A. Thiết kế đồ gá mài lỗ 26,9 và mặt đầu:
Đồ gá mài dùng để định vị, kẹp chặt chi tiết gia công, đảm bảo độ đồng tâm mặt ngoài và lỗ gia công, độ vuông góc mặt đầu và lỗ (0,02 0,05 mm). Ta sử dụng ống kẹp đàn hồi, vừa đơn giản về kết cấu vừa dễ dàng tháo lắp sử dụng.
Khi thiết kế đồ gá ta phải chú ý đến yêu cầu kỹ thuật cũng như yêu cầu sử dụng, đó là:
- Đồ gá gia công chi tiết phải phù hợp với dạng sản xuất.
- Đảm bảo độ chính xác gia công và yêu cầu kỹ thuật.
- Tiện lợi khi thao tác lắp ráp, sử dụng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Khi thiết kế đồ gá cần chú ý sử dụng các những chi tiết tiêu chuẩn để nâng cao độ chính xác.
- Đồ gá thiết kế phải đảm bảo thoát phoi dễ dàng và an toàn.
- Đảm bảo tính kinh tế của sản phẩm.
s s
n
n
n
a) Đặc điểm kỹ thuật của đồ gá mài lỗ và mặt đầu:
- Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu 0,02 mm
- Độ không đồng tâm giữa tâm lỗ và mặt đầu 0,03 mm
b) Cơ sở thiết kế đồ gá gá mài lỗ 26,9 và mặt đầu:
- Bề mặt lỗ của dao phay lăn răng là bề mặt vô cùng quan trọng. Nó được dùng làm chuẩn tinh thống nhất định vị cho những nguyên công sau nhiệt luyện.
- Chi tiết được kẹp chặt trong ống kẹp đàn hồi, lực kẹp chi tiết do đai ốc trên ống kẹp tạo ra. Khi vặn đai ốc, mặt tỳ của đai ốc ép vào mặt đầu của ống côn xẻ rãnh, ống côn này tác dụng như một chêm kết hợp với bạc kẹp là thân đồ gá tạo lực kẹp chặt chi tiết.
c) Tính toán lực mài:
Khi mài lỗ 26,9
Mài bằng chi vi đá, chạy dao dọc.
Ta có công suất cắt khi mài lỗ được tính theo công thức: 1 N. ctr. .x y. q
N C V t S d
Tra bảng ( 5 – 56 ) STCNCTMT2 khi mài trong ta có: CN= 0,36; r = 0,35; x = 0,4; y = 0,4; q = 0,3. Theo số liệu tính toán chế độ cắt ở nguyê n công này ta có: D = 26,75 mm; t = 0,05 mm; nct = 200(vg/ph); S = 0,3( m/ph) Tính lượng chạy dao vòng:
Vct = 1000 . . Dn = -0 = 16,79 (mph) Vậy: Nt = 0,36.16,790,35.0,050,4.0,30,4.26,750,3 = 0,482 (Kw) Lực cắt khi mài lỗ: ( lực vòng): Pvl Pz1= 6 , 19 482 , 0 . 102 . 102 1 d N = 2,085(kg) Lực pháp tuyến: Py Py = (1,52).P2 = (3,755) kg Khi mài mặt đầu: chọn đá mài hình chậu
Ta có công suất cắt khi mài phẳng mặt đầu được tính theo công thức: 2 . r. x z
N ct
N C V t b
Tra bảng ( X-93) STCNCTMT2 khi mài trong ta có: CN= 1,31; r = 0,3; x = 0,25; z = 0,03 Theo số liệu tính toán chế độ cắt ở nguyên công này ta có: B = 6,5 mm; t = 0,04 mm; nct = 150(vgph); S = 1( m/ph)
Vct = 1000 . . Dn = 1000 150 . 40 . 14 , 3 = 15 (mph) Vậy: Nt = 1,31.150.25.0,050,25.6,250,03 = 1,289 ( Kw)
Lực cắt khi mài mặt đầu: ( lực vòng): Pz2 Pz2 = d N 2 . 102 = 6 , 36 289 , 1 . 102 = 3,5 (kg)
Lực hướng vào bề mặt gia công: Pyz = (1,52).Pz2 = (5,257)kg
d) Tính lực kẹp P
Lực kẹp trong đồ gá này cần thiết để nén các lá ống côn xẻ rãnh của ống kẹp đàn hồi lại, được tính theo công thức:
( ) 2 k u P P P tg Trong đó:
- Pk: Tổng lực kẹp phân bố trên bề mặt định vị của chi tiết.
- Pu: Lực cần thiết để ép các lá kẹp.
- : Là góc ma sát giữa lá kẹp và bạc kẹp. Góc được xác định theo công thức:
1
arctgf
với f1 là hệ số ma sát của mặt côn lấy f1 = 0,15 ta có: 0 0
0,15 8,5 8 30 '
arctg
- là góc côn ống kẹp lấy = 300
Khi mài lỗ 26,9bằng chu vi đá Các lực tác dụng như sau:
- Pvl: Lực vòng tác dụng làm chi tiết quay quanh trục.
- PPl: Lực pháp tuyến của bề mặt tiếp xúc giữa đá và chi tiết có tác dụng bẻ cong chi tiết.
- Pcl: Lực chiều trục có tác dụng đẩy chi tiết theo dọc trục của nó. Ta có điều kiện để phôi không bị xoay và di chuyển dọc trục:
1 1 2 2 . . ( ). . . vl Vl kl pl kl Pl P R P R P P R P P R với:
- : Là hệ số ma sát giữa lá kẹp và chi tiết, = 0,1
- R1,R2 : Là bán kính lỗ và bán kính vòng ngoài: R1 = 27 mm, R2 = 45 mm.
Pk1 = 5 , 4 . 1 , 0 27 . 5 , 2 + 0,5 = 15,5(kg) Khi mài mặt đầu gờ tỳ: Chọn đá mài hình chậu Các lực tác dụng như sau:
- Pz2: Lực vòng tác dụng làm chi tiết quay quanh trục.
- Pk2: Lực pháp tuyến của bề mặt tiếp xúc giữa đá và chi tiết có tác dụng đẩy chi tiết dọc trục của nó.
- Điều kiện để chi tiết không bị quay quanh trục: Pz2.R3 Pk2.R2
- là hệ số ma sát giữa lá kẹp và chi tiết, = 0,1
Pk2 y2 P = 1 , 0 7 = 70 (kg)
Để chi tiết không bị di chuyển dọc trục và quay quanh trục thì lực kẹp phải thoả mãn đồng thời hai điều kiện trên, có nghĩa là:
so sánh các lực kẹp ta chọn: Pk = 70 kg Tính lực Pu: Ta có công thức: 3 3 . . ( ) u D S P kg l Trong đó theo bảng ( 8 – 6) STCNCTMT2 ta có:
- Đường kính ngoài ống kẹp đàn hồi: D = 100 mm.
- S là chiều dày lá kẹp của ống kẹp: S = 105mm.
- L là chiều dài lá kẹp từ ngàm đến phần côn: l = 95 mm.
- là khe hở giữa lá kẹp và phôi: = 0,2 mm. Vậy: Pn= 3 3 95 180 . 2 , 0 =102 (kg) D- Tính lực kẹp đai ốc Do đó lực kẹp cần thiết để nén các lá kẹp: P = ( Pk +Pn).tg(/2+) = (70 + 102).tg(8030’+150) = 74,78 (kg)
e) Tính lực kẹp do đai ốc sinh ra:
Lực cần thiết để nén các lá kẹp: P = 74,78 (kg) Lực kẹp do đai ốc simh ra:
3 1 2 1 ( ) . Ql w tg l tg l Trong đó:
- Q: là lực xiết của tay người thợ, Q = 8 kg.
- l1: là bán kính ma sát của bề mặt tiếp xúc đai ốc với đầu ống kẹp; l1 = 54mm.
- l2 : bán kính trung bình ren, M130x 3; l2 = 140mm.
- 1 : là góc nâng ren, ta có: tg1 = 100 . 3 . D S = 0,0042 1 = 15’
- tg f : Là hệ số giữa đai ốc và đầu ống kẹp; f = 0,1 0
0,15 8
arctg
.
Suy ra lực kẹp do đai ốc sinh ra: W = ' 30 8 . 1 , 0 140 ). ' 30 8 ' 15 ( 250 . 8 0 0 tg tg = 94,5 (kg) Vậy W>Pk = 74.78 (kg)
Kết luận lực kẹp của đai ốc sinh ra đủ để kẹp chặt chi tiết.
f) Điều kiện kỹ thuật của đồ gá:
Đồ gá chế tạo phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Độ không vuông góc của đường tâm chi tiết khi gá trên hai mũi tâm với bàn trượt ngang không quá 0,01/100mm.
- Độ không vuông góc giữa hướng trượt ngang và hướng trượt dọc không quá 0,01/100mm.
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và mặt trụ kẹp không quá 0,006/100mm chiều dài.
- Góc côn của bạc lớn hơn góc côn của bạc là 10.
- Vật liệu làm bạc và đai ốc là thép C45.
- Vật liệu để làm ống kẹp đàn hồi là thép CD70A.
B. Đồ gá kiểm tra
1) Công dụng của đồ gá:
Đồ gá kiểm tra dùng để đo và kiểm tra các thông số sau:
- Sai số bước vòng: tv.
- Sai số góc trước và độ phẳng mặt trước.
Đồ gá này đo kiểm được các dao phay lăn răng có m = (18) mm và De = (50140)mm.
2) Cấu tạo của đồ gá:
Đồ gá gồm các bộ phận:
- Trục gá có độ côn 1:100 chi tiết kiểm tra được lắp trên trục gá.
- ụ trước và ụ sau có thể dịch chuyển dọc trục trên bàn trượt của thân đồ gá. Các ụ có thể cố định trên bàn gá bằng đai ốc kẹp.
- Phần mang đầu đo được di trượt trên bàn trượt ngang vuông góc với ụ trước và ụ sau nhờ tay quay. Trên tay quay có du xích khắc vòng chia 0,01mm/ vạch. Trên bàn ngang có cữ để xác định vị trí chính xác của đầu đo và dao khi kiểm tra bước vòng.
- Cả bàn trượt ngang có thể dịch chuyển dọc thân đồ gá nhờ tay quay. Biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến qua bộ truyền bánh răng thanh răng.
- Thân đồ gá mang đường trượt dọc trục để lắp ụ trước, ụ sau và bàn trượt ngang.
-
3) Phương pháp kiểm tra:
a) Kiểm tra bước vòng tv vàtv2:
( Kiểm tra sai số lớn nhất sau một vòng quay và sai số tích luỹ bước vòng). Chi tiết được gá trên trục gá lắp trên hai đầu chốn g tâm. Mặt trước của dao được đưa về vị trí nằm ngang, ngang với trục tâm gá nhờ cữ( cữ so với chiều cao bằng chiều cao tâm trục gá).
Việc đo sai số bước vòng theo kiểu đo so sánh: Đầu tiên đưa đầu đo vào tiếp xúc với mặt trước của răng dao ở vị trí 1/2 chiều cao, sau đó cố định cữ của bàn dao ngang và dọc.
Điều chỉnh cữ đầu đo cố định ở vị trí tiếp xúc với điểm giữa của răng dao tiếp theo( cố gắng cùng nằm trên đường tròn với đầu đo). Đưa đồng hồ về 0. Đưa bàn dao ngang ra khỏi vị trí đo ( chạm vào cữ cố định bàn dao ngang và bàn dao dọc). Đồng hồ so cho giá trị sai lệch của bước vòng răng của răng thứ nhất so với các răng sau. Sau khi hết một lượt các răng ta được bảng sai số. Qua tính toán, ta tính được sai số tuyệt đối của bước vòng, nghĩa là sai lệch với bước lý thuyết, sai số tích luỹ của bước vòng và sai số lớn nhất của bước vòng.
Răng dao nằm trên mặt xoắn vít nên trong quá trình đo, đầu đo sẽ dịch chuyển đến một bên của lưỡi cắt và rãnh. Để đo được chính xác, lúc đó sẽ đánh dấu chỉ số của đồng hồ so với dịch chuyển dọc trục dao cả bàn theo trục dao phay tới phía đối diện của profin. Bằng cách xoay dao phay ta đặt lại đồng hồ so về vị trí sai số như trước khi sai xê dịch.
b. kiểm tra độ hướng tâm và độ thẳng của mặt trước:
Gá dao và trục gá như trên, nhưng không cần cữ định vị và cữ tỳ cố định. Cũng cùng căn mẫu như trên, đưa mặt trước răng dao về vị trí nằm ngang( điểm trên lưỡi cắt đỉnh ngang với cữ). Đưa đồng hồ về vị trí 0. Quay tay quay để bàn ngang chuyển động ngang, đầu đo di trượt s uốt phần làm việc của răng h, biết được nhờ đọc trên du xích.
Đọc giá trị sai số trên đồng hồ ta sẽ biết được độ không phẳng trên toàn bộ phần làm việc của răng.
Tiến hành kiểm tra các mặt trước của răng ta sẽ biết được độ không phẳng của mặt trước và xác định được sai lệch góc trước theo cách tính sau:
= arcsin(r/h). Trong đó:
r: là độ không phẳng của mặt trước ( đọc giá trị ở đồng hồ so). h: là phần làm việc của răng dao( khi đo nhìn theo du xích)
4. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.
- Độ không vuông góc của đường tâm chi tiết khi gá trên hai mũi tâm với bàn trượt ngang không quá 0,01/100mm.
- Độ không vuông góc giữa hướng trượt ngang và hướng trượt dọc không quá 0,01/100mm.
- Độ không song song giữa đường nối hai mũi tâm với mặt trượt dọc trục không quá 0,01/100 mm.
Chương IV
Lý thuyết tính toán thông số công nghệ để tạo hình bề mặt răng cắt
I . thiết kế dụng cụ Bậc hai - thiết kế dao tiện hớt lưng
1. Đặt vấn đề
Đối với dao phay lăn răng thì mặt sau là mặt xoắn vít thân khai còn mặt CC là mặt xoắt vít Acsimet. Trong quá trình thiết kế chế tạo trục vít thân khai được thay bằng trục vít Convoluyt và người ta dùng dao tiện có lưỡi cắt ophẳng để hớt
lưng dao.
Việc làm như vậy bề mặt nhận được klhông giống bề mặt lý thuyế. Khi tính toán thiết kế có thể xác định chính xác các bề mặt đó. Song trong công nghệ tạo hình chúng ta gặp rất nhiều khó khăn về dụng cụ và thiết bị. Dựa vào lý thuyết tạo hình bề mặt và phương pháp thay thế đường cong phức tạp bằng những đường đơn giản thuận tiện cho công nghệ chế tạo.
2.Xác định profile dao tiện để hớt lưng dao phay lăn răng:
Bề mặt xoắn vít của dao phay lăn răng được xác định bởi phương trình :
Khi hớt lưng bằng dao tiện hớt lưng sẽ làm thay đổi bề mặt vít đó . Bề mặt nhận được khi hớt lưng bằng cam acsimet được xác định bởi phương trình :
Và [y.sin( + i) + x.cos( + i)] – m + a. i].[ ym.cos( + i) - x.sin( +
i)+a]
-[(z-i.p)sin- y.cos( +i) - x . sin( +i)+a] [y.sin( + i) + x.cos( +i)] + p]cotg = 0
x= r0cos(V +) y= cos(V +) z= p0.x
xm= ysin( +i) – m + a.i
ym= - (z-i.p)sin- [ y.cos( +i)]cos
Chúng ta sẽ khảo sát profile của dao tiện hớt lưng đối với hai trường hợp trên để thay thế profile mặt sau lý thuyết . Trên hình vẽ biểu diễn sơ đồ tính toán dao tiện hớt lưng dao phay lăn răng nếu đường hớt lưng là cung tròn (để phân biệt các thông số của dao tiện hớt lơng với các thông số của dụng cụ khác ta dùng ký hiệu “*”).
Bề mặt sau của dao phay lăn răng là bề mặt vịt trụ. Chúng ta sẽ khảo sát trường hợp chung nhất là tính toán prôfin của dao tiện hớt lưng, khi mà mặt trước của nó có góc trước là * và * còn mặt sau nhận được hớt lưng nghiêng. Trên hình vẽ V-1 biểu diễn các bề mặt vít trong toạ độ x y zđược xác định bởi hệ phương trình (1). Lưỡi cắt của dao tiện là đ ường s trên vòng tròn bán kính ra bất kỳ cách mặt phẳng toạ độ x0z một khoảng l điểm S sẽ là gốc toạ độ x*
Sz*
nằm trên mặt trước của dao tiện và là gốc của hệ trục x*
0z*
nằm trên mặt phẩng vuông góc với mặt sau của dao tiện.
Nói chung vết mặt trước của dao tiện trên mặt phẳng vuông góc với trục vít dao phay, nghiêng một góc * so với mặt phẳng y*
0z*
và nghiên một góc * với mặt phẳng tuyến ( ở điểm S) với hình trụ bán kính ra với hai mặt phẳng dưới góc
*và* toạ độ x*N và y*N có thể xác định được theo hai hình chiếu a,,m,z,u :
ở đây tag’ = tag*. Cosa*
Bây giờ chúng ta đi giải quyết vấn đề siêu việt của phương trình (5) cách giải phương trình (5) phụ thuộc và khoảng cách một điểm cơ sở S của dao tiện tới mặt phẳng x0z
Bề mặt chứa prôfile của mặt xoắn vít. Nếu điểm S dịch chuyển theo đường xoắn vít thì nó gặp mặt phẳng x0z khi bán kính vecto rS quay đi một góc *
S = 1/p, chúng ta thấy khoảng cách của (1) khi *
S= -a trong đó a là toạ độ s của điểm S của prôfile bề mặt xoắn vít, bằng cách đó ta có 1 = -p.a chúng ta biểu thị vế trái phát triển (5) qua (*
). Giao tuyến trục * với đường cong thì hàm số (*
). Là mấu chốt của phương trình (5). để giải phương trình (5)đơn giản giá trị 1 được gần đúng theo phương pháp Niwton, theo phương pháp này giá trị *
(n + 1) ở tại thời điểm thứ
(n + 1) được xác định bởi phương trình :
) ( ' ) ( * * * ) 1 ( * n n n