LỤC LỤC

Mục lục.................................................................................................................1

Lời nói đầu......................................................................................................... 2.

Phần I. Giới thiệu chung về các loại cơ cấu cộng chuyển động......................5

I. Các loại cơ cấu vi sai trong nghành chế tạo ôtô.................................................5

          I. 1. Bộ vi sai trượt giới hạn kiểu ly hợp clutch-type LSD...................... ....5

          I. 2. Khớp nối dính (Viscous Coupling).....................................................  6.

          I. 3. Vi sai khoá locking và vi sai cảm biến mô men Torsen....................    7.

II. Cơ cấu vi sai trong nghành chế tạo máy.....................................................     8.

          II.1. Vi sai bánh răng côn.............................................................................8.

          II.2. Bộ vi sai bánh răng trụ đối xứng.......................................................... 8.

Phần II. Lý do chọn đề tài.................................................................................7.

Phần III. Tổng quan về gia công bánh răng....................................................  .

III.1 Các loại bánh răng.......................................................................................9.

          III.1.1. Bánh răng thân khai......................................... ..............................10.

          III.1.2. Bánh răng xyclôit....................... ...................................................11.

          III.1.3. Bánh trụ răng xoắn truyền chuyển động giữa hai trục song song .12.

          III.1.3.1 Bánh răng nghiêng biên dạng thân khai

          III.1.3.2 Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn (bánh răng Nôvicốp)

          III.1.4. Bánh răng trụ răng xoắn truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau........................14.

          III.1.5. Cơ cấu trục vít bánh vít..................... ............................................15.

          III.1.6. Bánh răng nón................................................................................16.

  III.1.6.1  Bánh răng nón răng thẳng

  III.1.6.2 Bánh nón răng không thẳng (răng cong)

III.2.  Phương pháp gia công bánh răng.............................................................17.

      III.2.1. Phương pháp chép hình..................................................................  18.

      III.2.2. Phương pháp bao hình........................................................... ...... ..18.

III.3. Các loại máy gia công bánh răng trụ..................................................... ...19.

       III.3.1.  Máy chép hình gia công bánh răng trụ................................... .......19.

       III.3.2. Máy gia công bánh răng trụ theo phương pháp bao hình................20.

         a/ Gia công bánh răng thẳng.

         b/ Gia công bánh răng xoắn.

III.4. Các loại dụng cụ cắt gia công bánh răng và dao phay lăn trục vít........... 19.

          III.4. 1. Các loại dụng cụ cắt gia công bánh răng...................................... 20.

          III.4. 2. Dao phay lăn trục vít.....................................................................20.

  Phần IV. Nguyên lý cấu tạo và khả năng công nghệ của máy phay lăn răng  ...............23.

IV.1.  Nguyên lý cấu tạo của máy phay lăn răng............................................. .25.

IV.2. Cấu tạo và khả năng công nghệ của máy phay lăn răng 5M324A....... ....26.

          IV.2.1. Đặc điểm máy phay lăn răng..........................................................27.

          IV.2.2. Các thông số chủ yếu và cấu tạo chung máy lăn răng...................30.

          IV.2.3. Các phương pháp tạo hình bề nặt chi tiết gia công........................31.

Phần V. Nghiên cứu, tính toán các chuyển động cần thiết khi phay bánh răng nghiêng trên máy 5M324A.

V.1 Xích tốc độ máy máy 5M324A...................................................................38.

V.2.   Phương trình xích bao hình........................................................................38.

V.3.   Xích chuyển động chạy dao.......................................................................40.

          V.3.1. Xích chuyển động chạy dao đứng....................................................40

          V.3.2. Xích chạy dao hướng kính............................................... ............... 40

           V.3.3. Chạy dao chiều trục........................................................................ 40

V.4.   Xích chạy dao nhanh.................................................................................  41

          V.4. 1. Xích chạy dao nhanh đứng..............................................................41

          V.4. 2. chạy dao nhanh hướng kính............................................................42

V.5.   Xích chuyển động vi sai. ...........................................................................42

Phần VI. Mô tả sơ đồ nguyên lý bộ cộng chuyển động...............................   43

Phần VII. Ứng dụng phần mềm PRO ENGINEER mô phỏng lắp ráp cơ cấu hợp thành............44

VII.1. Giới thiệu chung về phần mềm Pro engineer.......................................  44

VII.2. Lắp ráp và mô phỏng cơ cấu hợp thành.................................................50

          VII.2.1. Cụm bánh vít và bánh răng côn..................................................50

          VII.2.2. Cụm bánh răng quay hành tinh...................................................51

          VII.2.3. Cụm  bánh răng còn lại...............................................................52

          VII.2.4. Cụm nắp hộp...............................................................................53

Phần VIII.   Thiết quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ hộp.......... .....54

VIII.1 Phân tích chi tiết gia công......................................................................55

VIII.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết........................55

VIII.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết..............................56

VIII.3. Xác định phương pháp chế tạo phôi.....................................................57

          VIII.3.1. Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay, mẫu gỗ :

        VIII.3.2. Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy :

        VIII.3.3. Đúc áp lực:

        VIII.3.4. Đúc trong khuôn kim loại  :

        VIII.3.5. Đúc trong khuôn vỏ mỏng:

        VIII.3.6. Đúc trong khuôn mẫu chẩy:

VIII.4. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết........................................58

VIII.4.1. Chọn chuẩn để gia công chi tiết ...........................................................60

VIII.4.2  Lập quy trình công nghệ :........................................................ …........62

VIII.5. Tính toán thiết kế đồ gá...........................................................................80

          VIII.5.1. Tính lực kẹp chặt W. .................................................................. 80

          VIII.5.2. Tính sai số chế tạo đồ gá..............................................................81

VIII.6. Tính toán lượng dư gia công cho nguyên công III:.................................82

Tài liệu tham khảo:…………………………………………………………….85  

LỜI NÓI ĐẦU

    Với mỗi quốc gia thì cơ khí là một trong những ngành công nghiệp không thể thiếu. Nó là tiền đề, là cơ sở của nhiều ngành công nghiệp quan trọng khác. Vì nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất trang thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Đặc biệt với một nền kinh tế còn non trẻ như nước ta, với xu hướng “Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa” đất nước, thì ngành cơ khí nói chung và cơ khí chế tạo máy nói riêng lại càng thể hiện rõ tầm quan trọng của nó.Trong đó máy cắt kim loại chiếm một vị trí đặc biệt trong ngành chế tạo máy để sản xuất ra các chi tiết của các máy khác nhau, nghĩa là chế tạo ra tư liệu sản xuất. Hiện nay do đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao, nhu cầu về sản xuất công nghiệp tăng. Vì vậy cần phải thiết kế các máy cắt kim loại vạn năng, chuyên dùng có năng suất cao, bảo đảm độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy, kết cấu máy đơn giản, có tính kinh tế và phù hợp với điều kiện chế tạo và sử dụng của từng cơ sở sản xuất.

    Để phục vụ cho việc phát triền ngành cơ khí hiện này, chúng ta cần phải đẩy mạnh công tác đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao về các lĩnh vực, có khả năng làm việc độc lập, sáng tạo và khả năng làm việc nhóm. Nhằm đáp ứng yêu cầu trên, công việc đào tạo tại các trường nghề, trung cấp, cao đẳng cũng như đại học ngày càng được chú trọng hơn.

    Với đồ án tốt nghiệp : “Thiết kế cơ cấu hợp thành vận tốc máy phay lăn răng” sinh viên được đi sát vào thực tế sản xuất, được vận dụng các kiến thức một cách tổng hợp. Với yêu cầu của đồ án, sinh viên phải biết tìm tòi, vận dụng kiến thức đã học một cách linh hoạt, kết hợp trao đổi nhóm giữa: Thầy - sinh viên, sinh viên - sinh viên. Nhờ vậy sau khi kết thúc đồ án mỗi sinh viên đều có thể trang bị cho mình một kiến thức tổng hợp, hiểu biết thêm về công nghệ chế tạo máy nói chung và máy công cụ nói riêng đã được học trong lý thuyết, cùng với kỹ năng làm việc độc lập cũng như làm việc nhóm.

    Được sự hướng dẫn tận tình của thầy ....................., đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù được trang bị các kiến thức cơ bản, nhưng do khả năng cùng với hiểu biết thực tế còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu xót về mặt kỹ thuật cũng như nội dung. Vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến của các thầy, cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn, và quan trọng hơn là em sẽ biết thêm được những kiến thức để hoàn thiện mình, đáp ứng yêu cầu của một kỹ sư cơ khí.

    Em xin chân thành cảm ơn thầy ................., cùng tập thể thầy cô giáo trong bộ môn đã cho em những lời khuyên quý báu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

                                                    ........., ngày ..... tháng ….. năm 20......

                                                      Sinh viên thực hiện

                                                        .........................

PHẦNI

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC LOẠI CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG

          Cơ cấu VISAI là một hệ bánh răng hành tinh có chức năng phân phối chuyển động (momen xoắn) theo các hướng khác nhau với các vận tốc khác nhau tránh làm phá hỏng các trục.

          Trong chế tạo ôtô, nhờ cơ cấu vi sai (cơ cấu bài trí tốc độ), khả năng bài trừ tốc độ giữa hai bánh nên khi xe chạy vòng tuy tốc độ hai bánh khác nhau nhưng xe không bị lật. trong trường hợp này cơ cấu vi sai đã tự động điều chỉnh tốc độ hai bánh này phù hợp ở bất kì vòng cua nào.

          Trong chế tạo máy, xích vi sai được áp dụng rộng rãi trong xích vi sai của máy phay lăn răng.

          Đặc biệt, nếu cần có tốc độ giảm lớn cơ cấu vi sai có thể có tỷ số truyền lên hàng vạn lần, mà chỉ cần vài bánh răng.

I.1. Các loại cơ cấu vi sai trong nghành chế tạo ôtô.

     Bộ vi sai là một thiết bị dùng để chia mô men xoắn của động cơ thành hai đường, cho phép hai bên bánh xe quay với hai tốc độ khác nhau. Chúng ta có thể tìm thấy bộ vi sai ở tất cả các xe hơi và xe tải hiện đại, và đặc biệt ở các xe bốn bánh chủ động hoàn toàn. Mỗi cầu chủ động của những xe này đều cần một bộ vi sai và đương nhiên giữa bánh trước và bánh sau cũng cần vì khi vào cua, quãng đường mà bánh trước và sau đi được cũng khác nhau.

          Bộ vi sai có ba nhiệm vụ:

- Truyền mô men của động cơ tới các bánh xe.

- Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc cuối cùng trước khi mô men xoắn truyền tới các bánh xe.

- Truyền mô men tới bánh xe trong khi cho phép chúng quay với tốc độ khác nhau

          Các bánh xe quay với các tốc độ khác nhau, đặc biệt là khi quay vòng. Hãy nhìn vào hình vẽ ở trên. Mỗi bánh xe sẽ đi được những quãng đường khác nhau khi chiếc xe vào cua, các bánh xe phía trong đi được quãng đường ngắn hơn các bánh xe phía ngoài. Điều đó có nghĩa là các bánh xe bên trong sẽ quay với tốc độ thấp hơn các bánh xe ngoài. Đối với các bánh xe bị động, ví dụ như các bánh trước của chiếc xe dẫn động bánh sau, không có gì liên kết chuyển động giữa chúng nên hoạt động độc lập với nhau. Thế nhưng, hai bánh sau lại có sự liên kết để cùng nhận được nguồn động lực từ một động cơ và một hộp số duy nhất. Nếu không có bộ vi sai, hai bánh sau sẽ bị khoá lại với nhau, bị bắt buộc phải quay với cùng một tốc độ như nhau. Điều này sẽ làm cho việc quay vòng của xe rất khó khăn. Để chiếc xe vào cua được, chắc chắn một bánh xe sẽ bị trượt quay. Với công nghệ chế tạo lốp xe và đường bê tông như hiện nay, lực tác động sẽ làm trượt quay một bánh xe. Lực này sẽ được truyền từ bánh xe bên này sang bên kia qua trục bánh xe, làm tăng lực xoắn tác dụng lên trục bánh xe và có thể phá hỏng trục xe.

          Trong nghành chế tạo ô tô thường gặp các loại bộ vi sai sau:

I.1.1. Bộ vi sai trượt giới hạn kiểu ly hợp clutch-type LSD.

          Đây có lẽ là dạng chung nhất của loại vi sai trượt giới hạn. Loại  vi sai này có tất cả các thành phần của một bộ vi sai mở, nhưng có thêm một hộp lò xo và một bộ ly hợp. Một vài bộ có một ly hợp hình nón giống như đồng bộ ở các hộp số cơ khí.

          Hộp lò xo đẩy các bánh răng bên cạnh tách ra khỏi các tấm ly hợp đang được gắn với vỏ vi sai. Toàn bộ các bánh răng đều quay với vỏ khi hai bánh xe quay cùng một tốc độ, và lúc này không cần thiết phải có bộ ly hợp này. Thế nhưng nếu có gì đó buộc cho một bánh xe quay nhanh hơn bánh kia, như khi vào cua chẳng hạn, thì lập tức ly hợp bắt đầu hoạt động. Nó có tác dụng chống lại hiện tượng cả hai bánh xe quay cùng một tốc độ. Nếu một bánh xe muốn quay nhanh hơn bánh bên kia, nó cần phải làm bộ ly hợp trượt đi. Độ cứng của lò xo và lực ma sát của ly hợp sẽ quyết định giá trị mô men sẽ làm cho nó bị trượt.

          Trở lại với tình huống trên, nếu một bánh xe lăn trên băng còn bánh bên kia lại có độ bám đường rất tốt, với bộ vi sai trượt giới hạn này thì ngay cả bánh xe bị trượt quay không thể truyền mô men xuống đất thì bánh bên kia cũng sẽ truyền đủ mô men để chiếc xe di chuyển khỏi vùng lầy. Mô men được cung cấp cho bánh xe không nằm trên băng sẽ cân bằng với giá trị mô men còn lại sau khi đã làm cho ly hợp trượt đi. Kết quả là chúng ta đã có thể di chuyển về trước vượt qua vũng lầy.

I.1.2. Khớp nối dính (Viscous Coupling)

          Khớp nối dính thường được thấy trên các xe có các bánh xe chủ động hoàn toàn. Nó được sử dụng để kết nối các bánh sau với các bánh xe trước để khi một cặp bánh xe bị trượt thì mô men xoắn sẽ được chuyển tới cặp bánh kia.

          Khớp nối dính có hai bộ đĩa ma sát đặt bên trong một không gian kín điền đầy chất lỏng (thường là dầu thuỷ lực đặc biệt) có độ nhớt cao. Mỗi bộ đĩa ma sát được nối với một đầu trục. Dưới điều kiện bình thường, cả hai bộ đĩa ma sát và lượng dầu thuỷ lực trong khớp nối cùng quay với một tốc độ nhất định. Khi một cặp bánh xe cố gắng quay nhanh hơn, có thể đang bị trượt chẳng hạn, bộ đĩa ma sát tương ứng với cặp bánh xe quay nhanh hơn cũng bị quay nhanh hơn theo. Lúc này, dầu thuỷ lực nằm trong không gian giữa hai bộ đĩa ma sát sẽ có tác dụng cuốn bộ đĩa ma sát kia cùng quay nhanh theo. Điều này sẽ làm cho mô men xoắn sẽ được truyền từ cặp bánh xe quay nhanh hơn sang bánh xe quay chậm hơn, làm cho bánh đỡ bị trượt hơn.

          Khi chiếc xe vào cua, sự khác nhau về tốc độ giữa các bánh xe không lớn như khi một trong chúng bị trượt. Một trong hai bộ đĩa ma sát quay càng nhanh so với bộ kia (tương ứng với bánh xe trượt càng nhiều) thì lượng mô men xoắn được bộ khớp nối dính chuyển đổi càng lớn. Như vậy tác dụng của loại khớp nối này khi xe vào cua là không có, vì vậy nhược điểm lớn nhất, rõ ràng là: không có một chút mô men nào được chuyển đổi trước khi hiện tượng trượt bắt đầu.

          Để dễ hiểu hơn, chúng ta cùng tìm hiểu một minh hoạ đơn giản sau: Chúng ta hãy đặt một chiếc đĩa thuỷ tinh, sâu lòng, nhỏ có thể chứa được một quả trứng gà (vịt) lên một đế quay đặt trên chiếc bàn. Hãy khéo léo đập quả trứng vào trong chiếc đĩa mà lòng đỏ không bị vỡ ra. Lúc này, lòng đỏ quả trứng nằm ở giữa chiếc đĩa và lòng trắng bao quanh. Chúng ta hãy quay đột ngột chiếc đĩa. Chú ý nhìn chúng ta sẽ thấy, lúc đầu lòng đỏ quả trứng không quay cùng chiếc đĩa nhưng chỉ một lúc sau nó đã quay cùng với chiếc đĩa. Điều này có thể lý giải là do lực ma sát nhớt của lòng trắng trứng gà đã làm cho lòng đỏ quay cùng theo với chiếc đĩa. Nếu khi chiếc đĩa và lòng đỏ đang quay cùng nhau, bất ngờ chúng ta giữ chiếc đĩa lại, lúc này lòng đỏ lập tức quay chậm dần rồi cũng dừng lại theo chiếc đĩa. Liên hệ với khớp nối trên ta có thể thấy chiếc đĩa và lòng đỏ chính là hai bộ đĩa ma sát còn lòng trắng trứng gà có tác dụng như dầu thuỷ lực, và nguyên lý làm việc của chúng như ở ví dụ minh hoạ trên.

I.1.3. Vi sai khoá locking và vi sai cảm biến mô men Torsen.

          Bộ vi sai khoá rất hữu ích trong trường hợp  xe của chúng ta chạy trên đường rất xấu. Kết cấu của nó cũng giống với loại vi sai mở nhưng được kết hợp thêm cơ cấu thuỷ lực, khí nén hoặc điện để khoá các bánh răng đầu ra lại với nhau. Cơ cấu vi sai này được điều khiển đóng mở chủ yếu bằng công tắc và khi nó hoạt động các bánh xe đều quay với cùng một tốc độ như nhau.

          Vi sai Torsen là một thiết bị cơ khí hoàn toàn, nó không được điều khiển bằng điện tử, không có ly hợp và cũng không có tý chút thuỷ lực nào.

          Vi sai Torsen (kết hợp từ “torque” và “sensing”, có nghĩa là cảm biến mô men) làm việc như một bộ vi sai mở khi giá trị mô men của mỗi bánh xe là cân bằng. Thế nhưng ngay sau khi một bánh xe nào đó mất lực bám, sự khác nhau về mô men dẫn đến các bánh răng trong bộ vi sai Torsen kết nối với nhau. Việc thiết kế các bánh răng trong bộ vi sai sẽ quyết định đến tỷ số chênh lệch mô men.

Ví dụ, nếu một bộ vi sai Torsen đặc biệt được thiết kế với tỷ số chênh lệch 5:1, nó sẽ có khả năng cung cấp mô men xoắn cho bánh xe có lực bám tốt lớn gấp 5 lần bánh xe bị trượt.

          Các thiết bị này thường được sử dụng ở các xe hơi có các bánh chủ động hoàn toàn với hiệu suất cao. Giống như bộ khớp nối dính, chúng thường được sử dụng để chuyển đổi công suất giữa bánh trước và bánh xe sau. Trong hai loại này, bộ vi sai Torsen tốt hơn bộ vi sai khớp nối dính vì chúng truyền mô men ngay khi hiện tượng trượt có thể xảy ra. Tuy nhiên, nếu một cặp bánh xe bị mất sức bám hoàn toàn thì vi sai Torsen sẽ không thể cung cấp một chút mô men nào cho cặp bánh xe kia, bởi vì tỷ số chênh lệch sẽ quyết định bao nhiêu mô men xoắn được chuyển đổi, và đương nhiên 5 lần 0 sẽ phải bằng 0.

I.2. Cơ cấu vi sai trong nghành chế tạo máy.

          Cơ cấu vi sai rất quan trọng trong nghành chế tạo máy nói chung và các máy công cụ có xích truyền động vi sai nói riêng, vi sai giúp mở rộng khả năng công nghệ của các loại máy này, đặt biệt là các loại máy phay lăn răng.

          Cơ cấu vi sai có nhiệm vụ tổng hợp các chuyển động theo nhiều hướng khác nhau truyền đến chúng, tạo điều kiện hình thành biên dạng răng xoắn. Việc tổng hợp hai chuyển động khác nhau truyền đến tránh cho các trục không bị phá hủy do bị xoắn.

          Nhìn chung trong các máy phay lăn răng có hai loại vi sai thông dụng đó là vi sai bánh răng trụ và vi sai bánh răng côn

I.2.1. Vi sai bánh răng côn.

          Vi sai bánh răng côn được ứng dụng trong máy phay lăn răng 5M324A. cấu tạo của chúng như hình vẽ

          Vi sai bánh răng côn gồm hai cặp bánh răng côn (1,2) và (2,3), bánh răng vệ tinh 2 đượclắp trên cần C và quay xung quanh hai bánh răng 1 và 3, chuyển động được nhận từ bộ truyền trục vít - bánh vít (4,5) gắn cứng với cần C làm cho bánh vệ tinh 2 quay và cộng hai chuyển động theo hai hướng khác nhau tới.

I.2.2. Bộ vi sai bánh răng trụ đối xứng.

          Bộ vi sai bánh răng trụ đối xứng được ứng dụng trong máy phay lăn răng 5K310 sơ đồ nguyên lý của nó được biểu diễn như hình vẽ.

Cấu tạo của bộ vi sai bánh răng trụ bao gồm:

          1 và 2 bánh răng trung tâm.

           C cần dẫn (lồng răng).

           3 và 3’ bánh răng hành tinh.

PHẦNII

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

          Một trong những nội dung đặc biệt quan trọng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trên thế giới nói chung và sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta nói riêng hiện nay là việc cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất, nhằm tăng năng suất lao động, phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong đó nghành cơ khí chế tạo máy và sản xuất thiết bị được ưu tiên phát triển hàng đầu. để đáp ứng yêu cầu này đi đôi với việc nghiên cứu, thiết kế, nâng cấp máy công cụ là trang bị đầy đủ kiến thức sâu rộng về máy công cụ và trang bị cơ khí cũng như khả năng áp dụng lý luận khoa học thực tiễn sãn xuất cho đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật là không thể thiếu được

          Sau thời gian học tập tại trường và việc khảo sát thực tế quá trình sản xuất ở một số xí nghiệp cơ khí trên địa bàn  nhận thấy nhu cầu sản xuất bánh răng là rất lớn, với những máy phay vạn năng hiện nay thì năng suất sản xuất bánh răng không cao, độ chính xác thấp, không thể gia công được bánh răng trụ xoắn.

          Việc đưa các máy chuyên dùng vào gia công bánh răng nhằm tăng năng suất là một xu thế tất yếu. Vì vậy việc nghiên cứu và thiết kế bộ hợp thành vận tốc trong máy phay lăn răng đóng vai trò rất quan trọng. Nó giúp tăng năng suất quá trình gia công, mở rộng khả năng công nghệ của máy phay lăn răng. Đặc biệt việc nghiên cứu thiết kế là một sự thử nghiệm thực tế trước khi chúng em sắp trở thành một người kỹ sư chế tạo máy thật sự.

PHẦN III

TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG BÁNH RĂNG

III.1. Các loại bánh răng

          Bánh răng, bánh vít là những chi tiết dùng để truyền lực và truyền chuyển động thường thấy trong nhiều loại máy khác nhau. Dạng răng được sử dụng nhiều nhất là dạng răng thân khai. Các thông số cơ bản của bánh răng là: m = 0.05÷100 mm (modul), D=0.5÷12000 mm (đường kính), Z = 6 ÷1000 răng (số răng) .

          Hình dạng chung của bánh răng có 2 loại chính: bánh răng hình trụ có bánh răng thẳng, răng xoắn, bánh răng chữ V và bánh răng côn răng thẳng, côn răng xoắn, côn răng cong. Ngoài ra còn có các loại bánh vít.

Các loại bánh răng.

 a) bánh răng trụ răng thẳng, b)bánh răng trụ răng xoắn, c) răng chữ V, f) bánh răng công răng thẳng, e,g) bánh răng công răng xoắn

          Tuỳ theo vị trí tương đối giữa các trục có thể chia thành truyền động bánh răng ra các loại:

          - Truyền động bánh răng trụ bánh răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng chữ V, ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong dùng để truyền động giữa các trục song song.

          - Truyền động bánh răng nón, răng thẳng răng cong hoặc răng nghiêng dùng để truyền động giữa  các trục cắt nhau.

          - Truyền động bánh răng - thanh răng dùng để đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại.

Theo đặc trưng chuyển động của trục mang bánh răng có:

          - Truyền động thường: Trong loại này đường tâm hình học của các trục bánh răng là cố định.

          - Truyền động ngoại luân: Đường tâm của trục một vài bánh răng là di động.

          Theo vị trí tương đối của hai tâm quay đối với tiếp tuyến  với hai đường tròn lăn tại điểm  tiếp xúc giữa hai vòng này:

          - Bánh răng ngoại tiếp: tâm quay của hai bánh răng nằm ở hai phía của đường tiếp tuyến.

          - Bánh răng nội tiếp: tâm quay của hai bánh răng ở về một phía của đường tiếp tuyến

Theo hướng  răng trên bánh răng:

          - Bánh răng thẳng

          - Bánh răng nghiêng

          - Bánh răng xoắn

          - Bánh răng cong

Theo đường cong dùng làm biên dạng của răng:

          - Bánh răng thân khai: Biên dạng của răng là đường thân khai của đường tròn

          - Bánh răng xyclôit: Biên dạng răng là đường xyclôit

          - Bánh răng Nôvikôv: Biên dạng của một bánh răng lồi, của bánh răng kia là lõm. Các biên dạng này là các những vòng tròn.

          Ngoài ra, bánh răng còn có thể chia thành bánh răng có tỷ số truyền không đổi và thay đổi (bánh răng không tròn) theo quy luật nhất định, bánh răng trong truyền động kín (trong hộp giảm tốc, hộp tốc độ, hộp chạy dao) và truyền động hở; bánh răng trong bộ truyền lực (dùng để truyền công suất là nhiệm vụ chủ yếu) và trong bộ truyền động học (truyền chuyển động đảm bảo tỷ số truyền chính xác là nhiệm vụ chủ yếu), bánh răng trong bộ truyền giảm tốc và tăng tốc, bánh răng phẳng và bánh răng không gian.

III.1.1. Bánh răng thân khai.

          Bánh răng thân khai với biên dạng của răng là đường thân khai vòng tròn, ưu điểm của bánh răng thân khai so với các loại răng khác (bánh răng xycloit) là tính công nghệ cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao. Vì răng được chế tạo bằng dụng cụ cắt có lưỡi thẳng, biên dạng thân khai không nhạy đối với sai số khoảng cách tâm không làm thay đổi quy luật chuyển động và tỷ số truyền.

III.1.2. Bánh răng xyclôit.

          Trong bánh răng xyclôit, biên dạng răng của bánh răng là những đường cong thuộc họ xyclôit. Sự phát triển của bánh răng xyclôit gắn liền với công nghiệp chế tạo đồng hồ. Sau đó mới ứng dụng vào ngành chế tạo máy. Tuy bánh răng thân khai có nhiều ưu điểm căn bản, nhất là sau khi phát hiện phương pháp cắt lăn bánh răng, nhưng bánh răng xyclôit vẫn không rời khỏi công nghiệp chế tạo đồng hồ. Có lẽ đó là truyền thống của các nhà chế tạo đồng hồ.

Đặc điểm của bánh răng xyclôit, phạm vi sử dụng:

          So với bánh răng thân khai, bánh răng xyclôit có những đặc điểm sau:

- Độ mòn nhỏ hơn trong điều kiện bôi trơn không tốt.

- Hệ số trùng khớp lớn hơn, nhờ vậy có thể dùng những bánh răng có số răng nhỏ.     Nhưng sai số chế tạo dẫn đến làm giảm hệ số trùng khớp (sai số tăng khoảng cách tâm quay, sai số giảm vòng tròn đỉnh răng) không làm ảnh hưởng nhiều đến điều kiện làm việc của bánh răng xyclôit.

- Trong những bộ truyền bánh tăng tốc, đặc biệt đồng hồ bánh răng xyclôit truyền lực rất tốt.

          Khi xuất hiện việc chế tạo bánh răng xyclôit bằng phương pháp lăn. Nhưng bánh răng có mô đun nhỏ, năng xuất chế tạo tăng lên rất nhiều. Nhưng những ưu điểm căn bản các bánh răng thân khai đã làm hạn chế việc sử dụng bánh răng xyclôit trong ngành chế tạo máy, ngoại trừ ngành chế tạo đồng hồ. Trong chế tạo máy, bánh răng xyclôit được dùng dưới dạng bánh răng chốt, máy ép…

III.1.3. Bánh trụ răng xoắn truyền chuyển động giữa hai trục song song.

          Bánh trụ răng xoắn dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục song song và chéo nhau trong không gian.

          Trong truyền động trục song song  góc nghiêng của các đường răng trên hình trụ lăn của cả hai bánh răng ăn khớp ngoài là bằng nhau về giá trị và ngược hướng xoắn. Còn đối với truyền động trục chéo nhau, góc nghiêng của đường răng trên hai bánh răng là khác nhau.

          Trong các hộp giảm tốc bánh răng xoắn được sử dụng rất rộng rãi. Thường gặp nhất là bánh răng xoắn biên dạng thân khai.

III.1.3.1 Bánh răng xoắn biên dạng thân khai.

          Bánh răng xoắn biên dạng thân khai có hệ số trùng khớp lớn. Trong thực tế, có khi gặp những cặp bánh răng xoắn có hệ số trùng khớp đến 20.

          Cùng với hệ số trung khớp lớn, quá trình ăn khớp thực hiện theo từng tiết diện đường tiếp xúc nằm chéo trên mặt răng và chiêu dài đường tiếp xúc thay đổi từ một điểm thành đường ngắn rồi tăng dần chiều dài sau đó lại giảm dần đến khi thành một điểm. Nên bánh răng xoắn làm việc êm. Thường dùng bánh răng xoắn ở những bộ truyền cao tốc.

          Hai bánh răng xoắn có chiều nghiêng ngược nhau, được ghép lại với nhau ta được bánh răng chữ V. Trong bánh răng chữ V các lực tác động theo chiều trục của từng cặp bánh răng xoắn sẽ tự triệt tiêu. Bánh răng chữ V khắc phục được nhược điểm của bánh răng xoắn là khi ăn khớp có phát sinh lực theo chiều dọc trục.

III.1.3.2 Bánh răng xoắn biên dạng cung tròn (bánh răng Nôvicốp).

          M.N Nôvicốp đã đề xuất một kiểu ăn khớp với biên dạng răng là cung tròn. Loại bánh răng này ngày càng được áp dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, nhờ khả năng truyền tải lớn.

-  Cấu tạo mặt răng: Biên dạng răng (biến dạng lõm và lồi là những cung trong bán kính R1 và R2 xấp xỉ bằng nhau cho nên biên dạng răng tiếp xúc theo điểm: điểm M. Các cung tròn này thực hiện chuyển động xoắn vít dọc theo bánh răng sẽ tạo nên mặt răng.

-  Đặc điểm ăn khớp: ở mỗi tiết diện, hai răng chỉ tiếp xúc tại một điểm M, nên e_s = 0. Để đảm bảo ăn khớp liên tục, trong kiểu ăn khớp Nô vi kốp, phải sử dụng bánh răng nghiêng với hệ số trùng khớp chiếu trục e_b > 1.

-  Trong quá trình ăn khớp điểm tiếp xúc M sẽ di chuyển dọc theo đường tiếp xúc giữa hai hình trụ lăn. Đường này chính là đường ăn khớp.

-  Trong thực tế do biến dạng đàn hồi, hai mặt răng sẽ tiếp xúc theo một tiết diện nhỏ. Diện tích này sẽ phát triển rất nhanh trong thời gian chạy mài nhờ quanh điểm tiếp xúc. Khe hở rất nhỏ.

-  Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn.

Khả năng truyền tài lớn: vì hai biên dạng lồi, lõm tiếp xúc với nhau nên bán kính cong tương đương lớn ứng suất tiếp xúc phát sinh sẽ nhỏ, khả năng truyền tải có thể lớn hơn 1,5 lần so với bánh răng thân khai có cùng kích thước (độ cứng HB < 320 và vận tốc vòng  v £ 12m/s).

          Khi cắt bằng phương pháp bao hình thanh răng sinh của bánh răng Nôvicốp có cấu tạo rất phức tạp khó chế tạo.

III.1.4. Bánh răng trụ răng xoắn truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau.

          Truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau có thể thực hiện bằng cặp bánh răng trụ răng xoắn (bánh răng trụ chéo) cùng chiều hoặc khác chiều.

Trong cặp bánh răng xoắn khác chiều, khác với bánh răng nghiêng là góc xoắn không bằng nhau. Trong trường hợp đặc biệt một răng là bánh răng thẳng.

Cấu tạo mặt răng: Trong các loại bánh răng trụ chéo thường gặp nhất là bánh răng trụ chéo với mặt răng xoắn ốc thân khai (còn gọi là bánh răng xoắn thân khai). Vì vậy cấu tạo mặt răng và các thông số của bộ truyền giống như bánh răng nghiêng.

III.1.5. Cơ cấu trục vít bánh vít.

          Trục vít dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau.

Thường gặp nhất là loại trục cắt góc giữa hai trục bằng 90^o  và dạng trục vít là hình trụ.

·     Trục vít hình trụ

Số đầu mới Z₁ của trục vít rất nhỏ trong đó Z­₂ có thể rất lớn. Vì vậy một ưu điểm căn bản của bộ truyền  trục vít là: Tỷ số truyền có thể  rất lớn, nhưng kích thước của cơ cấu rất nhỏ.

-       Góc nghiêng của bánh vít, trục vít khác nhau nhiều, nên vận tốc trượt tương đối theo dọc răng sẽ rất lớn. Vì vậy hiệu suất của cơ cấu trục vít thấp nhiệt độ ở vùng tiếp xúc sẽ rất cao.

-       Trong bộ truyền trục vít hình trụ, mặt răng của trục vít và bánh vít sẽ tiếp xúc theo điểm. Vì vậy cơ cấu trục vít sẽ có các nhược điểm của cơ cấu khớp loại cao tiếp xúc điểm.

          Để đạt được tiếp xúc đường giữa trục vít và bánh vít sẽ thay đổi cấu tạo của mặt răng bánh vít. Bánh vít được cắt bằng dao phay răng có hình dạng hoàn toàn giống như trục vít sẽ ăn khớp bánh vít. Sự ăn khớp khi cắt bánh vít và làm việc của cơ cấu trục vít là hoàn toàn giống nhau. Khi đó, mặt chân răng của bánh vít không phải là hình trụ mà là một xuyến lõm, tạo bởi mặt tròn xoay có đường sinh là cung tròn bao lấy trục vít dưới một góc W.

          Mặt phẳng chứa đường tâm trục vít và vuông góc với trục bánh vít được gọi là mặt cắt chính I - I.

          Do đó loại trục vít hình trụ này phụ thuộc vào loại hình bề mặt dùng làm mặt răng của trục vít.

Các loại mặt dùng để làm mặt răng của trục vít

-  Mặt xoắn ốc thân khai

-  Mặt xoắn convolút

-  Mặt xoắn acsimét

-  Mặt xoắn ốc tạo bởi đường sinh lõm

-  Mặt xoắn ốc tạo thành bằng dao phay đĩa hình nón.

·Trục vít glôbôit

·Trục vít Spirôit

III.1.6. Bánh răng nón.

        Trong bộ truỳên bánh răng hình nón, răng phân bố trên hình nón cắt. Bánh răng nón dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt nhau, chéo nhau trong không gian.

Tuỳ theo dạng đường răng trên bánh răng chia bánh răng nón thành hai loại chính: bánh nón răng thẳng và răng không thẳng.

III.1.6.1  Bánh răng nón răng thẳng.

          Bánh răng nón răng thẳng: đường răng chụm vào đỉnh bánh răng (a)

Đường răng nghiêng tiếp xúc với vòng tròn bán kính P (b)

III.1.6.2 Bánh nón răng không thẳng (răng cong).

          Đường răng là cung tròn bán kính r_i (c)

Đường răng là đường xoắn ốc Acsimets (d)

Đường răng là đường thân khai của vòng tròn bán kính P (e)

          Mỗi loại bánh răng đều có những đặc điểm và công dụng riêng. Và ngày nay cùng với sự phát triển của kỹ thuật thì phương pháp chế tạo chúng cũng ngày càng phong phú.

III.2.  Phương pháp gia công bánh răng.

          Bánh răng bằng vật liệu kim loại thường được gia công bằng các phương pháp bào, phay, chuốt, xọc. Ngoài ra còn có các phương pháp ép, đúc, cán nguội hoặc cán nóng…Với sự phát triển của ngành chế tạo máy và với yêu cầu sữa chữa thay thế, các loại chi tiết này ngày càng được sản xuất nhiều hơn. Ở nhiều nước người ta đã xây dựng nhà máy phân xưởng chuyên môn sản xuất bánh răng, bánh vít với trình độ chuyên môn hóa, tự động hóa cao.

          Về nguyên lý hình thành bề mặt răng có 2 phương pháp cơ bản để gia công bánh răng:

- Phương pháp chép hình (còn gọi là phương pháp định hình)

- Phương pháp bao hình (phương pháp lăn)

III.2.1. Phương pháp chép hình.

          phương pháp chép hình là phương pháp tạo hình dáng bề mặt của răng bằng cách chép lại hình dạng của dao cắt hoặc của bề mặt mẫu. 

          Ưu điểm của phương pháp chép hình là không cần máy chuyên dùng, dao phay modul dể chế tạo.

          Nhược điểm của phương pháp chép hình là: năng suất thấp vì mất thời gian phân độ, mất thời gian để lùi dao trở về vị trí ban đầu, gia công từng mặt một. tùy theo số răng của bánh răng cần cắt cần rất nhiều dao phay modul vì mỗi modul cần phải có ít nhất 8 ÷ 15 dao phay modul.

          Khi dùng dao phay đĩa tiêu chuẩn để cắt bánh răng xoắn thì hình dạng của răng bị sai lệch.

Ví dụ khi gia công răng bằng giao phay đĩa modul

a) Dao phay mô đun; b) Dao phay ngón; c) Bào theo mẫu.

III.2.2. Phương pháp bao hình.

          Phương pháp bao hình là phương pháp tạo nên hình dạng bề mặt của răng bằng cách lặp lại chuyển động tương đối của hai chi tiết ăn khớp nhau như chuyển động của hai bánh răng của thanh răng - bánh răng, chuyển động trục vít bánh vít. Nếu một chi tiết có những lưỡi cắt, trong quá trình chuyển động tương đối nó sẽ tạo nên hình dạng của răng ở chi tiết kia.

          Hình dưới trình bày sơ đồ gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình với dao phay trục vít.

           Những vị trí kế tiếp liên tục nhau của lưỡi dao phay có dạng răng thẳng, tạo nên hình bao thân khai của răng. Các vị trí động 1, 2, 3, 4 của lưỡi cắt tương ứng với lớp kim loại được lấy đi từ chi tiết gia công để hình thành dạng răng.

          Ưu điểm của phương pháp bao hình so với phương pháp chép hình là:

          - Năng suất cao hơn, độ chính xác cao hơn.

          - Mức độ tự động hóa cao hơn.

          - Một số con dao có modul nhất định, có thể cắt được nhiều bánh răng có cùng modul với số răng bất kì.

III.3. Các loại máy gia công bánh răng trụ.

III.3.1.  Máy chép hình gia công bánh răng trụ.

          Máy gia công răng chép hình thường dùng dao phay đĩa hay dao phay ngón định hình. Dạng đường sinh của dao cắt này sẽ trùng với dạng profin của răng. Vì thế kết cấu động học của máy đơn giản. Chuyển động của máy là những nhóm chuyển động tạo hình đơn giản để hình thành dạng răng trên chiều dài. Dạng răng do dao cắt hình thành, cho nên chuyển động chính tạo ra tốc độ cắt chính là chuyển động vòng của dao và phôi có chuyển động phân độ riêng.

          Để hình thành dạng răng trên suốt chiều dài của răng dao hoặc phôi phải thực hiện chạy dao tịnh tiến máy làm việc theo nguyên lý này gọi là máy phay răng.

          Sơ đồ kết cấu động học của máy phay răng được trình bày như hình vẽ dưới:

          Máy phay răng có 3 nhóm chuyển động đơn giản:

-   Chuyển động chính quay tròn của dao để hình thành bề mặt răng được thực hiện qua chạc thay đổi tốc độ i­_v.

-   Chuyển động tịnh tiến thẳng của bàn dao để hình thành bề mặt răng trên suốt chiều dài bề mặt răng được thực hiện qua chạc thay đổi lượng tiến dao i_s.

-   Chuyển động phân độ để phân răng được thực hiện qua chạc thay đổi lượng phân độ i_x.

          Ở đây động cơ điện 1 đặt trên ụ trục chính thưc hiện chuyển động chính quay vòng V.

          Động cơ 2 thực hiện chuyển động chạy giao s để cắt suốt chiều dài của     răng.

           Động cơ 3 sẻ thực hiện phân độ của phôi có chu kỳ.

        Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối, phay răng bằng phương pháp chép hình với dao phay đĩa modul đươc dùng rộng rãi để gia công thô bánh răng. Máy thường được thiết kế để gia công theo chu kỳ nửa tự động, có thể gia công được bánh ránh răng trụ và bánh răng côn răng thẳng. Kết cấu máy để gia công 2 loại bánh răng này như nhau, chỉ khác nhau ở bộ phận gá đặt chi tiết.

III.3.2. Máy gia công bánh răng trụ theo phương pháp bao hình.

III.3.2. 1 Gia công bánh răng thẳng.

          Để hình thành dạng răng của bánh răng trụ bằng phương pháp bao hình, máy cần có các chuyển động tương đối giửa giao và phôi như dưới.  

          Nếu thanh răng (1) đóng vai trò của dao và bánh răng (2) đóng vai trò của phôi (hình 5a) thì máy cần phải truyền cho thanh răng (1) các chuyển động tương đối với phôi (2)

          Dạng răng được hình thanh chính là hình bao của các đường sinh của thanh răng.

          Chuyển động hình thành dạng răng là chuyển động lăn phức tạp gọi là chuyển động bao hình. Nó gồm hai chuyển động thành phần: chuyển động vòng Q và chuyển động thẳng T của phôi hoặc chuyển động vòng Q của phôi và chuyển động thẳng T của phôi. Cả hai phương án này: phôi và dao thực hiện chuyển động thẳng T đều làm cho kết cấu máy phức tạp (chiều dài thanh răng phải đủ lớn, chuyển động T phải đổi chiều sau mỗi chu kì gia công). Vì vậy cần biến chuyển động thẳng T hữu hạn khứ hồi thành chuyển đông vòng Q₁ của dao

          Đặt thanh răng trên bề mặt hình trụ sao cho đương sinh nằm trên đương xoắn thanh răng sẽ biến thành dao phay lăn trục vít (hình 5b) và chuyển động tạo hình sẽ gồm chuyển động vòng Q₁ của dao và Q₂ của phôi. Máy làm việc theo nguyên lý chuyển động này gọi là máy lăn răng.

          Nếu đường kính chia răng lớn vô hạn của thanh răng được giới hạn thì thanh răng sẽ biến thành bánh răng. Khi đó chuyển động tạo hình sẽ gồm chuyển động tạo hình vòng Q₁ của dao và Q₂ của phôi (hình 5c). trường hợp này có thể dùng để cắt răng trong. Máy làm việc theo nguyên tắc này gọi là máy xọc răng.

          Cả ba trường hợp trên đều có chuyển động thẳng T₃ tịnh tiến khứ hồi theo chu kì để gia công toàn bộ chiều dài răng, và chuyển động chạy dao hướng kính T₄ để đạt được chiều cao h của răng (hình 6)

          Các loại máy gia công theo phương pháp bao hình thường không có chuyển động phân độ riêng lẽ, nhưng chính chuyển động bao hình cũng chính là chuyển động phân độ liên tục.

 III.3.2.2.Gia công bánh răng xoắn.

          Khi gia công bánh răng xoắn, các chuyển động cắt và tạo hình giống như gia công bánh răng thẳng  nhưng phải xem xích chuyển động tạo ra góc nghiêng của răng (hình7)

          Để tạo ra đường nghiêng của răng ngoài chuyển động tịnh tiến cắt gọt hết chiều dàu của răng S (T₃) thì phôi phải quay thêm Q₄ một góc α_i sao cho dao tịnh tiến một đoạn T bằng bước xoắn của răng bánh răng thì phôi quay được một vòng. chuyển động Q₄ được gọi là chuyển động vi sai.

          Do dao phay lăn răng có góc xoắn α nên khi gia công bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng phải quay điều chỉnh dao một góc γ.Hình 8 cho thấy giá trị γ trong các trường hợp răng thẳng, răng nghiêng phải và trái.

III.4. Các loại dụng cụ cắt gia công bánh răng và dao phay lăn trục vít.

III.4. 1. Các loại dụng cụ cắt gia công bánh răng.

          Theo phương pháp gia công, các dụng cụ cắt dùng để gia công bánh răng được chia thành các loại như sau:

·        Dụng cụ cắt làm việc theo phương pháp định hình, ở đây profin răng dụng cụ hoặc hình chiếu của profin đó là bản chép nguyên hình của biên dạng răng. Trong quá trình gia công profin dụng cụ ở tất cả các điểm đề trùng với rãnh răng.

·        Dụng cụ làm việc theo phương pháp bao hình có tâm quay, ở đây tâm của dụng cụ và tâm của bánh răng lăn không trượt tương đối với nhau. Profin của bánh răng được gia công  là đường bao các vị trí khác nhau của lưỡi cắt dụng cụ trong quá trình cắt răng.

·        Dụng cụ làm việc theo phương pháp bao hình không có tâm quay, ở đây Profin của bánh răng được gia công cũng là đường bao các vị trí khác nhau của lưỡi cắt, nhưng trong quá trình cắt trên dụng cụ và trên bánh răng không có tâm quay.

          Khi dùng phương pháp bao hình (có tâm quay hay không có) profin của dụng cụ không trùng với profin của răng.

Theo các phương pháp gia công trên, trong nghành chế tạo hiện đại người ta dùng các loại dụng cụ cắt sau đây.

III.4. 1.1. Dụng cụ cắt bánh răng thẳng và răng nghiêng theo phương pháp chép hình và bao hình không có tâm quay.

- Dao phay ngón mô đun.

- Dao phay đĩa cắt răng.

- Dao chuốt bánh răng thẳng và răng nghiêng.

- Đầu xọc đồng thời cắt tất cả các răng của bánh răng.

III.4. 1.2. Dụng cụ cắt bánh răng thẳng và răng nghiêng theo phương pháp bao hình có tâm quay.

          - Dao lược cắt răng thẳng.

          - Dao phay lăn răng.

- Dao xọc răng.

- Dao cà răng.

c. Dụng cụ để gia công bánh răng chữ V bằng phương pháp bao hình có tâm quay và không có tâm quay.

          - Dao phay đĩa cắt răng.

          - Dao phay lăn răng.

          - Dao cà răng.

- Dao phay ngón cắt răng.

- Cặp dao lược cắt răng nghiêng.

- Cặp dao xọc răng nghiêng đề gia công bánh răng chữ V.

III.4.2. Dao phay lăn trục vít.

III.4.2.1. Công dụng, phạm vi sử dụng.

          Dao phay lăn răng dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoài (và một phần cho bánh răng ăn khớp trong) răng thẳng, răng nghiêng, răng xoắn, bánh răng chữ V và còn để gia công bánh vít nữa.

          Dạng profin răng dao phay phụ thuộc vào profin của răng bánh răng gia công, có thể là thân khai, xicloit... sau đây chỉ khảo sát dao phay lăn dùng phổ biến nhất để gia công bánh răng có biên dạng răng là thân khai.

          Về mặt kết cấu, người ta phân ra dao phay lăn nguyên khối, trong đó có các dao phay lăn chế tạo từ một phôi hoàn chỉnh, và dao phay lăn ghép, ở đây chỉ có các răng dao làm bằng vật liệu cắt. Dao phay ghép chế tạo để cắt bánh răng có modul lớn hơn 10mm.

          Dựa vào số đầu mối người ta phân ra dao phay lăn một đầu mối và nhiều đầu mối.

  Bề mặt khởi thuỷ các dao phay lăn răng là bề mặt vít của trục vít khởi thuỷ

(trục vít cơ bản ) để tạo thành dao phay lăn răng trên trục vít cơ bản có ác rãnh dọc để thoát phoi và tạo thành mặt trước và các mặt sau hớt lưng để tạo thành góc sau dương lưỡi cắt là giao tuyến của mặt trước và mặt sau. Về nguyên lý bánh răng thân khai chỉ ăn khớp đúng với trục vít thân khai để tìm prôfin lưỡi cắt cần phải xác định phương trình của mặt trước ( mặt 2 ). Phương trình của mặt vít cơ bản mặt 1 giao tuyến của 2 bề mặt đó là prôfin cần tìm. Nhưng mặt sau dao phay phải tạo thành góc sau dương nên mặt sau không thể là mặt của trục vít cơ bản mà là mặt xoắn acximet để đảm bảo cho prôfin lưỡi cắt khi mài sắc lại ( khi thay đổi vị trí của mặt trước ). Không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể thì mặt sau phải được hớt lưng hướng trục.

Nhưng cho đến nay việc hớt lưng hướng trục dao phay lăn răng rất khó thực hiện vì vậy nên thiết kế dao phay trên cơ sở trục vít khởi thuỷ là trục vít thân khai, trong thực tế vẫn không đảm bảo được profin lưỡi cắt chính xác mà việc chế tạo rất khó khăn do đó dao phay lăn răng thường được chế tạo theo phương pháp gần đúng đảm bảo độ chính xác profin lưỡi cắt theo yêu cầu kỹ thuật cho phép. Các phương pháp chế tạo gần đúng dựa trên cơ sở they thế trục vít cơ bản thân khai chính xác bằng các trục vít gần đúng và đảm bảo chế tạo thuận tiện.

*Kết luận :

Để đảm bảo thuận tiện trong quá trình chế tạo trục vít cơ bản thân khai chính xác được thay thế bằng trục vít côvôlôít vì so với trục vít acximet, trục vít côvôlôít dễ mài sắc lưng hớt lưng của dao sau nguyên công tiện, giao tuyến của mặt xoắn vít là một mặt phẳng vuông góc hoặc rãnh vít là đường thẳng do đó có thể dùng lưỡi cắt cắt để tạo thành. Trục vít này có thể kiểm tra profin dễ dàng.

PHẦN IV

NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA MÁY PHAY LĂN RĂNG

IV.1. Nguyên lý cấu tạo của máy phay lăn răng.

          Căn cứ vào các chuyển động tạo hình và các chuyển động đảm bảo cắt hết chiều dài răng, sơ đồ kết cấu động học điển hình của máy phay lăn răng gia công bánh răng trụ được trình bày trên

hình 9.

IV.1.1/ xích tốc độ.

          Đc - i_v - dao Q₁

IV.1.2/ xích bao hình.

          1/k dao Q₁ - i_HT - i_x - phôi Q₂.

IV.1.3/ xích chạy dao đứng.

          1 vòng phôi - i₃ - t_x (T₃).

IV.1.4/ xích vi sai.

          Vít me đứng T₃ - i_y - i_HT - i_x- phôi Q₄.

          Chuyển động chính của dao lăn được truyền động từ động cơ điện qua hộp tốc độ i_v. Chuyển động bao hình là chuyển động vòng của dao lăn và chuyển động vòng của phôi có quan hệ

với nhau, thông qua chạc điều chỉnh i_x và cơ cấu hợp thành HT. Mối quan hệ giữa chuyển động tịnh tiến của dao lăn S và chuyển động vòng của phôi thông qua chạc điều chỉnh i_y và cơ cấu hợp thành HT (khi cắt răng nghiêng). Chuyển động tịnh tiến của bàn dao được truyền động từ phôi thông qua chạc điều chỉnh i_s (để tính năng suất cắt của máy).

          Dao lăn trục vít quay    vòng (K là số đầu mối) thì bánh vít (phôi bánh răng) quay đi  vòng(Z là số răng của bánh răng cần gia công  ) gọi là chuyển động bao hình.

          Phương trình xích bao hình tổng quát như sau:

                   1/K vòng dao lăn.i_HT.i_x.i_cđ1 = 1/Z vòng phôi => i_x= k₁.K/Z  (1.1).

          Trong đó:

                   i_HT - tỷ số truyền của cơ cấu hợp thành.

                   i_x - tỷ số truyền của chạc điều chỉnh bao hình.

                   i_cđ1 - tỷ số truyền cố định trong xích bao hình.

                   k₁ - là hệ số đường truyền.

          Phương trình xích chạy dao thẳng đứng như sau:

                   Một vòng quay của phôi dao lên xuống 1 bước S:

                             1 vòng phôi.i_cđ2.i_s.t_x = S                    (1.2)

          Trong đó:

                   i_cđ2 - tỷ số truyền cố định trong xích chạy dao thẳng đứng.

                   i_s - tỷ số truyền của chạc điều chỉnh chạy dao thẳng đứng.

          Phương trình xích vi sai cắt răng nghiêng như sau:

                   Khi cắt răng nghiêng phôi phải nhận đồng thời hai chuyển động Q₂ và Q₁ thông qua cơ cấu hợp thàn HT:

          T/t_x vòng vít me. i_y.i_HT.i_x.i_cđ3= ± 1 vòng phôi => i_y = ±k₂.(t_x/T.i_x) =

= ± k₂.(t_x.z/T.k₁.K).

          do T= π.m_n.z/sinβ nên => i_y = ±k₂.t_x.sinβ / π.m_n.k₁.K              (1.3)

          Trong đó :

                   T - bước xoắn của răng bánh răng.

                   t_x - bước xoắn của trục vít me.

                   i_y - tỷ số truyền của chạc điều chỉnh xích vi sai cắt răng nghiêng.

                   i_HT - tỷ số truyền của cơ cấu hợp thành vi sai cắt răng nghiêng.

                   i_cđ3 - tỷ số truyền cố định trong xích vi sai cắt răng nghiêng.

                   k₂ - hệ số đường truyền vi sai cắt răng nghiêng.

                   m_n - modul của răng theo phương pháp tuyến.

                   β - góc nghiêng của răng.                                     

 IV.2. Cấu tạo và khả năng công nghệ của máy phay lăn răng 5M324A.

IV.2.1. Đặc điểm máy phay lăn răng.

          Máy 5M324A là máy lăn răng dùng để gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng xoắn và bánh vít trong điều kiện sản xuất hàng loạt vừa. máy có độ chính xác thông thường, gia công bánh răng có độ chính xác cấp 7 ÷ 8. Độ vạn năng và đọ cứn vững của máy khá cao, đảm bảo chu kì làm việc tự động với phương pháp chạy dao hướng kính, phay thuận và phay nghịch.

Việc gia công trên máy dựa theo nguyên lý bao hình, biên dạng  răng gia công hình thành từ vô số các vết cắt của dao và phôi do quá trình ăn khớp cưỡng bức tạo lên.

          Gia công bánh răng trên máy phay lăn răng có ưu điểm nổi bật là có tính vạn năng cao, thể hiện ở chỗ nếu cùng môđun thì một dao phay lăn răng có thể gia công được các bánh răng với số răng bất kỳ. Phương pháp chép hình không có ưu điểm này.

          Gia công trên máy phay lăn răng, bánh răng có độ chính xác biên dạng cao hơn nhiều so với bánh răng gia công bằng phương pháp chép hình trên các máy phay vạn năng như 6H82.

          Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là chi phí chế tạo dao cao hơn, do cấu tạo của dao phay lăn răng phức tạp, khó chế tạo hơn.

IV.2. 2. Các thông số chủ yếu và cấu tạo chung máy lăn răng.

          Tính năng kỹ thuật chủ yếu của máy bao gồm:

- Modul lớn nhất của bánh răng : 8mm

- Đường kính và chiều rộng lớn nhất của bánh răng:     Ø500x350mm.

- Số vòng quay của dao phay :                   n= 50÷315vg/ph.

- Số cấp tốc độ trục chính:                            9.

- Số vòng quay động cơ:                           n=1500vg/ph.

- Công suất động cơ trục chính:   N=7,5 kW.

- Trọng lượng máy:                                  6400kG.

          Hình dáng chung của máy 5M324A được trình bày như hình 10.

          Trên thân máy (1) lắp bàn trượt (7) mang bàn máy (8). Bàn máy có thể di trượt trên sống trượt của thân máy theo chiều hướng kính. Còn bàn máy có thể quay quanh trục thẳng đứng trên sống trượt vòng. Bên trái thân máy lắp trụ trước cố định (3). Trên sống trượt đứng của trụ được đặt bàn dao với đầu dao (4). Do bàn dao hình tròn nên dao phay cùng với bàn dao có thể điều chỉnh góc nghiêng φ. Bên phải thân máy lắp trụ sau (5), trên sống trượt đứng có giá đỡ (6) để ghá lắp phần trên của trụ gá chi tiết gia công.

                   IV.2. 3. Các phương pháp tạo hình bề nặt chi tiết gia công.

Máy phay lăn răng làm việc theo nguyên lý bao hình, tạo hình bề mặt răng bằng phương pháp lăn và tiếp xúc.

Trên máy có các chuyển động sau:

-  Chuyển động tạo ra đường chuẩn .

-  Chuyển động tạo ra đường sinh .

-  Chuyển động phân độ.

Ở đây đường sinh công nghệ là đường thân khai, đường chuẩn là đường răng.

a. Gia công bánh răng trụ răng thẳng

          Đường sinh là đường thân khai, được tạo thành bằng phương pháp bao hình (đường bao của các vị trí liên tiếp của lưỡi cắt thực).

          Do đó, chuyển động tạo hình đường sinh là sự kết hợp hai chuyển động: chuyển động quay Q₁ của dao và chuyền động Q₂ của phôi. Chuyển động phân độ trùng với chuyển động tạo hình đường sinh . Vậy chuyển động tạo hình đường sinh .

 nhắc lại sự ăn khớp giữa trục vít – bánh răng, trong đó trục vít đóng vai trò là dao.

          Đường chuẩn ở đây là đường thẳng, được tạo thành bằng phương pháp quỹ tích (vết). Để tạo ra đường chuẩn này, dao thực hiện chuyển động tịnh tiến T₃ dọc trục phôi với lượng chạy dao S­_d xác định trên một vòng quay của phôi. Vậy .

b. Gia công bánh răng trụ răng nghiêng

          Đường sinh là đường thân khai, được tạo thành bằng phương pháp bao hình.

          Chuyển động tạo hình sinh là sự kết hợp của hai chuyển động quay Q₁ của dao và quay Q₂ của phôi. Vậy .

          Đường chuẩn ở đây là đường xoắn vít, được tạo thành bằng phương pháp quỹ tích. Để tạo ra đường chuẩn này, dao thực hiện chuyển động tịnh tiến T₃ hết chiều dài răng kết hợp với chuyển động quay phụ Q₄ của phôi. Vậy .

c. Gia công bánh vít

          Gia công bánh vít bằng máy phay lăn răng có hai phương pháp:  chạy dao tiếp tuyến và chạy dao hướng kính.

          Chạy dao hướng kính chỉ áp dụng với trường hợp k = 1, nếu k ≥ 2 dùng phương pháp này sẽ gây lên hiện tượng cắt lẹm đỉnh và chân răng bánh vít. Để khắc phục người ta dùng phương pháp chạy dao tiếp tuyến.

Khi gia công bánh vít thì đường chuẩn là đường cong ghềng, được tạo thành bằng phương pháp quỹ tích, do kết cấu của dao tạo nên trong khi gia công. Do vậy không có .

          Đường sinh là đường thân khai, được tạo thành bằng phương pháp bao hình .

PHẦN V

NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN CÁC CHUYỂN ĐỘNG CẦN THIẾT KHI PHAY RĂNG TRÊN MÁY 5M324A

         Từ việc phân tích các phương pháp tạo hình trên ta thấy máy phay lăn răng thiết kế cần có các chuyển động tạo hình sau:

          Khi cắt bánh răng thẳng cần có các chuyển động quay chính của dao là Q₁ để tạo ra tốc độ cắt, chuyển động quay của phôi Q₂ phù hợp với Q₁. Do vậy giữa dao và phôi phải có liên kết nội với chạc điều chỉnh i_x, đó là nhóm tạo hình đường sinh .

          Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng để tạo thành đương chuẩn thì máy phải có thêm chuyển động tạo thành đường xoắn ốc, đó là chuyển động quay phụ thêm Q₄ phù hợp với chuyển động thẳng đứng của bàn máy T₃, lúc này bàn máy mang phôi nhận đồng thời 2 chuyển động độc lập nhau là Q₂ và Q₄ vì vậy trong cấu tạo của máy cần bố trí thêm cơ cấu cộng (cơ cấu vi sai) để gộp 2 chuyển động này đó là nhóm tạo hình đường chuẩn .

          Để tạo thành các chuyển động trên ta thấy có rất nhiều phương án thành lập sơ đồ cấu trúc động học.

          Cơ sở cho việc thành lập sơ đồ cấu trúc là trước hết phải biết được nội liên kết và chuyển động của các nhóm hình thành. Từ đó ta có 4 phương án thành lập sơ đồ cấu trúc: Phương án 1 – 2 – 3 – 4.

-  Phương án 1:

`

-       Phương án 2:

Theo phương án 1 - 2 ta có: Lượng di động tính toán (LDĐTT) xích vi sai

Gọi T là bước xoắn đường răng bánh răng:

LDĐTT:      T mm ® Phôi quay phụ thêm ± 1 vòng

Û             

Û                (công thức điều chỉnh)

Trong đó:

-       T_vm: bước của trục vít me đứng.

-       i_S: tỉ số truyền của cơ cấu cộng chuyển động.

-       m_n: môđun pháp của bánh răng cần gia công.

-       Z: số răng của bánh răng cần gia công.

-       b: góc xoắn vít của bánh răng cần gia công.

-       C_y hệ số đường truyền cố định.

Khi điều chỉnh xích bao hình:  Dao (Q₁) ®  Phôi (Q­₂)

LDĐTT: 1 vòng dao ® K/Z vòng phôi

PTCBĐH: 1.i₁₂.i_x.i₃₄.i_S.i₅₆ = K/Z vòng phôi

CTĐC:

-       Phương án 3:

-       Phương án 4:

Theo phương án 3 – 4, ta có:

Nhận xét:

          Trong 4 phương án trên ta thấy phương án 3 – 4 có việc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào số răng cần cắt, do đó khi cắt bánh răng với các số răng khác nhau ta chỉ cần điều chỉnh chạc i_x, như vậy sẽ rút ngắn được thời gian điều chỉnh, người điều chỉnh sẽ đỡ vất vả hơn do đã thay đổi cách bố trí i_x về phía sau cơ cấu cộng. Phương án 1 – 2 không có ưu điểm nào.

          Trong phương án 3, có nhược điểm là khi cắt bánh răng nghiêng lượng chạy dao thẳng đứng phụ thuộc vào tốc độ quay của dao. Do đó năng suất không cao vì không thể tăng tốc độ quay của dao lên liên tục được.

          Để  khắc phục nhược điểm này ta sử dụng sơ đồ cấu trúc máy theo phương án 4, ở phương án này có thêm khâu điều chỉnh lượng chạy dao i_s.

Các phương án được trình bày như hình vẽ trên.

Mặt khác khi cắt bánh vít trên máy phay lăn răng, cần có các chuyển động sau:

Q₁ - chuyển động quay của dao tạo tốc độ cắt

Q₂ - chuyển động quay của phôi phù hợp với chuyển động của dao

S_k - chuyền động chạy dao hướng kính để cắt hết chiều sau răng khi cắt bánh vít theo phương pháp chạy dao hướng kính hình vẽ

S_t - chuyển động chạy dao dọc trục khi cắt bánh răng bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến hình vẽ

          Như vậy cần có khâu điều chỉnh i_s vào xích chạy dao để thành lập sơ đồ cấu trúc động học toàn máy ở trường hợp này.

          Khi cắt bánh vít bằng phương pháp chạy dao tiếp tuyến thì chuyển động quay của dao và phôi là chuyển động nhắc lại sự ăn khớp của trục vít – bánh vít. Chuyển động chạy dao của vít me mang bàn dao nhắc lại sự ăn khớp khớp của bánh răng - thanh răng, do đó phôi phải quay thêm một lượng là Q₄ do xích vi sai đảm nhiệm.

          Để mở rộng và thay đổi lượng chạy dao tiếp tuyến trên sơ đồ cấu trúc động học ta bố trí thêm khâu điều chỉnh i_o. Như vậy để thỏa mãn các yêu cầu của máy sao cho thích hợp nhất ta chọn phương án bố trí động học như phương án 4.

          Từ đó thành lập được sơ đồ cấu trúc động học toàn máy gồm các xích liên kết trong,ngoài và các khâu điều chỉnh như sau:

          Sơ đồ động của máy phay lăn răng 5M324A được trình bày như hình vẽ các xích chuyển động chủ yếu của máy bao gồm: xích tốc độ, xích bao hình, xích chạy dao và xích vi sai

V.1. xích tốc độ máy máy 5M324A.

          Xích tốc độ thực hiện chuyển động quay vòng của dao phay lăn, truyền động bắt đầu từ động cơ điện Đ₁ có công suất N₁= 7,5 kW và n₁= 1460vg/ph, qua các cặp bánh răng , bánh răng thay thế A/B, ba cặp bánh răng côn  để đến trục IV, qua cặp bánh răng trụ 20/80 đến trục chính V quay mang dao phay lăn.

          Xích tốc độ được trình bày như sau:

                   n_dc. = n_tc

          Từ đây rút ra công thức điều chỉnh xích tốc độ là i_v= A/B = k₁.n_tc    (CT 2.1)

          Trong đó A, B là các bánh răng thay thế.

V.2. Phương trình xích bao hình.

          Xích bao hình dùng để tạo  thành dạng răng thân khai của răng. Nếu dao lăn trục vít có số đầu mối là K và bánh răng cần gia công có số răng z thì khi dao phay quay 1 vòng, bàn máy mang phôi quay K/Z. Do đó xích bao hình nối liền chuyển động vòng của dao và chuyển động vòng của phôi.

          Xích bắt đầu từ trục chính V mang dao, qua cặp bánh răng trụ và ba cặp bánh răng côn để đến trục VI, qua bộ vi sai có tỷ số truyền i_vs, cặp bánh răng trụ 58/58, e/f và bộ bánh răng thay thế (a/b).(c/d), qua cặp bánh răng 33/33, đến trục VII, qua cặp bánh răng trụ 35/35, trục vít -  bánh vít 1/96 quay bàn máy mang phôi.

          Phương trình xích bao hình là:

                   1vg phôi . = K/Z

          Khi cắt răng thẳng, không cần chuyển động vi sai nên i_HT = 1. Từ phương trình trên rút ra công thức điều chỉnh xích phân độ:

                             i_x = =                         (CT 2.2)

          Trong đó a, b, c, d là các bánh răng thay thế.

          Cặp e/f mở rộng phạm vi điều chỉnh trong chạc bánh răng thay thế:

 - Nếu bánh răng cần cắt có Z ≤  161 thì dùng e/f = 1= 54/54.

 - Nếu z >160 thì dùng e/f = 1/2= 36/72

V.3.  Xích chuyển động chạy dao.

V.3.1./  Xích chuyển động chạy dao đứng.

          Lượng chạy dao đứng được biểu thị bằng S₁ (mm/vg). là lượng di động thẳng đứng của bàn dao khi bàn máy mang phôi quay một vòng. vì thế xích bắt đầu từ bánh vít – trục vít 96/1, qua cặp bánh răng 35/35, trục vít VII, cặp bánh răng 33/33, trục vít – bánh vít 2/26, trục VIII, cặp bánh răng 48/48, cặp bánh răng thay thế A₁/B₁, đóng ly hợp điện từ L₁, truyền động qua cặp bánh răng trụ 39/65 đến trục X; đóng ly hợp L₃(L₅ mở),

truyền động qua cặp bánh răng  và trục vít – bánh vít 1/24 quay trục vít me đứng có t_x = 10mm.

          Phương trình xích truyền động là:

                    1 vòng phôi. = S₁

          Từ đây rút ra công thức điều chỉnh:

                             i_s =   (CT2-3)

          Trong đó:    A₁, B₁ là bánh răng thay thế.

          Để đảo chiều chạy của dao đứng, ly hợp L₁ mở, L₂ đóng. Truyền động từ chạc điều chỉnh A₁/B₁ qua cặp bánh răng trụ (40/56)(44/52) để đến trục X.

V.3.2./ Xích chạy dao hướng kính.

          Xích chạy dao hướng kính dùng để cắt bánh vít bằng phương pháp hướng kính và được biểu thị bằng lượng di động hướng kính của bàn máy S₂(mm/vg). khi bàn máy ngang mang phôi quay được 1 vòng.

          Xích chạy dao đứng hướng kính cũng bắt đầu từ bàn máy mang phôi cho đến trục X giống như xích chạy dao đứng, sau đó truyền qua cặp bánh răng trụ 45/50, đóng hai ly hợp L₅ và L₄, qua cặp bánh răng trụ 34/61, đến trục vít bánh vít 1/36 làm quay trục vít me XI có t_x = 10mm để di động bàn máy theo hướng kính.

          Phương trình xích truyền động là:

                   1 vòng phôi.S₂

          Từ đây có:

                   i₁ = A₁/B₁ = C₂.S₂                              (CT 2-4)

Ở đây C₂ là hằng số của xích hướng kính.

V.3.4./ Chạy dao chiều trục.

          Chạy dao theo chiều trục dao phay lăn dùng để cắt bánh vít bằng phương pháp tiếp tuyến. Lượng chạy dao theo chiều trục được biểu thị bằng S₃(mm/1 vòng phôi) khi phôi quay một vòng. muốn thực hiện được lượng chạy dao này cần phải có bàn dao đặc biệt để đảm bảo dao phay lăn di động liên tục.

          Máy 5M324A không có bàn dao đặc biệt này. Di động dọc trục theo chu kì của dao phay lăn được thực hiện từ động cơ riêng Đ₂ có N₂ = 0,4 kW và n₂= 1440 vg/ph qua hai cơ cấu trục vít bánh vít (1/26).(1/62) để quay trục ống mang dao có t_x = 12mm.

V.4. Xích chạy dao nhanh.

V.4.1./ Xích chạy dao nhanh đứng.

          Xích này được dẫn động từ động cơ điện Đ₃ có công suất N₃ = 3kW và n₃= 1440 (vg/ph). Hai cặp bánh răng trụ (20/20).(44/52) đến trục X, đóng ly hợp L₃, qua các cặp bánh răng trụ (50/45).(45/45), trục vít- bánh vít 1/24 quay trục vít me đứng có t_x=10mm

V.4.2./ chạy dao nhanh hướng kính.

          Xích này cũng được  truyền động từ động cơ Đ₃ đến trục X như ở xích chạy dao nhanh đứng. Sau đó truyền động đi theo xích 45/50 - L₅ - L₄ - 34/61 - 1/36 quay trục vít me XI.

V.5.  Xích chuyển động vi sai.

          Khi gia công bánh răng trụ răng xoắn cần có chuyển động vi sai để bổ xung chuyển động phụ thêm cho phôi. Xích vi sai đảm bảo mối quan hệ giữa phôi và dao lăn trên cơ sở công thức (2.5) để thực hiện lượng di động phụ thêm ± .

          Xích bắt đầu từ bàn máy mang phôi, qua bánh vít- trục vít 96/1, cặp bánh răng trụ 35/35, trục VII, cặp bánh răng trụ 33/33, trục vít - bánh vít 2/26, các cặp bánh răng (48/48).(A₁/B₁) - L₁ - 39/65 - trục X - L₃ - 50/45.45/45 - cặp bánh côn 33/22 - bộ bánh răng thay thế (a₁/b₁ ).(c₁/d₁) - cặp bánh răng côn 27/27 - trục vít - bánh vít 1/45 - bộ vi sai có tỷ số truyền i_vs - trục VI - các cặp bánh răng côn (27/27).(29/29).(29/29) đến cặp bánh răng trụ 20/80 quay trục chính mang dao lăn.

          Phương trình truyền động của vi sai là:

     Khi dùng xích vi sai, vỏ hộp cơ cấu hợp thành quay nên i_vs = 2. Xích chạy dao đứng có A₁/B₁= (39/80).S₁ theo công thức (2.3). Thay hai trị số này vào phương trình trên ta có công thức điều chỉnh chạc vi sai:

                                                         (CT 2-5)

          Khi cắt răng xoắn, thường không biết bước xoắn T mà cho góc nghiêng β của răng. Có thể biết mối quan hệ giữa góc β  với modul mặt đầu m_s và môdul pháp tuyến m_n như sau:

                                 (CT 2.6)

          Thay trị số m_s vào công thức 2.6 ta có :   

          Thay trị số T vào công thức 2.2 và rút gọn:

                                                   (CT 2.7)

          Dùng dấu “-” khi hướng xoắn của dao và phôi cùng chiều.

          Dùng dấu “+” khi hướng xoắn của dao và phôi ngược chiều..

          Từ công thức điều chỉnh 2.5 cho thấy: tỷ số truyền của chạc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào lượng chạy dao đứng S₁. Ngoài ra, khi cắt răng thẳng (β=0), trị số i_y = 0, nghĩa là không cần xích vi sai

          Dùng xích vi sai để cắt răng xoắn có nhược điểm là xích truyền động dài, độ chính xác gia công bị giảm.

          Có thể cắt răng xoắn không dùng xích vi sai. Trong trường hợp này chuyển động tạo hình và chuyển động vi sai được thực hiện trên xích phân độ. Điều chỉnh cắt răng xoắn theo phương pháp này gọi là điều chỉnh không vi sai. Phương trình truyền động của xích này như sau:

                                    Trong trường hợp này i_vs= 1 và chọn lấy e/f =1 thì:

                                                       (ct 2.8)

          Để có thể tính các bánh răng thay thế của xích này, cần phải thay trị số chính xác của lượng chạy dao đứng S₁ được tính từ công thức 2.4

          Công thức 2.8 khá phức tạp nên việc chọn các bánh răng thay thế từ công thức này không phải dễ dàng và không phải lúc nào cũng thực hiện được. Do đó loại điều chỉnh này chỉ dùng ở những máy lăn răng không có xích vi sai hoặc xích vi sai bị hỏng.

PHẦN VI

MÔ TẢ SWO ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BỘ CÔNG

 CHUYỂN ĐỘNG

          Như chúng ta đã biết khi phay bánh răng nghiêng trên máy phay lăn răng phôi cần nhận hai chuyển động là: chuyển động quay  Q₂ và  chuyển động cộng thêm Q₄ sao cho khi dao tịnh tiến hết bước T (hình VI.3) của vòng xoắn răng thì phôi quay được một vòng ( chuyển động vi sai ) thì  với yêu cầu truyền động đặc biệt đó  (một lúc nhận hai chuyển động) thì chúng ta phải đưa bộ cộng chuyển động vào xích vi sai của máy phay lăn răng.

          Bình thường khi phay bánh răng thẳng phôi chỉ nhận chuyển động Q₂ từ dao đi vào trục II của cơ cấu hợp thành qua các cặp bánh răng (3, 2) (2, 1) và đi ra trục I để đến các bộ bánh răng thay thế . Lúc này chúng ta phải đảm bảo giữ cho bánh răng hành tinh (2) của cơ cấu vi sai không bị quay. Điều đó được thực hiện nhờ khả năng tự hãm của cơ cấu bánh vít - trục vít, đồng thời chúng ta phải ngắt đường truyền của cặp bánh răng thay thế của xích vi sai

          Khi phay bánh răng nghiêng đường truyền của cặp bánh răng thay thế vi sai  được nối lại. Truyền động được bắt đầu từ dao => trục vít me => các cặp bánh răng thay thế  => đến bộ truyền trục vít - bánh vít làm bánh răng hành tinh 2 quay có tác dụng cộng thêm chuyển động Q₄ cho phôi ngoài chuyển động bao hình Q₂,

PHẦN VII

ỨNG DỤNG PHẦN MỀN PRO ENGINEER MÔ PHỎNG LẮP RÁP CƠ CẤU HỢP THÀNH

VII.1. Giới thiệu chung về phần mềm Pro engineer.

          Một trong những phần mềm có được những tính năng trên như Catia, Unigraphics NX, I-deas, Pro/Engineer Wildfire….Đây là bốn phần mềm được đánh giá là rất mạnh và rất nổi tiếng trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC. Tùy vào thế mạnh của mỗi phần mềm mà chúng có những ứng dụng chuyên biệt: Catia, Unigraphics NX phục vụ triệt để cho ngành công nghiệp hàng không, ôtô, tàu thủy. Pro/Engineer phục vụ rất tốt cho ngành cơ khí khuôn mẫu (thiết kế và gia công) như khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa…. Pro/E có một lợi thế là giá rẻ nên đã chiếm lĩnh các thị trường hạng trung và cao.

        Hiện nay, số người sử dụng Pro/E trên thế giới rất nhiều, kể cả Việt Nam (chiếm trên 75%) nên chúng ta sẽ có cơ hội học hỏi, trao đổi lẫn nhau những vấn đề liên quan đến CAD/CAM với thế giới bên ngoài. Do vậy, việc chọn học Pro/E là một hướng đi tốt cho chúng ta trước khi vào nghề và cũng là cách duy nhất để chúng ta nắm bắt, đuổi kịp trình độ công nghệ của thế giới.

           Pro/E là phần mềm của hãng Prametric Technology, Corp. Một phần mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE, nó mang lại cho chúng ta các khả năng như:

-  Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn

-  Tạo các module bằng các khái niệm và phần tử thiết kế.

-  Thiết kế thông số.

-  Sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất.

-  Có khả năng mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khí.(Pro/Engineer Wildfire3.0).Phần mềm Pro/Engineer có các module sau:

·     Pro/ASSEMBLY: tạo điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào hệ thống và dưới hệ thống. Nó hỗ trợ cho phần lắp ráp và lắp ráp nhóm, giải quyết tình huống xung đột, thiết kế thay đổi.

·     Pro/DETAIL: module tạo trựctiếp mô hình 3D của các bản vẽ thiết kế chuẩn cho phân xưởng và chế tạo trong đó đảm bảo liên kết 2 phía giữa các bản vẽ và module 3D.

·     Pro/SHEETMETAL: module hỗ trợ thiết kế những chi tiết có dạng tấm, vỏ, và hỗ trợ cho việc tạo lập các chi tiết phát triển kể cả chuẩn bị cho chương trình NC cho sản xuất.Pro/SURFACE: module hỗ trợ vẽ, tạo các mặt tự do (Free Form), xử lý các mặt cong và bề mặt phức tạp.

·     Pro/MANUFACTURING: bao gồm dữ liệu NC,mô phỏng, format dữ liệu CL, thư viện các phần tử.

·     Pro/MESH: hỗ trợ tái tạo mạng lưới cho việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA), xác định điều kiện biên, gắn liền với ANSYS, PATRAN, NASTRAN, ABAQUS, SUPERTAB và COSMOS/M.

·     Pro/MECHANICA: Mô phỏng động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu.

·     Mô phỏng cơ cấu Mechanism.

·     Pro/INTERFACE: tạo điều kiện gắn với các hệ CAD khác như: iges, dxf, vdafs, render, SLA…

·     Pro/PROJECT: xác định để điều khiển dự án thiết kế và tổ hợp một số đội thiết kế và lập dự án.

·     Pro/FEATURE: mở rộng khả năng thiết lập những phần tử thiết kế bằng thư viện của các bộ phận, nhóm, tái tạo các hình dạng chuẩn và dưới nhóm.

·     Pro/DESIGN: hỗ trợ thành lập mô hình 3D, sơ đồ khối, xây dựng kế hoạch thiết kế và mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho sự phân tích nhanh và hiệu quả và sắp xếp phương án.

·     Pro/LIBRARY:module chứa thư viện rộng lớn của các phần tử trên chuẩn (chi tiết, phần tử thiết kế tiêu chuẩn, dụng cụ, khớp nối…), có thể bổ sung hoặc hiệu chỉnh.

·     Pro/VIEW: module tạo điều kiện kiểm tra mô hình hóa chi tiết và hệ thống từ một hướng quan sát bất kì, phóng độn, ảo ảnh. Sử dụng để có cái nhìn nhanh tổng thể để đạt được kết quả hoặc mục đích phòng ngừa.

·     Pro/DRAFT: module hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều kiện đọc bản vẽ của các hệ CAD khác và bổ sung module 3D về thiết kế thông số.

·     Pro/NLO: module hỗ trợ cho công việc trong mạng cục bộ, hòa hợp với các module khác của hệ.

·     Pro/MOLD:module thiết kế khuôn.

·     Pro/DEVELOP (Pro/PROGRAM): module hỗ trợ việc lập trình ứng dụng riêng. Chứa các thư viện của hàm số C, thư viện chương trình con của ngôn ngữ lập trình FORTRAN và đặc biệt tiếp cận được với cấu trúc thiết lập các hệ thống và cấu trúc dữ liệu của hệ thống. Ngoài ra, Pro/E còn có Pro/CASTING, Pro/LEGACY, Pro/TOOLKIT, Pro/PiPe…

·     Với những tính năng đã giới thiệu ở trên cho thấy: “Pro/Engineer là một phần mềm CAD/CAM/CAE rất mạnh, có khả năng mô hình hóa các chi tiết phức tạp như các loại máy xúc, máy đào đất, ô tô, các biến dạng vỏ tàu thủy…

khả năng lắp ráp lớn và rất tối ưu trong thiết kế.

VII.2. Lắp ráp và mô phỏng cơ cấu hợp thành.

     Phần mềm Proengineer là một phần mềm hỗ trợ cho công việc thiết kế các chi tiết máy của người kỹ sư  thiết kế. Ngoài ra Proengineer còn cung cấp chức năng lắp ghép các chi tiết máy rời rạc thành một cụm chi tiết, một cơ cấu máy hay một máy cơ khí hoàn chỉnh. Và sau đó, người sử dụng phần mềm Proengineer có thể mô phỏng chuyển động của cụm chi tiết, cơ cấu hay máy cơ khí đã lắp ráp ở trên một cách sinh động.

     Sự chuyển đổi giữa các môi trường làm việc trong Proengineer hết sức linh hoạt bằng cách sử dụng thanh công cụ Start giúp cho người thiết kế cảm thấy thoải mái và tiết kiệm được nhiều thời gian.

    Với những phần mềm thiết kế cơ khí khác như  Pro/E, Solid Edge, Solid Word,… Để bắt đầu lắp ráp các chi tiết máy đã thiết kế các bạn cần thực hiện các thao tác như thoát file của chi tiết bạn đang thiết kế và tạo một file lắp ráp mới rất mất thời gian. Đối với Proengineer, ngay khi bạn đang làm việc trong môi trường thiết kế chi tiết mà bạn muốn chuyển sang môi trường lắp ráp thì bạn chỉ việc chọn thanh công cụ Start và sau đó chọn môi trường lắp ráp chi tiết là bạn đã thực hiện bước tạo file lắp ráp rất nhanh chóng và linh hoạt. Hoặc khi muốn mô phỏng chuyển động của cơ cấu đã lắp ráp bạn cũng chỉ việc thực hiện thao tác tương tự ở trên để vào môi trường mô phỏng chuyển động. Ngoài ra các bạn có thể cảm thấy được những chức năng, tính năng thiết kế và mô phỏng của Proengineer khi các bạn sử dụng nó.

          Do hạn chế về mặt thời gian của đề tài nên trong đề tài này  không nêu được cách lắp ráp từng chi tiết. Dưới đây là mô hình lắp ráp hoàn chỉnh của cơ cấu hợp thành vận tốc. Quá trình mô phỏng có Video đi kèm.

          Việc lắp ráp cả hộp để mô phỏng thì khiến cho quá trình mô phỏng rất phức tạp, vì vậy trong quá trình mô phỏng đã tách ra thành các cụm chi tiết để quá trình mô phỏng đơn giản hơn.

VII.2. 1. Cụm bánh vít và bánh răng côn.

Cụm này bao gồm:

          Bánh vít lắp lồng không trên trục 1 nhận truyền động từ trục vít theo kiểu khớp Pin.

          Bánh răng côn lắp với trục 1 thông qua then. Tất cả được lắp vào vòng trong của ổ lăn theo kiểu mate

VII.2.2. Cụm bánh răng quay hành tinh.

Cụm này bao gồm trục 2 lắp vào vòng trong của 2 ổ đỡ chặn theo kiểu pin.

Bánh răng lắp trên trục và nhận mô men xoắn từ trục thông qua then.

Ngoài ra có 2 đệm chặn lắp theo kiểu Difiner.

VII.2.3. Cụm  bánh răng còn lại.

Cụm này bao gồm:

Bánh răng côn lắp trên trục 3 và nhận momen từ trục 3 thông qua then.

Để hãm chiều dịch chuyển dọc của bánh răng ta hãm lại bằng vít M8.

Các chi tiết trên được lắp lên vòng trong của ổ đỡ chặn.

VII.2.4.Cụm nắp hộp.

Cụm nắp hộp bao gồm:

          Nắp trên được lắp theo kiểu mate với thân võ hộp thông qua các vít bắt chặt.

          Các nắp chặn ổ lăn được lắp theo kiểu mate với thân hộp và được bắt chặt vào thân hộp bằng 6 vít M8

 Sau khi lắp các cụm vào thân hộp ta có hộp hoàn chỉnh như sau:

PHẦN VIII

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

 CHI TIẾT VỎ HỘP

VIII.1. Phân tích chi tiết gia công.

VIII.1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

Chi tiết vỏ hộp là chi tiết thuộc nhóm chi tiết dạng hộp. Đặc điểm của nó là có nhiều lỗ cần gia công chính xác để lắp ổ lăn, có nhiều phần lồi lõm .Trên hộp có nhiều bề mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau như mặt lắp với ổ lăn, mặt lắp bích , mặt lắp với đế ...và một số bề mặt không phải gia công sau khi tạo phôi.

          Các bề mặt của chi tiết cần gia công bao gồm:

    Bề mặt trên để lắp phần vỏ ở trên.

    Các bề mặt bên để nắp các nắp ổ lăn.

    Các lỗ lớn để lắp ráp ổ lăn yêu cầu độ chính xác cao.

    Các lỗ quanh lỗ lớn để bắt vít lắp nắp ổ.

            Để đạt được yêu cầu kĩ thuật  như bản vẽ  thì phương pháp gia công lần cuối các bề mặt có thể chọn các phương pháp sau:

 Mặt trên và mặt bên: phay

 Mặt lỗ chính : Tiện,doa

Ở đây ta chọn : Tiện

VIII.1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

          Dựa vào bản vẽ, các kích thước, yêu cầu kĩ thuật, vật  liệu chi tiết GX và sản lượng hàng năm ta thấy.

+ Hộp có đủ cứng vững để gia công, không bị biến dạng và cho phép gia công ở chế độ cắt cao, đạt năng suất cao

+ Các bề mặt có thể chọn chuẩn có đủ diện tích cho phép thực hiện nhiều nguyên công, cho phép gá đặt nhanh.

+ Các bề mặt thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao cho phép gia công đồng thời nhiều mặt

+ Kết cấu tuy phức tạp nhưng vật liệu là GX cho phép đúc đơn giản

VIII.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi.

VIII.2.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi:

          Vật liệu thân hộp là GX_21-40 có cơ tính :

                   s_k = 21kg/mm²

                   s_u = 40kg/mm²

                   HB = 170-241

          Dựa voà đặc điểm hình dáng kết cấu của chi tiết, kết hợp với vật liệu chế tạo phôi và dạng sản xuất nên chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc

          Hiện nay có những phương pháp đúc sau:

1.                 Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay, mẫu gỗ :

+  Ưu điểm :

      - Giá thành rẻ

      - Đúc được các chi tiết có hình dáng từ đơn giản đến phức tạp với khối lượng từ nhỏ đến lớn .

      + Nhược điểm:                                 

      - Lượng dư của phôi đúc lớn.

      - Độ chính xác của phôi đúc thấp.

      - Độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào tay nghề của người làm khuôn.

      + Phạm vi ứng dụng:

      Từ những đặc điểm trên thấy rằng phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.

2. Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy :

      + Ưu điểm:

-  Độ chính xác của phôi cao.

-  Năng suất đúc cao do khuôn được làm bằng máy.

-    Đúc được các chi tiết có trọng lượng từ bé đến lớn.

-  Lượng dư để lại cho gia công nhỏ.

-  Vật liệu chế tạo khuôn là cát, đất sét có sẵn nên hạ giá thành sản phẩm.

  + Nhược điểm :

-  Giá thành chế tạo mẫu khá cao.

      + Phạm vi ứng dụng:

      Phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối loạt lớn.

3. Đúc áp lực:

      + Ưu điểm:

-       Năng suất, chất lượng của phôi đúc cao.

-       Năng suất, chất lượng của phôi đúc cao có thành mỏng, kết cấu phức tạp

    +Nhược điểm:

-       Phải tính chính xác lực đè khuôn.

-       Khuôn phải được chế tạo chính xác nên giá thành cao.

    + Phạm vi ứng dụng:

-       Phương pháp đúc này nên áp dụng cho dạng sản xuất hàng khối, loạt lớn với những chi tiết có thành mỏng, nhỏ nhẹ.

4. Đúc trong khuôn kim loại  :

      + Ưu điểm:

-  Năng suất, chất lượng của phôi đúc cao.

-  Đúc được các chi tiết phức tạp và có khối lượng nhỏ.

-  Khuôn có thể dùng được nhiều lần.

-  Tiết kiệm được vật liệu đúc do tính toán  chính xác phôi liệu.

      + Nhược điểm:

-  Giá thành chế tạo mẫu  cao.

-  Phải tính chính xác trọng lượng của phôi liệu.

      + Phạm vi ứng dụng:

      Phương pháp đúc này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối loạt lớn .

5. Đúc trong khuôn vỏ mỏng:

+ Ưu điểm:

-  Phôi đúc có độ chính xác cao, cơ tính tốt.

-  Đơn giản quá trình rỡ khuôn và làm sạch vật đúc.

-  Dễ cơ tính hoá và tự động hoá quá trình làm khuôn.

      + Nhược điểm:

      -  Chỉ đúc được các chi tiết có độ phức tạp vừa và khối lượng nhỏ.

      + Phạm vi ứng dụng:

      Phương pháp đúc này nên áp dụng khi cần nâng cao chất lượng vật đúc.

6. Đúc trong khuôn mẫu chẩy:

      + Ưu điểm:

-   Đúc được vật đúc có hình dáng phức tạp, có độ bóng cao,

-   Đúc được các loại kim loại và hợp kim,

 -  Không cần mặt phân khuôn, không cần rút mẫu nên tăng độ chính xác cho phôi đúc .

      + Nhược điểm:

         Quy trình chế tạo khuôn phức tạp, giá thành cao.

+Phạm vi ứng dụng:

Phương pháp đúc này chỉ nên áp dụng ở dạng sản xuất loạt lớn hàng khối với những phôi có chất lượng cao.

      Kết luận:

      Qua các phương pháp đúc trên, phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại và làm khuôn bằng máy là hợp lý nhất . Vì phương pháp đúc này vưà đảm bảo được chất lượng vật đúc, đồng thời giá thành chế tạo phù hợp và đáp ứng được các nhu cầu sản xuất dạng hàng khối loạt lớn .

Vậy chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại và làm khuôn bằng máy để chế tạo phôi.

VIII.3. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết.

VIII.3.1.  chọn chuẩn để gia công chi tiết

       Chọn chuẩn rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ. Chọn chuẩn hợp lý nhằm thoả mãn 2 yêu cầu :

-       Đảm bảo chất lượng chi tiết trong suốt quá trình gia công.

-       Đảm bảo năng xuất cao, giá thành hạ

từ 2 yêu cầu trên người ta đề ra các nguyên tắc chung khi chọn chuẩn:

1. Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm định vị để khống chế hết số                 

    số bậc tự do cần thiết một các hợp lý nhất .Tuyệt đối tránh thiếu và siêu định vị

2. Chọn chuẩn sao chop không bị lực cắt , lực kẹp làm biến dạng chi tiết gia công quá     

   nhiều , đòng thời lực kẹp phải nhỏvđể giảm sức lao động cho công nhân

3. Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá phải đơn giản ,sử dụng thuận lợi nhất .

 Chọn chuẩn tinh

1.  Cầu khi chọn chuẩn tinh .

-  Đảm bảo  chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau.

-  Đảm bảo phân bố đủ lựng dư cho các bề mặt gia công .

2. Nguyên tắc

-  Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

-  Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt .Đặc biệt khi chuẩn cơ sở trùng với chuẩn  khởi xuất : e_c = 0

-  Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt ,lực kẹp .Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị

-  Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá sao cho đơn g9ản và thuận tiện khi sử dụng

-  Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá .

3.Các phương án chọn chuẩn tinh:

          Thông thường với các chi tiết dạng họp người ta thường sử dụng 2 phương án sau.

          Phương án 1:

Một mặt phẳng và 2 lỗ vuông góc với mặt phẳng đó.

          *ưu điểm .

-     có thể gia công hầu hết các bề mặt của hộp ( chuẩn tinh thống nhất)

-     Kết cấu đồ gá đơn giản

* Nhựơc điểm

-     Chốt định vị chống mòn

-     Sai số góc quay lớn do khe hở giữa chốt và lỗ

-     Với các hộp cỡ lớn việc gá đặt gặp nhiều khó khăn

-     Đường tâm lỗ yêu cầu phải vuông góc với mặt phẳng định vị và phải gia công chính xác qua các bước khoan-khoét-doa hoặc khoan-doa

*Phạm vi áp dụng.

     Thường sử dụng với các hộp cỡ nhỏ.

          Phương án 2:

     Chuẩn tinh là 3 mặt phẳng vuông góc với nhau

          *Ưu điểm .

-     Không gian gia công rộng có thể gia công hầu hết các bề mặt của hộp

-     Độ cứng vững cao

-     Độ chính xác gá đặt cao hơn phương án 1

-     Thích hợp với tất cả các kích cỡ của hộp

*Nhược điểm .

-       Đồ gá thiết kế cồng kềnh hơn phương án 1

-       Trong nhiều trường hợp .Nhất là với các hộp cỡ llớn cần có cơ cấu để ép sát mặt định vị vào đồ định vị của đồ gá

*Phạm vi áp dụng

       Dùng cho tất cả các kích cỡ của hộp

   Kết luận

          Từ hai phương án chọpn chuẩn tinh trên , qua phân tích ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của mỗi phương án .Căn cứ vào yêu cầu kỹ thụt và kết cấu cũng như kích thước của chi tiết ta chọn phương án 1 làm chuẩn tinh

       Chọn chuẩn thô

1 Yêu cầu khi chọn chuẩn thô

          Khi chọn chuẩn thô phải thoả mãn 2 yêu cầu sau:

-       Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt.

-       Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt.

2. Nguyên tắc

-       Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có 1 bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công đó làm chuẩn thô.

-       Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công có yêu cầu về độ chính xác vị trí tương quan với bề mặt  gia công là cao nhất làm chuẩn thô.

-       Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều phải gia công thì ta nên chọn bề mặt nào ứng với bề mặt của phôi có yêu cầu cần phải phân bố lượng dư nhỏ và đều nhất làm chuẩn thô.

-       Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có rất nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì ta nên chọn bề mặt nào trơn chu nhất làm chuẩn thô.

-       ứng với một bậc  tự do cần thiết cảu chi tiết gia công chỉ được phép chọn và sử dụng chuẩn thô không quá một lần .Nếu vi phạm nguyên tắc này người ta gọi là phạm chuẩn thô và sẽ cho sai lệch về vị trí tương quan giữa các bề mặt là rất lớn.

3. Các phương án chọn chuẩn thô

   Đối với các chi tiết hộp chuẩn thô thường đươc chọn như sau.

-   Theo phương x :

       Với mặt x₁ : Là mặt ngoài không gia công. Nếu chọn mặt này sẽ đảm bảo hình dáng bên ngoài của hộp cân đối, kết cấu đồ gá đơn giản dễ quan sát.

        Với mặt x₂ : Là mặt trong không gia công. Nếu chọn mặt này sẽ đảm bảo      

 độ chính xác vị trí tương quan giữa các chi tiết lắp tronh hộp với hộp.

-  Theo phương y :

Chọn mặt y₁ làm chuẩn thô sẽ đảm bảo lượng dư của các mặt lắp ổ đều Chọn mặt y₂ làm chuẩn thô nó sẽ làm cho chi tiết hộp cân đối .

Chọn mặt y₃ là mặt trong không gia công của hộp đảm bảo vị trí tương quan giữa các chi tiết lắp trong hộp với hộp .

   -  Theo phương z :

Chọn z₁ làm chuẩn mặt ngoài gia công chất lượng xấu .

Chọn z₂ kết cấu đồ gá phức tạp khó quan sát .

Chọn z₃ làm chuẩn đảm bảo lượng dư đều đặn cho lỗ chính . Khi gia công sẽ đạt

Chọn z₄

* Kết luận :

        Từ các phương án chọn chuẩn thô như trên, căn cứ vào các lời khuyên, hình  dáng kết cấu của chi tiết, yêu cầu chi tiết, loại hình sản xuất ta chọn chuẩn thô theo các bề  mặt vuông góc x₂y₃z₄ .

VIII.3.2.Lập quy trình công nghệ :

Việc lập quy trình công nghệ gia công phải hợp lý nhất để rút ngắn thời gian phụ

và thời gian gia công đảm bảo năng suất, hiệu quả kinh tế cao. Đồng thời sắp xếp các nguyên công hợp lý sẽ tránh được hiện tượng gia công cả những phôi đả bị phế phẩm ở nguyên công trước.

 Khi thiết kế cần dựa vào hai nguyên tắc sau :

        +  Căn cứ vào trạng thái cuối cùng của bề mặt gia công để lập phương án hợp lí.

        +  Cố gắng bố chí các nguyên công dễ gây phế phẩm lên trước để tránh trường

  hợp gia công phôi phế phẩm.

      Để lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trước tiên ta phải xem xét các yêu cầu kỹ thuật từ đó đưa ra các biện pháp công nghệ để gia công.

      -  Đối với các mặt phẳng chính có thể gia công bằng phương pháp sau:

                      Phay thô – phay tinh.

                      Phay thô - mài phẳng.

      -  Đối với lỗ chính ¯55:

                      Tiện thô -  tinh.

                      Khoét – doa.

      -  Đối với lỗ chính ¯45:

                      Tiện thô -  tinh.

                      Khoét – doa.

      -  Đối với các lỗ ren:

                      Khoan – tarô.

      Từ việc phân tích trên ta xác định tiến trình công nghệ như sau:

Nguyên công 1: Phay mặt đáy làm chuẩn tinh.

Nguyên công 2: Khoét - Doa 2 lỗ ¯55.

Nguyên công 3: Khoét - Doa 2 lỗ ¯45.

Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu của lỗ ¯55.

Nguyên công 5: Phay 2 mặt đầu lỗ ¯45.

Nguyên công 6: Khoan - Taro 6 lỗ ¯4 của bề mặt ¯55.

Nguyên công 7: Khoan - Taro 6 lỗ ¯4 của bề mặt ¯45.

Nguyên công 8: Khoan các lỗ trên mặt đáy để lắp nắp trên.

Nguyên công 9: Kiểm tra sản phẩm.

1. nguyên công I: Phay mặt đáy.

 a-Sơ đồ gá đặt.

* Cơ cấu định vị.

-  3 chốt tỳ ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do.

-  3 chốt tỳ ở mặt 2 mặt bên hạn chế 3 bậc tự do.

-  1 chốt tỳ bên cạnh hạn chế bậc tự do quay còn lại.

* Cơ cấu kẹp chặt.

Kẹp chặt bằng mỏ kẹp dẫn động bằng bu lông có khớp bản lề để tạo ra lực kẹp xiên.

b-Chọn máy.

Chọn máy phay đứng 6H82

c-Chọn dao.

Tra bảng 4-95[2] :Ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6 có kích thước.

d-Tra lượng dư gia công .

          Tra bảng 3-94[2] : lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác 1 là : 2,5(mm).

e-Tra chế độ cắt: tính chế độ cắt theo 2 bước phay thô và phay tinh.

· Chế độ cắt khi phay thô :

Chiều sâu cắt t =2,0mm .

Lượng chạy dao răng S_z=0,2 mm/răng (Bảng 5-33 [3] và 5-125[3]) .

Þ Lượng chạy dao vòng S₀= 0,2. 8= 1,6( mm/vòng).

Tốc độ cắt      V_b=170 m/ph (Bảng 5-127 [3] ) .

Tốc độ cắt tính toán:

                             V_t=V_b.k_MV.k_nv.k_uv

Với:

·     k_MV: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công

              k_MV = = = 1.(Bảng 5-1 và 5-2[3]).

·     k_nv: Hệ số phụ thuộc vào tình trạng của bề mặt phôi

              k_nv = 0,85.(Bảng 5-5[3]).

·     k_uv : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt.

              k_uv = 1.(Bảng 5-6[3]).

   =>       V_t = 170.0,85.1.1=144,5(m/ph).

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m= 400 (vòng/phút).

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

                         .

Chọn lượng chạy dao của máy:

                                S_ph = S_z.Z.n_m = 0,2.8.400=640(mm/ph).

               Chọn S_m= 630(mm/ph).

    * Thời gian nguyên công được xác định theo công thức:

 Tct = To + Tp + Tpv + Ttn

 Trong đó:

 Tct : thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công ).

 To  : thời gian cơ bản(thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thước, tính chất cơ lý của chi tiết).

 Tp  : thời gian phụ(thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, mài dao, điều chỉnh máy. . .), Tp = 0,1To.

 Tpv :  thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật, mài dao, điều chỉnh máy . . ., Tpv = 0,11To.

 Ttn : thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân, Ttn = 0,05To.

          Þ Tct = To + 0,1To + 0,11To + 0,05To = 1,26To.

  Thời gian cơ bản được xác định theo công thức:

          Þ To = (L1 + L2 + L)/S.n.(phút)

  Trong đó:

  L:   Chiều dài bề mặt gia công (mm).

    L1: Chiều dài ăn dao (mm).

    L2: Chiều dài thoát dao (mm).

    S:    Lượng chạy dao vòng / hành trình kép.

    n:    Số vòng quay hay hành trình kép/phút.

              To = (L1 + L2 + L)/S.n = (L1 + L2 + L)/S_m.

                             L = 100(mm).

                             L₁ = +3 = +3 = 17(mm).

                             L₂ = 2ữ5(mm)    chọn L₂ = 3 (mm).

                   T₀ = (phút).

· Chế độ cắt khi phay tinh .

      Chiều sâu cắt t = 0,5 mm lượng chạy dao vòng S₀=1,0(mm/vòng). (Bảng 5-37 SổTayCNCTM tập 2 ) .

Þ Lượng chạy dao răng S_z  = S_o/z =1/8 =0,125(mm/răng).

Tốc độ cắt   V_b= 203( m/ph). (Bảng 5-127  SổTayCNCTM ) .

Tốc độ cắt tính toán:

                             V_t=V_b.k_MV.k_nv.k_uv = 203.0,85= 172,55(m/ph).

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m=500( vg/ph).

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

.

Chọn lượng chạy dao của máy:

                                S_ph = S_z.Z.n_m = 0,125.8.500=500(mm/ph).

               Chọn S_m= 500(mm/ph)

  Thời gian cơ bản được xác định theo công thức:

              To = (L1 + L2 + L)/S.n = (L1 + L2 + L)/S_m.

                             L = 100(mm).

                             L₁ = +3 = +3 = 10,05(mm).

                             L₂ = 2.5(mm)    chọn L₂ = 3 (mm).

                   T₀ =  = 0,23(phút).

Bảng thông số chế độ cắt nguyên công I:

2. Nguyên công II. Khoét - doa 2 lỗ Ø55

a.Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng đáy đã gia công hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm, dùng chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do.

b.Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt từ trên xuống.

c.Chọn máy: Máy doa ngang 2620A. công suất động cơ 10kW.

d.Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 7¸8 do vậy tra bảng 3-131mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 54.9 mm có các kích thước sau: L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm, Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 55mm.( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

d.Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z_b1 = 0,9 mm và lượng dư Doa Z_b2 = 0.1 mm

e.Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,9 mm, lượng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,9¸1,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng. Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

          k₁ : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k₁ = 1

          k₂ : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k₂=1

          k₃ : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k₃ = 1

          v_t = 35.k₁.k₂.k₃ = 35.1.1.1.1 = 35 m/phút.

                   Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t vào công thức:

                                      n_t = 557,3 vòng/phút

Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n_m = 482 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.

          Tính lại ta được tốc độ cắt thực:

                   v = 30,26m/ph

Lực cắt P₀ được tính như sau:

          P₀ = C_p.P^Zy.S^Yp.k_p.

Với C_P = 62; z_p = 1; y_p = 0,8; k_p = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy:

          P₀ = 62.20.0,1^0,8.1 = 194,56 KG.

Xác định mômen xoắn M_m:

M_m = C_m.D².S^Ym.k_m.

C_m= 23,6; y_m=0,8; k_m= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng:

M_m = 23,6.20².0,1^0,8.1 = 1496,3kG.mm

Công suất cắt được xác định như sau:

          N_c = =  = 0,72kW.

So với công suất của máy:

          N_c £ N_m.h = 10.0,8 = 7

Như vậy máy 2620A đủ công suất để gia công lỗ có đường kính là f50mm.

          Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1¸1,3), tốc độ cắt V =  10 mm/vòng.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t vào công thức:

                                      n_t = 159,2vòng/phút

          Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n_m = 122 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.

Tính lại tốc độ cắt:

          v = 7,66(v/ph).

 Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công II.

3. Nguyên công III: Khoét - doa 2 lỗ Ø45.

a.Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng đáy đã gia công hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm, dùng chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do.

b.Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt từ trên xuống.

c.Chọn máy: Máy doa ngang 2620A. công suất động cơ 10kW.

d.Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 7¸8 do vậy tra bảng 3-131mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 44.9 mm( có các kích thước sau: L = 160 ¸ 350mm, l = 80¸200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 45mm.( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

d.Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z_b1 = 0,9 mm và lượng dư Doa Z_b2 = 0.1 mm

e.Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,9 mm, lượng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,9¸1,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng. Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

          k₁ : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k₁ = 1

          k₂ : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k₂=1

          k₃ : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k₃ = 1

          v_t = 35.k₁.k₂.k₃ = 35.1.1.1.1 = 35 m/phút.

                   Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t vào công thức:

                                      n_t = 557,3 vòng/phút

Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n_m = 482 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.

          Tính lại ta được tốc độ cắt thực:

                   v = 30,26m/ph

Lực cắt P₀ được tính như sau:

          P₀ = C_p.P^Zy.S^Yp.k_p.

Với C_P = 62; z_p = 1; y_p = 0,8; k_p = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy:

          P₀ = 62.20.0,1^0,8.1 = 194,56 KG.

Xác định mômen xoắn M_m:

M_m = C_m.D².S^Ym.k_m.

C_m= 23,6; y_m=0,8; k_m= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng:

M_m = 23,6.20².0,1^0,8.1 = 1496,3kG.mm

Công suất cắt được xác định như sau:

          N_c = =  = 0,72kW.

So với công suất của máy:

          N_c £ N_m.h = 10.0,8 = 7

Như vậy máy 2620A đủ công suất để gia công lỗ có đường kính là f50mm.

          Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1¸1,3), tốc độ cắt V =  10 mm/vòng.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t vào công thức:

                                       n_t = 159,2vòng/phút

          Þ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n_m = 122 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.

          Tính lại tốc độ cắt:

          v = 7,66(v/ph).

 Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công III.

4.Nguyên công IV.  Phay 2 mặt đầu lỗ Ø 55.

a. Sơ đồ định vị.  

Ta chọn bề mặt

 đáy làm chuẩn định vị hạn chế 3 bậc tự do. Bề mặt lỗ Ø45

định vị 2 bậc tụ do. Và một chốt trụ chống xoay, như vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

b. Kẹp chặt.

Với sơ đồ lực kẹp như hình vẽ ta chọn cơ cấu kẹp nhanh để tăng năng suất gia công.

c.Chọn máy:

Với nguyên công này ta chọn gia công trên máy 6H82

 d. Chọn dao:  chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim.  Kết cấu dao .

bước 1 : Phay thô .

-Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm .

-Chiều rộng phay : B = 108 mm .

-Lượng chạy dao theo bảng X – 40 [ II ] : S_z = 0,2 ¸ 0,29 .

Chọn S_z = 0,22  ® S_v =S_z.Z = 2,2 mm / vòng .

-Tuổi thọ trung bình của dao theo bảng X – 45 : T = 240 phút .

-Tốc độ cắt :

                      V =

    Trong đó : C_v = 577 ; X_v = 0,17 ; Y_v = 0,32 ; U_v = 0,22 ; P_v = 0 ; q_v = 0,22

                             K_v = 0,664 ; T = 240 ; t = 2,36 ; S_z = 0,22 ; Z = 10 ; B = 108.

    Thay các hệ số vào ta được :

                   V =  = 96m/phút.

-Tốc độ vòng trục chính :

n =  =  = 191 vòng/phút

So sánh với máy : 160 < n < 200 ® Chọn n = 160 vòng/ phút.

-Lượng chạy dao máy  : S = S_z.n.z = 0,22.10.160 = 352 mm/phút.

So sánh với máy : 315 < S < 400® chọn S = 315 mm/phút.

-Thời gian máy :

T₀ =   = 0,77 phút.

bước 2: Phay tinh

-     Chiều sâu cắt : t = 0,14 mm .

-     Chiều rộng phay : B = 108 mm

-     Lượng chạy dao : S_v = 1,1 ¸ 2,1 mm / vòng, chọn S_v = 1,5 mm/ vòng

® S_z = 0,15 .

-     Tuổi thọ trung bình của dao : T = 240 phút .

-     Tốc độ cắt :

                      V =

   Trong đó : C_v = 825 ; q_v = 0,22 ; X_v = 0,17 ; Y_v = 0,1 ; U_v = 0,22 ; m = 0,33 ;

        P_v = 0 ; K_v = 0,664 .

thay số ta được :  

          V = = 166 m / phút .

-     Tốc độ vòng trục chính :

            n =  =  = 330 .

   so sánh với máy : 315 < n < 400  ® Chọn n = 315 vòng / phút .

-     Lượng chạy dao của máy :

     S = S_v.n = 1,5.315 = 472,5 mm / phút .

 So sánh với máy : 400 < S < 500  ® Chọn S 400 mm /phút .

      -   Thời gian máy :            

T_o = 0,54 phút .

Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công IV.

5. Nguyên công V.  Phay 2 mặt đầu lỗ

Ø 45.

a. Sơ đồ định vị.

     Ta chọn bề mặt

 đáy làm chuẩn định vị hạn chế 3 bậc tự do. Bề mặt lỗ Ø45

định vị 2 bậc tụ do. Và một chốt trụ chống xoay, như vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

b. Kẹp chặt.

Với sơ đồ lực kẹp như hình vẽ ta chọn cơ cấu kẹp nhanh để tăng năng suất gia công.

c.Chọn máy:

Với nguyên công này ta chọn gia công trên máy 6H82

 d. Chọn dao:  chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim.  Kết cấu dao .

          bước 1 : Phay thô .

-  Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm .

-  Chiều rộng phay : B = 108 mm

-  Lượng chạy dao theo bảng X – 40 [ II ] : S_z = 0,2 ¸ 0,29 .

Chọn S_z = 0,22  ® S_v =S_z.Z = 2,2 mm / vòng .

-  Tuổi thọ trung bình của dao theo bảng X – 45 : T = 240 phút .

-  Tốc độ cắt :

                      V =

          Trong đó : C_v = 577 ; X_v = 0,17 ; Y_v = 0,32 ; U_v = 0,22 ; P_v = 0 ; q_v = 0,22

                             K_v = 0,664 ; T = 240 ; t = 2,36 ; S_z = 0,22 ; Z = 10 ; B = 108.

          Thay các hệ số vào ta được :

V =  = 96m/phút.

-     Tốc độ vòng trục chính :

          n =  =  = 191 vòng/phút

          So sánh với máy : 160 < n < 200 ® Chọn n = 160 vòng/ phút.

-     Lượng chạy dao máy  : S = S_z.n.z = 0,22.10.160 = 352 mm/phút.

So sánh với máy : 315 < S < 400® chọn S = 315 mm/phút.

-     Thời gian máy :

T₀ =   = 0,77 phút.

  bước 2: Phay tinh

-     Chiều sâu cắt : t = 0,14 mm .

-     Chiều rộng phay : B = 108 mm .

-     Lượng chạy dao : S_v = 1,1 ¸ 2,1 mm / vòng , chọn S_v = 1,5 mm/ vòng

® S_z = 0,15 .

-     Tuổi thọ trung bình của dao : T = 240 phút .

-     Tốc độ cắt :

                      V =

  Trong đó :C_v = 825 ; q_v = 0,22 ; X_v = 0,17 ; Y_v = 0,1 ; U_v = 0,22 ; m = 0,33

        P_v = 0 ; K_v = 0,664 .

thay số ta được :  

                   V = = 166 m / phút .

-     Tốc độ vòng trục chính :

            n =  =  = 330 .

  so sánh với máy : 315 < n < 400  ® Chọn n = 315 vòng / phút .

-     Lượng chạy dao của máy :

     S = S_v.n = 1,5.315 = 472,5 mm / phút .

 So sánh với máy : 400 < S < 500  ® Chọn S 400 mm /phút .

      -   Thời gian máy :            

T_o = 0,54 phút .

Dựa vào trên ta có các giá trị công nghệ cho nguyên công V.

5.  NGUYÊN CÔNG VI: Khoan, tarô ren m8 mặt đầu 55

a.  Định vị & kẹp chặt:

Ø Định vị:

·     Mặt A của chi tiết được định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do.  

·     Dùng 1 chốt trụ  ngắn  định vị vào lỗ 55 khống chế 2 bậc tự do.

·     Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt bên khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại.

   Vị trí chính xác của các lỗ được xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn.

Ø Kẹp chặt:

·     Chi tiết được kẹp chặt thông qua 2 đòn kẹp.

b.  Chọn máy.

·     Nguyên công được thực hiện trên máy khoan đứng 2H125.

c.   Chọn dao.

·     Dùng mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thông thường.

·     Dùng mũi taro hợp kim cứng BK6.

d.  Tra chế độ cắt.

Ø Các bước cần thực hiện trong nguyên công:

Bước 1: Khoan lỗ 7

Bước 2: Tarô ren M8  

v Bước 1: Khoan lỗ 7

  Chiều sâu cắt t khi khoan:

  t ===3.5

 Theo bảng 5.94 (2) ta có:

  Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng.

Thì =82 m/ph

Vậy ===1865 vg/ph.

Tra theo máy thì =1440 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===63,3 m/ph.

v Bước 2: Tarô ren M8

 Dùng đồ gá khoan để taro luôn.

  Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2)).

Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 => s=0,28 mm/vòng

     =11 m/ph.

Vậy ===218,9 vg/ph.

Tra theo máy thì =180 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===9,04 m/ph.

   Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công 5:

6.  NGUYÊN CÔNG VII: khoan, tarô ren M8 mặt đầu 45

a.  Định vị & kẹp chặt:

Ø Định vị:

·     Mặt A của chi tiết được định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do.

·     Dùng 1 chốt trụ  ngắn  định vị vào lỗ 45 khống chế 2 bậc tự do.

·     Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt bên khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại.

   Vị trí chính xác của các lỗ được xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn.

Ø Kẹp chặt:

·     Chi tiết được kẹp chặt thông qua 2 đòn kẹp.

b.  Chọn máy.

·     Nguyên công được thực hiện trên máy khoan đứng 2H125.

c.   Chọn dao.

·     Dùng mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thông thường.

·     Dùng mũi taro hợp kim cứng BK6.

d.  Tra chế độ cắt.

Ø Các bước cần thực hiện trong nguyên công:

Bước 1: Khoan lỗ 7

Bước 2: Tarô ren M8  

v Bước 1: Khoan lỗ 7

          Chiều sâu cắt t khi khoan:

                    t ==  = 3.5

 Theo bảng 5.94(2) ta có:

  Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng.

Thì =82 m/ph

Vậy ===1865 vg/ph.

Tra theo máy thì =1440 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===63,3 m/ph.

v Bước 2: Tarô ren M8

 Dùng đồ gá khoan để taro luôn.

  Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2)).

Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 => s=0,28 mm/vòng

     =11 m/ph.

Vậy ===218,9 vg/ph.

Tra theo máy thì =180 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===9,04 m/ph.

   Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công VI:

7.  NGUYÊN CÔNG VIII:  khoan, tarô ren 8 lỗ m8 và khoan 2 lỗ côn.

a.  Định vị & kẹp chặt:

Ø Định vị:

·     Mặt bên của chi tiết được định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do.

·     Dùng 1 chốt trụ  ngắn  định vị vào lỗ 45 khống chế 2 bậc tự do.

·     Dùng 1 chốt trám định vị vào mặt lỗ

   55  khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại.

   Vị trí chính xác của các lỗ được xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn.

Ø Kẹp chặt:

·     Chi tiết được kẹp chặt thông qua 2 đòn kẹp.

b.  Chọn máy.

·     Nguyên công được thực hiện trên máy khoan đứng 2H125.

c.   Chọn dao.

·     Dùng mũi khoan ruột gà hợp kim cứng BK8 thông thường.

·     Dùng mũi taro hợp kim cứng BK6.

d.  Tra chế độ cắt.

Ø Các bước cần thực hiện trong nguyên công:

Bước 1: Khoan lỗ 7

Bước 2: Tarô ren M8  

Bước 3: khoan lỗ côn 6

v Bước 1: Khoan lỗ 7

  Chiều sâu cắt t khi khoan:

  t = = 3.5

 Theo bảng 5.94(2) ta có:

  Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng.

Thì =82 m/ph

Vậy ===1865 vg/ph.

Tra theo máy thì =1440 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===63,3 m/ph.

v Bước 2: Tarô ren M8

 Dùng đồ gá khoan để taro luôn.

  Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2)).

Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 => s=0,28 mm/vòng

     =11 m/ph.

Vậy ===218,9 vg/ph.

Tra theo máy thì =180 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===9,04 m/ph.

v Bước 3: Khoan lỗ 6

  Chiều sâu cắt t khi khoan:

  t == 3.

 Theo bảng 5.94(2) ta có:

  Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: =0,25….0,3 mm/vòng . 

 Theo bảng 5.95(2) ta có:

 Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , =0,28 mm/vòng.

Thì =82 m/ph

Vậy ===1865 vg/ph.

Tra theo máy thì =1440 vg/ph.

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

    ===63,3 m/ph.

   Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công VI:

8.  NGUYÊN CÔNG IX:  Kiểm tra độ vuông góc giữa 2 đường tâm lỗ.

a. Sơ đồ định vị:

          - Dùng chốt trụ ngắn định hai bậc tự do.

          - Dùng mặt bên của chốt trụ như phiến tì định vị 3 bậc tự do.

 Cách ghá đặt như hình vẽ bên.

b. Dụng cụ kiểm tra.

        - Dùng trục ghá và bạc lót lắp vào lỗ 45.

        - Dùng trục ghá thứ hai lắp vào lỗ 55.

        - Đồng hồ so để đo giá trị sai lệch.

c. Cách kiểm tra.

          Khi ta quay đồng hồ so quanh trục 1 giá trị lệch của lo so chính là độ không vuông góc giữa 2 đường tâm lỗ.

Gọi Ω là giá trị không vuông góc giữa hai tâm lỗ trên chiều dài chuẩn a.

Ω = l­₁ – l₂

Với l₁, l₂ là giá trị ở hai điểm đo.

IV.Tính toán thiết kế đồ gá.

Ø Thiết kế đồ gá cho nguyên công II: Khoét và doa lỗ ø55.

Ø Đồ gá thiết kế ra phải đảm bảo một số yêu cầu kĩ thuật như sau: Đảm  bảo việc gá đặt phải nhanh chóng, đơn giản, tốn ít công sức, sai số chế tạo đồ gá phải đảm bảo sao cho chi tiết gia công ra phải đảm bảo yêu dặt ra như vậy đồ gá thiết kế cũng phải đủ cứng vững và tránh làm xước bề mặt khi gia công.

1. Tính lực kẹp chặt W.

1.1. Tính lực cắt khi khoét, doa.

          Khi thiết kế đồ gá ta dùng lực cắt lớn nhầt để tính phần tính toán cho nguyên công thì ta đã có:

Lực cắt P₀ được tính như sau:

          P₀ = C_p.P^Zy.S^Yp.k_p.

Với C_P = 62; z_p = 1; y_p = 0,8; k_p = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy:

          P₀ = 62.20.0,1^0,8.1 = 194,56 KG.

Xác định mômen xoắn M_m:

M_m = C_m.D².S^Ym.k_m.

C_m= 23,6; y_m=0,8; k_m= 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng:

M_m = 23,6.20².0,1^0,8.1 = 1496,3kG.mm

1.2. Tính lực kẹp W khi khoét.

          Khi tính lực kẹp chặt W, thì ta phải tính cho trường hợp lực cắt lớn hơn

Theo sơ đồ trên, lực kẹp chặt tính toán phải thắng được ( giữ cố định được chi tiết) dưới tác dụng của lực cắt: Chống lật quanh điểm O, chống trượt do tác dụng của lực Px.                  

Chống lật quanh điểm O:

Mômen cân bằng đối với điểm O:

W.(230 +10) =  Pz .175 +Py.95

Thay số ta được: W =(849,5.175 + 352,4.95) /240 =760,8 N

v Lực kẹp chặt phải chống trượt:

Lực kẹp phải tạo ra lực ma sát trên chi tiết gia công thắng được lực chạy dao khi gia công Pxy:

P = W.(f +f)

Với: f : hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết.

        f : hệ số ma sát giữa chi tiết và phiến tỳ.

Nên   W =  420/(0,5  +0,1) = 700  (N)

Nếu tính đến các hệ số an toàn K thì ta có:

K = K. K. K. K. K. K. K

Trong đó:

Ø K=1,5: hệ số an toàn chung cho tất cả các trường hợp.

Ø K=1,2: hệ số an toàn trong trường hợp gia công thô.

Ø K=1,0: hệ số tính đến mòn dao.

Ø K=1,2: hệ số tính đến gia công gián đoạn.

Ø K=1,3: hệ số tính đến khi kẹp bằng tay.

Ø K=1,0: hệ số tính đến thuận tiện khi kẹp.

Ø K=1,0: hệ số tính đến vị trí trên phiến tỳ vì đã xét trường hợp lật.

Do vậy: K = 1,5.1,2.1,0.1,2.1,3.1.1 = 2,8.

Lực kẹp cần thiết khi gia công:

 W=K.P = 2,8.760,8  = 2130 (N).

Sử dụng cơ cấu đòn kẹp – bu lông kẹp ta có:

Q = W. = 2130 . 1,8 = 3834 (N).

Tính toán đường kính bu lông:

          d= C. = 1,4.(3834/80)^0,5 =9,69 mm.

Tra bảng 8.51(2): Lực kẹp Q đối với các loại đai ốc dùng cờ-lê vặn.

Bulông M12, r=5,43 mm, chiều dài cờ-lê vặn L = 120 mm.

Lực vặn của công nhân: P = 150 N =  7 kg.

2. Tính sai số chế tạo đồ gá.

Để tính sai số đồ gá ta dựa vào sai số gá đặt:

.

Trong đó:

Ø    : sai số đồ gá.

Ø    : sai số gá đặt.

Ø     : sai số chế tạo.

Ø    : sai số kẹp chặt.

Ø    : sai số chuẩn.

Ø    : sai số đồ gá do mòn.

Ø    : sai số điều chỉnh đồ gá.

2.1. Sai số chuẩn .

Chi tiết gia công được định vị trên mặt phẳng và 2 lỗ .

kích thước từ mặt đáy đến tâm lỗ có sai số chuẩn la 0

Ta có:  bước tiện tinh  5 .

2.2. Sai số kẹp chặt .

          Tra bảng 23 TKĐA CNCTM là 10

2.3. Sai số do mòn .

Sai số do mòn đồ gá được tính theo công thức gần đúng:

           =23 .

Trong đó: hệ số .

                 Số chi tiết gia công N = 6 000 chi tiết.

2.4. Sai số điều chỉnh .

Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá, sai số này phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp. Ta thường lấy gần đúng: = 5 .

2.5. Sai số gá đặt .

Sai số gá đặt cho phép thường lấy bằng 1/3 dung sai kích thước của bước công nghệ cần đạt:

          .

Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá :

          .  =20,7

          Lấy gần đúng: =20  = 0,02 mm.

VIII. Tính toán lượng dư gia công cho nguyên công III:

          Kích thước cần đạt là 20^±0,05 với độ nhám R_z20, tra bảng 5(TKĐACNCTM)  tương ứng với cấp nhẵn bóng 5

          Lượng dư nhỏ nhất :

          Z_imin = R_Zi-1 + T_i-1  + S_i-1 + e_i

Với phôi đúc trong khuôn vỏ mỏng, làm khuôn bằng máy, tra bảng 3-14 (STCNCTM) ta được cấp chính xác của phôi là cấp 14

Tra bảng 10 (TKĐACNCTM) ta có R_z = 250 mm, T_i­ = 350 mm

-       Sai lệch không gian của vật đúc:

+ Sai lệch do độ cong vênh :

                        r_c­ = D_K.L 

D_K : độ cong vênh trên 1 mm chiều dài D_K = 1

L : Kích thước lớn nhất của mặt phẳng gia công L = 24 mm

                        r_c­ = 1.24 = 24 

+ Sai lệch về độ không song song giữa mặt phảng chuẩn và mặt phẳng gia công : tra bảng 3 -11 (STCNCTM)  với dung sai của vật đúc là 520 mm

Ta có sai lệch độ không song song là : r_s = dung sai phôi / 2 = 520/2 = 260 mm

+ Vì sai lệch độ không song song và độ cong vênh là cùng chiều nên tổng sai lệch của phôi là :

                         r_­ =r_c­ + r_s­  =  24 + 260 = 284 mm

Z_imin = 250 + 350 + 284  = 884 mm = 0,884 mm

+ Lượng dư nhỏ nhất sau khi phay tra bảng 12 (TKĐACNCTM)  có R_z = 20,

 T = 30

+ Sai lệch không gian còn lại sau khi phay : r = 0,06.r_phôi = 0,06.264 =15,84 mm

Kích thước khi phay  19,95 + 0,016 = 19,966 mm

Kích thước của phôi 19,95 + 0,884 = 20,834 mm

Dung sai của nguyên công tra bảng 3 -91

    Của phôi   520mm

    Sau khi phay  210mm

Kích thước giới hạn :

Sau khi phay: L_min =19,97 mm

                       L_max = 19,97 + 0,21+ 0,21 = 20,39 mm

Kích thước của phôi

                             L _min= 20,83 mm

                             L_max = 20,83 + 0,21 + 0,52  =  21,56 mm

Lượng dư giới hạn :

Sau phay              :    Z_imin = 20,83 –19,97 = 0,86 mm

                                     Z_imax = 21,56 – 20,39 = 1,17 mm

Lượng dư tổng cộng :

                   Z_0min = min_phay = 0,86

                   Z_0max = max_phay = 1,17

Kiểm tra kết quả tính toán:

          Z_max – Z_min =1,17 – 0,86 = 0,31 mm

          s₃ - s₂  = 520 – 210 =310 mm  = 0,31 mm

nên kết quả tính toán chính xác.

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: ………..., đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

    Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ……..……., cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                       

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].Thiết kế Đồ án Công nghệ Chế tạo máy.

    GS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. NXB . KHKT HN 2004.

[2].Hướng dẫn Thiết kế Đồ án Công nghệ Chế tạo máy.

    GS.TS. NGUYỄN ĐẮC LỘC - LƯU VĂN NHANG.  NXB . KHKT HN 2004

[3].Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy (tập 1 & 2 & 3).

    GS.TS. NGUYỄN ĐẮC LỘC - PGS.TS. LÊ VĂN TIẾN. NXB . KHKT HN 2003.

[4].Atlas đồ gá. PGS.TS.TRẦN VĂN ĐỊCH. NXB . KHKT HN 2002.

[5].Đồ gá gia công cơ.

    PGS.TS. TRẦN VĂN ĐỊCH. NXB . KHKT HN 2002.

[6].Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và 2.

    Trịnh Chất. Lê Văn Uyển.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"