CHƯƠNG 2 ĐIỀU CHỈNH MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG

- Tuy vậy để gia công các loại bánh răng kể trên, ngoài việc hiểu biết về cấu trúc và truyền dẫn của các xích động học của máy ra, cần thiết phải nắm đợc những kiến thức cơ bản về điều c

chơng II

điều chỉnh máy gia công bánh răng

Trong giáo trình môn học "Máy công cụ", khi nghiên cứu về các máy gia công bánh răng đã trình bày những nguyên lý và những chuyển

động cơ bản để hình thành các dạng răng; đã xây dựng sơ đồ cấu trúc động học và sơ đồ động với các xích động học của máy, khi gia công bánh răng trụ răng thẳng, răng nghiêng, cũng nh khi gia công bánh răng côn răng thẳng và răng xoắn

- Tuy vậy để gia công các loại bánh răng kể trên, ngoài việc hiểu biết

về cấu trúc và truyền dẫn của các xích động học của máy ra, cần thiết phải nắm đợc những kiến thức cơ bản về điều chỉnh máy khi gia công

Các máy gia công bánh răng hiện nay rất đa dạng và phong phú Việc điều chỉnh máy khi gia công các bánh răng đối với từng máy cụ thể thờng đã đợc chỉ dẫn trong lý lịch của máy Song, nói chung nội dung điều chỉnh máy khi gia công bánh răng thờng bao gồm những công việc chủ yếu dới đây:

1- Tính toán chọn chế độ cắt gọt;

2- Tính toán và điều chỉnh các xích động học;

3- Gá đặt và kẹp chặt phôi;

4- Gá đặt và kẹp chặt dụng cụ cắt;

5- Điều chỉnh các bộ phận và cơ cấu điều khiển chu kỳ làm việc của máy;

6- Điều chỉnh các cơ cấu an toàn và những phần cần điều chỉnh khác

Để cụ thể hoá những nội dung điều chỉnh máy vừa kể trên, dới đây chúng ta chỉ đi sâu nghiên cứu những nội dung điều chỉnh máy của máy phay lăn răng 5K32 và máy gia công bánh răng côn, răng cung tròn 525 để làm ví dụ

I- Điều chỉnh máy phay lăn răng 5K32

I Tính toán, chọn các chế độ cắt gọt.

Căn cứ vào các điều kiện gia công cụ thể, ta có thể dùng các công thức thuộc "Nguyên lý cắt kim loại" để tính toán chế độ cắt gọt Các giá trị

nh lợng chạy dao, chiều sâu cắt, vận tốc cắt, v.v sau khi đã đợc tính toán

sẽ đợc đối chiếu với các giá trị mà ở trên máy đã có, để chọn sao cho phù hợp ở đây sẽ không trình bày về các phơng pháp tính toán chế độ cắt gọt, khi cần thiết tính toán ta có thể xem trong giáo trình "Nguyên lý cắt kim loại"

Mặt khác để thuận tiện trong quá trình xử dụng máy, nhất là trong tính toán chọn chế độ cắt gọt, ngời ta đa ra các bảng hớng dẫn, các đồ thị

để giúp cho việc chọn chế độ cắt đợc nhanh chóng và thuận tiện mà không cần phải tính toán phức tạp

1- Chọn vận tốc cắt

Vận tốc cắt thờng đợc chọn tuỳ thuộc vào điều kiện gia công cụ thể

nh vật liệu gia công, vật liệu của dao cụ hoặc tính chất của các bớc công nghệ là thô hoặc tinh, v.v

Đối với các dao phay lăn răng thông thờng bằng thép gió có thể chọn theo bảng dới đây (khi phay nghịch):

gia công Gia công thô Gia công tinh

Thép σb < 60kg/mm 2 25 - 28 30 - 35

Thép σb > 60kg/mm 2 20 - 25 25 - 30

Đối với các dao phay bằng hợp kim cứng Kô-ban thì các giá trị vận tốc trong bảng trên có thể lấy tăng lên 1,5 ữ 2 lần

2- Chọn l ợng chạy dao dọc: (hớng kính và tiếp tuyến)

Lợng chạy dao thờng đợc chọn sao cho phù hợp với yêu cầu về độ bóng và độ chính xác của bánh răng đợc gia công Khi cắt thô lợng chạy dao có thể lấy bằng 2 ữ 3 mm/vòng phôi (tuỳ thuộc vào kết cấu của dao và

độ chính xác của hệ thống) Khi cắt tinh lợng chạy dao lấy trong giới hạn 0,8 ữ 1,5 mm/vòng Không dùng lợng chạy dao quá nhỏ vì nó sẽ gây ra hiện tợng dao phay bị trợt Để thuận tiện cho việc điều chỉnh, trên máy đã cho các lợng chạy dao ứng với từng cặp bánh răng thay thế đã có sẵn (đợc

đi kèm theo máy)

Bánh răng Lợng chạy dao mm/vòng

Số thay Dọc Hớng Tiếp tuyến (khi vị trí tay gạt) TT

thế: a

b

1 1

Đồng thời trong lý lịch máy cũng đa ra "bảng lợng chạy dao" để giúp cho việc lựa chọn đợc nhanh chóng và thuận lợi Căn cứ vào vật liệu gia công vào tính chất là gia công tinh hoặc gia công thô, vào khoảng số răng của bánh răng đợc cắt, v.v mà ta lựa chọn lợng chạy dao sao cho phù hợp Từ giá trị của lợng chạy dao đó ta sẽ chọn số bánh răng thay thế (theo

nh bảng trên đã trình bày)

II Tính toán, điều chỉnh các xích động học.

Nội dung chủ yếu của việc tính toán điều chỉnh các xích động học là: Căn cứ vào các thông số của sản phẩm gia công (bánh răng, bánh vít ) nh:

số răng, môđun, góc nghiêng của răng, độ bóng, v,v , đồng thời căn cứ vào các thông số của dao nh: số đầu mối, đờng kính để tính số răng của các bánh răng thay thế trong các xích động học, sau đó tiến hành lắp các bánh răng đó và kiểm tra lại các xích động học

1- Xích tốc độ:

Công thức điều chỉnh là:

iv = a b

' ' = 1,79

v D

c dao

vc : vận tốc cắt;

Dd : đờng kính của dao

Việc chọn vận tốc cắt đã đợc trình bầy ở phần trên.

Nếu ta thay giá trị của vận tốc cắt và của đờng kính dao vào công thức điều chỉnh xích tốc độ ta sẽ tính đợc giá trị của iv ; từ đó sẽ tính ra đợc

số răng của các bánh răng a', b' của chạc bánh răng thay thế Song việc làm này tốn nhiều thời gian Để công việc điều chỉnh đợc đơn giản, sau khi đã chọn đợc vận tốc cắt thích hợp, căn cứ vào giá trị vận tốc này và đờng kính của dao đã chọn, đối chiếu với đồ thị đã cho trong lý lịch máy ta sẽ chọn

đ-ợc số vòng quay của dao sao cho thích hợp Tơng ứng với số vòng quay của dao, trên đồ thị cũng cho ta số răng của cặp bánh răng thay thế của xích tốc

độ

Nh vậy trên máy có 9 cấp tốc độ của trục chính là:

Số vòng quay của

trục chính trong

1 phút

50

63

80

100

125

160

200

250

310

Số bánh răng

thay thế

20 67

23 64

27 60

31 56

36 51

41 46

46 41

51 36

56 31

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

120

140

150

130

100110

28

26

24

22

19

90 95

80 85

70 75

60 65

12

50

55

40

30

35

45

18

20

16

15

17

13

14

Π -310:

Π -250:

Π -160:

Π -50:

Π -125:

Π -100:

Π -63:

Π -80:

Π -200:

2- Xích chạy dao: Công thức điều chỉnh là:

- Chạy dao dọc thẳng đứng: is = a

b

1 1

39 80

- Chạy dao hớng kính: is = a

b

1

1 = 1.62 sK

- Chạy dao tiếp tuyến: is = a

1 1

195 136

=

st

io là một trong ba tỷ số truyền của hộp chạy dao tiếp tuyến

- Tơng tự nh xích tốc độ, để công việc điều chỉnh xích chạy dao đợc thuận tiện, sau khi đã chọn đợc lợng chạy dao thích hợp (theo bảng có trong lý lịch máy), đem giá trị này đối chiếu với bảng lợng chạy dao ở trên (xem mục 2) ta sẽ chọn đợc số bánh răng thay thế phù hợp

- Nh vậy trên máy ứng với 7 bộ bánh răng thay thế ta sẽ có 7 giá trị l-ợng chạy dao dọc và hớng kính tơng ứng ứng với mỗi bộ bánh răng thay thế, khi thay đổi với 3 giá trị io, ta sẽ có 3 giá trị lợng chạy dao tiếp tuyến Cả máy có 21 lợng chạy dao tiếp tuyến (trong đó có một số giá trị trùng nhau)

3- Xích bao hình (phân độ)

a) Công thức điều chỉnh là:

Khi số răng đợc cắt z = 12 ữ 161 răng và e : f = 1:1 = 54 : 54

Ta có: { ix = a

b

c d

K z = 24 } Khi số răng đợc cắt có z ≥ 162 răng và e : f = 1:2 = 36 : 72

Ta có: { ix = a

b

c d

K z = 48 }

K là số đầu mối của dao

Khi ta thay các giá trị của z và K vào công thức trên, sẽ tính đợc các bánh răng thay thế của xích Song để thuận tiện cho việc điều chỉnh máy, trên máy có sẵn 36 chiếc bánh răng thay thế của xích bao hình có số răng là: 24, 25 (2 chiếc), 30, 35, 37, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 53, 55, 58, 59, 60,

61, 62, 65, 67, 70, 71, 73, 75, 79, 80, 83, 85, 89, 90, 92, 95, 98, 100

Đồng thời trong lý lịch máy đã đa ra một bảng với số răng đợc cắt

có từ 12 ữ 200 răng Trong bảng ứng với mỗi số răng đợc cắt là các giá trị tơng ứng của các bánh răng thay thế (a, b, c, d) với giá trị K =1 Nếu khi cắt với dao phay có K =2 thì số răng của bánh răng đợc cắt đã chỉ ra trong bảng cần giảm đi hai lần

- Nếu khi điều chỉnh xích bao hình cần số răng của bánh răng thay thế mà số răng này không có trong bảng thì phải chế tạo thêm bánh răng thay thế đó, hoặc tiến hành điều chỉnh máy nh khi cắt bánh răng có số răng

là số nguyên tố lớn hơn 100

b) Công thức điều chỉnh khi cắt bánh răng có số răng là số nguyên tố lớn hơn 100 là:

ix = fe ( )

K

24

± ∆

(z ±∆z) là số răng có trong bảng

Khi đó phải dùng xích vi sai để khử lợng sai số Trong trờng hợp này công thức điều chỉnh của xích vi sai là:

iy = a b

c d

z

S Kd

2 2

2 2

25

Theo chỉ dẫn của lý lịch máy trong trờng hợp này chỉ lấy giá trị của lợng chạy dao đứng Sđ = 2,89283 mm/v

Khi đó: {iy = 864201, ∆z

K }; đồng thời trong lý lịch máy cũng hớng dẫn cách lắp đặt các bánh răng thay thế của hộp chạy dao sao cho loại trừ

đợc ảnh hởng của các ly hợp điện từ trong hộp này, bằng cách truyền dẫn trực tiếp từ trục chủ động đến trục bị động qua trục trung gian với các bánh răng z = 48 ; z = 48 ; z = 48 Mặt khác trong hộp phân phối chuyển động phải lắp thêm nắp bích (xem hớng dẫn ở lý lịch máy)

chỉnh không vi sai thì công thức điều chỉnh sẽ là:

{ ix = 24K

z

T

T S± d







} (khi e : f = 1)

Với T = π

β

m zn sin Trờng hợp này trong lý lịch máy không có bảng tra cứu, do đó ta phải thay các giá trị thuộc các thông số của bánh răng đợc cắt (nh: z, mn ,

β) và số đầu mối K, lợng chạy dao đứng Sđ vào công thức để tính, rồi tính ra

số răng của các bánh răng thay thế

4- Xích vi sai:

a- Trong trờng hợp cắt bánh răng nghiêng bằng phơng pháp điều chỉnh vi sai mà chỉ có chạy dao dọc (thẳng đứng), không có chạy dao đờng chéo thì công thức điều chỉnh xích vi sai sẽ là:

{ i1y = 795775, sin

β

m Kn } b- Trong trờng hợp gia công mà có chạy dao tiếp tuyến (ví dụ nh khi gia công bánh vít bằng phơng pháp, chạy dao tiếp tuyến hoặc khi cắt răng thẳng với chạy dao đờng chéo thì công thức điều chỉnh xích vi sai sẽ là:

i2y = 2 70562

0 00307

γ







 ì

ở đây: β - là góc nghiêng của rãnh xoắn bánh răng đợc cắt

mn - môđun pháp tuyến

γ - góc nâng rãnh xoắn của dao phay

io - là tỷ số truyền của hộp chạy dao tiếp tuyến

- Thành phần 0,00307 io là kể đến ảnh hởng răng nghiêng của cặp bánh răng cuối cùng truyền dẫn cho trục chính Lấy dấu (+) khi dao phay xoắn phải, lấy dấu (-) khi dao phay xoắn trái

c- Khi cắt bánh răng trụ răng nghiêng với chạy dao đờng chéo thì:

{ iy = i1y ± i2y } Lấy dấu "+" hoặc dấu "-" là tuỳ thuộc vào hớng chạy dao tiếp tuyến

- Vì iy là một tổng đại số nên có thể là rất lớn hoặc ngợc lại rất bé, nên rất khó khăn trong việc điều chỉnh Do đó khi cần, ta có thể đổi dấu

tr-ớc số hạng thứ hai và đổi lại hớng chuyển động chạy dao tiếp tuyến

+ Sau khi đã tính đợc các bánh răng thay thế trong xích vi sai cần tiến hành lắp đặt các bánh răng này đúng nh bảng hớng dẫn trong lý lịch máy Vì việc lắp các bánh răng thay thế của xích vi sai còn phụ thuộc vào các yếu tố nh: dao là cắt phải hay cắt trái, phơng pháp phay thuận hay phay nghịch, hớng chạy dao tiếp tuyến, hớng xoắn của bánh răng đợc cắt

Kết luận: Sau khi tính toán hoặc chọn đợc các bánh răng thay thế

của tất cả các xích động học cần thiết, việc lắp đặt các bánh răng này nhất thiết phải theo sự hớng dẫn đã chỉ ra trong các bảng có trong lý lịch máy

III Gá đặt và kẹp chặt phôi.

Độ chính xác chế tạo và gá đặt phôi là điều kiện trớc tiên ảnh hởng

đến độ chính xác của bánh răng đợc cắt Phôi phải đợc kẹp thật chặt và không đợc rung động khi gia công Cần kiểm tra công việc gá đặt phôi

bằng đồng hồ so Đồng hồ đợc kẹp chặt trên bàn dao phay Độ đảo theo đ-ờng kính ngoài hoặc theo bề mặt của gờ vai định tâm, cũng nh độ đảo mặt

đầu của đế dùng để định vị phôi, không đợc vợt quá 0,015 mm Nhng phôi

có đờng kính ngoài nhỏ hơn 400mm có thể dùng kẹp chặt bằng thuỷ lực Những phôi có đờng kính lớn hơn 400mm cần kẹp chặt bằng đồ gá định vị chuyên dùng và kẹp chặt bằng bu lông Không nên kẹp chặt bằng thuỷ lực

đối với những phôi cần cắt răng xoắn với môđun lớn (môđun lớn hơn 5mm

và góc xoắn lớn hơn 15o)

Việc kẹp chặt các bánh răng liền trục với môđun nhỏ hơn 5mm đợc thực hiện bằng cơ cấu kẹp chặt thuỷ lực có sẵn trên giá đỡ phụ Khi đó cơ cấu truyền dẫn có thể là bộ cặp tốc đơn giản

Khi gia công các bánh răng liền trục có môđun lớn (m ≥ 6mm), cần thay bộ cặp tốc đơn giản bằng ống kẹp san-ga; giá trợt của giá đỡ phụ lúc này cần đợc kẹp chặt thêm trên các sống dẫn hớng của thân giá đỡ; còn mũi tâm trên cần đợc giữ chặt bằng vít hoặc bằng cơ cấu bất kỳ nào đó Tất cả

là để nâng cao độ bóng và độ chính xác của bánh răng đợc cắt

IV Gá đặt và kẹp chặt dụng cụ cắt.

Để tránh các sai số gia công trong quá trình cắt dao phay cần đợc

định tâm chính xác khi gá đặt Muốn vậy không cho phép có những xây xát, bụi bẩn hoặc dầu mỡ thừa bám vào mặt đầu của dao hoặc của các vòng

đệm Trong trờng hợp ngợc lại, khi ta xiết chặt êcu thì trục gá dao có thể biến dạng và dao có thể có độ lệch hớng kính Phần đuôi trục gá dao và lỗ côn trong trục chính cũng đợc giữ sạch sẽ

- Khi kẹp chặt trục gá dao cần phải: Xiết chặt trục gá vào mặt lỗ côn của trục chính nhờ vặn thanh kéo Sau đó, trục gá vẫn giữ nguyên vị trí cũ,

ta nới thanh kéo một ít sao cho nó không ở trong tình trạng bị kéo, còn trục gá thì không bị nới lỏng Lại vặn thanh kéo một lần nữa để cho thanh kéo

và trục gá đợc kẹp thật chặt Trục gá dao đợc coi là đã đợc gá đặt và kẹp chặt một cách đúng đắn, khi các mặt gờ vát của trục gá không tiếp xúc với các mặt vát ở bên trong đầu trục chính Việc định vị và dẫn động ở đây là

do mặt côn, còn các mặt gờ vát chỉ dùng để phòng ngừa Sau khi kẹp thanh kéo, ta hãm trục gá bằng vòng êcu (từ phía dao)

- Khi trục gá dao đã đợc định vị và kẹp chặt, ta cần quay trục gá dao

đi một góc gá ϕ Giá trị của góc gá dao khi cắt bánh răng thẳng:

ϕ = α (α là góc nâng rãnh xoắn của dao)

- Khi cắt bánh răng nghiêng thì:

ϕ = β±α ( β là góc nghiêng của rãnh răng)

- Lấy dấu "+" khi dao và phôi có phơng đờng xoắn khác nhau

- Lấy dấu "-" khi dao và phôi có cùng hớng xoắn

Khi có thực hiện chạy dao tiếp tuyến (trong chạy dao đờng chéo, trong điều chỉnh máy ta cần tính độ dài có thể di chuyển chiều trục của dao phay L Nếu ký hiệu chiều dài phần vào của dao là "be" (xem hình) còn chiều dài phần ra của dao là "ba" thì chiều dài của phần dao ăn khớp với bánh răng đợc cắt và tạo nên hình dáng của răng sẽ là:

bw = be + ba Nếu ta ký hiệu chiều dài hữu ích của dao phay là "bn" thì giá trị "bv"

mà trên đó có thể dịch chuyển dao theo hớng chiều trục, đợc xác định theo công thức:

bv = bn - bw

Nh vậy nhiệm vụ điều chỉnh ở đây sẽ là xác định lợng dịch chuyển dọc trục của dao L sao cho:

L ≤ bv

Để thuận tiện cho việc tính toán, trong lý lịch máy cho ta đồ thị để tra các giá trị be và ba , các giá trị này phụ thuộc vào số răng ze và góc nghiêng β của bánh răng đợc cắt Các giá trị be và ba tra ở đồ thị cần đợc nhân với πm (m là môđun dọc trục)

Chỗ bắt đầu của một răng trọn vẹn là chỗ tính từ mặt bên dao phay ta lấy vào bằng 1

4 bớc, nh vậy về cả hai phía ta lấy bằng nửa bớc Do đó cần cộng thêm nửa bớc vào giá trị của bw Sau khi đã tính đợc các giá trị trên, thì ta chọn giá trị L < bv và lập tỷ số L

B.

B là chiều dài hành trình thẳng đứng của giá trợt bàn dao (theo tính toán cụ thể), có kể đến lợng thoát dao khi tiến vào và khi cắt xong)

Tỷ lệ L

B phụ thuộc vào vị trí đặt tay gạt của hộp chạy dao tiếp tuyến (theo lý lịch máy) nh sau: L

B =

1

4 7, tay gạt ở vị trí 2;

L

B =

1

2 35, tay gạt ở

vị trí 1; L

B =

1

18, tay gạt ở vị trí 3.

Dao phay đợc gá đặt trên trục chính ở vị trí chính giữa nhờ có thớc chuyên dùng và dụng cụ định tâm Sau đó dao phay cùng trục chính từ vị trí này đợc di chuyển dọc một lợng đã đợc tính toán nh trên đã nói (hớng di chuyển dọc tuỳ thuộc vào từng trờng hợp cụ thể) Chiều dài hành trình thẳng đứng B của giá trợt bàn dao cũng đợc xác định cụ thể đối với mỗi tr-ờng hợp

V Điều chỉnh các bộ phận nh: cơ cấu điều khiển chu kỳ làm việc của máy; cơ cấu an toàn và những điều chỉnh khác, (xem trong lý lịch

máy đã hớng dẫn cụ thể)

II Điều chỉnh máy gia công bánh răng côn, răng

cung tròn 525

I Tính toán chọn chế độ cắt.

- Căn cứ vào các điều kiện gia công ta có thể tính chế độ cắt theo các công thức thuộc "Nguyên lý cắt kim loại"

- Song để thuận tiện đi kèm lý lịch máy, ngời ta có đa ra một số bảng

để giúp ta chọn các chế độ cắt đợc nhanh chóng và thuận tiện

Khi gia công thép 20X (HB = 197 ữ 156) hoặc thép 40X(HB = 241 ữ 197) trong điều kiện sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ, khi chu kỳ tuổi bền của dao thép gió là 600 phút và của dao gắn mảnh hợp kim cứng là 250 ữ 400 phút thì có thể chọn chế độ cắt theo các bảng

d-ới đây: