Tài liệu Phay nâng cao

Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS BÀI 1: PHAY TRỤC VÍT - BÁNH VÍT I.GIỚI THIỆU Khi cần truyền động giữa hai trục thẳng góc với tỉ số giảm tốc lớn và tải trọng lớn, ta dùng cặp bánh vít - trục vít. Cơ cấu truyền động này rất gọn, truyền động ổn định và có tính tự hãm tốt nhưng vì ma sát nhiều nên hiệu suất truyền động kém, bị nóng và tản nhiệt chậm. Ngoài ra, sức đẩy chiều trục quá lớn ảnh hưởng xấu tới ổ trục. Việc chế tạo bộ bánh vít - trục vít cũng tương đối khó. Trục vít có thể có một đầu ren hoặc hai, ba đầu ren tùy theo tỉ số giảm tốc cần có. II. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA MỘT BÁNH VÍT a. Các yêu cầu kỹ thuật - Răng có bền mỏi tốt - Răng có độ cứng cao, chóng mòn tốt - Tính truyền động ổn định, không gây ồn. - Hiệu suất truyền động lớn, năng suất cao. b. Các điều kiện kỹ thuật khi phay bánh vít.. - Kích thước của các thần phần cơ bản của một bánh vít khi được ăn khớp với trục vít. - Số răng đúng, đều, cân, cân tâm - Độ nhám đạt cấp 8 đến cấp 11 tức là: - Khả năng ăn khớp của bánh vít với trục vít III.CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA BÁNH VÍT - TRỤC VÍT Tương tự như bánh răng trụ xoắn ta có môđun thật và môđun giả (còn gọi là môđun chếch) Môđun thật (của chung cả cặp) là: Trong đó: - bước răng đo trên mặt cắt thẳng góc với răng. b. Môđun giả ( của chung cả cặp) là 2. Bước xoắn của răng (của chung cả cặp) Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 1 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Hình 11.1. Các thành phần của bánh vít trục vít ( là số đầu ren của trục vít: là đường kính của nguyên bản của trục vít) 3. Góc xoắn của răng bánh vít hay là góc đi lên của đường răng của trục vít: 4. Số răng ren Z1 của trục vít hay là số răng Z2 của bánh vít: Z1 tùy tỉ lệ giảm tốc; (Nếu = 1 thì ít nhất là 22. Nếu thì ít nhất là 26) 5. Số răng giả của bánh vít: 6. Đường kính nguyên bản : a. .Đường kính nguyên bản của trục vít: (trong đó, theo tiêu chuẩn trị số ) b. .Đường kính nguyên bản của bánh vít: Dp2 = Z2. mn 7. Đường kính đỉnh răng Di1 = Dp1 + 2mn Di2 = Dp2 + 2mn (nếu z1 = 1) Di2 = Dp2 + 1.5mn (nếu z1 = 2, 3) Di2 = Dp2 + mn (nếu z1 = 4 trở lên) 8. Đường kính trong (đường kính chân) Dc: a. Đường kính trong (đường kính chân) của trục vít: b. Đường kính trong (đường kính chân) của bánh vít: 9. Chiều cao đầu răng (của chung cả cặp) Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 2 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS 10. Chiều cao chân răng (của chung cả cặp) 11. Chiều cao toàn bộ răng (của chung cả cặp) 12. Khe hở chân răng (chung cả cặp) 13. Chiều dày răng (chung cả cặp) 14. Chiều rộng của bánh vít: nếu nếu 15. Khoảng cách hai trục: 16. Tỉ số truyền động : Z1 1 2 3 4 Bảng trị số q và góc q 8 9 10 11 0 0 0 0 7 07’30” 6 20’25” 5 11’40” 5 11’40” 14002’10” 12021’44” 100 10018’17” 20023’22” 18026’46” 18’17” 15015’18” 26033’54” 23057’15 15015’18” 19058’59 18058’05 12 4 45’49” 9027’41” 11002’10” 18026’06 0 13 4 23’55” 8044’46” 12059’41” 17006’10 0 Từ đó suy ra số vóng quay của bánh vít (bị đông): IV. PHƯƠNG PHÁP PHAY TRỤC VÍT, BÁNH VÍT 4.1. Phương pháp phay trục vít Về nguyên tắc, cách phay trục vít chính là phương pháp phay rãnh xoắn bằng dao định hình, kết hợp với việc chia độ nếu trục vít có nhiều đầu ren (Z1>1). Có thể phay bằng dao phay đĩa định hình (trên máy phay ngang) hoặc dao phay đứng định hình (trên máy phay đứng hoặc máy phay ngang). Nếu là trục vít có dạng răng hình thang, dao có dạng như rãnh răng. Nếu là trục vít có dạng răng thân khai, chọn dao theo môđun thật Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 3 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Hình 11.2. Phay trục vít bằng dao phay đĩa và dao phay trụ đứng mn của răng và là dao số 8 trong bộ dao. Khi phay thanh bằng dao phay đĩa (hình 11.2a), sườn răng bị ăn lẹm lúc cắt vào và thoát dao ra. Do đó thường chỉ phay thô rồi tiện tinh hoặc mài đúng, nhất là đối với loại trục vít thân khai. Với dao phay đứng (đầu côn), sườn răng không bị cắt lẹm (hình 11.2b). Khi phay trục vít lõm cong (gơlôbôit), phải có gá dao đặc biệt quay được một góc quay với bán kính quay tương ứng và cùng vận tốc với trục vít (rập theo chuyển động của cặp bánh vít- trục vít). Phay trục vít trên mặt trụ là một phương phay được áp dụng tương tự như các nguyên tắc gia công bánh răng nghiêng tức là phối hợp chuyển động tịnh tiến dọc và quay tròn của phôi (còn dao thì quay tại chỗ để cắt gọt ra phôi). Hai chuyển động đó phải xảy ra đồng thời với tỉ lệ nhất định, sao cho trong thời gian phôi quay được một vòng thì cũng tịnh tiến được một khoảng bằng bước xoắn S của rãnh. Chuyển động tịnh tiến dọc chính là chạy dao dọc tự động. Đồng thời từ vít của bàn máy dọc, chuyển động được truyền qua một bộ bánh răng lắp ngoài (thay thế được), dẫn tới trục của đầu chia, làm quay phôi. Bộ bánh phôi này được tính toán để đạt được bước xoắn cần thiết. Nếu phay bằng dao phay dạng đĩa (bao gồm dao phay góc) thì mặt phẳng của thân dao phải nằm chéo theo hướng xiên của rãnh để cho mặt cắt của rãnh có biến dạng như lưỡi dao và khi cắt rãnh sâu không bị kẹt dao. Yêu cầu này được thực hiện bằng cách xoay chéo bàn máy (của máy phay vạn năng) với giá trị số góc ự so với hướng cũ. Nếu phay bằng dao phay mặt đầu thì yêu cầu nghiêng dao không cần phải thực hiện. Nguyên tắc phay trục vít đã nói ở trên được cụ thể hóa qua khâu truyền động (có thể tham khảo bài phay bánh trụ răng nghiêng môđun 31) 4.2. Phương pháp phay bánh vít. Trong sản xuất hiện đại, người ta gia công bánh vít trên máy đặc biệt theo phương pháp phay lăn. Khi không đòi hỏi độ chính xác cao, ta có thể gia công bánh vít trên máy phay ngang vạn năng. Dao phay môđun dạng đĩa được chọn theo môđun mn của răng, số 8 và đường kính phải bằng đường kính của trục vít ăn khớp. Dao này chỉ dùng trong bước phay thô. Đến bước phay tinh, dùng dao phay trụ lăn có dạng răng như trục vít. Nội dung công việc trong từng bước như sau (h. 11.3) Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 4 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Hình 11.3. Quá trình cắt của của dao khi phay bánh vít 3.2.1. Phay thô (định hình) Phôi được lồng trên trục gá, chống giữa mũi tâm của đầu chia và ụ động. Xoay bàn máy xiên một góc (tức là góc xoắn của trục vít), trong đó chú ý hướng xoay cho đúng, cụ thể là: - Bánh vít xoắn tráI (trục vít ren phải) thì quay bàn máy ngược chiều kim đồng hồ; - Bánh vít xoắn phải (trục vít ren trái) thì quay bàn máy theo chiều kim đồng hồ. Rà cho dao trùng với tâm phôi. Cho dao cắt vào phôi và từ từ vặn bằng tay nâng bàn máy lên cho đủ chiều sâu (để lại lượng dư 0,2 ~ 0,4mm để phay tĩnh). Chiều sâu rãnh chính là chiều cao của răng h = 2,25mm. Có thể xác định theo các trị số sau (h.11.4) Hình 11.4. Xác định chiều sâu khi phay bánh vít Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 5 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Sau khi phay xong một rãnh, hạ bàn máy xuống rồi chia độ sang rãnh khác tiếp theo như cách trên; tuần tự cho đến rãnh cuối cùng. 4.2.2. Phay tinh (bao hình) Thay dao đĩa bằng dao phay trụ lăn có dạng răng như trục vít và đường kính ngoài xấp xỉ đường kính ngoài của trục vít (Kích thước lớn hơn một lượng bằng hai lần khe hở chân răng) Phôi vẫn gá chống hai mũi tâm nhưng tháo tốc ra để có thể quay tự do. Xoay bàn máy về vị trí bình thường. Điều chỉnh cho dao trung tâm với tâm phôi và cho răng dao lọt vào rãnh răng của phôi. Hãm bàn máy ngang và dọc. Từ từ nâng bàn máy lên dao phay sẽ vừa cắt thêm vào rãnh răng vừa kéo phôi quay theo. Như vậy các răng của bánh vít lần lượt được cắt tinh cho đến khi đạt chiều sâu của răng thì ngừng nâng bàn máy, nhưng tiếp tục cho cắt vài vòng nữa để đạt độ nhẵn tốt. Trong trường hợp máy phay ngang vạn năng không có hệ thống xoay bàn máy (tức là không xoay chéo được bàn máy), ta có thể xoay đầu phay nghiêng đi một góc , cũng được kết quả tương tự. Để gia công nhanh bánh vít với chất lượng cao, ta có thể áp dụng phương pháp phay bao hình trên máy có đầu phay vạn năng (h.11.5) Hình 11.5. Phay bánh vít bằng cách phay bao hình Đầu chia gá phôi được quay quanh trục thẳng đứng và có bộ bánh răng lắp ngoài truyền chuyển động quay tử vít me bàn máy lên. Nhờ vậy, khi vít me quay, phôi vừa tịnh tiến vừa quay tròn, tức là chuyển động lăn. Bộ bánh răng lắp ngoài được tinh chọn theo công thức: Trong đó: Ms – môđun chếch của bánh vít. Z – số răng thật của bánh vít. P – bước ren của vít me bàn máy. N – tỉ số truyền trong đầu chia (thường N = 40). Ví dụ : Với ms = 5; Z = 40; p = 6mm và N = 40, bộ bánh răng lắp ngoài được chọn như sau: Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 6 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Đầu phay phải quay chếch một góc (góc xoắn của trục vít). Rà cho dao trùng tâm với phôi. Di chuyển bàn máy ngang để lấy chiều sâu cắt rồi mở máy cho dao quay. Phôi vừa quay vừa tịnh tiến, sẽ bị dao cắt theo một rãnh theo nguyên tắc bao hình (lăn). Ngừng máy, đưa phôi về vị trí ban đầu, chia rãnh khác rồi tiếp tục phay lăn như trên. Vì dao nằm xiên một góc nên mặt rãnh gia công xong không đạt độ chính xác theo yêu cầu. Do đó, cần tăng đường kính dao xác định bằng đường kính vòng chia lên một lượng 0,2 – 0,3mm, theo công thức sau: Trong đó: Dp1 - đường kính nguyên bản của trục vít - góc xoắn của răng Có thể dùng dao khoét có 1 răng, để thay dao phay đĩa, trong đó dạng răng dao giống dạng răng trục vít. V. KIỂM TRA ĐỘ ĐIỀU ĐẶN CỦA BƯỚC RĂNG 5.1 Kiểm tra độ đều của răng: Hình 11.6. Pan me đo độ đều của răng Dùng calíp giới hạn, hoặc thước cặp, hoặc pan me đặc biệt (hình 11.6). Kích thước miệng đo a được xác định như sau (với răng có góc ăn khớp góc = 200) 5.2. Kiểm tra chiều dày của bánh răng Thường dùng loại thước cặp đo răng (hình 11.7) mỏ của thước cặp kẹp vào sườn răng với độ sâu h (chiều cao của răng) đo dây cung tương ứng với chiều dày của răng ở vòng tròn nguyên bản. Độ chính xác đạt tới 0,02mm. Kết quả đo được phải qua một phép tính nhỏ sau đây để tìm ra đáp số (lấy tới số lẻ thứ 2 là đủ ) : h, = m . a T=m.b Trong đó: m - môđun của răng a, b - hệ số tra của bảng 5 Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 7 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Hình 11.7. Kiểm tra chiều dày của răng Ví dụ: Bánh răng có 20 răng, môđun = 5 .Kích thước kiểm tra là: h = m . a = 5.1,0362 = 5,181 ~ 5,18: T = m. b = 5. 1,5686 = 7,843 ~7,84 Bảng hệ số a, b Z a b Z 12 - 13 1,0514 1,5663 26 - 34 14 -16 1,0440 1,5675 35 - 54 17 - 20 1,0362 1,5686 55 - 134 21 - 25 1,0294 1,5694 > 134 và tanh răng Bộ môn CTM&KNS a 1,0237 1,0176 1,0112 1,0047 b 1,5698 1,5702 1,5706 1,5707 VI. CÁC TRƯỜNG HỢP SAI HỎNG KHI PHAY TRỤC VÍT. 1. Góc đi lên sai và chiều sai. Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Có thể do tính toán bộ bánh răng lắp ngoài đầu chia bị nhầm lẫn, Nếu phay xong rồi mới phát hiện được thì hoặc tính đúng nhưng lắp sai. không sửa được. Muốn đề phòng, trước khi phay Không thể sửa được nên kiểm tra cẩn thận trong tính toán, củng như cách lắp bánh răng lắp ngoài. Xác định hướng xoắn chính xác, phay thử các vạch mờ trên toàn bộ mặt phôi rồi kiểm tra lại, nếu thấy đúng mới phay. Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 8 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS 2. Răng to, răng nhỏ Biện pháp khắc phục Nguyên nhân - Có thể do chia đầu răng không đúng (nếu Z1 > 1). Nếu phay chưa sâu mà kịp phát hiện thì có - Răng to, răng nhỏ hoặc chiều dày thể sửa được bằng cách xác định lại số lỗ và số các răng đều sai, có thể do chia sai vòng lỗ, khử độ rơ trong quá trình phay. số lỗ (số vòng thì đúng); hoặc khi chia độ không triệt tiêu khoảng rơ lỏng trong đầu chia; hoặc do chọn dao sai; hoặc do xác định độ sâu của rãnh răng không đúng. Cũng có thể ta thực hiện các bước rà phôi không tròn. 3. Dạng răng sai Nguyên nhân Có thể do dạng dao không đúng, hoặc có thể do rà dao chưa đúng tâm phôi. Nếu là dạng răng thân khai, có thể do chọn dao sai: sai môđun, sai số hiệu. Biện pháp khắc phục - Xác định chính xác khi chọn dao môđun và số hiệu. - Nếu còn lượng dư, có thể khắc phục đúng nguyên nhân rồi phay thêm tới kích thước. 4. Độ nhẵn bề mặt kém, không đạt. Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Độ nhẵn sườn răng quá kém - Do chọn chế độ cắt không hợp lí (chủ yếu là lượng chạy dao quá lớn). - Do lưỡi dao bị cùn (mòn quá mức độ cho phép ), hoặc dao bị lệch chỉ vài răng làm việc - Do chế độ dung dịch làm nguội không phù hợp., hệ thống công nghệ kém vững chắc - Không thực hiện các bước tiến hành khóa chặt các phương chuyển động của bàn máy. - Chọn chế độ cắt hợp lý giữa v, s, t. - Kiểm tra dao cắt trước, trong quá trình gia công. - Luôn thực hiện tốt độ cứng vững công nghệ: dao, đồ gá, thiết bị. - Luôn khóa chặt các vị trí bàn máy khi thực hiện các bước cắt. - Nếu lượng dư còn nhiều, khắc phục nguyên nhân rồi phay thêm lượt nữa. VII. CÁC TRƯỜNG HỢP SAI HỎNG KHI PHAY BÁNH VÍT. 1. Góc xoắn ß sai . Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Có thể do xoay bàn máy chưa đúng, hoặc rà dao chưa đúng tâm (khi phay định hình). Không sửa được 2. Răng to răng nhỏ Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 9 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Có thể do chia đầu răng không - Nếu phay chưa sâu mà kịp phát hiện thì có thể đúng sửa được bằng cách xác định lại số lỗ và số vòng - Răng to, răng nhỏ hoặc chiều dày lỗ, khử độ rơ trong quá trình phay. các răng đều sai, có thể do chia sai số - Nếu sai không nhiều thì qua bước phay bao lỗ, hoặc khi chia độ không triệt tiêu hình có thể làm cho răng đều nhau. khoảng rơ lỏng trong đầu chia; hoặc do chọn dao sai; hoặc do xác định độ sâu của rãnh răng không đúng. Cũng có thể ta thực hiện các bước rà phôi không tròn. 3. Dạng răng sai, bước răng sai Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Có thể do dạng dao không đúng, - Xác định chính xác khi chọn dao môđun và số hoặc có thể do rà dao chưa đúng tâm hiệu. phôi. Nếu là dạng răng thân khai, có - Nếu còn lượng dư, có thể khắc phục đúng thể do chọn dao sai: sai môđun, sai nguyên nhân rồi phay thêm tới kích thước. số hiệu và đường kính. Qua bước phay tinh, dạng răng vẫn sai, có thể dạng dao không đúng. 4. Độ nhẵn bề mặt kém, không đạt. Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Độ nhẵn sườn răng quá kém - Do chọn chế độ cắt không hợp lí (chủ yếu là lượng chạy dao quá lớn). - Do lưỡi dao bị cùn (mòn quá mức độ cho phép), hoặc dao bị lệch chỉ vài răng làm việc - Do chế độ dung dịch làm nguội không phù hợp., hệ thống công nghệ kém vững chắc - Không thực hiện các bước tiến hành khóa chặt các phương chuyển động của bàn máy. - Chọn chế độ cắt hợp lý giữa v, s, t. - Kiểm tra dao cắt trước, trong quá trình gia công. - Luôn thực hiện tốt độ cứng vững công nghệ: dao, đồ gá, thiết bị. - Luôn khóa chặt các vị trí bàn máy khi thực hiện các bước cắt. - Nếu lượng dư còn nhiều, khắc phục nguyên nhân rồi phay thêm lượt nữa. 1. Hãy điền nội dung thích hợp vào chỗ trống trong các trường hợp sau đây: a) Khi phay bánh vít các yêu cầu đặt ra là . b) Để đảm bảo cho việc ăn khớp tốt giữa bánh vít và trục vít phải tiến hành phay và tiến hành phay bằng phương pháp . c) Khi chọn số hiệu dao phay môđun để phay bánh vít người ta chon Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 10 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS 2. Hãy chọn câu đúng sau: Khi truyền động bánh vít, trục vít người ta thực hiện các bước truyền động theo hướng : Truyền động từ bánh vít đến trục vít Truyền động từ trục vít đến bánh vít Truyền động qua hệ thống trung gian 3.Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Phay bánh vít thô bằng tiến dao từ trên xuống dưới. 4 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Đường kính lõm của bánh vít được xác định khi Z1 = 1. Được tính bằng 1.5m. 5 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Hệ số q không phụ thuộc vào môđun. 6 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Xác định góc nghiêng của bánh vít phụ thuộc vào góc frôpin của trục vít. 7 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Không dùng hệ bánh răng lắp ngoài vẫn tiến hành chia các bánh răng có dạng vi sai. 8 .Trục vít, bánh vít có những yéu tố cơ bản gì? 9 .Trình tự và các bước phay trục vít như thế nào? 10 .Có những phương pháp gì để phay bánh vít. Trình tự và các bước phay bánh vít như thế nào? 11 .Có thể gặp những trường hợp sai hỏng nào cơ bản khi tiến hành phay trục vít, bánh vít. Nguyên nhân và các phương pháp phòng ngừa, khắc phục? 12 .a. Hãy tính toán các thông số hình học của một cặp bánh vít, trục vít truyền động với nhau theo tỉ số truyền i = 1:30 ; Z1 = 2; Di 1 = 40 (mm); m = 3.75; b. Hãy tính toán và tiến hành phay một cặp bánh vít, trục vít truyền động với nhau theo tỉ số truyền i = 1:28 ; Z1 = 3; Di 1 = 42 (mm); m = 3; các vòng lỗ trên các dĩa chia có từ 15 đến 49; các bánh răng lắp ngoài theo hệ 4; 5; N = 40; p = 6 (mm). Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 11 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG CÔN THẲNG I. KHÁI NIỆM, CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI 1. Khái niệm và công dụng: Bánh răng côn thẳng là một trong những chi tiết dùng để truyền chuyển động. Truyền mômen quay giữa hai trục thẳng góc hoặc cắt nhau một góc (trên cùng mặt phẳng), có tỉ số truyền thấp. 2. Phân loại Theo dạng răng có: dạng đường cong thân khai II. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA MỘT BÁNH CÔN RĂNG THẲNG 1. Các yêu cầu kỹ thuật - Răng có bền mỏi tốt - Răng có độ cứng cao, chóng mòn tốt - Tính truyền động ổn định, không gây ồn. - Hiệu suất truyền động lớn, năng suất cao. 2. Các điều kiện kỹ thuật khi phay bánh côn răng thẳng. - Kích thước của các thành phần cơ bản của một bánh răng côn, hoặc hai bánh côn răng thẳng ăn khớp. - Số răng đúng, đều, cân, cân tâm - Độ nhám đạt cấp 8, đến cấp 11 tức là Khả năng ăn khớp của bánh răng có cùng một môđun, và hợp thành góc 900. III.CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA BÁNH RĂNG CÔN THẲNG  - Môđun xét ở hai đầu: trong đó: m: là đầu lớn ứng với Dp ở đầu lớn m: ở đầu nhỏ ứng với Dp ở đầu nhỏ - Góc ăn khớp , thường dùng - Góc côn tức là nửa góc đỉnh của hình nón: Khi hai trục thẳng góc: Trong đó: 1 là bánh lớn, 2 là bánh nhỏ Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 12 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Khi hai trục cắt nhau với góc < 900 trong đó là góc mà hai trục cắt nhau tạo thành) - Khi hai trục cắt nhau với góc > 900 - Số răng thực z: - Số răng giả z’ (để chọn dao) - Bước răng t: - Đường kính nguyên bản Dp: Dp = z.m. Trong đó Dp đầu lớn thì lấy đầu lớn, Dp đầu nhỏ thì lấy đầu nhỏ. - Đường kính ngoài Di (răng có sửa đầu) Trong đó lấy Di đầu nào thì lấy Dp và h’ đầu ấy. (Thường thì lấy đầu lớn trong quá trình tính toán.) - Đường kính chân răng Dc (răng có sửa đầu): - Chiều cao răng: Chiều cao đầu răng: Khi ta xác định với răng thường thì f = 1, Còn trong trường hợp răng thấp thì ta có f’ = 0.8. Chiều cao chân răng: f ” = 1,25 với chân răng thông dụng; f “= 1,1 với răng thấp. Chiều cao toàn bộ : h = h’ + h’’ - Khoảng cách từ tâm đến đầu lớn của răng L Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 13 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang - Góc đỉnh của phần đầu răng - Góc đỉnh của phần chân răng Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS ’: ”: Góc răng đầu lớn : hoặc - Chiều dày răng (đo ở vòng tròn nguyên bản) S : Trong đó : z’ - Số răng giả. - Số răng tối thiếu zmin (để khỏi bị cắt chân răng) (trụ). zmin (trụ - Số răng tối thiểu của bánh răng trụ cùng môđun IV. PHƯƠNG PHÁP PHAY BÁNH CÔN RĂNG THẲNG 1. Chọn dao phay. Chọn dao có nhiều chiều dày bằng rãnh đầu nhỏ, nhưng dạng răng (tức là môđun và số hiệu răng) phải theo đầu lớn của răng. Như vậy, không thể dùng loại dao phay môđun thông thường như khi phay bánh trụ răng thẳng. Nếu không có loại dao đặc biệt với yêu cầu như nói trên thì phải tự chế mà dùng. Trường hợp răng dài quá 1/3 khoảng cách từ tâm O đến đỉnh đầu răng (đầu lớn); có thể dùng dao phay môđun tiêu chuẩn để phay thô (có sai số), cố gắng chọn dao có đường kính nhỏ. Khi chọn dao, cũng căn cứ môđun, góc ăn khớp, số răng cần phay và mỗi môđun cũng có ba bộ dao (8 con, 15con và 26 con) như khi phay bánh răng trụ. Những điều khác biệt quan trọng là số hiệu của dao không căn cứ số răng thực mà phải theo số răng giả của bánh răng: Ví dụ Bánh răng có 42 răng; Răng (khác hoàn toàn với z mà ta cần gia công là 42 răng). Vì vậy khi cần phay bánh răng côn răng thẳng ta phải chọn z giả theo bảng. Cho phép ta chọn số hiệu dao phay tổng đó số thuận dùng khi phay bánh răng có z nhỏ và số nghịch lớn dùng khi z lớn. Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 14 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS CHỌN SỐ HIỆU DAO PHAY THEO SỐ RĂNG GIẢ Số hiệu dao phay môđun Số thuận Số răng giả Z' Bộ 8 Số nghịch Bộ 26 dao Bộ 15 dao dao 12 1 1 1 8 13 1.5 1.5 14 2 2 15 2.25 2 7 2.5 16 2.5 17 3 3 18 3.25 3 6 19 3.5 3.5 20 3.75 21 4 4 22 4.25 4 5 23 4.5 4.5 24-25 4.75 26-27 5 5 28-29 5.25 5 4 30-31 5.5 5.5 32-34 5.75 35-37 6 6 38-41 6.25 6 3 42-46 65 6.5 47-54 6.75 55-65 7 7 66-79 7.25 7 2 80-102 7.5 7.5 103-134 7.75 >134 và thanh răng 8 8 8 1 2. Lắp dao phay Đối với dao phay môđun sử dụng để phay bánh côn răng thẳng, ta phải lấy tâm dao trước khi lắp dao phay lên trục dao. Bằng cách lấy một loại bột màu xoa lên mặt của lưỡi dao dùng mũi vạch lấy dấu một đường bổ dọc chia bề dày dao ra làm hai phần đều nhau. Lắp dao lên trục gá dao, lót thêm các vòng đệm sao cho dao càng gần thân máy càng cứng vững (miễn là không bị vướng hoặc ảnh hưởng đến công việc khi phay) Chọn chế độ cắt Tính và chọn dao theo cách thức như khi xác định chế độ cắt để phay bánh trụ. Với dao phay dạng đĩa bằng thép gió có thể lấy theo bảng sau. CHỌN CHẾ ĐỘ CẮT KHI PHAY RĂNG BẰNG DAO THÉP GIÓ Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 15 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Yếu tố cắt gọt v Sp Khoa Cơ Khí Công việc phay và môđun Thép Thép 45 40X Công việc 32 40 268 200 190 170 155 143 134 126 120 109 101 95 90 85 78 70 Phá láng 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Môđun 4.5 5 6 7 8 9 10 12 15 30 37,5 183 150 130 110 106 98 92 86 82 75 69 65 61 58 53 47 Vật liệu gia công Gang xám Thép HB = 150 20X 180 và đồng thanh 22 25 27 31 107 400 88 328 76 284 68 253 62 231 57 214 54 200 51 189 48 170 44 163 41 151 38 141 36 133 34 127 31 116 28 103 Bộ môn CTM&KNS Đồng thanh và đồng thau 40 50 565 463 401 358 327 302 283 267 252 231 213 200 188 179 163 146 3. Gá và xoay phôi Hình 11.9. Phôi được gá trên đầu phân độ đặt trên một mâm xoay Phôi lắp trên trục gá, trục gá có chuôi côn cắm vào lỗ của đầu chia (hoặc cặp trên mâm cặp của đầu chia. Đầu chia được lắp trên một mâm xoay 3600. Quay góc của đầu trục lên một góc so với mặt nằm ngang (h 11.9.). Góc quay đã được xác định bằng phương pháp tính toán. Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 16 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Ở đây: - góc quay của trục dao - góc nửa đỉnh răng - góc tạo bởi đáy của rãnh răng với đường sinh của hình côn nguyên bản. Như vậy đối với cặp bánh răng mà tâm của hai trục tạo thành một góc 90 0 thì được xác định như sau: Toàn bộ đầu chia được gá lên mâm cặp quay để có thể quay được trên mặt phẳng khi mở rãnh răng. Chú ý răng đạt hai yêu cầu sau: Độ đồng tâm và độ dốc của phôi. 4. Phay phá răng Thực hiện phay phá răng bánh côn răng thẳng ta sử dụng dao phay môđun đầu nhỏ. Nâng bàn máy cho dao bắt đầu tiếp xúc với mặt phôi. Lùi dao theo chiều dọc một khoảng ngắn nhưng phải ra khỏi bề mặt phôi. Nâng bàn máy một lượng phù hợp đối với chiều cao của môđun đầu nhỏ, rồi khóa bộ côngxon để chống rung động. Cho dao quay, vặn bàn dao dọc bằng tay từ từ, tới khi dao bắt đầu cắt thì cho chạy tự động. Rãnh răng thứ nhất hình thành với chiều sâu đúng, nhưng chiều rộng mới bằng chiều rộng ở đầu nhỏ của rãnh răng. Chế độ cắt được xác định như khi phay bánh răng trụ răng thẳng. 5. Chia độ Sau khi phay phá xong mỗi rãnh răng, phải chia độ để phay tiếp răng khác. Căn cứ số răng thực (Z), để chọn đĩa chia và chọn số lỗ cần thiết. Nếu gặp những bánh răng có số lẻ mà phương pháp chia thông thường không chia hết, thì chúng ta phải thực hiện chia theo các phương pháp chia vi sai hoặc bằng phương pháp chia 2 lần (như các bài học đã học ở môđun 30 và 31). Trong trường hợp phải sử dụng phương pháp chia vi sai, đối với trục chính đã được xoay xiên thì không thể chia độ vi sai được vì hai trục đó không song song thì không thể truyền động cho nhau bằng bộ bánh răng thay thế được. Vậy cần được khắc phục theo một trong ba biện pháp sau: - Trong sản xuất hàng loạt, ta có thể đặt toàn bộ đầu chia lên một bàn đế có mặt dốc đúng dốc bằng góc . Nhờ vậy, mặc dù trục đầu chia không quay ngược lên được, ta cần chia độ vi sai được như thường. - Trong sản xuất đơn chiếc, có thể dùng hai đầu chia có N (N là đặc trưng của đầu phân độ) giống nhau. Đầu chia thứ nhất gá phôi; quay trục của đầu chia này ngóc lên một góc . Đầu chia thứ hai đặt nối tiếp phía sau và trục vẫn nằm ngang; mâm cặp kẹp trục gá của bánh răng a khớp với bánh răng b lắp ở trục phụ ở đầu chia thứ nhất (không nhất thiết phải có bánh răng trung gian hoặc 4 bánh răng: a, b c, d. Nếu xê dịch được đầu chia thứ hai cho hai bánh răng ăn khớp trục tiếp). Việc chia độ gồm hai bước: chia phần chẵn bằng đầu chia thứ nhất, sau đó dùng để chia lần thứ hai để bù trừ phần lẻ. - Nếu không có đầu chia vi sai, có thể áp dụng phương pháp chia độ phức tạp (xem lại bài: Sử dụng đầu phân độ, thuộc môđun 29) . 6. Phay mở rộng rãnh đầu lớn Trong bước phay phá, ta mới phay thành rãnh rộng bằng đầu nhỏ trên suốt chiều dài. Như vậy, ở đầu lớn phải mở rộng rãnh răng. Đầu chia (có gá phôi) được đặt trên Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 17 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS mâm gá quay; cho xoay một góc e theo hướng xoay sang hướng trái một góc e để phay mở nối sườn răng còn lại Góc e được xác định theo công thức : Trong đó: S - Chiều dầy răng ; b - Chiều rộng răng ; L - Khoảng cách từ răng đến mặt đầu lớn. Sau khi phay rãnh trái trước ta xoay phôi lại với góc 2e theo hướng ngược lại. Kiểm tra lại rãnh đã phay, nếu chưa đạt yêu cầu điều chỉnh lại. Cần xoay góc để phay đúng. Chú ý trong khi mở răng nên kiểm tra cả chiều sâu răng lẫn chiều dày và chiều rộng răng theo tính toán. 7. Kiểm tra chiều dày răng S Sau khi phay đúng xong hai rãnh liên tiếp (tức là tạo thành một răng), cần kiểm tra kích thước S, h’ và h” bằng thước cặp đo răng (như bài học ở trên), hoặc bằng dưỡng tôn có chiều rộng tương ứng hai đầu răng và góc dốc. Với đầu nhỏ của răng, ta có quan hệ: 8. Sửa răng Sau khi phay mở rộng rãnh, chiều dày răng phía đầu nhỏ vẫn còn lớn hơn kích thước yêu cầu vì dao phay lấy mặt đáy rãnh làm chuẩn. Muốn ăn khớp tốt, sau khi phay xong phải sửa lại sườn răng bằng giũa cho đến khi khít với dưỡng, hay với một bánh răng chuẩn cho trước. 9. Vê góc Ở đầu lớn của răng thường bị nhọn góc. Cần vê cho mất góc nhọn này đi để mặt đỉnh răng song song với đường tâm lỗ trục. (Việc này có thể làm trên máy tiện). V. CÁC TRƯỜNG HỢP SAI HỎNG KHI PHAY BÁNH CÔN RĂNG THẲNG. 1. Dạng răng không đúng. Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Dạng răng không đúng: Có thể do chọn dao sai thông số hoặc sai số hiệu sai bởi khi phay bánh côn răng thẳng phải chọn số hiệu dao theo số răng giả đã được tính toán. - Cũng có thể do sửa răng chưa đúng, hoặc do dao mòn, dao đảo. - Răng xiên: Có thể do rà dao chưa trúng tâm phôi hoặc bàn máy ở vị trí lệch. - Tính toán sai hoặc mở góc không đúng - Cần kiểm tra lại số hiệu dao, nếu không đúng phải thay thế. - Nếu số lượng dư (răng còn lớn và rãnh chưa đủ sâu), có thể khắc phục nguyên nhân rồi phay đúng bằng dao tốt và giũa cẩn thận. - Điều chỉnh lại tâm của bánh răng nếu chiều sâu rãnh chưa đủ. - Kiểm tra lại góc mở có thể điều chỉnh cho đúng. 2. Răng không đều, lệch tâm Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Bước răng không đều răng to răng nhỏ: - Muốn tránh, ta không nên phay xong răng Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 18 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS Có thể do chia độ không đúng (sai số lỗ này tiếp tục sang răng khác liên tiếp mà nên hoặc không triệt tiêu chia độ) Cũng có thể phay cách quãng một số răng. (chú ý khi do khi mở rộng rãnh đã cho dao cắt quá quay phôi ngược chiều phải quay ngược quá mức. Nếu rãnh còn nhỏ, khắc phục đúng rồi quay xuôi trở lại tới vị trí chia độ để triệt nguyên nhân rồi phay thêm. tiêu độ rơ lỏng. Nếu phay chưa sâu mà kịp - Do chọn số vòng và số lỗ của đĩa chia bị phát hiện thì có thể sửa được sai, hoặc do nhầm trong thao tác chia độ, - Trong trường hợp rãnh răng bị lệch tâm, hoặc do tính và lắp sai các bánh răng thay độ không cân tâm, ta nên kiểm tra trước khi thế (khi chia độ vi sai) phay chưa hết chiều sâu của rãnh, nếu phát - Răng to, răng nhỏ hoặc chiều dày các hiện được bằng quan sát hoặc bằng một răng đều sai, có thể do chia sai số lỗ (số phương pháp đo bằng dưỡng biên dạng của vòng thì đúng); hoặc khi chia độ không từng rãnh, ta có thể thực hiện lại cách xác triệt tiêu khoảng rơ lỏng trong đầu chia; định tâm bằng phương pháp chia đường tròn hoặc do chọn dao sai; hoặc do xác định thành hai phần đều nhau, hoặc bốn phần đều độ sâu của rãnh răng không đúng, toàn bộ nhau. Nếu đã đủ chiều sâu, không sửa được. bánh răng chỉ có một răng (phay cuối - Rà lại và phay thêm phía rãnh còn chưa đủ cùng) bị sai (to hoặc nhỏ hơn), đó là do chiều sâu. sai số của nhiều lần chia độ dồn lại, gọi là sai số tích lũy. - Cũng có thể ta thực hiện các bước rà phôi không tròn, hoặc trong quá trình chuẩn bị phôI không chính xác. 3. Độ côn sai. Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Đường kính phôi sai, góc côn sai, lỗ - Trước khi phay, phải kiểm tra phôi để phát không đồng tâm với đường kính ngoài. hiện các dạng sai hỏng từ nguyên nhân - Tính toán góc nâng của phôi không trước. chính xác. - Kiểm tra góc nâng của phôi trong quá trình - Không khóa chặt các vít hãm đầu chia, gá. đầu nâng, bàn máy khi phay. - Luôn thực hiện tốt độ cứng vững công nghệ: dao, đồ gá, thiết bị. 4. Độ nhẵn bề mặt kém, không đạt. Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Do chọn chế độ cắt không hợp lý (chủ - Chọn chế độ cắt hợp lý giữa v, s, t. yếu là lượng chạy dao quá lớn). - Kiểm tra dao cắt trước, trong quá trình gia - Do lưỡi dao bị cùn (mòn quá mức độ công. cho phép), hoặc dao bị lệch chỉ vài răng - Luôn thực hiện tốt độ cứng vững công làm việc nghệ: dao, đồ gá, thiết bị. - Do chế độ dung dịch làm nguội không - Luôn khóa chặt các vị trí bàn máy khi thực phù hợp., hệ thống công nghệ kém vững hiện các bước cắt. chắc - Không thực hiện các bước tiến hành khóa chặt các phương chuyển động của bàn máy. 1 . Hãy điền nội dung thích hợp vào chỗ trống trong các trường hợp sau đây: Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 19 Trường Cao Đẳng Nghề Nha Trang Khoa Cơ Khí Bộ môn CTM&KNS a) Khi phay bánh côn răng thẳng môđun cần chọn là . b) Để xác định một bánh răng có dạng vi sai ta phải xác định bằng cách và quá trình thực hiện phay một bánh côn răng thẳng có dạng vi sai, ta phải . c) Để hoàn thành việc gia công một bánh côn răng thẳng ta phải tiến hành bước. Đó là . 2 .Hãy chọn câu đúng sau: Khi phay bánh côn răng thẳng thường xảy ra hiện tượng răng không đều do những nguyên nhân chủ yếu sau: Xác định số lỗ và số vòng lỗ không đúng Điều chỉnh góc mở không đúng kỹ thuật Độ không cứng vững của công nghệ Xác định tâm phôi không chính xác Tất cả các phương án trên 3 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Hai bánh trụ răng công thẳng truyền động với nhau khác 900. 4 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Xoay bàn máy khi mở góc côn. 5 .Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Một bánh trụ răng côn thẳng có hai môđun. Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Nâng bàn máy có góc tương ứng với góc côn. Hãy đánh dấu vào một trong hai ô (đúng-sai) trong trường hợp sau đây: - Nâng bàn máy có góc tương ứng với góc côn. 8 .Bánh côn răng thẳng có những yêu tố cơ bản nào quan trọng, tính toán như thế nào? 9.Cách chọn dao phay để phay bánh côn răng thẳng như thế nào? 10 .Tại sao phải phay mở rộng rãnh? Mở rộng như thế nào? Sửa lại răng như thế nào? 11 .Khi phay bánh răng côn răng thẳng, có thể xảy ra các trường hợp sai hỏng gì? Cách khắc phục từng trường hợp như thế nào? 12 .Hãy tính toán và tiến hành phay bánh côn răng thẳng biết:: m = 2; = 45°; z = 30; N = 40; các vòng lỗ trên các dĩa chia có từ 15 đến 49. 13 .Hãy tính toán và tiến hành phay hai bánh côn trụ răng thẳng ăn khớp biết: A = 80; m = 2.5; i = 1/2; N = 40; các vòng lỗ trên các dĩa chia có từ 15 đến 49. Giáo trình Phay Nâng Cao Trang 20