PHƯƠNG PHÁP CẮT RĂNG VÀ DỤNG CỤ

Chuơng PHƯƠNG PHÁP CẮT RĂNG VÀ DỤNG CỤ 5.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ GIA CÔNG BÁNH RĂNG Truyền động bánh dùng phổ biến ngành chế tạo máy Răng bánh có dạng prôfin khác nhau, dạng thân khai dạng sử dụng rộng rãi Chất lượng truyền động bánh định chủ yếu độ xác chế tạo bánh Các yếu tố định đến độ xác truyền động bánh độ xác prôfin răng, độ xác bước độ đồng tâm vòng chia so với tâm quay bánh Các tiêu cụ thể độ xác chế tạo bánh học môn Dung sai Quá trình cắt trình cắt bỏ lớp kim loại rãnh hai để tạo prôfin Theo cách hình thành prôfin răng, người ta chia việc gia công thành hai phương pháp : Cắt theo phương pháp định hình (một số tài liệu gọi chép hình): prôfin dụng cụ hình chiếu prôfin định prôfin rãnh Các dụng cụ làm việc theo phương pháp dao phay đĩa mô đuyn, dao phay ngón mô đuyn, dao chuốt v.v - Cắt theo phương pháp bao hình: prôfin gia công hình bao vị trí vị trí liên tiếp lưỡi cắt dụng cụ trình cắt Các dụng cụ làm việc theo phương pháp dao bào bánh côn thẳng, dao xọc bao hình, dao phay lăn răng, dao cà v.v Nhìn chung phương pháp gia công có đặc điểm sau: - Trong trình cắt, tiết diện lớp cắt luôn thay đổi theo - Khi gia công nhiều dao tham gia cắt lúc - Lực cắt tác dụng lên lưỡi cắt thay đổi theo thời điểm Lưỡi cắt có hình dáng phức tạp, đồng thời chuyển động tương đối lưỡi cắt so với chi tiết phức tạp nên góc độ dao góc trước, góc sau thường không đạt giá trị hợp lý Các dụng cụ cắt chế tạo với độ xác cao, cắt với suất lớn tuổi bền dao cao Có nhiều phương pháp gia công bánh [Các PP gia công KL], trình bày số phương pháp thường gặp 5.2 NGUYÊN LÝ VÀ CHUYỂN ĐỘNG TRONG QUÁ TRÌNH CẮT RĂNG 5.2.1 Cắt dao phay đĩa mô đuyn (hình 5.1) Trong phương pháp prôfin dao phay (hoặc hình chiếu prôfin lên mặt đầu bánh gia công) phải hoàn toàn giống prôfin rãnh bánh gia công Dao phay có chuyển động quay tròn, phôi thực chuyển động chạy dao Các chuyển động thực máy phay ngang Sau cắt xong rãnh răng, dùng đầu phân độ quay chi tiết góc để gia công rãnh Hình 5.1 Cắt dao phay đĩa mô đuyn ngón mô đuyn v s s Hình 5.2 Cắt dao phay 5.2.2 Cắt dao phay ngón mô đuyn (hình 5.2) Trong phương pháp hình dạng dao phay mặt phẳng hướng kính giống prôfin rãnh bánh gia công Dao phay có chuyển động quay tròn quanh trục thẳng đứng, phôi thực chuyển động chạy dao Các chuyển động thực máy phay đứng b) Tâm bánh dẹt Bánh dẹt Bàn dao quay Dao cắt Phôi Giá quay Trục vít Hình 5.3 Cắt bánh côn xoắn đầu dao phay Sau cắt xong rãnh răng, dùng đầu phân độ quay chi tiết góc để gia công rãnh 5.2.3 Cắt bánh côn xoắn đầu dao phay (hình 5.3) Nguyên lý phương pháp người ta xem bánh cắt (phôi) ăn khớp với bánh dẹt tưởng tượng gắn giá quay Trên sở đó, người ta dùng truyền trục vít-bánh vít bánh răng-bánh để tạo chuyển động quay ăn khớp bánh dẹt ( tức chuyển động quay giá quay) bánh côn xoắn cắt (phôi) Trên giá quay có gắn bàn dao quay (đầu cắt hình 5.3 a) có dao cắt Khi bàn dao quay quay tròn (để tạo chuyển động cắt) quỷ đạo dao cắt trùng với dạng cong bánh dẹt tưởng tượng dao cắt cắt rãnh phôi (hình 5.3b) 5.2.4 Bào bao hình prôfin bánh côn thẳng (hình 5.4) Người ta dùng cặp dao bào với lưỡi cắt thẳng có chuyển động thẳng lại để cắt chuyển động ăn khớp với gia công cho lưỡi cắt tạo thành họ đường bao prôfin Hình 5.4 Bào bánh côn thẳng Hình 5.5 Xọc bao hình 5.2.5 Xọc bao hình dao xọc (hình 5.5) Dao xọc có dạng giống bánh có góc trước góc sau lưỡi cắt Trong trình cắt dao xọc có chuyển động theo phương thẳng đứng để cắt phoi, đồng thời dao phôi phải có chuyển động quay ăn khớp để tạo nên prôfin gia công (các rãnh phôi hình thành đường bao vị trí khác lưỡi cắt) Ngoài phải có chuyển động chạy dao (S p) chuyển động nhường dao phôi (khi dao chuẩn bị chạy ngược lên, để tránh mòn mặt sau dao chi tiết lùi xa dao dao bắt đầu cắt lại chi tiết trở chỗ củ) 5.2.6 Phay dao phay lăn (hình 5.6) Dao phay lăn có dạng trục vít (nên gọi dao phay trục vít) quay tròn quanh trục để tạo nên chuyển động cắt đồng thời có chuyển động chạy dao S theo chiều trục bánh gia công để cắt hết chiều cao bánh Để cắt hết chiều cao prôfin răng, có chuyển động chạy dao hướng kính S p Phôi phải có chuyển động quay giống bánh vít ăn khớp với trục vít (dao) để tạo nguyên lý bao hình dao cắt hết Hình 5.6 b thể vị trí đặt dao gia công bánh trụ thẳng 5.2.7 Cà (hình 5.7) Cà phương pháp gia công tinh bánh để đạt độ xác cao Dụng cụ cà có hình dạng bánh nghiêng mặt bên có rãnh để tạo thành lưỡi cắt (hình 5.7 a) Khi làm việc, trục dao cà (quay với tốc độ n 1) kéo trục bánh quay theo với tốc độ n Hai trục đặt nghiêng với góc θ có chuyển động trượt dọc trục S làm cho lưỡi cắt mặt bên dao cà hớt lượng dư bé bề mặt bánh gia công (hình 5.7b) 5.2.8 Mài Đây phương pháp gia công tinh bánh đá mài Phương pháp đặc biệt hữu ích gia công bánh cứng b) b) ) Hình 5.6 Cắt dao phay lăn Hình 5.7 Gia công tinh dao cà 5.3 DỤNG CỤ GIA CÔNG RĂNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH Trong phần này, nghiên cứu dao phay đĩa dao phay ngón mô đuyn 5.3.1 Dao phay đĩa mô đuyn 5.3.1.1 Đặc điểm phạm vi sử dụng Thông thường dao phay đĩa mô đuyn dao phay định hình hớt lưng với dao có prôfin dạng rãnh bánh cần gia công Các dao phay đĩa mô đuyn dùng để gia công thô gia công tinh bánh thẳng, bánh nghiêng, bánh chữ V có rãnh thoát dao Độ xác bánh gia công dao phay đĩa mô đuyn thấp, thường thấp cấp nguyên nhân sau : - Đối với bánh gia công (có mô đuyn số xác định) ta phải có dao phay đĩa mô đuyn riêng với prôfin dao xác định theo prôfin bánh Nhưng làm số lượng dao phay đĩa mô đuyn tiêu chuẩn nhiều Do người ta chế tạo dao phay đĩa mô đuyn theo 8, 15 26 dao để gia công bánh có mô đuyn với dao số khác (bảng 5.1) Việc chia độ để cắt rãnh khác thực đầu phân độ nên độ xác bước vòng đạt thấp cấp - Bảng 5.1 Số hiệu công dụng 15 dao phay đĩa mô đuyn tiêu chuẩn Số hiệu Số bánh gia công 1½ Bộ dao 13 Bộ 15 dao 13 2½ 3½ 4½ 5½ 6½ 14 16 17 20 21 25 26 34 35 54 55 134 14 15 16 17 19 18 20 21 23 22 25 26 30 29 34 35 42 41 54 55 79 5.3.1.2 Prôfin dao phay 7½ 135 ∞ 80 135 134 ∞ Nhắc lại đường thân khai : Đường thân khai đường cong vẽ nên điểm C đường thẳng đường thẳng lăn không trượt vòng tròn bán kính r o - gọi vòng tròn sở (hình 5.8) A C rx θx αx O r0 B Hình 5.8 Đường thân khai Do lăn không trượt, chiều dài cung AB = BC , phương trình đường thân khai hệ tọa độ cực là: r0  rx =  cos α x  θ x = invα x = tgα x − α x (5.1) : αx - góc áp lực điểm khảo sát (C), θx – góc thân khai, rx – bán kính vec tơ đường thân khai điểm khảo sát (C) Prôfin phần làm việc (thân khai) Vòng đỉnh Vòng chia Vòng sở Vòng đáy Hình 5.9 Xác định prô fin phần làm việc dao phay đĩa mô đuyn Tọa độ điểm M (x,y) đường thân khai hệ tọa độ XOY (hình 5.9) :  x = rx sin δ x   y = rx cos δ x (5.2) δx xác định sau : δx θx + δo = (5.3) Trong θx δo tính sau : - Tính θx : Theo (5.1) θ x = invα x = tgα x − α x α x = arccos với - Tính ro rx (5.4) (5.5) δo : θo + δo = ⇒ δ o = δ g − θo = = Sg dg δg − invα o (5.6) Thay (5.4) (5.6) vào (5.3), ta : δx = Sg m.Z + invα x − invα o (5.7) với : m – mô đuyn bánh gia công, Z - số bánh răng, d g - đường kính chia bánh gia công Chú ý : - Thường người ta phải dùng (5.2) để xác định từ đến 20 điểm M prôfin thân khai dựng prôfin dao Khi cắt bánh nghiêng bánh chữ V, góc nâng β ≤ 15o độ xác yêu cầu không cao tạo prôfin dao phay đĩa mô đuyn dao cắt bánh thẳng phải dùng số ảo Z’ thay cho số thật Z: - Z'= Z cos β (5.8) - Đối với dao phay bộ, việc tính prôfin dao phay theo số nhỏ mà dao phay đĩa mô đuyn phải gia công để ta sử dụng dao gia công bánh có số lớn rãnh bánh rộng tránh kẹt ăn khớp với bánh đối tiếp - Trong thực tế, ta thay prôfin thân khai cung tròn thay thế, phải đảm bảo sai lệch prôfin nằm giới hạn cho phép Prôfin phần không làm việc Ngoài đoạn thân khai BC (hình 5.9) prôfin dao phay đĩa mô đuyn, ta phải xác định đoạn cong chuyển tiếp O1B Đoạn cong chuyển tiếp cung tròn thay cung tròn đoạn thẳng Bên điểm C, phải thêm đoạn prôfin để dự trữ cho dao phay 5.3.1.3 Kết cấu dao phay đĩa mô đuyn Dao phay đĩa mô đuyn dao phay định hình hớt lưng với prôfin rãnh bánh gia công ta vừa xác định phần trước Hình 5.10 cho ta yếu tố kết cấu dao phay đĩa mô đuyn không phay vát rãnh (hình a) có phay vát rãnh (hình b) Một số yếu tố kết cấu dao phay đĩa mô đuyn sau : • Các góc độ dao : - Góc trước : γ = ÷ 10o dao gia công thô γ = 0o cho dao gia công tinh Góc sau điểm : αb = 10 ÷ 5o cho dao gia công thô αb = 10 ÷ 15o cho dao gia công tinh - • Các điều kiện đảm bảo độ bền dao: - Chiều dày thân dao tiết diện nguy hiểm : m ≥ 0,35 d - Chiều rộng chân dao phay : C ≥ 0,75 H • Các yếu tố kết cấu khác xem dao phay định hình hớt lưng b) Hình 5.10 Kết cấu dao phay đĩa mô đuyn 5.3.2 Dao phay ngón mô đuyn 5.3.2.1 Đặc điểm phạm vi sử dụng Dao phay ngón mô đuyn có kích thước bé dao phay đĩa mô đuyn; nhiên cắt dao có suất thấp số ( ÷ răng), điều kiện kẹp chặt dao lên máy cứng vững (công xôn) góc tiếp xúc cắt lớn (ψ = 180o) Độ xác bánh gia công thấp lý giống dao phay đĩa mô đuyn cọng với việc đường kính prôfin dao bị thay đổi mài lại dao Dao phay ngón mô đuyn dùng rộng rãi ngành chế tạo máy nặng để cắt bánh thẳng, nghiêng chữ V có hay nhiều lần chéo với mô đuyn m ≥ 10, đặc biệt bánh có m > 50 có dao phay ngón mô đuyn cắt 5.3.2.2 Kết cấu dao phay ngón mô đuyn Hình 5.11 trình bày kết cấu dao phay ngón mô đuyn cắt thô cắt tinh với hai kiểu định vị kẹp chặt dao trục gá Prôfin dao phay ngón mô đuyn cắt bánh trụ thẳng xác định giống dao phay đĩa mô đuyn Đối với dao phay ngón (cũng dao phay đĩa) mô đuyn dùng để gia công bánh nghiêng chữ V để xác định xác prôfin dao, người ta phải dùng phương pháp tìm hình bao phức tạp Sau đây, khảo sát số yếu tố kết cấu dao phay ngón mô đuyn d1 Kiểu B Kiểu A b) Thô Tinh D Hình 5.11 Kết cấu dao phay ngón mô đuyn c) Hình 5.5 Sơ đồ hớt lưng dao phay ngón a) Góc độ dao : - Góc trước : γ = ÷ 10o dao phay thô , γ = 0o dao phay tinh - Góc sau điểm : αb = ÷ 15o b) Đường kính D : Đường kính D xác định từ hoành độ X max điểm C prôfin (hình 5.9) : D = Xmax + (3 ÷ 10) mm (5.9) c) Phần định vị kẹp chặt : Dao phay ngón mô đuyn lắp vào trục gá nhờ mối lắp ren Hai kiểu định vị kẹp chặt phổ biến thể hình 5.11 Kiểu A thường dùng : định vị mặt lỗ (d1) mặt đầu, phần ren phía lắp có độ hở với ren trục gá nên không tham gia định tâm mà có nhiệm vụ kẹp chặt Kiểu B dễ chế tạo định vị mặt trụ d mặt đầu d) Răng rãnh : Răng hớt lưng nhọn (khi phải mài dao theo prôfin) Trên dao phay thô làm rãnh chia phoi Rãnh phải đủ để chứa phoi, phải lưu ý đầu nhỏ phải đủ bền rãnh phải đủ sâu Góc rãnh thường 45 ÷ 60o Số dao phay tinh nên lấy số chẳn e) Chiều dài phần cắt lp chiều dài dao L : lp phụ thuộc vào chiều sâu prôfin y1max (hình 5.9) : lp = y1max + (3 ÷ 10) mm (5.10) L = (1,9 ÷ 2) lp (5.11) f) Hớt lưng dao phay ngón mô đuyn: Dao phay ngón mô đuyn hớt lưng theo phương hướng kính, hướng trục nghiêng (hình 5.5) Khi hớt lưng theo phương hướng kính (hình 5.5a) độ lớn hớt lưng theo phương pháp tuyến với prôfin K1 thay đổi mài lại dao đường kính dao phay thay đổi nhiều cách hớt lưng thường sử dụng cho dao phay thô Khi hớt lưng hướng trục (hình 5.5b) góc sau thay đổi (vì độ lớn hớt lưng theo phương hướng kính K1 điểm khác thay đổi theo khuynh hướng bù lại thay đổi đường kính điểm : D tăng K tăng ngược lại nên theo quan hệ πD K= tgα α thay đổi.) Tuy nhiên, hớt lưng hướng trục đoạn mà Z prôfin song song gần song song với trục góc sau bé K chỗ bé Để tận dụng ưu điểm hạn chế nhược điểm hai cách hớt lưng trên, người ta thực hớt lưng nghiêng góc τ = 10 ÷ 15o so với trục dao phay (hình 5.5c) Cách hớt lưng thích hợp cho dao phay tinh 5.4 DỤNG CỤ GIA CÔNG RĂNG THEO PHƯƠNG PHÁP BAO HÌNH 5.4.1 Đặc diểm công dụng Dao cắt theo phương pháp bao hình gia công bánh có độ xác cao, suất gia công lớn việc chế tạo dao thường khó so với dao gia công bánh theo phương pháp định hình Trong phần khảo sát hai loại dụng cụ gia công bánh theo phương pháp bao hình thường gặp dao phay lăn dao xọc Dao phay lăn dùng để gia công bánh ăn khớp (và phần cho bánh ăn khớp trong) thẳng, nghiêng, chữ V (có rãnh thoát dao); bánh vít ; bánh côn nghiêng (dùng dao phay lăn đặc biệt) Dao xọc dùng để gia công bánh trụ nào, đặc biệt có vai trò mà dao phay lăn thay cắt bánh có bậc có vai, bánh ăn khớp trong, bánh chữ V rãnh thoát dao, cắt xác 5.4.2 Một số bề mặt xoắn vít dùng để chế tạo dao gia công bánh Trong dao cắt răng, người ta thường dùng mặt xoắn vít thẳng tức bề mặt vít tạo đường thẳng để tạo bề mặt dao Chúng ta khảo sát sau bề mặt xoắn vít 5.4.2.1 Mặt vít ác- xi- mét Khi đường thẳng t tạo với trục O-O góc τ vừa quay vừa tịnh tiến quanh trục O-O t vẽ nên mặt vít ác- xi- mét (hình 5.13a) Mặt vít ác- xi- mét khai triển mặt phẳng nên dùng mặt phẳng mặt để gia công tạo nó, ta dùng đường để tạo nên mặt vít ác- xi- mét Mặt phẳng qua trục O-O cắt mặt ác- xi- mét theo đường thẳng Mặt phẳng thẳng góc với trục O-O cắt mặt ác- xi- mét theo đường ác- xi- mét Trụ chia Trụ sở t c) b) a w ts b) Mặt phẳng cắt Hình 5.13 Các mặt vít dùng để tạo bề mặt dao 5.4.2.2 Mặt vít hở (công-vô-luýt) Khi đường thẳng t nghiêng với trục góc τ1 không cắt trục mà lại tiếp xúc với mặt trụ sở có bán kính ro Khi t vừa quay vừa tịnh tiến quanh mặt trụ sở (góc nâng đường vít chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến ωo khác với τ1) vẽ nên mặt vít công-vô-luýt (hình 5.13c) Mặt vít công-vô-luýt không khả triển nên tạo hình đường (ví dụ lưỡi cắt thẳng dao tiện định hình) Mặt phẳng chứa trục cắt mặt vít công-vô-luýt theo đường cong Mặt phẳng tiếp xúc với trụ sở cắt mặt vít công-vô-luýt theo đường thẳng Mặt phẳng thẳng góc với trục cắt mặt vít công-vô-luýt theo đường thân khai kéo dài 5.4.2.3 Mặt vít thân khai Trong trường hợp mặt vít công-vô-luýt trên, góc nghiêng đường thẳng t so với trục góc nâng đường vít chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến = τC (hình 5.13c) mặt vít tạo thành mặt vít thân khai Mặt vít thân khai khai triển mặt phẳng nên tạo hình mặt phẳng (ví dụ dùng mặt phẳng đá mài để mài nó) Mặt phẳng chứa trục cắt mặt vít thân khai theo đường cong Mặt phẳng tiếp xúc với trụ chia cắt mặt vít thân khai theo đường thẳng Mặt phẳng thẳng góc với trục cắt mặt vít thân khai theo đường thân khai 5.4.3 5.4.3.1 Dao phay lăn Nguyên tắc hình thành dao phay lăn Dao phay lăn giống trục vít có xẻ thêm rãnh dọc (theo phương pháp tuyến với đường vít) để tạo nên rãnh chứa phoi mặt trước với góc trước dao đồng thời người ta tiến hành hớt lưng prôfin dao để tạo thành mặt sau góc sau Như nói dao phay tạo nên từ trục vít sở 12.4.3.1 Trục vít sở dao phay lăn Dao phay lăn chế tạo dựa trục vít sở sau : - Trục vít ác–xi-mét : trục vít có prôfin dạng thẳng tiết diện chiều trục nên dễ gia công (ví dụ dùng dao tiện định hình có lưỡi cắt thẳng nằm mặt phẳng chiều trục) Trục vít sở dùng phổ biến cho dao phay lăn dùng để gia công bánh vít, có người ta dùng trục vít cho dao phay lăn để gia công bánh trụ - Trục vít công-vô-luýt : trục vít có prôfin thẳng tiết diện pháp tuyến (cũng gia công dao tiện định hình có lưỡi cắt thẳng) Loại trục vít dùng phổ biến cho dao phay lăn để gia công bánh trụ - Trục vít thân khai : việc gia công trục vít khó khăn nên dùng dao phay lăn chế tạo sở trục vít gia công bánh có độ xác cao Trục vít sở dùng chủ yếu cho dao phay lăn dùng để gia công bánh vít 5.4.3.2 Kết cấu dao phay lăn Dao phay lăn tinh đầu mối với prôfin thẳng tiết diện pháp tuyến (trục vít sở công-vô-luýt) giới thiệu hình 5.14 Hình 5.14 Kết cấu dao phay lăn Các yếu tố kết cấu dao phay lăn sau: • Prôfin dao phay : xác định mặt phẳng pháp tuyến (A-A) - Mô đuyn dao phay lăn mô đuyn m bánh trụ thẳng mô đuyn pháp tuyến mn bánh trụ nghiêng gia công - Góc prôfin αn góc ăn khớp bánh αo - Chiều cao đầu h1 = 1,25 m ; chiều cao chân h =1,25 m ; chiều cao h = h1 + h2 = 2,5 m - Bước tn = bước bánh răng thẳng; t n = bước pháp tuyến bánh răng nghiêng - Chiều dày dao vòng lăn S n = chiều rộng rãnh bánh gia công, S n = Srãnh = tn/2 Bán kính lượn : đỉnh r1 = (0,25 0,3).m, đáy r2 = (0,2 ÷ 0,3).m • Đường kính đường kính lỗ : - Đường kính De: De lớn độ bóng độ xác prôfin bánh gia công tăng lại tốn vật liệu làm dao Với d đường kính lỗ, H chiều sâu rãnh p chiều dày thành thân dao - p ≥ (0,25 ÷ 0,3)d, ta có: De ≥ 2H + 2p + d (5.5) Đường kính lỗ : dùng để định vị kẹp chặt dao lên trục gá, d = (0,2 ÷ 0,45)De - Số Z: Z lớn độ bóng bề mặt gia công cao Theo kinh nghiệm lấy • Z= • - 200 + (6 ÷ 7) De (5.13) Chiều dài dao phay : Chiều dài phần làm việc L1 : L1min = 5,5 m Chiều dài dao L : hai bên dao phay lăn có bề mặt gờ để kiểm tra độ đảo gá dao với lgờ = (3 ÷ 5) mm Do L = L1 + 2.lgờ - • Các góc độ dao phay : - Góc trước lưỡi cắt đỉnh γ b = 5÷ 10o cho dao phay thô, γ b = 0o cho dao tinh - Góc trước lưỡi cắt bên bán kính Rx : tgγ σx = Re tgγ b sin αn Rx (5.14) - Góc sau tạo nên cách hớt lưng theo đường xoắn ác-xi-mét Góc sau lưỡi cắt đỉnh ∝b = 10 ÷ 5o Góc sau lưỡi cắt bên (đo tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt) điểm có bán kính Rx: tgασx = Re tgαb sin αn Rx (5.15) πD tgα b Khi có mài prôfin, người Z ta thực hớt lưng kép với lượng hớt lưng lần K1 = (1,2 ÷ 1,7)K • Lượng hớt lưng K : dao phay hớt lưng: K = Đường kính chia trung bình tính toán D t : đường kính chia dùng để tính toán số kích thước kết cấu dao phay lăn góc vít τ, góc nghiêng rãnh dọc v.v • Dt = De − 2h1 − 0,35 K (5.16) • Các rãnh dọc dao phay lăn : Để mặt trước thẳng góc với đường vít hình trụ chia trung bình tính toán (Dt), góc nghiêng rãnh ω phải góc nâng đường vít τ hình trụ chia Hướng rãnh ngược với hướng đường vít Hướng đường vít thường hướng phải cho dao phay gia công bánh trụ thẳng hướng với bánh trụ nghiêng Góc nâng đường vít hình trụ chia trung bình tính toán : - sin τ = - Bước rãnh dọc : • tn π m m = = πDt πDt Dt (5.17) πDt tgω (5.18) Sr = Bước chiều trục dao phay lăn : t oc = tn cosτ (5.19) • Hình dạng rãnh : - Bán kính lượn đáy rãnh : r = (1÷ 3) mm, H =h+ Chiều sâu rãnh H: - góc rãnh  = 22 ÷ 25o K + K1 +r (5.20) 5.4.4 Dao xọc bao hình 5.4.4.1 Các kiểu công dụng Dao xọc bao hình dụng cụ cắt xác So với dao phay lăn răng, dao xọc nói chung có suất thấp hơn; nhiên cắt cung răng, bánh vành hẹp với số lớn, bánh có m < 1,5 mm dao xọc có suất cao dao phay lăn Trong ngành chế tạo máy, ta gặp số kiểu dao xọc sau : - Dao xọc hình đĩa (hình 5.15a) - dùng để cắt bánh trụ thẳng - Dao xọc hình cốc (hình 5.15b) - dùng để cắt bánh thẳng có bậc - Dao xọc nghiêng (hình 5.15c) – dùng để cắt bánh nghiêng - Dao xọc có lỗ ren để lắp với chuôi (hình 5.15d)- dùng cắt bánh ăn khớp trong, bánh có mô đuyn nhỏ Dao xọc chuôi liền (hình 5.15e) - dùng cắt bánh ăn khớp trong, bánh có mô đuyn nhỏ - - Dao xọc có chắp (hình 5.15f)- để tiết kiệm vật liệu làm dao Chuôi Cổ a) b) c) e) Ren kẹp chặt f) d) Hình 5.15 Các kiểu dao xọc 5.4.4.2 Đặc điểm dao xọc Dao xọc có hình dạng tương tự bánh răng, có góc trước góc sau Để có góc trước, người ta tạo mặt trước có dạng côn lõm Để tạo nên góc sau lưỡi cắt đỉnh hai lưỡi cắt bên, dao xọc hình thành cách dịch chỉnh sinh để tiết diện thẳng góc với trục dao có khoảng dịch chỉnh x = ξ.m Trên hình 5.16, tiết diện II – II có khoảng dịch chỉnh x = gọi tiết diện khởi thuỷ Tiết diện I – I có khoảng dịch chỉnh x dương lớn Tại mặt tựa dao xọc, khoảng dịch chỉnh có trị số âm lớn Khoảng dịch chỉnh thay đổi theo quy luật tuyến tính từ giá trị lớn mặt I – I đến giá trị nhỏ mặt tựa Như ta xem dao xọc tổ hợp ghép vô số bánh vô mỏng có khoảng cách dịch chỉnh giảm dần từ tiết diện I – I đến mặt tựa theo quy luật tuyến tính Khoảng cách mặt I – I đến tiết diện khởi thuỷ II – II gọi khoảng cách khởi thuỷ a Do cách hình thành mặt sau bên dao xọc vậy, nên hai mặt sau bên bề mặt xoắn vít thân khai (mặt phẳng thẳng góc với trục cắt bề mặt theo đường thân khai nên độ xác dao xọc cao) Từ người ta dùng mặt phẳng đá mài để mài bề mặt làm cho độ xác gia công dao xọc nâng cao 5.4.4.3 Kết cấu dao xọc bao hình Hình 5.16 biểu diễn dao xọc hình đĩa dùng để gia công bánh trụ thẳng Dao gồm mặt tựa 1, mặt tựa 2, mặt trước 3, mặt nghiêng (vát) 4, cắt lỗ để gá đặt Sau ta xem xét yếu tố kết cấu dao xọc này: Hình 5.16 Dao xọc hình đĩa Mặt trước sau mài hết Hình 5.17 Góc độ lưỡi cắt bên A γσ αoc Vòng sở A γb B ro αA O Hình khai triển tiết diện theo trụ chia • Các góc độ dao : - Góc trước đỉnh γ b :do mặt sau bên thân khai, nên γ = lưỡi cắt bên có dạng thân khai Vì lấy γ lớn Thường γ b = 5o - Góc trước lưỡi cắt bên γ σ : góc trước đ o tiết diện điểm A lưỡi cắt bên (hình 5.17) : tgγ σ = tgγ b sin α A (5.21) : αA góc áp lực điểm A : cos α A = ro OA (5.22) Góc sau đỉnh αb : Khi dao có góc trước γ b > 0o αb tăng độ xác prôfin lưỡi cắt giảm Thường lấy αb = 6o - - Góc sau mặt cắt theo trụ chia ασ (hình 5.16) : tgα σ = tgα b tgα u (5.23) αu góc prôfin dao xọc Nếu αb = 6o, αu = 20o10’14,5’’ ασ =2o5’40’’ - Góc sau lưỡi cắt bên tiết diện αoc : góc góc nâng đường vít mặt trụ sở, tính sau : tgα oc = tgα b sin α u (5.24) Nếu αb = 6o, αu = 20o10’14,5’’ αoc =2o4’32’’ • Góc prôfin dao xọc αb d γb c a b h e hN αu α∂ Hình 5.18 Góc prôfin dao xọc b) Hình 5.19 Đồ thị để xác định hệ số dịch chỉnh tối đa ξumax chiều cao đầu dao xọc h = 1,25 m, b) h = 1,30 m (đối với góc ăn khớp = 20o) Hình 5.20 Đồ thị để xác định điều kiện cắt chân a) Nếu γ b = góc prôfin dao xọc (trong tiết diện thẳng góc với trục dao phay) αu góc prôfin bánh gia công α∂ Khi γ b > prôfin dao xọc tiết diện thẳng góc với trục dao phay không trùng với hình chiếu lưỡi cắt (nằm mặt trước dao xọc) lên mặt đầu bánh gia công (hình 5.18) Để cho góc prôfin hình chiếu lưỡi cắt dao xọc lên mặt đầu bánh gia công góc prôfin bánh gia công α∂ góc prôfin dao xọc αu (trong tiết diện thẳng góc với trục dao) phải tính sau : tgα u = e e e e e = = = =  hN h − cb h − cd tgα b h − ac.tgγ b tgα b h  − tgγ b tgα b tgα u = tgα ∂ − tgγ b tgα b    (5.25) Như vậy, để cắt bánh có α∂ = 20o dao xọc có γ b = 5o, αb = 6o góc prôfin dao xọc αu = 20o10’14,5’’ • Đường kính vòng chia Dt Tính giống bánh Với mô đuyn m số dao xọc Zu, ta có: Dt = m Zu • (5.26) Đường kính danh nghĩa Ddn Thông thường kiểu máy xọc , người ta muốn dùng dao xọc có đường kính danh nghĩa định Các đường kính danh nghĩa dao xọc tiêu chuẩn hóa sau : 25, 38, 50, 75, 100, 55, 160, 200, , 360mm Mỗi đường kính danh nghĩa sử dụng cho pạm vi mô đuyn định sau: m 1÷ ÷ 6,5 5÷ ÷ 10 10 ÷ Ddn 75 100 55 160 200 Khi có m, biết Ddn (theo kiểu máy chọn), ta chọn số Z u dao xọc (số nguyên) cho m.Zu = Dt ≅ Ddn • Đường kính vòng sở Do : Do = Dt cos αo (5.27) với αo - góc áp lực vòng chia • Khoảng cách khởi thuỷ a Nhìn chung a tăng chất lượng bánh gia công tăng, đồng thời tránh việc cắt vát prôfin đỉnh bánh gia công Tuy nhiên a lớn chiều dày đỉnh mặt I –I (S’e) nhỏ làm dao xọc chóng mòn Về mặt hình học : a= ξu max m tgαb (5.28) Trong ξumax hệ số dịch chỉnh lớn (tại I –I) dao xọc ξumax lớn S’e nhỏ Như để xác định a ta phải tìm ξumax để S’e không nhỏ giới hạn cho phép S’e cho phép tính theo công thức sau: S e′ = 0,2594.m − 0,03752 Cũng lấy S’e cho phép theo mô đuyn m bảng sau: (5.29) m (mm) ÷ 1,5 1,75 ÷ 2,75 3÷ 4,25 ÷ 6,5 ÷ S’e (mm) (0,46÷ 0,41) m (0,40÷ 0,31) m (0,30÷ 0,25) m (0,25÷ 0,20) m (0,20÷ 0,10) m S e′ theo đồ thị hình 5.19 tương ứng với số m dao xọc chọn Zu, ta tìm ξumax Chú ý ξu lớn xãy tượng cắt chân bánh gia công Tuỳ theo số bánh gia công mà cắt chân xuất với ξu khác (hình 5.20) Ví dụ dùng dao xọc có số Z u = 19 ξumax = 0,158 ta tìm số lớn Z k = 65 bánh gia công mà không xãy tượng cắt chân răng, bánh gia công có số >65 dao xọc cắt lẹm chân bánh Sau có S’e, ta tính σ e = • Kích thước tiết diện khởi thuỷ II-II Chiều dày vòng chia : - Sg = π m + ∆S g (5.30) ∆Sg lượng tăng chiều dày dao xọc để giảm chiều dày bánh gia công nhằm đảm bảo khe hở cạnh bên ăn khớp ∆Sg lấy theo mô đuyn sau: - m 1,25÷ 2, 2,75÷ 4,25÷ 6,5÷ 11÷ 16 18÷ 20 ∆Sg 0,57 0,161 0,175 0,214 0,247 0,349 Chiều cao đầu : h1 = (f’+ c’).m với f’ hệ số chiều cao đầu dao xọc c’ hệ số khe hở hướng kính; =1,25 cho dao xọc có số lớn (f’+c’) = 1,30 cho dao xọc có số nhỏ - Chiều cao chân : - Chiều cao : • (5.31) (f’+c’) h2 = (f’ + c’).m (5.32) h = h + h2 (5.33) Kích thước tiết diện I-I (mặt trước) Chiều dày vòng chia : - S ′g = π m + ∆S ′g + 2a.tgα b tgα ∂ (5.34) ∆S’g lượng tăng chiều dày dao xọc - Chiều cao đầu : h’1 = (f’+ c’).m + a.tgαb với f’ hệ số chiều cao đầu dao xọc c’ hệ số khe hở hướng kính; =1,25 cho dao xọc có số lớn (f’+ c’) = 1,30 cho dao xọc có số nhỏ - Chiều cao chân : h’2 = (f’ + c’).m – a.tgαb - Đường kính vòng đỉnh : D’e = Dt + 2h’1 (5.35) (f’+c’) (5.36) (5.37) - Đường kính vòng chân : D’i = Dt – h’2 (5.38) 5.4.4.4 Mài lại dao xọc Khi dao xọc bị mòn, người ta tiến hành mài lại dao xọc theo mặt trước (côn), a giảm dần đến tiết diện khởi thuỷ sau âm Khi xãy tượng cắt lẹm đỉnh Để tránh tượng ta phải đảm bảo kích thước ∆B (hình 5.16) phải thỏa mãn ∆B ≤ ∆Bmax với : ∆Bmax = a = ξ u m tgα b (5.39) ξumin hệ số dịch chỉnh nhỏ xác định từ điều kiện cho phép không xãy tượng cắt lẹm đỉnh  ... Đây phương pháp gia công tinh bánh đá mài Phương pháp đặc biệt hữu ích gia công bánh cứng b) b) ) Hình 5.6 Cắt dao phay lăn Hình 5.7 Gia công tinh dao cà 5.3 DỤNG CỤ GIA CÔNG RĂNG THEO PHƯƠNG PHÁP... xọc bao hình 5.4.4.1 Các kiểu công dụng Dao xọc bao hình dụng cụ cắt xác So với dao phay lăn răng, dao xọc nói chung có suất thấp hơn; nhiên cắt cung răng, bánh vành hẹp với số lớn, bánh có m