CHƯƠNG IX MÁY GIA CÔNG RĂNG Truyền động răng được sử dụng rộng rãi trong thiết bị công nghiệp cũng như trong đời sống sinh hoạt nhờ các ưu điểm sau Có khả năng truyền được công suất từ nhỏ đến lớn Độ.
CHƯƠNG IX MÁY GIA CÔNG RĂNG Truyền động sử dụng rộng rãi thiết bị công nghiệp đời sống sinh hoạt nhờ ưu điểm sau: Có khả truyền cơng suất từ nhỏ đến lớn Độ xác truyền động cao Độ bền cao Có thể làm việc điều kiện mơi trường Hiện có nhiều tiến lĩnh vực điều khiển điện, điện tử cho phép biến đổi tốc độ cấu chấp hành phạm vi rộng với đặc tính ổn định cao, tiện lợi tin cậy, giá thành hạ Tuy nhiên truyền động phận thay máy móc thiết bị Có nhiều cách phân loại bánh Theo dạng có: Dạng trịn, dạng thân khai, dạng hình thang, dạng Nơvikop Theo bề mặt hình thành có: Bánh trụ thẳng, bánh trụ nghiêng, bánh côn, bánh cong, bánh sóng Dạng sử dụng rộng rãi dạng thân khai Vì: Tỷ số truyền truyền sử dụng dạng thân khai không thay đổi Độ bền mòn bền uốn cao Dao dễ chế tạo: Dạng khởi thuỷ răng, mặt tạo thành dụng cụ cắt mặt kẻ nên sử dụng dụng cụ có dạng đường thẳng để chế tạo dao cắt 9.1 Các phương pháp gia công bánh Cắt theo phương pháp chép hình Cắt theo phương pháp bao hình khơng tâm tích Cắt theo phương pháp bao hình tâm tích * Cắt theo phương pháp chép hình Dụng cụ cắt theo phương pháp chép hình: Ở profin dụng cụ hình chiếu profin mặt đáy nguyên hình profin răng bánh gia cơng Có loại dụng cụ sau: Dao phay ngón mođun Dao phay đĩa mođun Dao chuốt vịng Đầu dao xọc cắt đồng thời * Phương pháp bao hình có tâm quay Ở tâm dụng cụ tâm quay bánh lăn không trượt với Prôfin bánh gia công đường bao vị trí khác dụng cụ trình cắt Dao lược cắt Dao phay lăn Dao xọc Dao cà Cặp dao xọc nghiêng Cặp dao lược nghiêng * Gia cơng phương pháp bao hình khơng tâm quay Prôfin bánh gia công tạo nên đường bao vị trí khác lưỡi cắt dụng cụ Nhưng trình cắt, dụng cụ bánh gia cơng khơng có tâm quay Các dao cắt theo phương pháp giống dao cắt theo phương pháp định hình Khi dùng phương pháp bao hình có tâm quay khơng có tâm quay Profin dụng cụ không trùng với profin bánh gia công Các dao chuốt đầu dao xọc liên tục làm việc theo phương pháp chép hình bao hình khơng tâm quay có suất cao nhờ số đặc điểm sau: Chỉ dùng lát cắt để tạo profin Có khả cắt tồn đồng thời lúc Độ nhẵn bề mặt cao Prôfin không bị gãy khúc 9.1.1 Cắt theo phương pháp chép hình Cắt dao phay đĩa dao phay ngón modun Kết cấu dao phay đĩa mơđun; dạng đĩa, có lỗ lắp trục dao rãnh then để truyền mô men xoắn Hai đầu gia cơng xác đảm bảo song song với vng góc với tâm lỗ, độ đảo hướng tâm khơng vượt q 0,05mm/tồn chu vi Trên mặt đầu dao phay, nhà sản xuất ghi thơng số sau: mođun, số hiệu dao va góc profin (góc áp lực bánh răng) Sau cắt xong rãnh đầu phân độ quay góc để cắt tiếp rãnh bánh gia công xong Trong trường hợp này, profin dao phay (hay hình chiếu lên mặt đáy phải hồn tồn giống profin rãnh gia công) Như vậy, rãnh chép lại profin làm việc dao, vậy, phương pháp gọi phương pháp chép hình Phương pháp cho độ xác thấp do: Sai số phân độ Sai số profin dao việc chế tạo dao thành Vì phương pháp áp dụng cho sản xuất đơn loạt nhỏ Hình 9.1 Cắt phương pháp chép hình Dao phay đĩa modun có hai loại: Dao phay thơ (răng hình thang) dao phay tinh (dạng thân khai) Như trình cắt phương pháp chép hình theo nguyên lý tạo hình đơn giản, kết cấu máy, đồ gá dụng cụ cắt đơn giản, thực máy vạn máy phay có sử dụng đầu phân độ Tuy nhiên, xích phân độ ngắn profin dao khơng có sai số lý thuyết đơn giản chế tạo Mỗi dao gia công số lượng hạn bánh Khi gia cơng bánh nghiêng có sai số biên dạng thân khai Nên phương pháp gia công chép hình lại thích hợp với sản xuất loạt lớn hàng khối Đây trường hợp xọc chép hình sử dụng đầu dao xọc cắt đồng thời 9.1.2 Cắt phương pháp bao hình Được sử dụng rộng rãi sản xuất hàng loạt nhờ ưu điểm sau: Năng suất cao trình cắt gọt liên tục, thao tác phân độ trùng với thao tác bao hình Tính vạn cao cần dao cắt bánh có modun góc áp lực số hệ số dịch chỉnh khác Độ xác cao nhờ vào ngun lý bao hình, nên khơng chịu ảnh hưởng sai số profin phân chia số cho dao Nguyên lý cắt theo phương pháp bao hình: Để hiểu rõ nguyên lý bao hình, ta xét trường hợp gia công sau: a Phay lăn Khi phay lăn răng, dao phay dạng trục vít quay tròn theo quan hệ: n ph = nd Zd Z ph Trong đó: Zd số đầu mối dao phay trục vít Zph số bánh cần gia công Để đảm bảo mối quan hệ vận tốc nêu trên, dao phơi phải có quan hệ động học xác thơng qua xích bao hình máy phay lăn Như vậy, trình tạo hình lăn tương tự ăn khớp trục vít bánh vít a) c) Hình 9.2 Sơ đồ gia công Phương pháp lăn b) Phương pháp xọc c) Xọc b Xọc Khi xọc răng, dao xọc có chuyển động tịnh tiến qua lại tạo chuyển động Sau hành trình dao xọc, dao quay góc tạo chuyển động chạy dao vịng, Đồng thời, phơi quay góc theo quan hệ: n ph = nd Zd Z ph Trong đó: Zd số dao xọc Zph số bánh cần gia công Trong trường hợp này, trình bao hình lặp lại ăn khớp bánh với bánh thơng qua đường truyền bao hình c Cắt dao xọc Tương tự xọc răng, dao xọc chuyển động tịnh tiến lại tạo chuyển động Sau hành trình, dao dịch chuyển thẳng dọc theo trục dao lượng S, phơi quay góc theo quan hệ: α= S π D rad Trong đó: D đường kính vịng chia bánh gia cơng Như trình cắt tương tự ăn khớp bánh với Qua ba trường hợp đây, ta rút nguyên lý cắt phương pháp bao sau: Gia cơng bánh phương pháp bao hình nhắc lại ăn khớp cưỡng bánh với bánh răng, trục vít bánh vít với bánh răng… Trong đóng vai trị dao, đóng vai trị phơi 9.2 Máy xọc 9.2.1 Công dụng nguyên lý làm việc Máy xọc dùng để gia công bánh trụ thẳng nghiêng theo nguyên lý bao hình: nhắc lại ăn khớp bánh với bánh Trong q trình gia cơng, dao xọc dạng bánh chuyển động tịnh tiến lại tạo chuyển động (htk/p) Sau hành trình, dao xọc quay góc tạo chuyển động n= z dao z ph chạy dao vịng, đồng thời phơi quay góc theo quan hệ nhờ vào xích phân độ (xích bao hình điều chỉnh sẵn) Chuyển động phân độ chuyển động liên tục (khơng tính đến chuyển động gián đoạn chuyển động chính) Khi gia cơng bánh nghiêng, ngồi chuyển động chính, chuyển động chạy dao vòng chuyển động phân độ, phải có chuyển động bổ sung vi sai để tạo chuyển động xoắn ốc bánh Trong trình cắt, dao xọc vừa chuyển động tịnh tiến, vừa có chuyển động quay tròn để tạo đường xoắn bánh gia công Như vậy, trường hợp chuyển động bổ sung vi sai đặt vào dao 9.2.2 Máy xọc 514 a Công dụng Máy xọc 514 máy xọc đứng sử dụng để gia công bánh trụ thẳng bánh nghiêng Đặc biệt máy thích hợp để gia công bánh bánh bậc, khoảng cách bậc khối bánh gần mà dao phay lăn cắt hết chiều dài được, máy có ưu gia công vành nan quạt, khơng địi hỏi phải gia cơng vành hồn chỉnh, phơi khơng cần quay trịn vịng Dao xäc Q1 T 4(Sk) § C1 Q2 iV 13 T3 Phôi A0 Dao xọc Q1 Đĩ a biên Q2 10 A T3 Phôi M1 Q1 Đ2 Q2 B Sk C2 M2 C1 12 § C2 Q1 11 Sk 14 Q2 i0 iX 15 §1 iS § Hình 9.3 Sơ đồ gá dao phơi Hình 9.4 Sơ đồ kết cấu động học b Sơ đồ kết cấu động học * Xích tốc độ: ĐC1 - - iv - - - đĩa biên → dao xọc (1vg đĩa biên - htk dao xọc) * Xích bao hình: Q1 - BV/TV - - - ix - - - Q2 * Xích chạy dao hướng kính: Đĩa biên - - - - - i0 - 10 - M1 - 11 - Cam C2 (đẩy dao tiến SK) * Xích cấu trì chiều sâu h: Khi SK tiến hết chiều sâu gia công h → M1 mở: Q2 - - - 12 - M đóng - cam C2: tiếp tục quay để điều khiển tự động chu trình gia cơng * Xích nhường dao: Khi lùi dao → phơi lùi khơng mịn dao Đĩa biên quay vòng - - 13 - 14 - Cam C1 kéo phơi ra, đẩy phơi vào lần * Xích chạy dao vịng: (Để Tính suất máy) Đĩa biên - - - - - Đ (đảo chiều) - is - - - TV/BV - dao quay Q1 Đơn vị: Svòngmm đo vòng tròn nguyên dao dao lên xuống lần * Xích chạy dao nhanh: ĐC2 - 15 - - phôi c Nguyên lý hoạt động 1- Thân máy; 2- Chạc phân độ; 3- Trục chính; 4- Cơ cấu truyền dẫn thẳng khứ hồi; 5- Cơ cấu truyền dẫn quay đến đầu xọc; 6- Bàn di động (hộp đầu xọc); 7Sống trượt; 8- Bộ phận chuyển động chạy dao hướng kính; 9- Bàn máy Hình 9.5 Các phận máy xọc 514 Máy gia cơng theo phương pháp bao hình Khi cắt chuyển động chuyển động tịnh tiến theo hành trình kép dao xọc song song với trục phôi trục dao Phôi gá bàn gá có chuyển động quay phân độ đồng thời với chuyển động chạy dao vòng dao xọc Để cắt hết chiều sâu cắt, phơi có chuyển động dịch chuyển hướng kính (chạy dao hướng kính) Để gia cơng hết chu vi bánh răng, chuyển động quay (bao hình – phân độ ) phôi thực qua 1, vòng quay tuỳ thuộc vào mođun bánh lớn hay nhỏ Như dịch chuyển hướng kính phơi thực liên tục qua 1, vịng quay phơi Sau vịng quay cuối cùng, máy tự động dừng * Xích tốc độ Chuyển động máy (chuyển động tịnh tiến lại theo hành trình kép) 100 dẫn động nhờ động điện (N = 2,2KW, n =1430v/p) qua truyền đai 280 , 22 29 37 46 ; ; ; trục I qua cặp bánh 88 81 73 64 đến trục II, cấu bánh đầu trục II với đĩa biên (có thể điều chỉnh hướng kính chốt biên để điều chỉnh khoảng chạy) qua cần nối với có m = 3,25, bánh z = 26, trục III, truyền bánh – z= 26 với lắp trục dao để tạo chuyển động Khi đĩa biên (đầu trục II) quay đem dịch chuyển lại, cấu – bánh đầu trục III làm trục III quay lắc Chuyển động quay lắc trục qua cấu bánh đầu bên phải trục III làm trục máy chuyển động tịnh tiến lại Lượng di động tính tốn chuyển động là: n v/p động - n hành trình kép dao xọc 1430 100 22 29 38 49 0,985 . = n 280 88 81 72 61 htk Phương trình xích động học là: Ta có n = 125, 179, 265, 400 hành trình kép/phút Số hành trình kép dao xác định từ cơng thức Với: v – Tốc độ dao xọc l – Chiều dai hành trình dao xọc (l = a+ b) a – Bề rộng b – Khoảng chạy tới c – Khoảng chạy n= 1000.v 2.l Hình 9.6 Sơ đồ động máy xọc 514 * Xích chạy dao vịng Chuyển động quay dao xọc vừa tạo chuyển động chạy dao vòng vừa nguồn phát động cho chuyển động phân độ Chuyển động biểu diễn dạng lượng chạy dao vòng (Svg) định nghĩa lượng dịch chuyển dao xọc dọc theo đường tròn chia bánh gia cơng sau hành trình dao xọc (trục máy) Lượng di động tính tốn: hành trình kép dao xọc – Svg mm chạy dao vòng 1htk ( II ) iS = 28 28 a 30 (V )(trái ) (VIII ) .π m.Z dao = S vg mm 28 23 42 b1 30 100 Phương trình xích động: a1 366 = S vg b1 π m.Z dao Ta rút công thức điều chỉnh hộp bước tiến: Ở đây: m zdao modun số dao xọc * Xích bao hình Liên hệ với chuyển động chạy dao vịng dao xọc thơng qua xích động học phân độ Lượng di động tính tốn: Z phơi z vịng phơi → z vòng dao 240 d b 30 30 1 ( XI ) ( IX ) (VIII ) = c a 30 30 100 Z dao Phương trình xích động: Z a c i X = = 2,4 dao b d Z phơi Ta có cơng thức điều chỉnh xích phân độ: a c Để đơn giản hố cho việc tính tốn bánh thay b d , số bánh c xác định cách chia cho số dao theo tỷ số :1, 1:2, tức c = zdao , C = 2zdao * Xích chạy dao hướng kính Lượng chạy dao hướng kính dao chọn theo vật liệu gia công, mođun độ bóng bề mặt Chu trình cắt thực qua một, hai ba vịng quay phơi sử dụng cam thay cho chuyển động hướng kính Có loại cam tương ứng với phương pháp ăn dao hướng kính m ≤ 3mm: Ăn dao lần Cam tác dụng kép - quay 1/2 vòng (ab: Ăn dao đến chiều cao h; bc: trì h) m ≤ 6: Ăn dao lần ab: Ăn dao lần cd: Ăn dao lần m > 6: Ăn dao lần ab: Ăn dao lần cd: Ăn dao lần ef: Ăn dao lần * Cam đợt: Có đoạn ab biên dạng làm việc Khi quay đoạn biên dạng làm tăng khoảng cách hướng kính cần cam làm cho dao dịch chuyển hướng kính phía phơi để cắt hết chiều sâu cắt Biên dạng cam bc đoạn cung trịn, quay đến đoạn khơng có dịch chuyển hướng kính dụng cụ Phơi quay trịn để cắt toàn chu vi để hoàn chỉnh bánh cam quay tới đoạn biên dạng bc Từ điểm d chu trình lặp lại Cam hai đợt dùng để gia cơng với hai vịng quay đủ phôi Đoạn biên dạng ab cho lát cắt thứ nhất, đoạn cd để ăn sâu lát thứ hai Đoạn bc đoạn de để cắt toàn chu vi sau dao dịch chuyển hướng kính đủ chiều sâu cho lát cắt * Cam ba đợt: Sử dụng để gia công với ba lát cắt Các đoạn biên dạng cam ab, cd, ef có tác dụng dịch chuyển hướng kính dụng cụ cho ba lát cắt Hình 9.7 Cam đợt, hai đợt ba đợt Lượng di động tính tốn : vịng đĩa biên 31 → SK mm trục dao Cam K1 thực dịch chuyển hướng kính cho dụng cụ cắt dẫn động từ 100 động N = 3Kw qua truyền đai thang 280 trục I, hộp bước tiến, trục II cấu a2 28 xích 28 , trục V, bánh thay cho chuyển động chạy dao hướng kính b2 , trục XIV, cặp bánh côn 48 , trục XV, truyền trục vít – bánh vít 40 Ly hợp M2, trục XVI, trục vít – bánh vít 40 , trục XVII Cam K1 thực chuyển động thẳng hướng kính dụng cụ qua lăn R tới trục vít me chạy dao nhanh XVIII lắp với ụ trượt ngang với bánh x = 30 Chuyển động chạy dao hướng kính tính tốn theo đơn vị mm.htk dao xọc Sk 1vg§ B 28 a 24 (xÝch ) (M2) .h = SK 28 b2 48 40 40 Phương trình xích động cho chuyển động chạy dao hướng kính là: i0 = a 1600 = S K b2 h Do Ở đây: h lượng nâng cam acsimet K1 tính theo mm 10 * Xích nhường dao bàn máy mang phơi Ở đầu hành trình lùi dao để dao khơng cà vào bề mặt gia cơng gây mịn dao giảm chất lượng bề mặt gia công dao dịch xa khỏi phơi lượng Đến cuối hành trình về, dao lại dịch vào vị trí xác để cắt gọt Chuyển động gọi chuyển động nhường dao Chuyển động truyền từ đĩa biên 31 – 32 - qua đòn 36, 37 trục (XIII) tới đĩa 38 đến địn 41 vàtruyền đến phơi * Xích chạy dao nhanh sử dụng để rà gá phôi 80 Từ động N = 0,5Kw, n = 1410v/p, qua truyền đai thang 180 , truyền a c trục vít – bánh vít 240 đến phôi Lúc cần tháo bánh thay b d 80 n = 1440vg / ph = n phôi 180 240 * Gia công bánh trong: Khi gia công bánh trong, cần thay đổi vị trí đầu máy từ bên phải sang bên trái (tính từ tâm bàn máy), sau phải đưa thêm bánh trung gian vào bánh thay phân độ Toàn thao tác khác giống gia cơng bánh ngồi Để tránh cắt lẹm đầu bánh gia công cần phải giới hạn tỷ số số bánh gia công với số dao xọc không vượt 12 * Cắt bánh nghiêng: Được thực với dao xọc nghiêng bạc dẫn xoắn để tạo chuyển động bổ sung vi sai cho dao Một ống dẫn xoắn cố định lắp lên moayơ bánh Z100, bạc dẫn xoắn di động lắp lên trục dao Bước xoắn bạc dẫn phải bước xoắn bánh gia công Ống cố định quay với bánh Z100 bạc dẫn xoắn chuyển động với dao xọc nhận chuyển động quay bổ sung vi sai 11 Hình 9.8 Bạc dẫn hướng cắt bánh nghiêng cấu tính d Cơ cấu chạy dao hướng kính cấu tính Chuyển động truyền từ trục (V) qua bánh a 2/b2 đến trục (VIX) qua bánh côn 24/48 đến trục (XV), truyền trục vít – bánh vít 1/40 Ly hợp M đóng, truyền trục vít – bánh vít 2/40 đến cam đĩa 46 truyền đến lăn 47 thông qua kéo trục (XVIII) sang phải thực chạy dao hướng kính Cần ln tỳ lên mặt cong phụ cam Hết mặt cong phụ chuyển động cần bị hẫng dẫn đến lò xo ngắt chốt lò xo kéo đẩy trục sang trái, ly hợp M mở, ngừng chạy dao hướng kính Khi dịch chuyển sang trái dẫn đến cóc 48 ăn khớp với bánh cóc 48 → nối xích cấu tính từ cam 49 lên → cam 46 quay khơng liên tục vòng tròn Khi lăn 47 rơi vào rãnh lõm cam 46 làm cho trục (XVIII) dịch chuyển sang trái, tay gạt số tác động vào công tắc hãm 9, dừng chuyển động 9.3 Máy phay lăn 5327 9.3.1 Cấu tạo hình dáng bên 1- Thân máy; 2- Bàn trượt ngang; 3- Bàn trượt quay tròn; 4- Trụ đỡ trục gá dao; 7- Trụ máy; 8- hệ7 thống thuỷ lực 4a 6-5ụ gá phơi; 5- Trục gá phơi; Các xích động học máy: 1- Xích tốc độ; 2- Xích phân độ; 3- Xích chạy dao; Xích vi sai; Xích điều chỉnh 8 12 Hình 9.9 Máy phay lăn bán tự động 9.3.2 Các chuyển động máy a Xích tốc độ Xích nối động chuyển động quay Rô to động với chuyển động quay tròn trục theo sơ đồ sau: 80 42 Động điện N = 8Kw truyền động đai thang 180 - bánh trụ 42 - Chạc tốc 28 28 52 độ X – bánh côn 28 28 - cặp bánh trụ 52 - truyền động vít vơ tận 31 - trục dao phay lăn b Xích phân độ Nối động chuyển động quay trịn bàn máy mang phơi chuyển động quay trịn trục mang dao theo sơ đồ sau: 13 31 52 Trục – vít vơ tận - bánh hình trụ 52 - truyền động hình e 40 L = – bánh trụ 62 - cấu vi sai – bánh thay f - chạc phân độ X1 – Vít vơ tận 80 - bàn máy xích chạy dao truyền tới giá dao chuyển động thẳng đứng tới bàn máy chuyển động nằm ngang nhờ có vít me tương ứng Lượng chạy dao tính mm, thực bàn máy quay vịng theo xích động c Chạy dao thẳng đứng 36 Bàn máy – truyền động vít vô tận 80 50 - chạy dao X2 – bánh trụ 36 24 24 18 hay 48 - bánh côn 24 - bánh trụ 36 - truyền động vít vơ tận 50 - Trục vít me thẳng đứng tx = 12mm d Chạy dao ngang: 80 50 36 24 Bàn máy – vít vơ tận - chạc chạy dao X2 – bánh trụ 36 hay 48 - 22 28 bánh côn 28 22 - truyền động vơ tận 32 - trục vít me ngang tx = 10mm Chạy dao thẳng đứng bàn dao dùng để cắt bánh hình trụ có thẳng xoắn, chạy dao nằm ngang bàn máy dùng để cắt bánh vít e Xích vi sai Dùng để truyền chuyển động quay tròn bàn máy có quan hệ với lượng di động thẳng đứng bàn dao Do xích nối chuyển động quay trịn bàn máy có quan hệ với vít me thẳng đứng theo xích động sau: 30 Trục vít me thẳng đứng tx = 12mm – truyền động vít vơ tận - bánh 36 24 trụ 18 - truyền động bánh côn 24 - chạc vi sai X - truyền động vít vơ tận 37 - e cấu vi sai – bánh thay f - chạc phân độ X1 – truyền động vít vơ tận 80 - bàn máy Dịch chuyển nhanh bàn máy động N = 22Kw nêu dùng máy: - Gia công bánh trụ: Điều chỉnh chạc: Tốc độ, phân độ, chạy dao - Gia cơng bánh vít: Điều chỉnh tương tự 14 - Gia công bánh trụ xoắn phải điều chỉnh thêm chạc vi sai 15 CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG Trình bày cơng dụng, phân loại, nguyên lý làm việc máy xọc Viết đường truyền xích tốc độ, xích chạy dao máy xọc 514 Trình bày cấu tạo, chuyển động máy lăn 5327 Viết đường truyền xích tốc độ, xích chạy dao máy lăn 5327 Hình 9.10 Sơ đồ động học máy lăn 5327 16 ... bánh gia công Như vậy, trường hợp chuyển động bổ sung vi sai đặt vào dao 9.2.2 Máy xọc 514 a Công dụng Máy xọc 514 máy xọc đứng sử dụng để gia công bánh trụ thẳng bánh nghiêng Đặc biệt máy thích... 80 - bàn máy Dịch chuyển nhanh bàn máy động N = 22Kw nêu dùng máy: - Gia công bánh trụ: Điều chỉnh chạc: Tốc độ, phân độ, chạy dao - Gia cơng bánh vít: Điều chỉnh tương tự 14 - Gia công bánh... = n phôi 180 240 * Gia công bánh trong: Khi gia công bánh trong, cần thay đổi vị trí đầu máy từ bên phải sang bên trái (tính từ tâm bàn máy) , sau phải đưa thêm bánh trung gian vào bánh thay phân