III/ Dao:khoa n, khoét, doa 1 Tính chất chung của khoan, khoét, doa:
3 Kết cấu và thơng số hình học của dao phay:
Tuỳ theo yêu cầu tạo hình bề mặt gia cơng mà cĩ nhiều loại dao phy khác nhau. Ở đây ta chỉ
khảo sát kết cấu và thơng số hình học của dao phay trụ và dao phay mặt đầu làm đặt trưng vì chúng cĩ nhiều điểm giống nhau với các loại dao phay khác.
t Nghịch M n t M Thuận n
Dao phay đĩa
Dao phay mặt trụ
Dao phay góc
1.Dao phay trụ:
Đối với dao phy trụ gocf1 trước tạo thành bởi đường tiếp tuyến với mặt trước và mặt chiều trục,
tức đường kính đi qua điểm khảo sát trên lưỡi cắt. Gĩc trước đo trong tiết diện chính N – N, gĩc sau a cĩ tác dụng giảm ma sát giữa mặt sau và chi tiết gia cơng. Gĩc sau là gĩc gồm giữa tiếp tuyến của quỹ đạo chuyển động của điểm khảo sát trên lưỡi cắt quanh trục dao phay và mặt sau.
Đối với dao phay răng xoắn gĩc sau đo trong các tiết diện N-N và M-M cĩ dạng sau: tga = tgaN.cosw
tgg = tggN.cosw
Trong đĩ w gĩc nghiêng của rãnh xoắn
Chú ý : Phay bằng dao ophay răng trụ là phay tự do, vì chỉ cĩ một lưỡi chính tham gia cắt gọt *Bước vịng của dao là khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo cung trịn
Z là số răng cảu dao
D là đường kính dao phay (mm)
*Bước chiều trục l;à khoảng cách giữa hai răng kề nhau đo theo đường sinh của hình trụ Ttr = Tv.cotgw (mm)
*Bước pháp tuyến đo theo phương vuơng gĩc với lưõi cắt TN = Tv. cosw
2. Dao phay mặt đầu:
Ở dao phay mặt đầu các lưỡi cắt hình thành như các daop tiện ngồi cĩ lưỡi chuyển tiếp. Gĩc trước được đo trong tiết diện chính, gĩc sau được đo trong mặt phẳng quỹ đạo chuyển động, tức mặt vuơng gĩc với trục dao.
Quan hệ gưãi gĩc sau a1 ở tiết diện mặt đầu và gĩc an ở tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt như sau :
TgaN = tga1.sinj/cosl
Trong đĩ l là gĩc nâng của lưỡi cắt chính j là gĩc nghiêng chính.
Gĩc trước cịn được xét trong tiết diện dọc trục g2, trong tiết diện mặt đầu g1 Quan hệ g như sau :
tggN = tgg1.sinj + tgg2.cosj II/CHUỐT Z D TV =π. M N ω
1/ Kết cấu của dao chuốt :
Ở đây ta lấy dao chuốt lỗ để nghiên cứu cấu tạo của dao.
Dao chuốt gồm 7 phần: đầu dao, cổ dao l2 , cơn chuyển tiếp l3, định hướng phía trước l4, phần cắt l5, phần sửa đúng l6, phần định hướng phía sau l7.
Phần đẩu dao l1 dùng để kẹp dao và truyền lực. Phần cổ dao l2 và cơn chuyể tiếp l3.
Phần l4: định hướng phía trước dùng định tâm chi tiết trước khi cắt đồng thời để bảo vệ dao khỏi bị quá tải do lượng dư ban đầu lớn.
Phần l5 là phần cắt. Làm nhiệm vụ cắt hết lượng dư. Các răng cắt ở phần này cĩ đường kính tăng dần giữa các răng cắt, một lượng là 2SZ . SZ gọi là lượng nâng của răng dao chuốt. Trên răng cắt cĩ các rãnh chia phoi ( rãnh chia chia phoi ở răng sau và răng trước bố trí xen kẽ nhau) để chia phoi thành những đoạn nhỏ, do đĩ giảm biến dạng và lực cắt.
Phần l6 là phần sửa đúng. Nĩ cĩ tấc dụng sửa đúng kích thước lỗ và tăng độ bĩng bề mặt. Trên đĩ cĩ khoảng 1¸8 răng, kích thước đường kính các răng sửa đúng đều bằng nhau và bằng kích thước lỗ muốn gia cơng. Trên rằn sửa đúng khơng cĩ rãnh chia phơi.
Phần l7 phần định hướng sau, làm nhiện vụ định hướng chi tiết khi răng cuối cùng cuả dao chưa ra khỏi mặt lỗ. Mục đích là trành hư hỏng, bề mặt lỗ và gãy rãnh dao do chia tiết bị lệch.
Trên tồn bộ dao chuối, phần cắt và phần sửa đúng là quan trọng nhất. Độ chính xác và độ bĩng của lỗ gia cơng chủ yếu là do kết cấu và hình dáng hình học của răng dao quyết định.
IV-Thơng số hình học của dao chuốt:1- Gĩc trước g : 1- Gĩc trước g :
Đo trong mặt phẳng thẳng gĩc với lưỡi cắt. Trị số gĩc cắt g chịn theo vật liệu gia cơng, chiều dày lớp chuốt, độ bĩng và độ chính xác của bề mặt gia cơng. Thường lấy g=00¸180 .
Gĩc trước ảnh hưởng lớn đến đến lực cắt và độ bĩng bề mặt gia cơng trong khi đĩ ảnh hưởng đến độ mịn, tuổi bền của dao rất ít.
Thực nghiệm cho thấy rằng, nếu tăng gĩc trước 100¸120 thì độ bĩng tăng rất nhanh (với az<0.03mm). nếu g tăng quá 120 thì ảnh hưởng của nĩ đến độ bĩng kjhơng đáng kể. Răng dao chuốt dù mài thật cẩn thận thì lưỡi cắt của nĩ vẫn cĩ bán kính cong rất nhỏ r=0.008¸0.01mm. Nếu az<0.01mm thì lớp cắt bị nén chứ khơng tạo ra phoi được. Ta thấy ở đây vai trị gĩc trước g mất tác dụng đối với quá trình cắt. Do biến dạng của kim loại tăng khi cắt với sZ quá nhỏ làm giảm độ nĩng và độ chính xác gia cơng. Vì vậy khơng nên chọn sZ <0.02mm.
γ
α
Để dễ dàng chế tạo người ta thường làm g phần cắt và phần sửa đúng như sau :g=50¸200 tuỳ thuộc vào tính chất của vật liệu gia cơng.
Nhưng trong thực tế dao chuốt chỉ được mài sắc lại theo mặt trước. Do đĩ đối với răng sửa đúng khơng làm nhiện vụ cắt lượng dư thường làm g=00¸ 50 để đường kính của dao lâu bị giảm khi mài lại cịn răng cắt thì g lớn hơn.
2 Gĩc sau a:
Gĩc sau a ảnh hưởng lớn đến tuổi bền và kích thước cuả dao chuốt. Vì vậy chiều dày lớp cắt khi chuốt rất nhỏ(0,02¸0,2)mm do đĩ dao mịn chủ yếu ở mặt sau. Đáng lẽ phải chọn a lớn, nhưng như vậy thì đường kính dao chuốt giảm đi rất nhanh sau mỗi lần mại lại. Cho nên ở răng dao chuốt gĩc sau athường nhỏ.
+ Đối với răng cắt:a =2¸ 3030’ + Đối với răng sửa đúng:a=10¸20
+ Dao chuốt ngồi :a=50¸100 vì nĩ cĩ thể điều chỉnh kính thước gia cơng.
3- Cạnh viền f:
để tăng tuổi thọ của dao chuốt , trên răng sửa đúng người ta làm cạnh viền f<0.2mm, trên răng cắt f<0.05mm. phần cạnh viền mài bĩng đến 10 để giảm ma sát với bề mặt gia cơng.
Phần :Đặc điểm và kết cấu,profile của gia cơng răng 1. Khái niệm chung về bánh răng:
Bánh răng là chi tiết cĩ răng dùng để truyền chuyển động quay bằng sự tiếp xúc lần lược các cặp răng ăn khớp với nhau. Bánh răng thường dùng gồm cĩ một số như sau:
- Bánh răng trụ dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau - Bánh răng cơn dùng để truyền chuyển động giữa hai trục cắt với nhau - Bánh vít – trục vít dùng để truyền chuyển động giữa hai trục chéo nhau
Hai loại bánh răng trụ và bánh răng cơn lại được chia ra làm hai loại là bánh răng nghiêng và bánh răng cĩ răng thẳng.
2.Các phương pháp và đặc điểm cuả quá trình gia cơng răng:
Bánh răng là một chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong truyền động cơ khí nĩi chung. Hiện nay việc tạo hình bánh răng đạt độ chính xác yêu cầu , chủ yếu vẫn bằng phương pháp cắt gọt. Đối với bánh răng mơđun nhỏ cĩ thể được tạo hình bằng phương pháp cán ( biến dạng dẻo ) và cĩ những bánh răng cĩ độ chính xác thấp cĩ thể chế tạo bằng phương pháp đúc.
α γ Chi tiết Sz Răng dao ρ P
Tuỳ theo yêu cầu sản suất, độ chính xác và kết cấu của bánh răng và người ta dùng các phương pháp cắt răng sau đây:
a. Phương pháp chép hình:
Bản chất của phương pháp chép hình là profin răng của bánh răng được chép lại theo prơfin lưỡi cắt của dao, các dao dùng trong phương pháp này gồm cĩ : dao phay đĩa mơđun , dao phay ngĩn mơđun , dao chuốt răng , đầu dao sọc răng…
Dùng dao phay đĩa mơđun, dao phay ngĩn mơđun cĩ thể gia cơng dược bánh răng hình trụ và
hình cơn răng thẳng cấp chính xác 9 và 10 . Cũng cĩ thể gia cơng được bánh răng hình trụ nghiêng dựa trên nguyên lý bao hình khơng tâm tích. Tuy nhiên đĩ chỉ là tạo hình gần đúng, độ chính xác gia cơng thấp, vì prơfin của các dao phay đĩa mơđun trong bộ dao khơng hồn tồn tương ứng với prơfin bánh răng gia cơng cùng mơdun và số răng của nĩ . Ngồi ra việc phân độ làm quá trình cắt khơng liên tục, năng suất gia cơng thấp mà cịn giảm độ chính xác gia cơng (về bước răng ). Tuy nhiên những nhược điểm trên, nhưng chúng vẫn được dùng trong sản xuất nhỏ và sửa chữa để gia cơng bánh răng chính xác thấp, vì cĩ thể dùng trên các máy phay vạn năng cĩ đầu phân độ.
Trong phương pháp chép hình, dùng các dao chuốt răng, cần dao xọc răng thì độ chính xác gia cơng và cơng suất gia cơng đạt được cao, vì quá trình gia cơng bằng nhiều răng cắt đồng thời tuy nhiên cũng phải dùng nhiều dao chép hình này chỉ dùng trong sản hàng loạt lớn và sản xuất hàng khối.
b.Phương pháp bao hình:
Bánh răng được gia cơng theo phương pháp này cĩ thể đạt cấp chính xác 7-8 (bằng dao phay lăn răng và xọc răng ) và đạt cấp chính xác 5-7 (bằng dao cà răng mài răng) quá trình cắt liên tục năng suất gia cơng cao. Phương pháp này dùng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt.
Trong phương pháp bao hình prơfin bánh răng gia cơng được tạo nên trong quá trình là hình
bao các vị trí liên tiếp (các nhát cắt) của prơfin lưỡi cắt của dao. c. Đặc điểm của quá trình cắt răng:
Quá trình cắt răng theo phương pháp bao hình cĩ một số đặc điểm sau: - Tiết diện lớp cắt thay đổi theo chu kỳ trong thời gian gia cơng.
- Những đoạn khác nhau trên lưỡi cắt chịu tải trọng khác nhau, vì kích thước lớp cắt ứng với từng đoạn lớp cắt khác nhau. Cũng như do lớp cắt và lượng chạy dao đều khác nhau.
- Trị số gĩc trước và gĩc sau thay đổi dọc theo lưỡi cắt của dao, cần lưu ý tránh hiện tượng ma sát ở các đoạn cĩ gĩc sau nhỏ
Ngồi thơng số hình học hợp lý cần phải đảm bảo độ chính xác prơfin lưỡi cắt khi mài lại . - Một số dao cắt răng phải thực hiện các chuyển động quá phức tạp khi làm việc.
3Cắt răng bằng dao phay đĩa mơđun:
5. . 0 m K C S s ph = ω
Là loại dao định hình hớt lưng, prơfin răng dạng thân khai, prơfin của dao phay đĩa mơđun chẳng những phụ thuộc vào mơđun, gĩc áp lực mà cịn phụ thuộc vào: số răng z của bánh răng được gia cơng. Để giảm bớt số lượng dao phay tiêu chuẩn ứng với mỗi mơđun cĩ một bộ dao phay( gồm 8 dao hoặc 12 dao) để đảm bảo gia cơng khoảng số răng từ 12 đến ¥. Dao phay đĩa mơđun dùng trên các máy phay vạn năng.Sau khi phay xong một rãnh răng, dùng đầu phân độ để quay phơi đi một răng.
b.Chế độ cắt:
- Chiều sâu phay t thường chọn theo mơđun: t=2,25m m=1¸6 tiến hành cắt một lần xong một rãnh răng. m=7¸12 cắt hai lần.
m=14¸20 cắt ba lần.
-Lượng chạy dao nphut1 đối với dao thép giĩ được xác định theo cơng thức sau: Trong đĩ:
Cs: Hệ số tính đến ảnh hưởng của vật liệu gia cơng Kw : Hệ số điều chỉnh khi phay bánh răng nghiêng
m : Mơ đun
Lượng chạy dao khi cắt thơ bằng dao phay hợp kim cứng cho S = 0,1 – 0,2mm/răng. Khi gia cơng thép thì Sv = 0,18 – 0,24mm/vịng.
Tốc độ cắt khi dùng dao thép giĩ:
+Đối với quá trình cắt thơ V= 25 – 30 m/ph +Đối với quá trình cắt tinh V= 30 – 40 m/ph
Đối với dao hợp kim cứng, để phay thép chọn V = 160 – 200m/ph, va 2phay thơ gang chọn V = 80 – 100m/ph
Thời gian gia cơng xong bánh răng được tính theo cơng thức :
Trong đĩ:
L1 là lượng cắt vào t là chiều sâu phay
D là đường kính dao phay l là chiều dài bánh răng
l2 là lượng thốt dao (2 – 3 mm) z là số răng của bánh răng gia cơng Sph là lượng chạy dao khi cắt m/ph
Sk là lượng chạy dao của hành trình chạy khơng t là thời gian phân độ một răng ( t = 0,05 phút).
c. Tuổi bền của dao:
z t S z l l l S z l l l T k ph . ) ( ) ( 1 2 1 2 + + + + + + = mm t D t l1 = .( − )
Dao phay đĩa mơđun chịu mịn chủ yếu ở mặt sau. Độ mịn cho phép theo mặt sau đối với dao gia cơng thơ hS = 0,8 – 1mm, Đối với dao gia cơng tinh hS = 0,2 – 0,4mm.
Tuổi bền của dao thường chọn T = 150 – 180phút.
4. Gia cơng bánh răng bằng dao phay lăn răng:a Dao phay lăn răng: a Dao phay lăn răng:
Gia cơng bánh răng theo phương pháp phay lăn răng là sử dụng dao phay lăn răng. Phương pháp này dựa trên nguyên lý ăn khớp giữa trục vít vơ tận và bánh vít. Trong đĩ trục vít là dụng cụ cắt cĩ số răng ( số đầu mối ren) từ 3 – 5răng và cĩ các rãnh để tạo mặt trước để thốt phoi và hớt lưng răng để tạo gĩc sau.
Khi phay bánh răng trụ răng thẳng thì trục dao nghiêng với mặt đầu của bánh răng một gĩc g. Gĩc g cĩ giá trị bằng gĩc nâng ren của dao
Khi phay bánh răng trụ răng nghiêng cĩ gĩc nghiêng của răng là b thì gĩc tạo bởi trục dao và mặt đầu của bánh răng là : b ± g. Dấu âm (-) klhi dao bánh răng cĩ cùng chiều xoắn, dấu (+) khi dao và bánh răng ngược chiều xoắn.
Khi phay lăn răng cũng cĩ thể thực hiện bằng một trong hai phương pháp là phay thuận phay nghịch (xem lại).
Khi phay cĩ thể thực hiện tiến dao theo hai cách là tiến dao theo hướng trục và tiến dao theo hướng kính rồi tiến dao theo hướng trục.
Răng dao gồm cĩ hai lưỡi ở đỉnh răng và hai lưỡi cắt bên, mặt trước là mặt xoắn acsimet. Gĩc trước và gĩc sau qui ước đo trong tiết diện thẳng gĩc với trục dao:
Đối với dao phay tinh chọn: g=00 Đối với dao phay thơ: g=5¸100 Gĩc sau chọn: µ=10¸120
Gĩc sau quan hệ với lượng hớt lưng K bằng cơng thức sau:
Trong đĩ: D đường kính dao phay. Z số răng dao phay.
Đối với dao phay lăn răng hợp kim cứng, khi mài sắc cần chừa một cạnh viền dọc lưỡi cắt với chiều rộng f=0.3¸0.8 mm và gĩc trước trên cạnh viền đĩ gv= -5¸100 khi gia cơng gang.
5.Cắt răng bằng dao xọc răng:
α π tg
z D K = . .
a. Dao xọc răng và các chuyển động của dao xọc răng:
Nguyên lý của xọc răng cũng tương tự như nguyên lý phay lăn răng đĩ là sự lăn các răng của dụng cụ cắt theo các răng của chi tiết.
Hình dạng của dao xọc răng cĩ hai loại đĩ là dạng một bánh răng trịn xoay và dạng thanh hay cịn gọi là dạng răng lược.
Nguyên lý làm việc của dao xọc răng bằng dao xọc dạng trịn xoay được mơ tả như trên hình sau: Dao xọc (1) được nối với tanh trượt (2). Thanh trượt này chuyển động khứ hồi dọc theo trục của nĩ nhờ cơ cấu culít (3) qua thanh (4). Cơ cấu culit (3) cĩ khả năng điều chỉnh chiều dài hành trình của
thanh trượt (2). Dao và chi tiết cĩ chuyển động ngược chiều nhau theo tỷ số truyền được xác định tuỳ theo số răng của dao và chi tiết:
Trong đĩ: nd – số vịng quay của dao
d c c d z z n n = 5 5 2 4 1
nc – số vịng quay của chi tiết zc – số răng của chi tiết zd – số răng của dao
Khi dao thực hiện hành trình chạy khơng thì gưãi dao và chi tiết cĩ chuyển động hướng kính để dao khơng ma sát vào bề mặt răng của chi tiết. Chuyển động này nhờ vào cơ cấu (5) thực hiện.
Xọc răng là phương pháp gia cơng thơ bánh tăng. Năng suất của phương pháp này khơng cao.
6. Mài răng:
Mài răng là là nguyên cơng gia cơng tinh để gia cơng các bánh răng cĩ yêu cầu chất lượng cao, cĩ độ cứng bề mặt cao. Mài răng thường sử dụng khi gia cơng các bánh răng cĩ mơđun từ 2 đến 10mm. Năng suất khi mài răng thấp mà giá thành sản phảm lại cao nên chỉ sử dụng khi cần thiết.