Môn học Nguyên lý cắt và dụng cụ cắt là một môn học cơ sở trong ngành cơ khí có rất nhiều lý thuyết nhưng có tính ứng dụng thực tiễn rất cao. Giáo trình bao gồm các nội dung: Vật liệu làm dao; Kh
Chương 7: GIA CƠNG RĂNG (Gear machining) §7.1- ĐẶC ĐIỂM CA QU TRèNH CT BIấN DNG RNG Đ7.2- Gia công RNG dao phay mô đuyn Đ7.3- Gia công RNG b»ng dao phay lĂn trôc vÝtNG b»ng dao phay lĂNG b»ng dao phay lĂn trơc vÝtn trơc vÝt §7.4- Gia c«ng RĂNG b»ng dao xäc RĂNG b»ng dao phay lĂn trơc vÝtNG §7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA Q TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG Specifications of a gear cutting process Theo cách hỡnh thành prrôfin rng, việc gia công rng chia làm ng, việc gia công rng, việc gia công rng chia làm ng đợc chia làm hai phơng ph¸p: Định hình Bao hình Tuy nhiên, hai phơng pháp gia công rng, việc gia công rng chia làm ng có nhng đặc điểm ng đặc điểm sau: - Diện tớch cắt thay đổi theo rng, việc gia công rng chia làm ng có nhiều rng, việc gia công rng chia làm ng tham gia cắt Do đó, lực cắt lớn thay đổi - Tốc độ cắt thay đổi theo điểm lỡi cắt - Lỡi cắt có biên dạng phức tạp, chuyển động trỡnh cắt phức tạp nên thông số hỡnh học dao trỡnh cắt thờng không đạt trị số hợp lý - Dao đòi hỏi phải có độ xác cao, đắt tiền, tuổi bền lớn §7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA Q TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.1 Phương pháp định hình (Form - copying method) Sơ đồ cắt dao phay đĩa môđun (a) dao phay vấu môđun (b) Cutting diagrams by gear-tooth side milling (a) & gear - tooth end mill (b) §7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA Q TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.1 Phương pháp định hình.(Forming/copying method) -Là PP gia cơng DCC có hình dáng lưỡi cắt gần giống với biên dạng rãnh hai nhiều bánh cần gia công - Khi cắt theo PP này, thường có chuyển động sau: + Chuyển động cắt chính- dao đảm nhận + Chuyển động phân độ phôi + Chuyển động chạy dao – dao phôi đảm nhận + Chuyển động để cắt hết chiều sâu rãnh cần gia cơng -Ưu điểm: + Thực q trình cắt đơn giản, máy vạn + với m ≥ 10; PP chiếm ưu -Nhược điểm: + Năng xuất thấp + Độ xác thấp (trừ chuốt răng) -Phạm vi sử dụng: + Gia công bánh sx đơn chiếc, loạt nhỏ truyền có độ cx thấp + Gia cơng BR có với m ≥ 10 + Gia cơng BR chữ V khơng có rãnh dao §7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA Q TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.2 Phương pháp bao hình (Generating method) Sơ đồ cắt dao phay lăn trục vít Cutting diagram by hobs §7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.2 Phương pháp bao hình (Generating method) -Là PP gia công mà biên dạng bánh cần gia cơng hình thành nhờ đường bao vị trí liên tiếp lưỡi cắt dao Như vậy, lưỡi cắt dao giống & khơng giống biên dạng BR gia công - Khi cắt theo PP này, thường có chuyển động sau: + Chuyển động cắt chính- dao đảm nhận + Chuyển động quay phơi có liên kết động học với chuyển động quay dao; tạo thành chuyển động bao hình phân độ + Chuyển động chạy dao dọc theo trục phôi – dao phôi đảm nhận- để cắt hết bề rộng bánh + Chuyển động để cắt hết chiều sâu rãnh cần gia công -Ưu điểm: + Năng xuất cao + Chất lượng không phụ thuộc vào số -Nhược điểm: + Chi phí dao & máy đắt + Tính tốn điều chỉnh máy phức tạp -Phạm vi sử dụng: Được sử dụng rộng rãi để chế tạo bỏnh rng Đ7.2- Gia công rng dao phay mô đun (Grear cutting by gear tooth side milling cutters)tooth side milling cutters) 7.2.1 Kết cấu dao phay đĩa mơ đun (the structure of a gear-tooth side milling) Tính biên dạng gia công BR thẳng: Bao gåm hai phần: - Phần làm việc có dạng cung thân khai.(BC) - PhÇn chun tiÕp.(O1B) Phương trình đường thân khai hệ tọa độ cực là: r0 rx cos x tg inv x x x x Trong đó: rx - bán kính vectơ điểm đờng thân khai ro - bán kính vòng tròn sở đờng thân khai x - gãc ¸p lùc x - gãc thân khai Đ7.2- Gia công rng dao phay mô đun (Grear cutting by gear tooth side milling cutters)tooth side milling cutters) 7.2.1 Kết cấu dao phay đĩa mơ đun (the structure of a gear-tooth side milling) To¹ ®é cđa mét ®iĨm M(x,y) bÊt kú: x rx sin x cos x r0 r x arccos rx rx Mặt khác: Mµ : y rx cos x r0 rx re x x x inv x inv tg & g m Wg S g Thay vào có: g Do đó: inv 2.Z g Sg 2.rg m m g 4.rg 2.Dg 2.Z 2.Z ; x inv x inv 2.Z Sau tính đợc x theo radian đổi độ tính đợc tọa độ điểm M Đ7.2- Gia công rng dao phay mô đun (Grear cutting by gear tooth side milling cutters)tooth side milling cutters) 7.2.1 Kết cấu dao phay đĩa mô đun (the structure of a gear-tooth side milling) Tính biên dạng gia cơng BR nghiêng: Xét MP pháp tuyến N-N tâm ăn khớp cặp BR nghiêng với đường mặt trụ chia, hình cắt hình elip; xem ăn khớp xảy hai BR thẳng & dao phay đĩa mô đun gia công BR thẳng có bán kính vịng chia: a Rtđ b Trong đó: a- bán trục lớn elip& a= rg/cosω b- bán trục nhỏ elip & b = rg Khi có: rg a2 Rtđ b cos Các thông số BR tương đương dùng để tính tốn hình dáng dao chọn số hiệu dao để cắt răng; với ý sau: - mtđ= mn= ms* cosω Với: mn- mô đun pháp BR nghiêng; ms- mô đun mặt đầu BR nghiêng; Z Ztđ - Khi ú: cos Đ3 - Gia công rng dao phay lĂn trôc vÝtng b»ng dao phay lĂng b»ng dao phay lĂn trôc vÝtn trôc vÝt Gear Cutting by Hobs + ặc điểm chung:ặc điểm chung: - Phơng pháp gia công Theo phơng pháp bao hỡnh dựa nguyên lý ng, việc gia công rng chia làm n khớp ging đặc điểm a bánh rng, việc gia công rng chia làm ng với trục vít - Kết cấu dao phay lng, việc gia công rng chia làm n rng, việc gia công rng chia làm ng Thùc chÊt, dao phay lăng, viƯc gia c«ng chia làm n rng, việc gia công rng chia làm ng trục vít, có chế tạo rÃnh xoắn để tạo mặt trớc rng, việc gia công rng chia làm ng lỡi cắt ặc điểm chung:ể tạo góc sau, mặt sau rng, việc gia công rng chia làm ng dao đợc hớt lng theo đờng xoắn Acximét Dao phay lng, việc gia công rng chia làm n sử dụng nhiu đầu mối + Khả nng, việc gia công rng chia làm ng công nghệ Cho độ xác gia công cao, dùng để gia công bánh rng, việc gia công rng chia làm ng trụ ng, việc gia công rng chia làm n khớp ngoài, bánh vít, bánh rng, việc gia công rng chia làm ng chng ®Ỉc ®iĨm V & phần bánh ăn khớp trong… 10 7.3.1- KÕt cÊu cđa dao phay lăn trơc vítn trục vít 1) ường kính ngoài:ờng kính ngoài: ặc ®iĨm chung:êng kÝnh ngoµi cđa dao phay lăng, viƯc gia công rng chia làm n trục vít phải bảo đảm điều kiện sau: - ặc điểm chung:ộ xác , nhn b mt sau gia công - ặc điểm chung:ộ bền cho rng, việc gia công rng chia làm ng dao - Nng, việc gia công rng chia làm ng suất cắt cao - Tiết kiệm vật liệu 13 2) ường kính ngoài:ờng kính vòng chia (Dtbtt): Còn gọi đờng kính trung bỡnh tính toán ặc điểm chung:ó đờng kính trung bỡnh quy ớc, sở để thiết kế dao phay ln răng; xác định tiết diện tính tóan tiết diện cách mặt trước dao σ*ttov= (0.10.25)*tov 14 Dtt tÝnh theo c«ng thøc: Dtb tt De 2h 'u 2. K Trong đó: hu - chiều cao đầu rng, việc gia công rng chia làm ng prôfin rng, việc gia công rng chia làm ng dao, mm K - lỵng hít lng, mm De K tg e Z Chú ý: ặc điểm chung:ối với dao phay lng, việc gia công rng chia làm n rng, việc gia công rng chia làm ng có mài lại profin, thờng tiến hành 2/3 chiều rộng lng rng, việc gia công rng chia làm ng Khi phải hớt lng rng, việc gia công rng chia làm ng dao theo hai trị số hớt lng: - Phần cần mài profin theo trị số K - Phần không mài theo K1 = (1.2-1.8).K * Ưu điểm: - Thoát đá mài hớt lng tránh đợc tợng (yên ngựa) lng r ng, việc gia công rng chia làm ng - Tiết kiệm vật liệu đá mài thời gian mài lng r ng, việc gia công rng chia làm ng Khi đó: chiều cao rãnh dao xác định theo công thức: K K1 H K hu r Trong đó: hu- chiều cao tồn dao r – bán kính góc lượn chân 15 16 3) ChiỊu dµi dao L: ChiỊu dµi dao phay lng, việc gia công rng chia làm n rng, việc gia công rng chia làm ng phải thoả mÃn yêu cầu: ặc điểm chung:ủ chiều dài tạo hỡnh rng, việc gia công rng chia làm ng bánh rng, việc gia công rng chia làm ng gia công; l1 = K1K2 cos0 ặc điểm chung:ảm bảo cắt sơ lợng d cần thiết, tránh tợng tải r ng, việc gia công rng chia làm ng tạo hỡnh Tng, việc gia công rng chia làm ng tuổi thọ cho dao cách dịch chuyển dao dọc trục gá xoay dao tháo chạc phân độ ặc điểm chung:ảm bảo rng, việc gia công rng chia làm ng mặt đầu dao không tham gia cắt Chỳ ý: Vị trí giới hạn điểm K1 Z vô điểm K1 đó: l1 = h cotg o (h –tooth side milling cutters) chiều cao rng, việc gia công rng chia làm ng bánh rng, việc gia công rng chia làm ng cần cắt, mm; o - góc profin bánh rng, việc gia công rng chia làm ng) Tổng lượng tăng tối thiểu yêu cầu 2,3,4 l: 2m Trên hai mặt đầu dao đợc chế tạo hai vành gờ có chiều rộng 5mm Các vòng gờ đợc chế tạo xác dùng để làm chuẩn kiểm tra độ đảo ng kớnh ngoi i dao lắp máy phay rng, việc gia công rng chia làm ng Nh vËy, chiỊu dµi tỉng céng cđa dao phay lng, việc gia công rng chia làm n trục vÝt lµ: L = h cotg o + m + (6 10), mm 17 Sơ đồ xác định chiều dài dao phay ln trục vítn rn trôc vÝtng 18 ... - Diện tớch cắt thay đổi theo rng, việc gia công rng chia làm ng có nhiều rng, việc gia công rng chia làm ng tham gia cắt Do đó, lực cắt lớn thay đổi - Tốc độ cắt thay đổi theo điểm lỡi cắt -. .. rãnh dao ? ?7. 1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7. 1.2 Phương pháp bao hình (Generating method) Sơ đồ cắt dao phay lăn trục vít Cutting diagram by hobs ? ?7. 1- ĐẶC ĐIỂM CỦA Q TRÌNH CẮT BIÊN... Lỡi cắt có biên dạng phức tạp, chuyển động trỡnh cắt phức tạp nên thông số hỡnh học dao trỡnh cắt thờng không đạt trị số hợp lý - Dao đòi hỏi phải có độ xác cao, đắt tiền, tuổi bền lớn ? ?7. 1- C