NGUYÊN LÝ CẮT - HỌC TRÌNH 3 PHAY – CHUỐT – CẮT RĂNG – MÀI - BÀI 3

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

176
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CẮT RĂNG I. Khái niệm chung về bánh răng: Bánh răng là chi tiết có răng dùng để truyền chuyển động quay bằng sự tiếp xúc lần lược các cặp răng ăn khớp với nhau. Bánh răng thường dùng gồm có một số như sau: - Bánh răng trụ dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau - Bánh răng côn dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt với nhau - Bánh vít – trục vít dùng để truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau Hai loại bánh răng trụ và bánh răng côn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: NGUYÊN LÝ CẮT - HỌC TRÌNH 3 PHAY – CHUỐT – CẮT RĂNG – MÀI - BÀI 3

Bài 3 CẮT RĂNG I. Khái niệm chung về bánh răng: Bánh răng là chi tiết có răng dùng để truyền chuyển động quay bằng sự tiếp xúc lần lược các cặp răng ăn khớp với nhau. Bánh răng thường dùng gồm có một số như sau: - Bánh răng trụ dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau - Bánh răng côn dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt với nhau - Bánh vít – trục vít dùng để truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau Hai loại bánh răng trụ và bánh răng côn lại được chia ra làm hai loại là bánh răng nghiêng và bánh răng có răng thẳng. II. Yêu cầu chung của bánh răng: 1. Độ chính xác: Độ chính xác của bánh răng được đánh giá bằng các tiêu chuẩn sau đây: +Độ chính xác động học. +Mức độ làm việc êm(hoặc độ ổn định khi làm việc ) +Độ chính xác về tiếp xúc +Khe hở cạnh bên. Theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam (TCVN 1067-84) thì 3 chỉ tiêu đầu được quy định mỗi chỉ tiêu có 12 cấp chính xác với ký hiệu là các chữ số từ 1 đến 12 trong đó số 1 là cấp chính xác cao nhất. Trong thực tế các bánh răng thường được chế tạo với cấp chính xác từ 4 đến 11 . Đối với chỉ tiêu thứ 4 thì TCVN 1067 – 84 quy định có 6 dạng đối tiếp khe hở mặt bên răng và được ký hịệu bằng các chữ cái H,E,D,C,B,A trong đó H có khe hở nhỏ nhất. 2. Vật liệu và nhiệt luyện bánh răng: Vật liệu để chế tạo bánh răng phụ thuộc vào tải trọng , công dụng và tốc độ khi làm việc . Các loại vật liệu thường được sử dụng gồm thép các bon, thép hợp kim và gang. Bánh răng bằng gang chỉ sử dụng khi có tốc độ quay nhỏ hơn 3m/giây. Phôi của bánh răng thường sử dụng phôi rèn. Phôi rèn có cơ tính tốt và có khả năng tiết kiệm được vật liệu và thời gian gia công. Nhiệm vụ của bánh răng là truyền lực và khi làm việc bánh răng chỉ tiếp xúc với nhau ở các bề mặt răng vì vậy răng phải có độ bền và độ cứng cần thuyết
. Mặt khác bánh răng không được phép có vết nứt và ứng suất dư cao quá mức cho phép. Để bánh răng có thể làm việc được tốt cần phải có chế độ nhuyệt luyện hợp lý. Đối với thép các bon thấp , bề mặt răng thường được thấm các bon sau khi cắt. 3. Chuẩn: Tuỳ theo kết cấu , vật liệu độ chính xác và sản lượng mà ta chọn chuẩn vá phương pháp gia công chuẩn cho thích hợp. Đối với bánh răng có lỗ bao giờ cũng chọn lỗ làm chuẩn để gia công bánh răng , vì vậy khi gia công phôi phải chú trọng đến chất lượng lỗ. Đối với các bánh răng liền trục thì bề mặt cổ trục cần phải chú ý về chất` lượng vì đó là bề mặt chuẩn. Trong một số trường hợp cần chú ý đến độ thẳng gốc giữa mặt đầu báng răng với đường tâm của lỗ hoặc đường tâm của trục. III. Các phương pháp và đặc điểm cuả quá trình gia công răng: Bánh răng là một chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong truyền động cơ khí nói chung. Hiện nay việc tạo hình bánh răng đạt độ chính xác yêu cầu , chủ yếu vẫn bằng phương pháp cắt gọt. Đối với bánh răng môđun nhỏ có thể được tạo hình bằng phương pháp cán ( biến dạng dẻo ) và có những bánh răng có độ chính xác thấp có thể chế tạo bằng phương pháp đúc. Tuỳ theo yêu cầu sản suất, độ chính xác và kết cấu của bánh răng và người ta dùng các phương pháp cắt răng sau đây: 1. Phương pháp chép hình: Bản chất của phương pháp chép hình là profin răng của bánh răng được chép lại theo prôfin lưỡi cắt của dao, các dao dùng trong phương pháp này gồm có : dao phay đĩa môđun , dao phay ngón môđun , dao chuốt răng , đầu dao sọc răng…
Dùng dao phay đĩa môđun, dao phay ngón môđun có thể gia công dược bánh răng hình trụ và hình côn răng thẳng cấp chính xác 9 và 10 . Cũng có thể gia công được bánh răng hình trụ nghiêng dựa trên nguyên lý bao hình không tâm tích. Tuy nhiên đó chỉ là tạo hình gần đúng, độ chính xác gia công thấp, vì prôfin của các dao phay đĩa môđun trong bộ dao không hoàn toàn tương ứng với prôfin bánh răng gia công cùng môdun và số răng của nó . Ngoài ra việc phân độ làm quá trình cắt không liên tục, năng suất gia công thấp mà còn giảm độ chính xác gia công (về bước răng ). Tuy nhiên những nhược điểm trên, nhưng chúng vẫn được dùng trong sản xuất nhỏ và sửa chữa để gia công bánh răng chính xác thấp, vì có thể dùng trên các máy phay vạn năng có đầu phân độ. Trong phương pháp chép hình, dùng các dao chuốt răng, cần dao xọc răng thì độ chính xác gia công và công suất gia công đạt được cao, vì quá trình gia công bằng nhiều răng cắt đồng thời tuy nhiên cũng phải dùng nhiều dao chép hình này chỉ dùng trong sản hàng loạt lớn và sản xuất hàng khối. 2.Phương pháp bao hình: Bánh răng được gia công theo phương pháp này có thể đạt cấp chính xác 7-8 (bằng dao phay lăn răng và xọc răng ) và đạt cấp chính xác 5-7 (bằng dao cà răng mài răng) quá trình cắt liên tục năng suất gia công cao. Phương pháp này dùng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt. Trong phương pháp bao hình prôfin bánh răng gia công được tạo nên trong quá trình là hình bao các vị trí liên tiếp (các nhát cắt) của prôfin lưỡi cắt của dao. 3. Đặc điểm của quá trình cắt răng: Quá trình cắt răng theo phương pháp bao hình có một số đặc điểm sau: - Tiết diện lớp cắt thay đổi theo chu kỳ trong thời gian gia công. - Những đoạn khác nhau trên lưỡi cắt chịu tải trọng khác nhau, vì kích thước lớp cắt ứng với từng đoạn lớp cắt khác nhau. Cũng như do lớp cắt và lượng chạy dao đều khác nhau. - Trị số góc trước và góc sau thay đổi dọc theo lưỡi cắt của dao, cần lưu ý tránh hiện tượng ma sát ở các đoạn có góc sau nhỏ Ngoài thông số hình học hợp lý cần phải đảm bảo độ chính xác prôfin lưỡi cắt khi mài lại . - Một số dao cắt răng phải thực hiện các chuyển động quá phức tạp khi làm việc. IV.Cắt răng bằng dao phay đĩa môđun: 1. Dao phay đĩa môđun: Là loại dao định hình hớt lưng, prôfin răng dạng thân khai, prôfin của dao phay đĩa môđun chẳng những phụ thuộc vào môđun, góc áp lực mà còn
phụ thuộc vào: số răng z của bánh răng được gia công. Để giảm bớt số lượng dao phay tiêu chuẩn ứng với mỗi môđun có một bộ dao phay( gồm 8 dao hoặc 12 dao) để đảm bảo gia công khoảng số răng từ 12 đến . Dao phay đĩa môđun dùng trên các máy phay vạn năng.Sau khi phay xong một rãnh răng, dùng đầu phân độ để quay phôi đi một răng. 2.Chế độ cắt: - Chiều sâu phay t thường chọn theo môđun: t=2,25m m=16 tiến hành cắt một lần xong một rãnh răng. m=712 cắt hai lần. m=1420 cắt ba lần. -Lượng chạy dao nphut1 đối với dao thép gió được xác định theo công thức sau: CK S ph  s 0.5 m đó: Trong Cs: Hệ số tính đến ảnh hưởng của vật liệu gia công K : Hệ số điều chỉnh khi phay bánh răng nghiêng m : Mô đun Lượng chạy dao khi cắt thô bằng dao phay hợp kim cứng cho S = 0,1 – 0,2mm/răng. Khi gia công thép thì Sv = 0,18 – 0,24mm/vòng. Tốc độ cắt khi dùng dao thép gió: +Đối với quá trình cắt thô V= 25 – 30 m/ph +Đối với quá trình cắt tinh V= 30 – 40 m/ph Đối với dao hợp kim cứng, để phay thép chọn V = 160 – 200m/ph, va 2phay thô gang chọn V = 80 – 100m/ph Thời gian gia công xong bánh răng được tính theo công thức : (l  l1  l 2 ) z (l  l1  l 2 ) z T   t .z S ph Sk
Trong đó: L1 là lượng cắt vào l1  t.( D  t )mm t là chiều sâu phay D là đường kính dao phay l là chiều dài bánh răng l2 là lượng thoát dao (2 – 3 mm) z là số răng của bánh răng gia công Sph là lượng chạy dao khi cắt m/ph Sk là lượng chạy dao của hành trình chạy không t là thời gian phân độ một răng ( t = 0,05 phút). 3. Tuổi bền của dao: Dao phay đĩa môđun chịu mòn chủ yếu ở mặt sau. Độ mòn cho phép theo mặt sau đối với dao gia công thô hS = 0,8 – 1mm, Đối với dao gia công tinh hS = 0,2 – 0,4mm. Tuổi bền của dao thường chọn T = 150 – 180phút. V. Gia công bánh răng bằng dao phay lăn răng: 1 Dao phay lăn răng: Gia công bánh răng theo phương pháp phay lăn răng là sử dụng dao phay lăn răng. Phương pháp này dựa trên nguyên lý ăn khớp giữa trục vít vô tận và bánh vít. Trong đó trục vít là dụng cụ cắt có số răng ( số đầu mối ren) từ 3 – 5răng và có các rãnh để tạo mặt trước để thoát phoi và hớt lưng răng để tạo góc sau. Khi phay bánh răng trụ răng thẳng thì trục dao nghiêng với mặt đầu của bánh răng một góc . Góc  có giá trị bằng góc nâng ren của dao
Khi phay bánh răng trụ răng nghiêng có góc nghiêng c ủa răng là  thì góc tạo bởi trục dao và mặt đầu của bánh răng là :   . Dấu âm (-) klhi dao bánh răng có cùng chiều xoắn, dấu (+) khi dao và bánh răng ngược chiều xoắn. Khi phay lăn răng cũng có thể thực hiện bằng một trong hai phương pháp là phay thuận phay nghịch (xem lại). Khi phay có thể thực hiện tiến dao theo hai cách là tiến dao theo hướng trục và tiến dao theo hướng kính rồi tiến dao theo hướng trục. Răng dao gồm có hai lưỡi ở đỉnh răng và hai lưỡi cắt bên, mặt trước là mặt xoắn acsimet. Góc trước và góc sau qui ước đo trong tiết diện thẳng góc với trục dao: Đối với dao phay tinh chọn: =00 Đối với dao phay thô: =5100 Góc sau chọn: =10120 Góc sau quan hệ với lượng hớt lưng K bằng công thức sau:  .D .tg K z Trong đó: D đường kính dao phay. Z số răng dao phay. Đối với dao phay lăn răng hợp kim cứng, khi mài sắc cần chừa một cạnh viền dọc lưỡi cắt với chiều rộng f=0.30.8 mm và góc trước trên cạnh viền đó v= -5100 khi gia công gang. 2.Chế độ cắt: a. Chiều sâu cắt:phụ thuộc môđun của bánh răng gia công, công suất máy, độ cứng vững của hệ thống chi tiết – dao – máy và đặc tính gia công(thô hay tinh). Nên tận lưỡi cắt thô trong một lần chạy dao. Trường hợp công suất máy và độ cứng vững của hệ thống không đủ thì có thể chọn cắt thô hai lần. Lần thứ nhất cắt với chiều sâu 1.4m và lần thứ hai với chiều sâu 0.7m ( :môđun). b. Lượng chạy dao: là lượng dịch chuyển của dao phay dọc trục chi tiết sau một vòng quay của chi tiết gia công ( phoi ). Việc chọn lựa chạy dao phay phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công, môđun, độ bóng và độ chính xác của bánh răng. Khi cắt thô, lượng chay dao phụ thuộc váo độ cứng vững của máy và độ bền của dao. Khi cắt tinh, lượng chạy chủ yếu phụ thuộc vào độ nhẵn và độ chính xác của bánh răng. Lượng chạy dao khi gia công thép 45 bằng dao thép gió như sau: Khi gia công thô bánh răng m=616 trên máy có công suất 59 kw. S = 1.82.8 mm/vg
Khi gia công tinh đạt 6 (không qua gia công thô) với m=1.53 mm. S = 0.51.0 mm/vg c.Tốc độ cắt: Gia công thô bánh răng từ thép 45 bằng dao phay thép gió P18, m=726 thì tốc độ tính theo công thức sau: 350 v m / ph T 0.33 s 0.5 m 0.1 Trong đó: Tlà tuổi bền của dao phay lăn răng Gia công tinh không qua nguyên công thô m=1.53 560.m 0.5 v  0.5 0.85 m / ph Ts Gia công tinh bằng dao phay hợp kim cứng với lượng chạy dao S=13 mm/vòng C v  0.74 v 0.33 m / ph Ts L.z 3.Thời gian máy. T0  ph n.s.q Trong đó: L chiều dài hành trình của dao L = l1 + l2 + l3 L1: lượng cắt vào L2: chiều dài bánh răng L3: lượng thoát dao N : số vòng quay của dao trong một phút S : lượng chạy dao Q : số đầu mối của dao 4.Lực và công suất cắt: Diện tích cắt khi phay lăn răng là một lượng thay đổi, do đó lực cắt khi gia công cũng là một lượng thay đổi. Lực vòng trung bình có thể xác định theo công thức thực nghiệm P = CP.mxp syp Trong đo: Cp hằng số phụ thuộc vật liệu gia công M môđun của bánh răng gia công S lượng chạy dao
Các hệ số CP, xp, yp thấy theo bảng sau: Vật liệu gia công Cp Xp Yp Thép 20 30 1,0 0,75 Thép 40 24,4 1,0 0,75 10,9 1,37 0,8 Gang HB=212223 Lực vòng trung bình cũng có thể xác định từ trị số công suất cắt Công suất cắt khi gia công bằng dao phay lăn răng một đầu mối, vật liệu gia công là thép 45, được tính bằng công thức : 0,124.S 0,9 .m1,7 NC  D Trong đó: D là đường kính ngoài của dao phay 5. Độ mòn và tuổi bền của dao: Độ mòn cho phép ở dao phay lăn răng cho theo mặt sau. Gia công thô thép, độ mài mòn mặt sau qui định trong giới hạn hs= 1,0 – 1,5cm. Khi gia công tinh hs= 0,2 – 0,4mm. Tuổi bền của dao nằm trong khoảng T=180 – 540 phút. Mô đun càng lớn nên chọn tuổi bền càng lớn. VI. Cắt răng bằng dao xọc răng: 1. Dao xọc răng và các chuyển động của dao xọc răng:
Nguyên lý của xọc răng cũng tương tự như nguyên lý phay lăn răng đó là sự lăn các răng của dụng cụ cắt theo các răng của chi tiết. Hình dạng của dao xọc răng có hai loại đó là dạng một bánh răng tròn xoay và dạng thanh hay còn gọi là dạng răng lược. Nguyên lý làm việc của dao xọc răng bằng dao xọc dạng tròn xoay được mô tả như trên hình sau: Dao xọc (1) được nối với tanh trượt (2). Thanh trượt này chuyển động khứ hồi dọc theo trục của nó nhờ cơ cấu culít (3) qua thanh (4). Cơ cấu culit nd z c  nc z d (3) có khả năng điều chỉnh chiều dài hành trình của thanh trượt (2). Dao và chi tiết có chuyển động ngược chiều nhau theo tỷ số truyền được xác định tuỳ theo số răng của dao và chi tiết: Trong đó: nd – số vòng quay của dao nc – số vòng quay của chi tiết zc – số răng của chi tiết 5 4 2 1 5 zd – số răng của dao Khi dao thực hiện hành trình chạy không thì gưãi dao và chi tiết có chuyển động hướng kính để dao không ma sát vào bề mặt răng của chi tiết. Chuyển động này nhờ vào cơ cấu (5) thực hiện.
Xọc răng là phương pháp gia công thô bánh tăng. Năng suất của phương pháp này không cao. 2. Chế độ cắt: a. Chiều sâu cắt: Được chọn tương tự như trường hợp gia công bằng phay lăn răng b. Lượng chạy dao: Khi xọc răng là lượng chạy dao vòng sau mỗi hành trình kép của dao xọc, đó là chiều dài chạy theo vòng lăn của phôi. Khi cắt thô bánh răng m =6 – 8 vật liệu bằng thép, dao thép gió máy có công suất : Nđc = 2,6 – 5Kw thì Svòng=0,3 – 0,5 (mm/htk) Khi cắt bánh răng m = 2 – 3 mm với độ nhẵn theo yêu cầu 6. Svòng=0,25 – 0,3 (mm/htk) Lượng chạy dao hướng kính để dao xọc đi vào cắt hết chiều cao của răng lấy theo tỷ lệ sau: Sk=0,1.Svòng (mm/htk) c. Tốc độ và tuổi bền: Nói chung các dao cắt răng, cắt với lớp kim loại mỏng do đó thường bị mòn chủ yếu theo mặt sau. Lượng mài cho phép theo mặt sau của dao xọc là : Khi gia công thô: hs = 0,8 – 1mm Khi gia công tinh: hs = 0,1 – 2mm Tuổi bền của dao xọc răng khi gia công thô lấy T= 360 phút, gia công tinh T=180 phút . Tốc độ cắt khi xọc răng bằng dao xọc thép gió tính theo công thức sau: 90 V  0,3 0 ,5 .kV T .SV 90 Cắt thô thép 45: V .kV 0, 2 .SV ,5 .m 0 ,3 0 T 113 Cắt gang xám: HB  190.V  190. .kV T .S V ,5 0, 2 0 54 Cắt thô gang xám: V kV T 0, 2 .SV , 25 .m 0,15 0 d. Thời gian máy T0: (phút) 2,1m  .m.z T0   SV .k SV .k
Công thức này tính cho trường hợp gia công với một lần chuyển dao (chọn chiều sâu cắt bằng cả chiều cao răng gia công). Trường hợp cắt nhiều lần, phải tính thời gian máy cho từng lần chuyển dao và tổng cộng các thời gian ấy lại. Trong công thức trên, thành phần thư nhất là thời gian cắt vào (chạy dao hướng kính) cho hết chiều cao răng, thành phần thứ hai là thời gian cần để gia công xong toàn bộ bánh răng. n là số hành trình kép trong 1 phút giá trị n tính theo tốc độ cắt được xác định từ công thức : 2.L.n VTB  1000 3. Lực cắt và công suất cắt: Trong quá trình cắt, lực xọc răng thay đổi, vì thế để tính toán có thể dùng các trị số lực trung bình và lực cực đại Khi gia công thép 45 lực cắt trung bình tính theo công thức: 0 , 81 .v 0, 26 .z 0, 21 PTB  924.m 0,95 .S v Tính lực cực đại Pmax = (1,3 – 1,5)PTB Khi cắt bánh răng ăn khớp trọng lực cực đại tính theo công thức : 9,18.21,33k 1 k .C SV .m.z 0, 050,17 k  Pmax 2k Trong đó C – hằng số phụ thuộc vật liệu gia công Công suất tính theo công thức : Pmax .VTB NC  60.1020 VII. Cà răng: Cà răng là phương pháp gia công tinh bánh răng trụ trong đó dao có hình dạng là một bánh răng trụ hoặc một thanh răng ăn khớp không khe hở với bánh răng cần gai công. Hai trục của dao và chi tiết luôn luôn gá chéo nhau đồng thời giữa chúng có chuyển động ăn khớp trong đó dao quay tròn là chuyển động chủ động còn chi tiết chuyển động bị động. Dao cà răng có đường kính lớn hơn chi tiết , trên mặt dao có các rãnh để tạo nên các lưỡi cắt và rãnh thoát phoi.
Với các chuyển động như trên, bề mặt răng của dao cạo lên bề mặt răng của chi tiết làm tách ra một lớp phoi mỏng. Đó là quá trình cắt khi cà răng. Thời gian cà răng được tiến hành 2 – 3 phút, nếu lâu hơn thì mặt răng dễ bị lõm (do nhiều nguyên nhân phức tạp). Năng suất của phương pháp cà răng nói chung là cao. Bánh răng gia công có thể đạt cấp chính xác 6 đến 7 và độ bóng Ra = 0,32 – 1,25m. Phương pháp này chỉ gia công được các bánh răng chưa tôi có độ cứng nhỏ hơn 35HRC. VIII. Mài răng và vê đầu răng: 1. Mài răng: Mài răng là là nguyên công gia công tinh để gia công các bánh răng có yêu cầu chất lượng cao, có độ cứng bề mặt cao. Mài răng thường sử dụng khi gia công các bánh răng có môđun từ 2 đến 10mm. Năng suất khi mài răng thấp mà giá thành sản phảm lại cao nên chỉ sử dụng khi cần thiết. Bánh răng sau khi mài có thể đạt cấp chính xác 6 đến 7 và độ bóng bề mặt răng Ra = 0,32 – 1,25m. Mài răng được thực hiện trên hai nguyên lý cơ bản đó là mài định hình và mài bao hình. a.Mài định hình:
Mài định hình là phương pháp gia công s ử dụng đá mài có biên dạng phù hợp với dạng răng của chi tiết. Khi mài có thể sử dụng một đá để mài một bên của cạnh răng sau đó mài cạnh bên còn lại của một rãnh răng. Nếu sử dụng đá mài có biên dạng giống rãnh răng của bánh răng cần gia công thì khi mài sẽ mài cả hai cạnh bên của một rãnh răng. b. Mài bao hình: Mài bao hình sử dụng đá mài có dạng giống như trục vít (giống dao phay lăn răng). Khi mài, đá chuyển động quay tròn còn chi tiết (bánh răng) quay cưỡng bức theo một xích truyền động chính xác. Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào xích truyền động và phụ thuộc vào việc sửa đá mài. Phương pháp bao hình có thể đạt độ chính xác cao và thường sử dụng khi gia công các bánh răng có môđun nhỏ. 2. Vê đầu răng: Đối với những bánh răng di trượt để thay đổi tỷ số truyền, đầu răng thường được vê tròn hay vót nhọn để ra vào khớp dễ dàng. Khi vê đầu răng có thể dùng loại dao có dạng như hình sau, và thường thực hiện trên máy chuyên dùng. Maøi bao hình baèng ñaù vít xoaén