L ỜI CẢM ƠN
4.8KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Bánh răng được gia công xong
Hình 4.18: Cặp bánh răng được gia công bằng dụng cụ cắt có đầu dao không được phủ
68
Hình 4.19: Bánh răng được gia công bằng dụng cụ cắt có đầu dao phủ
PVD – TiN
So sánh hai bánh răng được gia công bằng đầu dao khác nhau
Bánh răng khi được gia công bằng dầu dao được
phủ PVD – TiN với V = 105m/ph
Bánh răng được gia công bằng đầu dao không phủ
với V = 35m/p
69
- Bề mặt răng được phóng to
Bề mặt răng khi được gia công bằng đầu
dao phủ PVD – TiN với V = 105m/ph
Bề mặt răng khi được gia công bằng
đầu dao không phủ với V = 35m/p
Hình 4.21: Bề mặt răng được phóng đại
Phân tích hình ảnh qua bề mặt răng ta thấy chất lượng bề mặt của bánh răng khi gia
công bằng đầu dao được phủ PVD – TiN có chất lượng tốt hơn mặc dù được gia
công ở vận tốc gấp 3 lần so với đầu dao chưa phủ. Ở bánh răng được gia công bằng
70
Phoi thoát ra đối với đầu dao được phủ bé hơn nên dễ thoát hơn, hệ số ma sát của
đầu dao phủ PVD – TiN sẽ nhỏ hơn so với đầu dao chưa phủ
Phoi cắt của lưỡi dao chưa phủ khi cắt
với chiều sâu cắt t = 1,5 mm và V = 35 m/ph
Phoi cắt của lưỡi dao phủ PVD - TiN khi
cắt với chiều sâu cắt t = 1,5 mm và V =
105 m/ph
Hình 4.22: Phoi khi cắt xong
Phoi cắt của đầu dao được phủ PVD –TiN dễ thoát hơn do phoi bé hơn rất nhiều so
71 Qua các hình ảnh thu được sau khi cắt xong có một số nhận xét so sánh giữa hai bề (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mặt như sau:
Đặc tính Bề mặt răng khi được gia công
bằng đầu dao PVD – TiN
Bề mặt răng khi được gia công
bằng đầu dao không phủ
Bề mặt răng
Khi sử được cắt bằng đầu dao
phủ PVD – TiN thì chất lượng
bề mặt tốt hơn rất nhiều. Độ
bóng bề mặt cao
Khi cắt xong bánh răng có hiện tượng bị cháy cạnh bề mặt răng ( được khoanh tròn trên hình vẽ ).
Độ bóng bề mặt thấp hơn so với khi được gia công bằng đầu dao được phủ
Độ bền đầu dao
Do được phủ bằng PVD – TiN
độ cứng của đầu dao được tăng lên gấp 5 -10 lần lên cắt được nhiều lần cắt hơn
Độ cứng đầu dao kém hơn đầu dao
PVD – TiN
Phoi cắt Với đầu dao được phủ bằng
PVD – TiN thì phoi thoát ra dễ hơn phoi
Phoi khó thoát hơn
Hệ số ma sát
Hệ số ma sát giữa bề mặt đầu
dao được phủ và bề mặt chi tiết
gia công nhỏ hơn
Hệ số ma sát giữa đầu dao chưa
phủ và bề mặt chi tiết gia công lớn hơn
Năng suất Cao hơn do vận tốc lớn hơn
nhiều lần so với đầu dao chưa
phủ
Năng suất thấp do cắt với vận tốc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thấp
Còn rất nhiều ưu điểm khác khi gia công bằng đầu dao được phủ PVD – TiN so với
đầu dao không được phủ nhưng do giới hạn đề tài nên tác giả chỉ nêu một số yếu tố
72
Hình 4.23: Nghiền răng côn răng
xoắn
Dựa vào kết quả thí nghiệm xin đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng bề mặt
răng:
- Nghiềnrăng:
Các bánh răng côn xoắn được nghiền để
giảm độ nhám bề mặt, sửa lại sai số hình dạng
của răng và điều chỉnh lại vết tiếp xúc khi ăn
khớp. Độ nhám mặt răng sau khi nghiền có thể
đạt Ra = 1- 2µm.
Nghiền răng côn răng xoắn thường được
thực hiên hiện trên các máy nghiền chuyên dùng ( theo bảng )
Trên bề mặt ăn khớp của các răn được bôi một
lớp bột nghiền gồm hạt mài 1 và dầu 3. Các hạt
mài 1 cắt phoi vụn 4 từ các mặt răng của bánh
nhỏ và bánh lớn 2 khi chúng quay ăn khớp với
nhau.
Kết cấu của máy nghiền rang phải được thiết kế sao cho với khoảng cách điều
chỉnh chuẩn lý thuyết nhờ ca líp chuyên dùng ( hình b ) các trục chính của các bánh
răng chủ động và thụ động trong thời gian nghiền có thể tự động thay đổi vị trí
tương quan. Điều này được đảm bảo ở bất kỳ điểm nào của mặt răng. Trong chu kỳ
gia công tự động tên máy nghiền có ba chuyển động chính: Chuyển động thẳng
đứng 6, chuyển động nằm ngang 9 và chyuyeenr động dọc tục 7 ( hình c ) mà các
thông số của chúng đượ các định bằng thực nghiệm hoặc khi khiểm tra trên máy kiểm tra bao hình.
Ở các máy nghiền răng của hãng Glison ( Mỹ ) không sử dụng chuyển động thẳng
đứng 6 ( hình c ) mà thay vào đó là chuyển động quay 8 của bánh răng nhỏ xung (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
quanh trục của nó. Phương pháp cắt này cho phép nâng cao năng suất nghiền lên 10
73
Hạt mài được dùng có thể là cacbit silic hoặc oxit Nhôm. Khi nghiền xảy ra
hiện tượng trượt Vp trên răng 10 ( hình d ) của bánh răng. Hiện tượng này có xu
hương nằm dọc đường sinh của côn chia. Vpđược gọi là trượt prophin. Đề điều
chỉnh Vp cần tăng khoảng cách chuẩn của bánh răng nhỏ lên 0,075 – 0,125 mm, khi
đó vết tiếp xúc ở bánh răng nhỏ dịch chuyển về phía chân răng
Đặc tính kỹ thuật 5Π720 5Π722 5725E 5724 5Π726Φ3
Đường kính lớn nhất của bánh Răng gia công ( mm )
Mô đun lớn nhất ( mm )
Số vòng quay trục chính ( v/p)
Công suất máy (Kw)
Khối lượng máy ( kg )
125 2,5 300-2500 1,1 1400 320 6 1430 5,5 4100 500 8 1450 5,5 4800 800 16 420-840 10 7000 800 16 11-1500 6,5 6200 - Mài răng:
Sau khi mài, độ chính xác của bánh răng côn xoắn có thể đạt cấp 5. Các bánh răng
côn xoắn được mài trên các máy chuyên dùng của Nga và của Mỹ. Sơ đồ động của các máy mài rang khác sơ đồ động của các máy cắt răng ở xích truyền động dụng
cụ, bởi vì đá mài có tốc độ quay cao gấp 50 – 60 lần so với tốc độ quay của đầu dao
cắt răng
- Thay đổi góc Profin α
Bằng thực nghiệm kiểm tra và đo đạc, quan sát vết tiếp xúc của 5 cặp bánh răng có
góc profin răng dao tăng dần từ 20 – 220 ta có
Cặp số 1: Với dao cắt có α = 200, sai số ∆ α=±5’
Vị trí vết tiếp xúc có diện tích nhỏ, vết tiếp xúc nằm giữa bề mặt răng, sát đỉnh răng
Chiều dài vết tiếp xúc thay đổi từ 13,5 – 16,5 ( mm )
Cặp số 2: α = 20030’, sai số ∆ α=±6’
Vị trí vết tiếp xúc có diện tích hơi nhỏ, vết tiếp xúc sát với đỉnh trên vành ngoài Chiều dài vết tiếp xúc thay đổi từ 14,5 – 17 ( mm )
74
Vị trí vết tiếp xúc gần với đỉnh trên, vành ngoài bánh răng
Chiều dài vết tiếp xúc thay đổi từ 15,5 – 17 ( mm )
Cặp số 4:α = 21030’, sai số ∆α=±5’ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vị trí vết tiếp xúc cách xa đỉnh trên, vành ngoài gần với đỉnh trên, vòng trong bánh
răng
Chiều dài vết tiếp xúc thay đổi từ 14,5 – 17 ( mm )
Cặp số 5:α = 220 sai số ∆ α=±7’
Vị trí vết tiếp xúc được phân bố cách đều chân và đỉnh răng
Chiều dài vết tiếp xúc thay đổi từ 15,5 – 17,5 ( mm )
Và đo đạc thực tế nhận thấy chiều cao có vết tiếp xúc có xu hướng tăng lên
Với: α = 200 có chiều cao vết tiếp xúc nhỏ nhất hmin= 2,5 (mm) α = 220đạt chiều cao vết tiếp xúc lớn nhất hmax = 6,2 (mm)
Diện tích vết tiếp xúc tăng lên và đạt được vết tiếp xúc tốt nhất tại α = 220
- Nếu cặp bánh răng có mms = 2,75, Z1 = 32, Z2 = 32 bằng vật liệu thép CT 45
được cắt với dao cắt profin α = 220 thì sẽ đạt được vùng tiếp xúc tốt nhất và đó
là điều kiện ăn khớp chính xác nhất
- Việc nâng cao chất lượng bề mặt bánh răng côn xoắn phụ thuộc rất nhiều yếu tố
như:
+ Thông số điều chỉnh máy cắt + Điều chỉnh gá đặt dao, phôi
+ Chất lượng cắt đầu dao côn xoắn
+ Gia công tinh bằng phương pháp: mài, nghiền...
Trên đây tác giả chủ yếu phân tích yếu tố chất lượng đầu dao côn xoắn ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt răng.
Kết luận : Từ thực nghiệm ta xác định được sự ảnh hưởng của lưỡi cắt đến chất
lượng, độ mòn của dụng cụ của bánh răng côn xoắn Gleason để từ đó nâng cao
chất lượng đầu dao bằng cách thấm Nitơ – Plasma và phủ PVD – TiN, đồng
thời so ánh hai đầu dao phủ và không phủ để đưa ra kết luận về các thông số
75
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận: Với đề tài được giao : Nghiên cứu tạo hình bánh răng côn xoắn
Gleason và thiết kế đầu dao 6’’ .
Qua 4 chương của luận văn tác giả đã giải quyết các vấn đề sau:
- Nghiên cứu tính toán các thông số của cặp bánh răng côn răng xoắn hệ
Gleason
- Nghiên cứu lý thuyết tạo hình bề mặt bánh răng côn răng xoắn hệ Gleason và xây dựng phương trình bề mặt hông răng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nghiên cứu tính toán thiết kế đầu dao cắt bánh răng côn xoắn
- Nghiên cứu thực nghiệm để xác định ảnh hưởng của dụng cụ được phủ
PVD – TiN và dụng cụ không được phủ tới chất lượng bề mặt răng, từ đó đưa ra
những kiến nghị nâng cao bề mặt răng khi gia công
- Đưa ra một số giải pháp nâng cao chất lượng bề mặt bánh răng khi gia
công
Kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng
Các cặp bánh răng cong hệ Gleason có mms = 2,75; Z1 = Z2 = 32 bằng thép
CT45 nếu dùng bằng dụng cụ cắt bánh răng với đầu dao được phủ PVD – TiN sẽ có
chất lượng bề mặt tốt hơn với đầu dao không được phủ
Có thể làm tăng chât lượng bề mặt khi gia công bằng nhiều phương pháp như
mài răng, nghiền răng, thay đổi góc profil α = 220
Kiến nghị:
Do thời gian làm luận văn ngắn, phương tiện thực nghiệm còn gặp nhiều hạn
chế khó khăn nên luận văn chỉ tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của dụng cụ cắt
với đầu dao được phủ PVD – TiN và đầu dao không được phủ. Đề nghị tiếp tục
nghiên cứu sự ảnh hưởng của đầu dao được phủ PVD – TiN tới chất lượng bề mặt
trên các vật liệu khác nhau, số modun và tốc độ cắt khác nhau để có những kết quả
76
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[ 1]. Trần Thế Lục, Trịnh Minh Tứ, Bành Tiến Long (chủ biên):
Thiết kế Dụng cụ gia công bánh răng tập I, II,
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1987.
[2]. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sĩ Túy
Thiết kế dụng cụ công nghiệp, Nhà xuất bản KHKT , Hà Nội 2005
[3]. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sĩ Túy
Nguyên lý gia công vật liệu.Nhà xuất bản KHKT, Hà Nội 2001.
[4] Trần Văn Địch
Công nghệ chế tạo bánh răng, Nhà xuất bản KHKT, Hà nội 2006.
[5]. Lê Thanh Sơn, Nghiên cứu tạo hình bề mặt bánh răng cong và ứng dụng công (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nghệ CAD/CAM.
[6]. V. Valvada: Surface & Coating technology 80, 1996.
[7]. T.L.Banh, Q.T. Phan, D.B. Nguyen, “Wear of PVD-TiN Coated HSS Endmills Using to Machine 1045 Stell” , Advances in technology of Materials and Materials Processing Journal (Scientific International Jounal), Vol. 6, No 2, (2004), pp. 244-249.
[8]. Jeong J.J, Jeong B. Y.., Kim M.H., Lee C. (2002), “Characterization of TiN coatings on the plasma nitride spheroidal graphitic cast iron substrates”, Surf and Coat. Technol., 150, pp, 24-30.
[9]. Le Clair P., Berera G.P., Moodera J.S. (2000), “Titanium nitride thin films obtained by a modified physical vapor deposition process” , J. Thin Solid films, Vol. 376,pp. 9-16.
[10]. Navinsek B. (1985), “Improvement of cutting tools by TiN PVD hard coatings”, Mater. Manufact. Process, 7(3), pp.2439-2447.
[11]. Perry A . J. (2000), “The surface topography of titanium nitride made by mechical vapour deposition”, Surf and Coat. Technol., 132, pp. 21-25.
[12] Ryan, A, Thomas, “Cutterhead Assembly for Gear Cutting Machines, U.S. Patent # 4,060,881 December 1977
[13] Stadtfeld, H “ PENTAC A New Cutter System for Face Hobbing and Face Milling Gleason Publication, Rochester New York”, April 1998