cặp bánh răng (a), (b) và (c), (d) thì sẽ lắp (a) vào trục chính ụ phân độ còn (d) lắp vào trục phụ tay quay, (b) và (c) sẽ lắp trung gian trên một trục, (b) ăn khớp với (a) còn (c) ăn khớp với (d). Ví dụ: Cần phay một bánh răng có 51 răng, sử dụng ụ phân độ N = 40, đĩa chia có các vòng lỗ từ 15 đến 49. Giải: - Bước 1: Chọn số răng giả thuyết z’: - Bước 1: Chọn số răng giả thuyết z’: + Chọn z’ = 50 răng (do chọn z’z nên ta có thể dự đoán i < 0). có thể dự đoán i > 0). + Tính số lỗ cần quay khi chia độ: + Tính số lỗ cần quay khi chia độ: N 40 4 12 N 40 8 24 n    , như vậy khi chia n     , như vậy khi chia z ' 50 5 15 z ' 55 11 33 độ ta sẽ quay tay quay đi 12 lỗ trên vòng độ ta sẽ quay tay quay đi 24 lỗ trên vòng 15 lỗ. 33 lỗ. - Bước 2: Tính tỉ số truyền của bộ bánh - Bước 2: Tính tỉ số truyền của bộ bánh răng thay thế: răng thay thế: - 19 -
Áp dụng công thức: Áp dụng công thức: a a c N ( z ' z ) 40( z ' z ) a a c N ( z ' z ) 40( z ' z ) i ; .   , thay i ; .   , thay b b d z' z' b b d z' z' số vào ta có: số vào ta có: a a c 40(50  51) 40 a a c 40(55  51) 160 i ; .   i ; .   b b d 50 50 b b d 55 55 - Bước 3: Chọn bánh răng thay thế: - Bước 3: Chọn bánh răng thay thế: Ở đây ta có thể chọn bánh răng thay thế Như vậy để thực hiện bài tập trên ta chọn theo hệ 4 hoặc hệ 5. Như vậy để thực hiện a c bài tập trên ta có thể chọn 1 cặp bánh 2 cặp bánh răng . (bởi nếu chọn 1 cặp b d a a răng . bánh răng sẽ khó thực hiện bởi số răng b b Chọn hệ 4 với a = 32, b = 40 của bánh răng a sẽ quá lớn ít có trong bộ Hoặc hệ 5 với a = 40, b = 50 bánh răng thay thế). Ta thực hiện biến đổi Trong trường hợp chọn 2 cặp bánh răng như sau: a c a c 160 32 16 2 64 48 và thì ta phải khai triển tỉ số truyền i i .    .  . , b d b d 55 11 11 1 44 24 thành tích giữa các phân số bằng cách Như vậy ta có thể chọn các bánh răng: nhân với một phân số cụ thể để được tích Chọn hệ 4 với a = 64, b = 44, c = 48, d = giữa các phân sô trong bộ bánh răng thay 24. thế đảm bảo tỉ số truyền i. Hoặc chọn hệ 5 với: a = 80, b = 55, c = a c 40 40 1 40 30 60, d = 30. i .   .  . b d 50 50 1 50 30 - Bước 4: Cách lắp: - Bước 4: Cách lắp Ta chọn số răng giả thuyết z’ = 50 tức là Ta chọn số răng giả thuyết z’ = 55 tức là trong quá trình chia độ ta phải bù thêm số trong quá trình chia độ ta phải bớt đi số răng tương ứng là 1. Đĩa chia sẽ quay răng tương ứng là 4. Đĩa chia sẽ quay ngược chiều với tay quay để bù thêm 1 cùng chiều với tay quay để bớt đi 4 răng. răng. Vì thế ta phải lắp hệ bánh răng bốn Vì thế ta phải lắp hệ bánh răng ba trục trục (nghĩa là chiều quay của bánh răng (nghĩa là chiều quay của bánh răng bị chủ động sẽ ngược với chiều quay của động sẽ cùng chiều với chiều quay quay bánh răng bị động). của bánh răng chủ động). Sơ đồ lắp bánh răng thay thế sử dụng 1 Sơ đồ lắp bánh răng thay thế sử dụng 1 cặp bánh răng hoặc 2 cặp bánh răng được cặp bánh răng hoặc 2 cặp bánh răng được lắp như hình 2.2a lắp như hình 2.2b 3. Phương pháp phay bánh răng trụ răng thẳng Gá lắp, điều chỉnh đầu phân độ Đầu phân độ và ụ tâm sau được gá trên bàn máy phay, sử dụng trục mẫu và đồng hồ để điều chỉnh tâm ụ phân độ và ụ sau trên cùng một đường thẳng. Điều chỉnh khoảng cách ụ trước và ụ sau đảm bảo vừa đủ để gá trục gá phôi sau đó cố định vị trí ụ phân độ và ụ tâm sau trên bàn máy. - 20 -