CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC PROFILE RĂNG
2.4 Nghiên cứu phương pháp giảm sai số profile răng dạng song hình sin của bánh răng
2.4.2 Thí nghiệm kiểm chứng
Nhằm giảm ảnh hưởng của các sai số khi phay lăn răng, quá trình thí nghiệm được thực hiện trên máy phay lăn răng CNC GE15 có độ chính xác cao, do Mitsubishi Nhật Bản sản xuất năm 2015 và thí nghiệm đối chứng trên máy phay lăn răng YBS3120 do Trung quốc sản xuất, được bảo dưỡng thường xuyên theo chế độ bảo dưỡng của nhà máy, như hình 2.23.
a, b,
Hình 2. 23Máy phay lăn răng YBS3120 (a), máy phay lăn răng CNC GE15 (b) Dao phay lăn răng
Dao phay lăn răng do hãng Dragon, Hàn Quốc sản xuất, có các thông số cơ bản của răng và của dao như bảng 2.2.
Bảng 2. 2 Thông số cơ bản của dao PLR -05 Hãng
SX
Cấp chính xác
Modul (mm)
Đường kính ngoài (mm)
Góc xoắn
Số rãnh thoát phoi
Vật liệu dao
Vật liệu phủ
DTR DIN-AA 1.75 60 1047’ 12 SKH-55 TIN
Bánh răng dùng trong thí nghiệm là bánh răng trong hộp số xe máy, làm bằng vật liệu SCM420 và được sản xuất tại công ty cổ phần phụ tùng máy số 1, như đã trình bày trong chương 1.
Độ chính xác của dao phay lăn răng và của bánh răng được đo trên máy đo chuyên dụng OSAKA SEIKI, như đã trình bày trong chương 1.
2.4.2.2 Phương pháp điều chỉnh Đo sai số dao phay lăn răng
Trước khi gia công tiến hành đo độ chính xác của dao trên máy đo chuyên dùng với sai số bước răng cắt đo theo phương dọc trục như Hình 2. 24. Kết quả đo cho thấy, sai số bước răng đo bên má trái của dao phay lăn răng lớn hơn má phải, do đó có thể điều chỉnh độ đảo trục dao phay lăn răng để triệt tiêu sai số sinh ra do sai lệch bước dọc trục của dao. Trong thí nghiệm kiểm chứng trên hai máy, lựa chọn tâm tạo hình tại vị trí các răng cắt có sai lệch bước răng lớn nhất (góc lệch Ψ = 0). Do đó, Thay Ψ = 0 vào phương trình 2.5, có thể biểu diễn sai lệch vị trí điểm tạo hình theo phương dọc trục dao dưới dạng ∆E𝑘 = 6. 𝑐𝑜𝑠(𝑘.2𝜋𝑁).
a, b,
Hình 2. 24 Sai số bước răng dao phay lăn răng (a), vị trí sai số bước răng lớn nhất (b) Tiến trình thí nghiệm
Chế độ gia công được lựa chọn theo chế độ gia công hiện tại của nhà máy tương tự như đã trình bày ở chương 1. Với mục đích kiểm chứng lý thuyết, và áp dụng được vào thực tế sản xuất của công ty, tác giả lựa chọn thí nghiệm trên máy phay lăn răng CNC có độ chính xác cao và trên máy phay bán tự động trong dây truyền sản xuất. Tiến hành phay lăn răng trong hai trường hợp không điều chỉnh vị trí xuất hiện độ đảo lớn nhất (giá trị góc lệch 𝜀1, 𝜀2) và khi có điều chỉnh vị trí xuất hiện độ đảo lớn nhất, với các giá trị độ đảo tại hai vị trí đo tương ứng.
Điều chỉnh độ đảo trục dao phay lăn răng
Dao phay lăn răng được lắp trên trục gá và điều chỉnh độ đảo bằng phương pháp rà gá như sơ đồ hình 2.25 (trên máy CNC GE15 – hình 2.25a và trên máy phay lăn răng bán tự động YBS3120 – hình 2.25b).
a, Trên máy CNC GE15A b, Trên máy YBS3120
Hình 2. 25 Điều chỉnh độ đảo trục dao phay lăn răng
Giả sử trong quá trình gia công chỉ tồn tại sai số bước dọc trục của dao và độ đảo trục dao. Để đảm bảo sai số profile răng là nhỏ nhất cần điều chỉnh độ đảo trục dao (độ lớn và vị trí đảo) hợp lý sao cho 𝐹∆𝑋𝑘𝑖 đạt giá trị nhỏ nhất, với 𝐹∆𝑋𝑘𝑖 được xác định:
𝐹∆𝑋𝑘𝑖 = ∆𝑘. 𝑡𝑎𝑛𝛼. cos (𝑘.2𝜋𝑁 − 𝜀𝑘) − 6. cosφ. 𝑐𝑜𝑠 (𝑘.2𝜋𝑁) (2.14) Sai lệch hob
lead max
Sai lệch hob =0
Vùng điều chỉnh e2
Khi gia công trên máy phay lăn răng Mitsubishi, với trục dao chế tạo chính xác cao, qua khảo sát nhận thấy độ đảo hướng kính chủ yếu theo trường hợp 1 (hình 2.22a). Áp dụng phương trình 2.12, xác định được điều kiện để sai số profile răng đạt giá trị nhỏ nhất là khi độ đảo e1≃e2=𝑨.𝒄𝒐𝒔𝝋
𝒕𝒂𝒏𝜶 = 16.5μm và véc tơ độ đảo trùng với vị trí có sai lệch vị trí răng cắt lớn nhất (Hình 2. 24). Tuy nhiên, điều chỉnh độ đảo dao theo phương pháp rà gá do đó không thể điều chỉnh chính xác được mà chỉ nằm trong vùng có vị trí răng cắt sai lệch lớn nhất với sai lệch góc ±100, như hình 2.25b. Do đó, với mục đích đánh giá ảnh hưởng tương tác giữa vị trí độ đảo hướng kính và sai số bước răng, tác giả tiến hành điều chỉnh độ đảo máy tại các vị trí như bảng 2.3.
Bảng 2. 3 Độ đảo hướng kính của trục dao PLR khi gia công trên máy PLR CNC GE15A.
TT 1 2 3 4 5 6 7 8
Vị trí đảo hướng kính
Lân cận vị trí đối diện vị trí có sai số bước dọc trục lớn nhất (±100)
Lân cận vị trí có sai số bước dọc trục lớn nhất (±100)
e2(μm) ≈5 ≈10 ≈16 ≈20 ≈5 ≈10 ≈16 ≈20
e1(μm) ≈5 ≈10 ≈16 ≈20 ≈5 ≈10 ≈16 ≈20
Khi gia công trên máy phay lăn răng YBS3120, qua khảo sát nhận thấy độ đảo hướng kính chủ yếu theo trường hợp 2 (hình 2.25b). Để giảm được sai số profile răng của bánh răng khi phay lăn răng, nên điều chỉnh độ đảo trục dao tại vị trí đồng hồ 2 sao cho e2=𝐴.𝑐𝑜𝑠𝜑𝑡𝑎𝑛𝛼 = 16.5μmvà vị trí độ đảo e2 trùng với vị trí sai số bước răng lớn nhất. Tuy nhiên, điều chỉnh độ đảo dao theo phương pháp rà gá, chỉ điều chỉnh độ đảo tại vị trí đồng hồ 2, sau đó xác định độ đảo ở đồng hồ 1 tương ứng, do đó không thể điều chỉnh chính xác được mà chỉ nằm trong vùng có vị trí răng cắt sai lệch lớn nhất với sai lệch góc ±100, như hình 2.25a. Với mục đích đánh giá ảnh hưởng tương tác giữa vị trí độ đảo hướng kính và sai số bước dọc trục của dao, tác giả tiến hành điều chỉnh độ đảo trục dao tại các vị trí như bảng 2.4.
Bảng 2. 4 Độ đảo hướng kính của trục dao PLR khi gia công trên máy PLR YBS3120.
TT 1 2 3 4 5 6 7 8
Vị trí đảo hướng kính
Lân cận vị trí đối diện vị trí có sai số bước dọc trục lớn nhất (±100)
Lân cận vị trí có sai số bước dọc trục lớn nhất (±100)
e2(μm) ≈5 ≈10 ≈16 ≈20 ≈5 ≈10 ≈16 ≈20
e1(μm) ≈3 ≈5 ≈5 ≈10 ≈3 ≈5 ≈5 ≈10