Bài giảng Nguyên lý và dụng cụ cắt: Chương 7 - Cao Thanh Long

Chia sẻ: Nguyễn Thị Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

179
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Nguyên lý và dụng cụ cắt: Chương 7: Gia công răng, trình bày các nội dung: đặc điểm của quá trình cắt biến dạng răng, gia công răng bằng dao phay mô đuyn, gia công răng bằng dao phay lăn trục vít, gia công răng bằng dao xọc răng. Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên khoa Cơ khí - Chế tạo máy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý và dụng cụ cắt: Chương 7 - Cao Thanh Long

Chương 7: GIA CÔNG RĂNG (Gear machining) §7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG §7.2- Gia c«ng RĂNG b»ng dao phay m« ®uyn §7.3- Gia c«ng RĂNG b»ng dao phay lĂn trôc vÝt §7.4- Gia c«ng RĂNG b»ng dao xäc RĂNG 1
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG Specifications of a gear cutting process Theo c¸ch hình thµnh prr«fin răng, viÖc gia c«ng răng ®îc chia lµm hai ph¬ng ph¸p: Định hình và Bao hình. Tuy nhiên, cả hai ph¬ng ph¸p gia c«ng răng ®Òu cã những ®Æc ®iÓm sau: - DiÖn tích c¾t lu«n thay ®æi theo tõng răng vµ cã nhiÒu răng cïng tham gia c¾t. Do ®ã, lùc c¾t lín vµ lu«n thay ®æi. - Tèc ®é c¾t thay ®æi theo tõng ®iÓm trªn lìi c¾t. - Lìi c¾t cã biªn d¹ng phøc t¹p, c¸c chuyÓn ®éng trong qu¸ trình c¾t còng rÊt phøc t¹p nªn c¸c th«ng sè hình häc cña dao trong qu¸ trình c¾t thêng kh«ng ®¹t trÞ sè hîp lý. - Dao ®ßi hái ph¶i cã ®é chÝnh x¸c cao, ®¾t tiÒn, tuæi bÒn lín. 2
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.1 Phương pháp định hình. (Form - copying method) Sơ đồ cắt răng bằng dao phay đĩa môđun (a) và dao phay vấu môđun (b) 3 Cutting diagrams by gear-tooth side milling (a) & gear - tooth end mill (b)
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.1. Phương pháp định hình.(Forming/copying method) -Là PP gia công răng bằng DCC có hình dáng lưỡi cắt chính gần giống với biên dạng rãnh giữa hai hoặc nhiều răng của bánh răng cần gia công. - Khi cắt răng theo PP này, thường có các chuyển động sau: + Chuyển động cắt chính- do dao đảm nhận. + Chuyển động phân độ của phôi. + Chuyển động chạy dao – do dao hoặc phôi đảm nhận. + Chuyển động để cắt hết chiều sâu rãnh răng cần gia công. -Ưu điểm: + Thực hiện quá trình cắt đơn giản, trên các máy vạn năng + với m ≥ 10; PP này chiếm ưu thế. -Nhược điểm: + Năng xuất thấp + Độ chính xác thấp (trừ chuốt răng) -Phạm vi sử dụng: + Gia công bánh răng trong sx đơn chiếc, loạt nhỏ những bộ truyền có độ cx thấp. + Gia công BR có với m ≥ 10. + Gia công BR chữ V không có rãnh thoát dao. 4
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.2. Phương pháp bao hình. (Generating method) Sơ đồ cắt răng bằng dao phay lăn trục vít Cutting diagram by hobs 5
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG 7.1.2. Phương pháp bao hình. (Generating method) -Là PP gia công răng mà biên dạng răng của bánh răng cần gia công được hình thành nhờ đường bao các vị trí liên tiếp các lưỡi cắt của dao. Như vậy, lưỡi cắt chính của dao có thể giống & không giống biên dạng răng của BR gia công. - Khi cắt răng theo PP này, thường có các chuyển động sau: + Chuyển động cắt chính- do dao đảm nhận + Chuyển động quay của phôi có liên kết động học với chuyển động quay của dao; tạo thành chuyển động bao hình phân độ. + Chuyển động chạy dao dọc theo trục phôi – do dao hoặc phôi đảm nhận- để cắt hết bề rộng bánh răng + Chuyển động để cắt hết chiều sâu rãnh răng cần gia công. -Ưu điểm: + Năng xuất cao + Chất lượng không phụ thuộc vào số răng. -Nhược điểm: + Chi phí dao & máy đắt + Tính toán điều chỉnh máy phức tạp -Phạm vi sử dụng: Được sử dụng rộng rãi để chế tạo bánh răng 6
§7.2- Gia c«ng răng b»ng dao phay m« ®un (Grear cutting by gear –tooth side milling cutters) 7.2.1. Kết cấu của dao phay đĩa mô đun. (the structure of a gear-tooth side milling) Tính biên dạng khi gia công BR thẳng: Bao gåm hai phÇn: - PhÇn lµm viÖc cã d¹ng cung th©n khai.(BC) - PhÇn chuyÓn tiÕp.(O1B) Phương trình đường thân khai trong hệ tọa độ cực là:  r0 rx   cos  x   tg    inv  x x x x Trong ®ã: rx - b¸n kÝnh vect¬ t¹i mét ®iÓm bÊt kú trªn ®êng th©n khai. ro - b¸n kÝnh vßng trßn c¬ së cña ®êng th©n khai.  x - gãc ¸p lùc. x - gãc th©n khai. 7
§7.2- Gia c«ng răng b»ng dao phay m« ®un (Grear cutting by gear –tooth side milling cutters) 7.2.1. Kết cấu của dao phay đĩa mô đun. (the structure of a gear-tooth side milling) To¹ ®é cña mét ®iÓm M(x,y) bÊt kú:  x  rx . sin  x r0  rx  re       x 0 x  y  rx . cos  x r0 r cos  x    x  arccos 0   x  inv x rx rx Mặt khác:  0  inv 0  tg 0   0 &  0   g   0  .m Sg Mµ : Wg  S g  g  2 2.rg Thay vào trên có:  .m  .m   g     g  4.rg 2.Dg 2.Z 2.Z   Do đó:  0   inv 0 ; x   inv x  inv 0 2.Z 2.Z Sau khi tÝnh ®îc x theo radian vµ ®æi ra ®é sÏ tÝnh ®îc täa ®é cña ®iÓm M. 8
§7.2- Gia c«ng răng b»ng dao phay m« ®un (Grear cutting by gear –tooth side milling cutters) 7.2.1. Kết cấu của dao phay đĩa mô đun. (the structure of a gear-tooth side milling) Tính biên dạng khi gia công BR nghiêng: Xét trong MP pháp tuyến N-N tại tâm ăn khớp của cặp BR nghiêng với đường răng trên mặt trụ chia, hình cắt sẽ là hình elip; như vậy có thể xem sự ăn khớp khi này xảy ra giữa hai BR thẳng & dao phay đĩa mô đun đang gia công 1 BR thẳng có bán kính vòng chia: 2 a Rtđ  b Trong đó: a- bán trục lớn của elip& a= rg/cosω b- bán trục nhỏ của elip & b = rg Khi đó có: a2 rg Rtđ   b cos 2  Các thông số của BR tương đương này được dùng để tính toán hình dáng dao hoặc chọn số hiệu dao để cắt răng; với các chú ý sau: - mtđ= mn= ms* cosω Với: mn- mô đun pháp của BR nghiêng; ms- mô đun mặt đầu BR nghiêng; - Khi đó: Z 9 Ztđ  cos 3 
§3 - Gia c«ng rĂng b»ng dao phay lĂn trôc vÝt Gear Cutting by Hobs + ĐÆc ®iÓm chung: - Ph¬ng ph¸p gia c«ng Theo ph¬ng ph¸p bao hình dùa trªn nguyªn lý ăn khíp giữa b¸nh răng víi trôc vÝt. - KÕt cÊu dao phay lăn răng Thùc chÊt, dao phay lăn răng lµ mét trôc vÝt, trªn ®ã cã chÕ t¹o c¸c r·nh xo¾n ®Ó t¹o ra mÆt tríc cña răng vµ c¸c lìi c¾t. ĐÓ t¹o ra gãc sau, mÆt sau cña răng dao ®îc hít lng theo ®êng xo¾n AcximÐt. Dao phay lăn cã thÓ sö dông mét hoÆc nhiều ®Çu mèi. + Kh¶ năng c«ng nghÖ Cho ®é chÝnh x¸c gia c«ng cao, dïng ®Ó gia c«ng b¸nh răng trô ăn khíp ngoµi, b¸nh vÝt, b¸nh răng chữ V & 1 phần bánh răng ăn khớp trong… 10
DAO PHAY LĂN RĂNG 11
CHUYỂN ĐỘNG KHI PHAY LĂN RĂNG 12
7.3.1- KÕt cÊu cña dao phay lăn trôc vÝt 1) Đêng kÝnh ngoµi: Đêng kÝnh ngoµi cña dao phay lăn trôc vÝt ph¶i b¶o ®¶m c¸c ®iÒu kiÖn sau: - Đé chÝnh x¸c , độ nhẵn bề mặt sau gia c«ng - Đé bÒn cho răng dao - Năng suÊt c¾t cao. - TiÕt kiÖm vËt liÖu 13
2) Đêng kÝnh vßng chia (Dtbtt): Cßn gäi lµ ®êng kÝnh trung bình tÝnh to¸n. Đã lµ ®êng kÝnh trung bình quy íc, lµ c¬ së ®Ó thiÕt kÕ dao phay lăn răng; được xác định trong tiết diện tính tóan là tiết diện cách mặt trước dao σ*tov= (0.1- 0.25)*tov. 14
Dtt tÝnh theo c«ng thøc: Dtbtt  De  2h'u  2. .K Trong ®ã: h’u - chiÒu cao ®Çu răng cña pr«fin răng dao, mm. K - lîng hít lng, mm.  .De K tg e Z Chó ý: Đèi víi dao phay lăn răng cã mµi l¹i profin, thêng chØ tiÕn hµnh trªn 2/3 chiÒu réng lng răng. Khi ®ã ph¶i hít lng răng dao theo hai trÞ sè hít lng: - PhÇn cÇn mµi profin theo trÞ sè K - PhÇn kh«ng mµi theo K1 = (1.2-1.8).K * ¦u ®iÓm: - Tho¸t ®¸ khi mµi hít lng vµ tr¸nh ®îc hiÖn tîng (yªn ngùa) trªn lng răng - TiÕt kiÖm vËt liÖu ®¸ mµi vµ thêi gian mµi lng răng. Khi đó: chiều cao của rãnh răng dao được xác định theo công thức: K  K1 H K  hu  r 2 Trong đó: hu- chiều cao toàn răng dao r – bán kính góc lượn chân răng 15
16
3) ChiÒu dµi dao L: ChiÒu dµi dao phay lăn răng ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu: 1. Đñ chiÒu dµi t¹o hình c¸c răng cña b¸nh răng gia c«ng; l1 = K1K2 . cos0 2. Đ¶m b¶o c¾t s¬ bé lîng d cÇn thiÕt, tr¸nh hiÖn tîng qu¸ t¶i ë c¸c răng t¹o hình ®Çu tiªn. 3. Tăng tuæi thä cho dao b»ng c¸ch dÞch chuyÓn dao däc trôc g¸ hoÆc xoay dao khi th¸o ch¹c ph©n ®é. 4. Đ¶m b¶o c¸c răng ngoµi cïng trªn mÆt ®Çu dao kh«ng tham gia c¾t. Chú ý: VÞ trÝ giíi h¹n cña ®iÓm K1 khi Z b»ng v« cïng lµ ®iÓm K’1 khi ®ã: l1 = h . cotg  o (h – chiÒu cao răng cña b¸nh răng cÇn c¾t, mm;  o - gãc profin b¸nh răng). Tổng lượng tăng tối thiểu của các yêu cầu 2,3,4 là: 2m 5. Trªn hai mÆt ®Çu cña dao ®îc chÕ t¹o hai vµnh gê cã chiÒu réng b»ng 3  5mm. C¸c vßng gê nµy ®îc chÕ t¹o chÝnh x¸c vµ dïng ®Ó lµm chuÈn kiÓm tra ®é ®¶o đường kính ngoài cña dao khi l¾p trªn m¸y phay răng. Nh vËy, chiÒu dµi tæng céng cña dao phay lăn trôc vÝt lµ: L = h . cotg  o + 2 m + (6  10), mm 17
S¬ ®å x¸c ®Þnh chiÒu dµi dao phay lăn răng 18
GÓC GÁ DAO 19
§7.4- GIA CÔNG RĂNG BẰNG DAO XỌC RĂNG Gear cutting by Reciprocating Tools Dao xäc răng dïng ®Ó c¾t b¸nh răng theo ph¬ng ph¸p bao hình, dùa trªn nguyªn lý ăn khíp giữa b¸nh răng víi b¸nh răng. Cã thÓ c¾t ®îc b¸nh răng trô răng th¼ng, răng xo¾n (ăn khíp ngoµi vµ ăn khíp trong), c¾t khèi b¸nh răng, b¸nh răng cã bËc, b¸nh răng chữ V. Các chuyển động cắt trong quá trình xọc răng gồm có: - ChuyÓn ®éng c¾t chÝnh lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn khø håi cña dao xäc, däc theo trôc cña b¸nh răng gia c«ng. - ChuyÓn ®éng bao hình ph©n ®é lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña dao xäc quanh trôc cña nã cã liªn kÕt ®éng häc víi chuyÓn ®éng quay trßn cña ph«i. - ChuyÓn ®éng ch¹y dao híng kÝnh lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña dao xäc híng vµo t©m ph«i ®Ó c¾t hÕt chiÒu cao răng b¸nh răng. - ChuyÓn ®éng nhêng dao lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn khø håi cña ph«i t¬ng øng víi chuyÓn 20 ®éng tÞnh tiÕn khø håi cña dao xäc do cam cña m¸y xäc răng thùc hiÖn.