giao trinh cong nghe che tao may

GIÁO TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy MỤC LỤC Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1- Quá trình sản xuất q trình cơng nghệ 1.2- dạng sản xuất CHƢƠNG 2: QUÁ TRÌNH GÁ ĐẶT CHI TIẾT TRONG GIA CÔNG 2.1 KHÁI NIỆM 2.2- NGUYÊN TẮC ĐỊNH VỊ ĐIỂM 2.3 PHƢƠNG PHÁP GÁ ĐẶT CHI TIẾT KHI GIA CÔNG 10 2.4- NGUYÊN TẮC CHỌN CHUẨN 10 CHƢƠNG ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 12 3.1- KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA 12 3.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐẠT ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 12 3.3- CÁC NGUYÊN NHÂN SINH RA SAI SỐ GIA CÔNG 12 3.4- CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 22 Chƣơng PHÔI VÀ LƢỢNG DƢ GIA CÔNG 26 4.1 CÁC LOẠI PHÔI 26 4.2 NGUYÊN TẮC CHỌN PHÔI 26 4.3 LƢỢNG DƢ GIA CÔNG 26 4.4 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƢỢNG DƢ 31 4.5- GIA CÔNG CHUẨN BỊ 33 Chƣơng NGUN TẮC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 40 5.1- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÈNH CỄNG NGHỆ 40 5.2- phƣơng pháp thiết kế qtcn 40 Chƣơng GIA CÔNG MẶT PHẲNG 46 6.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 46 6.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP GIA CÔNG MẶT PHẲNG 46 Chƣơng GIA CƠNG MẶT NGỒI TRỊN XOAY 53 7.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 53 7.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP GIA CƠNG MẶT NGỒI TRỊN XOAY 53 TÍNH THỜI GIAN CƠ BẢN: 57 Chƣơng GIA CƠNG MẶT TRONG TRỊN XOAY 62 8.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 62 8.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP GIA CƠNG MẶT TRONG TRỊN XOAY 62 Chƣơng GIA CÔNG REN 69 9.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 69 9.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP GIA CÔNG MỐI GHÉP REN 69 Chƣơng 10 GIA CÔNG THEN VÀ THEN HOA 75 10.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 75 10.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP GIA CÔNG 75 Chƣơng 11 GIA CƠNG BỀ MẶT ĐỊNH HÌNH 79 11.1 KHÁI NIỆM 80 11.2 PHƢƠNG PHÁP GIA CÔNG 80 Chƣơng 12 GIA CÔNG BÁNH RĂNG 83 12.1 Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật 83 12.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG 85 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Chƣơng 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1- Quá trình sản xuất q trình cơng nghệ 1.1.1- Q trình sản xuất Nói cách tổng qt, q trình sản xuất trình ngƣời tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích ngƣời Định nghĩa rộng, bao gồm nhiều giai đoạn Ví dụ, để có sản phẩm khí phải qua giai đoạn: Khai thác quặng, luyện kim, gia cơng khí, gia cơng nhiệt, lắp ráp v.v Nếu nói hẹp nhà máy khí, trình sản xuất trình tổng hợp hoạt động có ích để biến ngun liệu bán thành phẩm thành sản phẩm có giá trị sử dụng định, bao gồm q trình nhƣ: Chế tạo phôi, gia công cắt gọt, gia công nhiệt, kiểm tra, lắp ráp trình phụ nhƣ: vận chuyển, chế tạo dụng cụ, sửa chữa máy, bảo quản kho, chạy thử, điều chỉnh, sơn lót, bao bì, đóng gói v.v Tất q trình đƣợc tổ chức thực cách đồng nhịp nhàng trình sản xuất đƣợc liên tục Sự ảnh hƣởng trình nêu đến suất, chất lƣợng q trình sản xuất có mức độ khác ảnh hƣởng nhiều đến chất lƣợng, suất trình sản xuất q trình có tác động làm thay đổi trạng thái, tính chất đối tƣợng sản xuất, q trình cơng nghệ 1.1.2- Q trình cơng nghệ Q trình cơng nghệ phần q trình sản xuất, trực tiếp làm thay đổi trạng thái tính chất đối tƣợng sản xuất Đối với sản xuất khí, thay đổi trạng thái tính chất bao gồm: - Thay đổi trạng thái hình học (kích thƣớc, hình dáng, vị trí tƣơng quan phận chi tiết ) - Thay đổi tính chất (tính chất lý nhƣ độ cứng, độ bền, ứng suất dƣ ) * Q trình cơng nghệ bao gồm: - Q trình cơng nghệ tạo phơi: hình thành kích thƣớc phơi từ vật liệu phƣơng pháp nhƣ đúc, hàn, gia công áp lực - Q trình cơng nghệ gia cơng cơ: làm thay đổi trạng thái hình học lý tính lớp bề mặt - Q trình cơng nghệ nhiệt luyện: làm thay đổi tính chất lý vật liệu chi tiết cụ thể tăng độ cứng, độ bền - Quá trình cơng nghệ lắp ráp: tạo vị trí tƣơng quan xác định chi tiết thông qua mối lắp ghép chúng để tạo thành sản phẩm hồn thiện Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Q trình cơng nghệ cho đối tƣợng sản xuất (chi tiết) phải đƣợc xác định phù hợp với yêu cầu chất lƣợng suất đối tƣợng Xác định q trình cơng nghệ hợp lý ghi thành văn kiện cơng nghệ văn kiện cơng nghệ gọi quy trình cơng nghệ 1.2- dạng sản xuất Dạng sản xuất khái niệm cho ta hình dung quy mơ sản xuất sản phẩm Nó giúp cho việc định hƣớng hợp lý cách tổ chức kỹ thuật - cơng nghệ nhƣ tổ chức tồn q trình sản xuất Các yếu tố đặc trƣng dạng sản xuất: - Sản lƣợng - Tính ổn định sản phẩm - Tính lặp lại q trình sản xuất - Mức độ chun mơn hóa sản xuất Tùy theo yếu tố mà ngƣời ta chia dạng sản xuất: - Đơn - Hàng loạt - Hàng khối 1.2.1- Dạng sản xuất đơn Dạng sản xuất đơn có đặc điểm là: - Sản lƣợng hàng năm ít, thƣờng từ đến vài chục - Sản phẩm không ổn định chủng loại nhiều - Chu kỳ chế tạo không đƣợc xác định Đối với dạng sản xuất ta phải tổ chức kỹ thuật công nghệ nhƣ sau: - Sử dụng trang thiết bị, dụng cụ công nghệ vạn để đáp ứng tính đa dạng sản phẩm - Yêu cầu trình độ thợ cao, thực đƣợc nhiều công việc khác - Tài liệu hƣớng dẫn công nghệ nét bản, thƣờng dƣới dạng phiếu tiến trình cơng nghệ 1.2.2- Dạng sản xuất hàng loạt Dạng sản xuất hàng loạt có đặc điểm là: - Sản lƣợng hàng năm khơng q - Sản phẩm tƣơng đối ổn định - Chu kỳ chế tạo đƣợc xác định Tùy theo sản lƣợng mức độ ổn định sản phẩm mà ta chia dạng sản xuất loạt nhỏ, loạt vừa, loạt lớn Sản xuất loạt nhỏ gần giống với sản xuất đơn chiếc, sản xuất loạt lớn gần giống sản xuất hàng khối 1.2.3- Dạng sản xuất hàng khối Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Dạng sản xuất hàng khối có đặc điểm là: - Sản lƣợng hàng năm lớn, sản phẩm ổn định - Trình độ chun mơn hóa sản xuất cao - Trang thiết bị, dụng cụ công nghệ thƣờng chuyên dùng - Q trình cơng nghệ đƣợc thiết kế tính tốn xác, ghi thành tài liệu cơng nghệ có nội dung cụ thể tỉ mỉ - Trình độ thợ đứng máy khơng cần cao nhƣng đòi hỏi phải có thợ điều chỉnh máy giỏi - Tổ chức theo dây chuyền Dạng sản xuất hàng khối cho phép áp dụng phƣơng pháp cơng nghệ tiên tiến, có điều kiện khí hóa tự động hóa sản xuất, tạo điều kiện tổ chức đƣờng dây gia công chun mơn hóa Các máy dạng sản xuất thƣờng đƣợc bố trí theo theo thứ tự ngun cơng q trình cơng nghệ Chú ý việc phân chia thành ba dạng sản xuất nhƣ mang tính tƣơng đối Trong thực tế, ngƣời ta chia dạng sản xuất nhƣ sau: - Sản xuất đơn loạt nhỏ - Sản xuất hàng loạt - Sản xuất loạt lớn hàng khối Ngoài ra, cần phải nắm vững hình thức tổ chức sản xuất để sử dụng thích hợp cho dạng sản xuất khác Trong trình chế tạo sản phẩm khí thƣờng đƣợc thực theo hai hình thức tổ chức sản xuất là: sản xuất theo dây chuyền khơng theo dây chuyền  Hình thức sản xuất theo dây chuyền thƣờng đƣợc áp dụng quy mô sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Đặc điểm: - Máy đƣợc bố trí theo thứ tự ngun cơng q trình cơng nghệ, nghĩa ngun cơng đƣợc hồn thành vị trí định - Số lƣợng chỗ làm việc suất lao động chỗ làm việc phải đƣợc xác định hợp lý để đảm bảo tính đồng thời gian nguyên công sở nhịp sản xuất dây chuyền Nhịp sản xuất khoảng thời gian lặp lại chu kỳ gia công lắp ráp, nghĩa khoảng thời gian nguyên công q trình cơng nghệ đƣợc thực đồng sau khoảng thời gian đối tƣợng sản xuất đƣợc hoàn thiện đƣợc chuyển khỏi dây chuyền sản xuất  Hình thức sản xuất khơng theo dây chuyền thƣờng đƣợc áp dụng quy mô sản xuất loạt nhỏ Đặc điểm: - Các nguyên công qúa trình cơng nghệ đƣợc thực khơng có ràng buộc lẫn thời gian địa điểm Máy đƣợc bố trí theo kiểu, loại khơng phụ Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy thuộc vào thứ tự nguyên công - Năng suất hiệu kinh tế thấp hình thức sản xuất theo dây chuyền Ngày nay, nhờ ứng dụng thành tựu điện tử, tin học, xử lý điện toán kỹ thuật điều khiển tự động, cơng nghệ q trình sản xuất đƣợc thực máy đƣợc điều khiển tự động nhờ máy tính điện tử, có khả lập trình đa dạng để thích nghi với sản phẩm Dạng sản xuất nhƣ đƣợc gọi sản xuất linh hoạt dạng sản xuất đặc trƣng ngày phổ cập xã hội Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy CHƢƠNG 2: Q TRÌNH GÁ ĐẶT CHI TIẾT TRONG GIA CƠNG 2.1 KHÁI NIỆM Gá đặt chi tiết bao gồm hai trình: định vị chi tiết kẹp chặt chi tiết Định vị xác định vị trí xác tƣơng đối chi tiết so với dụng cụ cắt trƣớc gia cơng Kẹp chặt q trình cố định vị trí chi tiết sau định vị để chống lại tác dụng ngoại lực (chủ yếu lực cắt) q trình gia cơng chi tiết làm cho chi tiết khơng rời khỏi vị trí đƣợc định vị Ví dụ: Khi gá đặt chi tiết mâm cặp ba chấu tự định tâm Sau đƣa chi tiết lên mâm cặp, vặn cho chấu cặp tiến vào tiếp xúc với chi tiết cho tâm chi tiết trùng với tâm trục máy, q trình định vị Tiếp tục vặn cho ba chấu cặp tạo nên lực kẹp chi tiết để chi tiết không bị dịch chuyển q trình gia cơng, q trình kẹp chặt Chú ý rằng, trình gá đặt, trình định vị xảy trƣớc, trình định vị kết thúc bắt đầu q trình kẹp chặt Khơng hai q trình xảy đồng thời hay trình kẹp chặt xảy trƣớc trình định vị 2.2- NGUYÊN TẮC ĐỊNH VỊ ĐIỂM Bậc tự theo phƣơng vật rắn tuyệt đối khả di chuyển vật rắn theo phƣơng mà không bị cản trở phạm vi ta xét Một vật rắn tuyệt đối khơng gian có bậc tự chuyển động Khi ta đặt vào hệ tọa độ Đềcác, bậc tự là: bậc tịnh tiến dọc trục T(Ox), T(Oy), T(Oz) bậc quay quanh trục Q(Ox), Q(Oy), Q(Oz) Hình bên sơ đồ xác định vị trí vật rắn tuyệt đối hệ toạ độ Đềcác - Điểm khống chế bậc tịnh tiến theo Oz - Điểm khống chế bậc quay quanh Oy - Điểm khống chế bậc quay quanh Ox Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy - Điểm khống chế bậc tịnh tiến theo Ox - Điểm khống chế bậc quay quanh Oz - Điểm khống chế bậc tịnh tiến theo Oy Ngƣời ta dùng nguyên tắc điểm để định vị chi tiết gia công Chú ý: - Mỗi mặt phẳng có khả khống chế bậc tự nhƣng sử dụng chi tiết có mặt phẳng khống chế bậc tự - Trong q trình gia cơng, chi tiết đƣợc định vị không cần thiết phải đủ bậc tự mà cần bậc tự cần thiết theo yêu cầu nguyên công - Số bậc tự khống chế khơng lớn 6, có bậc tự đƣợc khống chế lần gọi siêu định vị Siêu định vị làm cho phôi gia công bị kênh lệch, không đảm bảo đƣợc vị trí xác, gây sai số gá đặt phơi, ảnh hƣởng đến độ xác gia cơng Do đó, q trình gia cơng khơng đƣợc để xảy tƣợng siêu định vị - Không đƣợc khống chế thiếu bậc tự cần thiết, nhƣng cho phép khống chế lớn số bậc tự cần thiết để dễ dàng cho q trình định vị gá đặt - Số bậc tự cần hạn chế phụ thuộc vào yêu cầu gia công bƣớc cơng nghệ, vào kích thƣớc bề mặt chuẩn, vào mối lắp ghép bề mặt chuẩn phôi với bề mặt làm việc cấu định vị phôi a ) b ) a ) b ) a ) b ) Hình 2.1- Một số trƣờng hợp định vị thƣờng gặp a) Siêu định vị b) Định vị Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Ví dụ minh họa khả khống chế chi tiết định vị thƣờng gặp: D D L L>D Khối V dài khống chế bậc tự Chốt trụ dài định vị bậc tự L L D Chốt trám định vị bậc tự L Hai mũi tâm định vị bậc tự Mâm cặp ba chấu định vị bậc tự Hình 2.2: Phiến tỳ kết hợp với chốt trụ ngắn, chốt trám định vị bậc tự Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy 2.3 PHƢƠNG PHÁP GÁ ĐẶT CHI TIẾT KHI GIA CÔNG 2.4- NGUYÊN TẮC CHỌN CHUẨN Khi chọn chuẩn để gia công, ta phải xác định chuẩn cho nguyên công chuẩn cho nguyên công Thông thƣờng, chuẩn dùng cho nguyên công chuẩn thơ, chuẩn dùng ngun cơng chuẩn tinh Mục đích việc chọn chuẩn để bảo đảm : - Chất lƣợng chi tiết q trình gia cơng - Nâng cao suất giảm giá thành 2.4.1- NGUYÊN TẮC CHỌN CHUẨN THƠ Chuẩn thơ thƣờng đƣợc dùng ngun cơng q trình gia cơng Việc chọn chuẩn thơ có ý nghĩa định q trình cơng nghệ, có ảnh hƣởng đến ngun cơng độ xác gia công chi tiết Khi chọn chuẩn thô phải ý hai yêu cầu: - Phân phối đủ lƣợng dƣ cho bề mặt gia công - Bảo đảm độ xác cần thiết vị trí tƣơng quan bề mặt không gia công bề mặt gia công Dựa vào yêu cầu trên, ngƣời ta đƣa nguyên tắc chọn chuẩn thô:  Nếu chi tiết gia cơng có bề mặt khơng gia cơng nên chọn bề mặt làm chuẩn thơ, nhƣ làm cho thay đổi vị trí tƣơng quan bề mặt gia cơng bề mặt khơng gia cơng nhỏ Ví dụ: Hình bên chi tiết có bề mặt B, C, D đƣợc gia cơng, có bề mặt A B không gia công Ta chọn bề mặt A làm chuẩn thô để gia công mặt B, C, D để đảm bảo độ đồng tâm với A A C D  Nếu có số bề mặt khơng gia cơng nên chọn bề mặt khơng gia cơng có u cầu độ xác vị trí tƣơng quan cao bề mặt gia cơng làm chuẩn thơ Ví dụ: Khi gia công A lỗ biên, nên lấy mặt A B làm chuẩn thơ để đảm bảo lỗ có bề dày u cầu vị trí tƣơng quan tâm lỗ với mặt A cao mặt B  Nếu tất bề mặt phải gia cơng, nên chọn mặt có lƣợng dƣ nhỏ, làm 10 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy d: góc nâng vòng chia dao “+” dao chi tiết ngƣợc chiều nghiêng “-” dao chi tiết chiều nghiêng d nd d nd  = 0 + d  = 0 - d 0 0 nc nc a) b) Hình 12.4- Sơ đồ gá dao phay lăn nghiêng a) Bánh nghiêng phải, dao xoắn phải b) Bánh nghiêng phải, dao xoắn trái Ngồi sơ đồ bên, vẽ sơ đồ gá dao khác phay bánh nghiêng trái dao xoắn trái phải Chú ý: Khi góc nghiêng  =  100, nên gia công theo sơ đồ ngƣợc chiều xoắn bánh dao (tức bánh xoắn phải đƣợc gia công dao xoắn trái ngƣợc lại) Còn góc nghiêng  > 100 gia cơng theo sơ đồ chiều xoắn bánh dao Một điểm cần ý rằng, hƣớng chạy dao Sd song song với trục chi tiết nên phay lăn bánh nghiêng, phơi phải có chuyển động quay bổ sung để hƣớng dao lăn trùng với hƣớng gia công Chuyển động đƣợc thực nhờ truyền dẫn vi sai đƣợc thiết kế xích truyền động máy 91 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy 2’ Si Rõ ràng là, phay lăn bánh thẳng, dao tịnh tiến đoạn Si gia công đƣợc đoạn thẳng từ  Do đó, gia cơng bánh nghiêng ta phải cho phôi thêm chuyển động quay cho với Si dao cắt từ  2’ Z=1 B .D S’ L  Nhƣ vậy, dao chạy thẳng đứng đƣợc đoạn L bƣớc xoắn nghiêng chuyển động quay bàn máy mang chi tiết gia công phải quay nhanh thêm (nếu dao hƣớng bánh gia công chiều) chậm (nếu dao hƣớng bánh gia cơng ngƣợc chiều) vừa vòng (tƣơng ứng với tổng số Zc cần gia công) Nếu nhƣ chuyển động bàn máy đƣợc nhanh thêm (hay chậm đi) bƣớc dao phay phải dịch quãng đƣờng S’: L .D cot g S'   Zc Zc Sau bàn máy quay vòng dao phay dịch chuyển đƣợc đoạn Sht; đó, quay bàn máy đƣợc nhanh thêm (hay chậm đi) góc tƣơng S Z c S ht ứng với số Z: (Sht: lƣợng chạy dao hƣớng Z  ht  S' .D cot g trục) Do đó, bánh chia phải đƣợc điều chỉnh thành: Z'  Z c  Z  Zc  Z c S ht .D cot g  S tg   Z'  Z c   ht  D   Vậy, phay lăn nghiêng cần đảm bảo tỷ số truyền dao chi tiết 92 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy là: i n d Z' Z c  S tg       ht nc Zd Zd  .D  CHẾ ĐỘ CẮT KHI PHAY LĂN: Khi phay lăn, thẳng nghiêng phải chọn chế độ cắt thích hợp để đảm bảo yêu cầu sản phẩm: - Tốc độ cắt V: Với dao phay lăn thép gió dùng cắt thép dùng V = 15  30 m/ph; với dao hợp kim cứng cho phép cắt với V = 60  70 m/ph cao - Lƣợng chạy dao S: Lƣợng chạy dao dọc trục có ảnh hƣởng đến độ nhám bề mặt Để nâng cao độ xác gia cơng chọn lƣợng chạy dao lớn gia cơng thô , thƣờng khoảng S = 0,8  1,8 mm/vg thép S =  2,3 mm/vg Khi gia công tinh cần chọn lƣợng chạy dao nhỏ (bị giới hạn độ nhám độ sóng bề mặt), khoảng S =  mm/vg thép S = 1,2  2,2 mm/vg gang ĐẶC ĐIỂM CỦA PHAY LĂN RĂNG: - Phƣơng pháp có tính vạn cao, sử dụng dao để gia cơng nhiều loại bánh có số khác - Năng suất gia công cao - Độ xác gia cơng thấp so với xọc - Cần khoảng dao lớn nên khơng thể gia công loại bánh bậc - Dao phức tạp, khó chế tạo  Xọc Xọc phƣơng pháp cắt bao hình, dao xọc có dạng bánh (hình chậu) hay dao có dạng (hình lƣợc) * Xọc dao xọc dạng bánh răng: Phƣơng pháp gia cơng bánh thẳng, nghiêng, bánh bậc mà khoảng cách bậc nhỏ đặc biệt để sản xuất bánh ăn khớp Về chất, dụng cụ cắt bánh mà mặt đầu đƣợc tạo thành mặt trƣớc mặt bên tạo thành mặt sau lƣỡi cắt Trong q trình gia cơng, dụng cụ cắt chuyển động cắt theo hƣớng dọc trục bánh với chi tiết có chuyển động quay cƣỡng Khoảng cách 93 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy trục dụng cụ cắt chi tiết gia công khoảng cách tâm cặp bánh tƣơng tự ăn khớp khơng có khe hở Tốc độ vòng dụng cụ cắt chi tiết gia công phải tuân theo tỷ số: nc Zd  nd Zc đó, nc, nd số vòng quay chi tiết gia công dụng cụ cắt Zc, Zd số chi tiết gia công dụng cụ cắt Xọc dao nd xọc dạng bánh dựa nguyên tắc v chuyển động tƣơng hỗ S1 dao chi tiết Dao xọc chi tiết gia công nc đƣợc quay cƣỡng S xung quanh trục chúng theo hƣớng ngƣợc gia cơng bánh ăn khớp ngồi hƣớng gia công bánh ăn khớp Dao thực chuyển động lên xuống v để cắt gọt, chuyển động thẳng gia công thẳng chuyển động xoắn gia công nghiêng Khi dao xuống thực tách phoi chuyển động trở lại hành trình chạy khơng Chi tiết có chuyển động vào để dao không cà vào mặt gia công chạy không Khi gia công, lúc cắt hết chiều sâu rãnh bánh đƣợc mà phải từ từ tiến dao hƣớng kính Khi tiến dao hƣớng kính lần đầu, chi tiết quay cung tƣơng ứng với thời gian tiến dao, sau lại quay thêm vòng để dao cắt hết chiều cao vòng răng, việc đƣợc thực nhờ cam máy Tiếp đó, dao lại tiến theo hƣớng kính chi tiết quay cung tƣơng ứng, chi tiết lại quay thêm vòng để cắt hết chiều cao với lƣợng tiến dao hƣớng kính Cứ dao tiến theo hƣớng kính lƣợng chiều cao cần gia cơng thơi Tiến dao hƣớng kính 1, hay lần phụ thuộc vào môđun cần cắt Tốc độ cắt xọc phải đƣợc chọn hợp lý, phụ thuộc vào vật liệu gia công, yêu cầu kỹ thuật, điều kiện cắt Tốc độ cắt xọc tính theo số hành 94 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy trình kép đầu xọc, thông thƣờng khoảng 400  1000 htk/ph Thông thƣờng, dùng phƣơng pháp xọc để gia công bánh thẳng Tuy nhiên, Bạc dẫn xọc đƣợc bánh nghiêng dao có nghiêng với bạc dẫn nghiêng tƣơng ứng Hƣớng nghiêng dao xọc phải hay trái, dao nghiêng Bánh phải đƣợc dùng để gia công nghiêng trái ngƣợc lại Khi xọc nghiêng, chuyển động nhƣ xọc thẳng, phơi có thêm chuyển động quay tƣơng ứng với góc nghiêng * Xọc dao xọc dạng răng: Phƣơng pháp dựa nguyên tắc ăn khớp bánh góc nghiêng Dao có dạng với prơfin hình thang thực chuyển động cắt theo hƣớng vng góc với mặt đầu bánh gia cơng Chuyển động bao hình đƣợc thực bánh gia công gá bàn quay, đồng thời dịch chuyển tâm dọc theo phƣơng dao Vì chiều dài dao thƣờng có  nên cắt lúc số bánh việc gia công đƣợc tiến hành cung nhỏ 95 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy O5 S O1 O4 O2 O3 Ban đầu, bàn máy mang vật gia công chạy dao ngang tiến dần tới dụng cụ cắt, đạt chiều sâu rãnh Sau đó, gia cơng bắt đầu vị trí biên O1 Khi gia cơng xong phần răng, dao khỏi ăn khớp với vật gia cơng, lúc vật vị trí O3, chuyến động S bàn máy đƣợc dừng chuyển động lăn dừng Bánh gia công đƣợc di chuyển từ O3 đến O4 nhờ trục vít bàn máy mang vật gia cơng đến vị trí O5 Quay cặp bánh chia độ số bƣớc xác định chu trình làm việc lặp lại tất đƣợc gia công Phƣơng pháp dùng để gia cơng xác bánh thẳng, nghiêng, bánh chữ V Dao chế tạo đơn giản rẻ tiền so với dao xọc dạng bánh răng, nhiên máy để xọc dao dạng lại phức tạp, phƣơng pháp đƣợc sử dụng phƣơng pháp xọc dao dạng bánh ĐẶC ĐIỂM CỦA XỌC RĂNG: - Phƣơng pháp đạt đƣợc độ xác tƣơng đối cao dao dễ chế tạo xác Độ bóng bề mặt tốt phơi đƣợc cắt liên tục theo chiều dài - Là phƣơng pháp gia cơng bánh có khoảng cách bậc nhỏ, bánh - Do có chuyển động tịnh tiến nên phát sinh lực quán tính, gây va đập, khơng tăng đƣợc vận tốc cắt nên suất không cao - Khi cắt nghiêng dao khó chế tạo cần có bạc dẫn chun dùng c) Gia cơng mặt đầu Mặt đầu cần đƣợc gia công để tạo hình dạng thuận lợi cho việc vào khớp bánh di trƣợt, đồng thời để làm cùn cạnh sắc tẩy hết bavia xuất trình cắt Hình dạng mặt đầu đạt đƣợc tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng khả công nghệ thiết bị 96 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy a) b) c) d) Các dạng mặt đầu đƣợc gia công nhƣ hình trên: - Vê tròn đầu dùng bánh vừa quay vừa di trƣợt - Vát nhọn đầu dùng bánh không quay mà di trƣợt - Vát cạnh hai phía dùng bánh quay với tốc độ thấp mà di trƣợt - Vát cạnh phía thƣờng dùng với bánh trụ nghiêng Việc gia cơng đầu đƣợc gia cơng cách sau: - Phƣơng pháp thủ công: dùng dũa tay để gia công đầu Phƣơng pháp đơn giản, suất thấp, độ xác khơng cao, không đồng - Dùng máy chuyên dùng với dao phay ngón (định hình hình cơn): Khi cắt, loại dao có chuyển động theo cung tròn 1800 cắt từ cạnh bên sang cạnh bên đầu răng, bánh đƣợc gia cơng đứng n Cắt xong răng, dao đƣợc nâng lên, sau phân độ xong, dao trở lại vị trí làm việc để cắt Phƣơng pháp cắt không liên tục nên suất thấp - Dùng máy chuyên dùng với dao phay định hình chuyên dùng: Dao Khi cắt, dao chi tiết chuyển động Giữa hai chuyển động có xích truyền động cƣỡng Quỹ đạo tƣơng đối dao so với chi tiết đƣờng epixicloid Đầu gia cơng đƣợc có dạng vát nhọn khơng tròn Phƣơng pháp 97 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy cắt liên tục suất đạt cao c) Gia cơng tinh bánh trụ Có thể chia gia công tinh bánh làm hai loại: - Loại 1: Gia cơng khơng có phoi nhƣ phƣơng pháp chạy rà bánh - Loại 2: Gia cơng có phoi nhƣ cà răng, mài răng, nghiền răng, khôn  Chạy rà bánh Phƣơng pháp chạy rà bánh đƣợc thực hai bánh gia công ăn khớp với ba bánh mẫu đƣợc tơi có độ cứng xác cao Trong q trình gia cơng, nhờ áp lực P bánh mẫu tác dụng lên bánh gia công mà nhấp nhô bề mặt bị nén xuống đƣợc phẳng Bánh cần chạy rà quay bánh mẫu tác động truyền chuyển động cho hai bánh mẫu Để chạy rà cần phải quay theo hai chiều với số vòng quay giống từ  25 vòng Áp lực P đƣợc chọn khoảng  10 at Thời gian chạy rà từ 10  30 giây với bánh có mơđun m =  Phƣơng pháp đƣợc thực nhờ biến dạng dẻo bề mặt răng, vật liệu phơi phải có độ giãn dài tƣơng đối > 9% độ cứng HB < 380 Chạy rà cho phép giảm tiêu hao dụng cụ, suất cao Thƣờng gia công bánh không nhiệt luyện  Cà Cà phƣơng pháp gia công tinh bánh cho bánh không cứng nhƣ bánh không tơi sau qua xêmentit hố, trƣớc tơi Cà gia cơng đƣợc bánh thẳng, nghiêng, hay Dao cà có dạng bánh răng, prơfin ngƣời ta xẻ rãnh song song với mặt đầu để tạo lƣỡi cắt Dao cà đƣợc tơi cứng, cho ăn khớp khơng có khe hở với bánh gia cơng Q trình cắt xảy dao cà trƣợt lăn mặt bánh gia công Để cà bánh trụ thẳng dao cà phải có nghiêng 150 cà thép 98 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy 100 cà gang Ngƣợc lại cà bánh trụ nghiêng dao cà phải có thẳng nghiêng nhƣng phải khác với góc nghiêng bánh gia cơng Cà cho phép sửa sai số hình dáng nâng cao độ nhẵn bóng bề mặt (có thể đạt Ra = 0,63  0,16); gia cơng đƣợc bánh có đƣờng kính  1200 mm với mơđun từ m = 0,01  12 mm, lƣợng dƣ khoảng 0,25  0,1 mm * Các loại dao cà răng: - Cà dao cà dạng bánh răng: Phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến cà đƣợc bánh có kích thƣớc bất kỳ, bánh ngồi, sửa đƣợc sai số bƣớc Để tạo cắt gọt tốt cho dao cà, trục dao cà trục chi tiết phải đƣợc đặt chéo góc  =  150, nhờ tƣợng trƣợt không xảy theo biên dạng mà theo hƣớng Chính thành phần vận tốc trƣợt theo hƣớng làm cho lƣỡi cắt cạo lên bề mặt chi tiết tách lớp phoi mỏng Khi gia cơng, có dao nhận đƣợc chuyển động từ động cơ, chi tiết (đƣợc gá hai mũi tâm) quay theo dao Để cà đƣợc hai phía răng, chuyển động quay bánh cà phải đƣợc đổi chiều thuận nghịch Chi tiết gia cơng có chuyển động chạy dao tịnh tiến qua lại để cắt hết chiều dài rãnh sau hành trình có chuyển động tiến thẳng đứng đến dao cà để cắt hết chiều sâu cắt - Cà dao cà dạng răng: Dao cà dạng đƣợc ghép từ nhiều mảnh lại với Dùng dao cà răng thẳng cà đƣợc bánh thẳng, bánh nghiêng theo hƣớng phải trái góc < 300 Khi cần cà bánh nghiêng có góc nghiêng > 300 phải dùng dao cà có nghiêng Dao cà đƣợc kẹp bàn máy có chuyển động tịnh tiến qua lại, bánh gia công đƣợc lắp tự trục ăn khớp với dao dƣới áp lực 99 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy nên quay thuận nghịch theo lại dao Ngoài chuyển động trên, chi tiết gia cơng phải chạy dao S để cắt hết chiều dày sau hành trình kép, P S Sk nd v dao tiến lƣợng Sk để lấy hết lƣợng dƣ cần cắt Dao cà dạng có độ bền lớn nhƣng đƣợc dùng dao khó chế tạo xác đắt tiền so với dao cà dạng bánh * Các phƣơng pháp cà răng: - Cà theo phƣơng pháp chạy dao song song: Phƣơng pháp này, bánh gia công dịch chuyển song song theo trục Sau hành trình, bánh có chạy dao hƣớng kính tới bánh cà Để nâng cao độ bóng mặt răng, gia cơng Bánh cà gần xong khơng cần chạy dao hƣớng kính Tiết diện trung bình bánh cà cần phải chạy  khỏi mép ngồi bánh gia cơng để thực S sửa Vì vậy, chiều dài hành trình bàn máy cần phải bề rộng bánh cộng thêm môđun Cà theo phƣơng pháp cần dao mỏng nhƣng hành trình lại phải dài số hành trình phải nhiều nên suất gia công thấp - Cà theo phƣơng pháp chạy dao vng góc: Phƣơng pháp này, bánh gia cơng dịch chuyển vng góc với trục dao Q trình cắt hồn thành sau hành trình kép S Bánh cà bàn máy khơng có chạy dao hƣớng kính  Cà theo phƣơng pháp dao phải dày nhƣng hành trình lại ngắn số hành trình nên suất gia công cao - Cà theo phƣơng pháp chạy dao tiếp tuyến: Phƣơng pháp này, bánh gia công dịch chuyển vng góc với trục Khoảng cách trục dao trục chi tiết không thay đổi 100 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Q trình cắt đƣợc hồn thành sua hành trình S Bánh cà kép bàn máy khơng có chạy dao hƣớng kính Chiều rộng dao yêu cầu phải lớn so với chiều rộng bánh cần gia công Để cà hết vết rãnh sƣờn bánh cà cần phải có dịch chuyển nhỏ theo chiều trục Phƣơng pháp thƣờng dùng để gia cơng bánh có vành hẹp, vành kín - Cà theo phƣơng pháp chạy dao theo đƣờng chéo: Phƣơng pháp chạy dao theo đƣờng chéo tạo thành góc với trục bánh gia công Ƣu điểm phƣơng pháp chiều dài hành Bánh cà S trình làm việc ngắn, nâng cao suất (điều hoà đƣợc  hai phƣơng pháp cà song song vng góc) Hơn nữa,  điểm giao hai trục liên tục thay đổi trình gia cơng nên độ mòn bánh cà theo chiều dài đặn hơn, nâng cao đƣợc tuổi bền bánh cà Cà theo phƣơng pháp có độ nhẵn bề mặt thấp so với phƣơng pháp cà song song với chế độ cắt * Chế độ cắt cà răng: - Tốc độ cắt: Tốc độ cắt cà luôn thay đổi từ chân Tốc độ cắt chân đỉnh lớn vùng vòng chia nhƣng chênh lệch bỏ qua đƣợc nên thƣờng lấy tốc độ cắt vòng chia làm đại diện vct Tốc độ cắt tốc độ trƣợt: vcà = vct s  vd s đó, vct s: tốc độ vòng chi vct s tiết ct vd vd s: tốc độ vòng dao “+”: phƣơng v = v vd s ct k dk bánh cà gia công chiều d “-”: phƣơng bánh cà gia công ngƣợc chiều   ct d Dao cà (trên hình ngƣợc chiều) ct Từ hình ta có: d vct s = vct.sinct Chi tiết vd s = vd.sind  Hình 9.24- Sơ đồ tính tốn tốc độ cắt 101 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Mặt khác, mà: nên: Suy ra: với ct: góc nghiêng chi tiết d: góc nghiêng dao vct k = vd k (do ăn khớp) vct k = vct.cosct vd k = vd.cosd vd.cosd = vct.cosct cos  d v ct  v d cos  ct Do vậy, ta tìm đƣợc mối liên hệ tốc độ trƣợt tốc độ vòng dao:   sin  ct v cµ  v d  cos d  sin  d  cos  ct   sin ct   d   vd cos  ct v cµ  v d sin  cos  ct với :  = ct  d góc nghiêng trục dao trục chi tiết gia cơng .D d n d (m/ph): tốc độ vòng dao với số vòng quay dao nd vd  1000 (v/ph) .D d n d sin  Vậy, tốc độ cắt cà là: v cµ  (m/ph) 1000 cos  ct - Lƣợng chạy dao: Lƣợng chạy dao đƣợc chọn tùy theo phƣơng pháp cà Nói chung, lƣợng chạy dao dọc đƣợc chọn khoảng Sd = 0,2  0,6 (mm/ vòng quay dao) lƣợng chạy dao hƣớng kính S0 = 0,02  0,06 (mm/ hành trình kép) * Đặc điểm cần ý cà răng: - Dao cà phải có số lớn nhiều so với số chi tiết không nên bội số số chi tiết gia công để khỏi in dập theo chu kỳ sai số cục dao lên chi tiết mà phân bố cho tất - Kết cấu dao cà có rãnh phoi rãnh phoi tạo thành lƣỡi cắt cạo lên bề mặt chi tiết để tách phoi Dao cà có hai dạng rãnh phoi nhƣ sau: Loại rãnh phoi (a) có góc  trƣớc hai bên hai bên khác khác Loại rãnh phoi (b) tốt a) b) tạo đƣợc lƣỡi cắt mà hai bên 102 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy hai bên có góc trƣớc - Để cà đƣợc trục dao cà trục bánh gia công phải tạo với góc  = ct  d (ct d góc nghiêng chi tiết dao cà vòng chia) lúc có trƣợt dao cà gia cơng Khi góc  mà tăng chiều dài trƣợt qua tốc độ cắt tăng nhƣng đồng thời tác dụng dẫn hƣớng chuyển động tƣơng đối dao cà bánh bị cà giảm đi, nhƣ công tác dao cà khơng đƣợc đặn độ bóng bề mặt cà giảm Nếu giảm góc  độ bóng bề mặt cao nhƣng suất lại thấp  Mài Mài phƣơng pháp gia cơng tinh bánh có khả đạt độ xác cấp  6; độ nhám bề mặt đạt từ Ra = 1,25  0,32; thƣờng dùng cho bánh sau nhiệt luyện có mơđun m =  10 mm Mài có suất thấp giá thành cao nên dùng cần thiết nhƣ gia công dụng cụ cắt bánh răng, bánh mẫu, bánh máy có yêu cầu kỹ thuật cao Mài đƣợc thực theo hai nguyên lý bản: định hình bao hình hai đá * Mài theo phƣơng pháp định hình: Mài theo phƣơng pháp định hình đƣợc thực nhờ đá mài có prơfin giống nhƣ prơfin rãnh Trong q trình gia cơng, đá mài thực chuyển động cắt quay tròn, ngồi đá có thêm chuyển động dọc theo trục bánh để cắt hết chiều dày Cắt từ sang khác nhờ phân độ chi tiết gia công Phƣơng pháp tƣơng tự nhƣ phay bánh dao phay mơđun định hình Có thể mài lần bên hai mặt bên lúc hai đá L a) b) c) Mài mặt bên (a) cho suất thấp Mài hai mặt bên dao (b) dạng prơfin đá phụ thuộc vào mơđun, tổng số góc ăn khớp; phƣơng pháp có độ xác thấp Mài hai mặt bên hai dao (c) cho độ 103 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy xác cao hiệu Hai đá mài đƣợc đặt cách khoảng L, giá trị L phụ thuộc vào tổng số Khi mài định hình, tất sai số hình dạng đá từ ban đầu nhƣ bị mài mòn q trình mài trực tiếp gây sai số cho vật mài Vì vậy, đá mài cần đƣợc sửa xác theo dƣỡng phận sửa đá tự động sau gia công xong Khi mài định hình, thƣờng chọn tốc độ quay đá v = 30  35 (m/ s); tốc độ tiến đá vt =  16 (m/ ph) Lƣợng dƣ khoảng z = 0,2  0,3 (mm) chia làm 3, bƣớc * Mài theo phƣơng pháp bao hình: Mài theo phƣơng pháp bao hình đạt độ xác cao ứng dụng rộng rãi so với mài định hình Phƣơng pháp dựa theo nguyên lý ăn khớp với bánh mà có mơđun góc ăn khớp với bánh gia cơng Khi mài bao hình thƣờng dùng loại đá nhƣ sau: - Mài đá có prơfin hình thang răng: Với kiểu đá mài này, mặt làm việc đá có hình Đá mài tiếp xúc với bánh gia công điểm Theo phƣơng pháp v v này, mài đá có prơfin hình thang (a) dùng hai đá đĩa đặt nghiêng Sd góc cho hai mặt Sd côn hai đá tạo a) b) prôfin hình thang (b) - Mài hai đá đĩa nghiêng góc góc ăn khớp: Hai đá mài đĩa đƣợc đặt góc góc ăn khớp cho đá tạo với mặt bên tƣởng tƣợng mà bánh gia cơng đƣợc lăn theo (hình 9.24) Đá có mặt mài đƣợc mép mặt đầu Mặt làm việc đá mặt phẳng nên tiếp xúc đá mặt bánh tiếp xúc đƣờng 104 Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy - Mài hai đá đĩa có trục quay vng góc với trục bánh răng: Hai đá mài đĩa đƣợc đặt song song có trục quay vng góc với trục bánh gia cơng (hình 9.25) v v Sd Sd Với phƣơng pháp mài bao hình đá mài hình đá mài đĩa nhƣ cần có chuyển động sau: chuyển động quay đá mài v; chuyển động lại tịnh tiến bánh gia công hay ụ mài theo hƣớng vng góc với trục bánh phù hợp với quay bánh răng; chuyển động tƣơng đối đá dọc theo bánh Sd; quay bánh bƣớc sau kết thúc gia công - Mài đá mài dạng trục vít: Mài bánh đá mài trục vít có suất cao q trình gia công liên tục đồng thời số Ta gia cơng bánh trụ hay nghiêng Đá mài đƣợc chế tạo theo dạng trục vít có hai đầu mối, đƣờng kính đá khoảng 300  400 mm Chuyển động quay đá tạo nên chuyển động cắt gọt với tốc độ 22  32 mm/s Chuyển động với chuyển động quay bánh tạo thành chuyển động bao hình nhƣ phay lăn Ngồi ra, có chuyển động đá dọc theo trục theo hƣớng (nếu nghiêng) để mài hết chiều dày răng; chuyển động hƣớng kính đá để mài hết chiều sâu Gia công đá mài trục vít đạt độ xác cấp  5; độ nhám bề mặt Ra = 1,25  0,16; thời gian gia công ngắn Nhƣng nhƣợc điểm việc sửa đá mài lâu phức tạp, thoát nhiệt nên ảnh hƣởng đến chất lƣợng mặt 105 ... nằm khoảng dựng đƣờng cong phân bố kích thƣớc thực nghiệm Đƣờng cong thực nghiệm có trục hồnh kích thƣớc đạt đƣợc, trục tung tần suất kích thƣớc xuất khoảng Trên đƣờng cong thực nghiệm ta thấy... cắt thử lần điều chỉnh máy lớn đƣờng cong có dạng tiệm cận đến đƣờng cong phân bố chuẩn Gauss y 23 L Giáo trình: Cơng nghệ chế tạo máy Phƣơng trình đƣờng cong phân bố chuẩn đƣợc viết dƣới dạng:... thử loạt n lần điều chỉnh máy Phƣơng sai đƣờng cong phân bố tức thời xác định theo công thức:  L i  L  n  i 1 n Trong khoảng  3, nhánh đƣờng cong gần sát với trục hoành giới hạn tới 99,73%