Giáo trình Phay bánh răng, thanh răng (Trình độ Cao đẳng)

h sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Trong chiến lược phát triển và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho công nghiệp hóa nhất là trong lĩnh vực cơ khí – Nghề cắt gọt kim loại là một nghề đào tạo ra nguồn nhân lực tham gia chế tạo các chi tiết máy móc đòi hỏi các sinh viên học trong trường cần được trang bị những kiến thức, kỹ năng cần thiết để làm chủ các công nghệ sau khi ra trường tiếp cận được các điều kiện sản xuất của các doanh nghiệp trong và ngoài nước. Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng nghề Việt -Đức Hà Tĩnh đã biên soạn cuốn giáo trình mô đun Tiện ren tam giác. Nội dung của mô đun để cập đến các công việc, bài tập cụ thể về phương pháp và trình tự gia công các chi tiết. Căn cứ vào trang thiết bị của các trường và khả năng tổ chức học sinh thực tập ở các công ty, doanh nghiệp bên ngoài mà nhà trường xây dựng các bài tập thực hành áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh hiện tại. Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn, song không tránh khỏi những sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được những đóng góp ý kiến của các bạn và đồng nghiệp để cuốn giáo trình hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Khoa Cơ khí – Trường Cao đẳng nghề Việt -Đức Hà Tĩnh Nhóm biên soạn 2 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU ................................................................................................................................... 1 MỤC LỤC .............................................................................................................................................. 2 BÀI 1. THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RẰNG THẲNG ........................................ 3 BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG ............................................................................... 7 BÀI 3: PHAY THANH RĂNG ............................................................................................................. 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................... 49 3 BÀI 1. THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA BÁNH RĂNG TRỤ RẰNG THẲNG 1. Khái quát về các phương pháp gia công răng. 1.1. Phương pháp gia công bao hình. - Phay bánh răng bằng phương pháp bao hình. Dựa trên cơ sở đường sinh của bề mặt tạo hình của chi tiết gia công có dạng thân khai. Dao chuyển động luôn luôn tiếp xúc với đường sinh đó là hình bao của chi tiết gia công hay chính là đường sinh của bề mặt tạo hình. Hình 6.7a giới thiệu sơ đồ bánh răng ăn khớp với bánh răng. Một bánh răng đứng yên, còn bánh răng kia vừa quay quanh tâm của nó vừa lăn răng (không trượt). Hình 6.7 b thanh răng tịnh tiến T2 ăn khớp với bánh răng quay quanh tâm cố định tạo ra bao hình cho thành phần đứng yên, đó là dao, thành phần khác đứng yên là phôi. Dao có dạng bánh răng hay thanh răng. chuyển động ăn khớp giữa các cặp truyền động bánh răng – bánh răng và bánh răng - thanh răng. Nguyên lý chung của phương pháp bao hình để gia công bánh răng là nhắc lại sự ăn khớp theo kiểu truyền động cưỡng bức giữa các bộ truyền bánh răng –bánh răng hoặc bánh răng – thanh răng mà trong đó một đóng vai trò của dao, một đóng vai trò của phôi. Hình 6.7. Sơ đồ nguyên lý bao hình (a, b) và sơ đồ cắt (c) 1.2. Phương pháp gia công chép hình. - Phay bánh răng bằng phương pháp chép hình. Dùng máy phay vạn năng với đầu phân độ, dao phay đĩa modun (gia công bánh răng có modun nhỏ) và dao phay ngón modun (gia công bánh răng có modun lớn) ta không cần máy chuyên dùng, dao phay dễ chế tạo, nhưng năng suất thấp, quá trình cắt không liên tục, tốn nhiều thời gian cho phân độ và thay dao, thường dùng cho sản xuất đơn chiếc. Mỗi dao phay modun có số răng Z nhất định chỉ gia công được bánh răng có số răng tương ứng. Nếu số răng Z của bánh răng thay đổi thì dạng thân khai cũng bị thay đổi nghĩa là không trùng với dạng thân khai của dao, do đó cần thay đổi dao cho phù hợp. 4 Thường ta chế tạo một bộ dao có từ 8 đến 32 con với số răng Z khác nhau, nhưng có cùng một mođun. Mặt khác, độ chính xác thấp vì có những sai lệch do phân độ hoặc hình dạng thân khai, sai lệch do tính vạn năng của máy .... Khi gia công bánh răng nghiêng, dao có dạng răng thân khai trên mặt phẳng để gia công dạng thân khai không gian nên cũng có sai số về dạng răng thân khai. Để khắc phục các nhược điểm trên, ta dùng những phương pháp chép hình tiên tiến như cán nóng, chốt. 2. Các thông số cơ bản của bánh răng - De: Đường kính đỉnh răng là đường tròn thuộc mặt đầu của răng hay là đường kính ngoài dùng để kiểm tra kích thước chung của bánh răng. De = m ( z + 2 ) De = 0,5 ÷ 12000 ( mm ) (1.1) - Di : Đường kính chân răng là đường tròn thuộc bề mặt chân răng. - d: Đường kính vòng chia - m ( môdul ): Là thông số chính đặc trưng cho bánh răng, là đại lượng chiều dài nhỏ bước ăn khớp Π, giá trị m được tiêu chuẩn hoá. Trong máy công cụ thì m = 1 ÷ 5. - t: Bước răng là khoảng cách giữa hai mặt bên trong tương ứng của hai răng kề nhau lấy trên cung của vòng tròn đồng tâm của bánh răng. t = Π . m (1.2) - Z: Số răng , z = 6 ÷ 1000 răng Thường chế tạo số răng là bội của 4 hoặc bội cuả 5. Trừ một số loại răng đặc biệt. - h1: Chiều cao đỉnh răng . h1 = m (1.3) - h2 : Chiều cao chân răng . h2 = 1,2m (1.4) - h: Chiều cao của cả răng . h = h1 + h 2 = 2,2m (1.5) - T: Chiều dày răng. α = 200 Góc ăn khớp: Là góc hợp bởi đường ăn khớp và tiếp tuyến của vòng tròn nguyên bản tại điểm ăn khớp. Hình 1.1. Thông số hình học cơ bản của bánh răng t 5 3. Kiểm tra độ đều của bước răng: - Tuỳ theo môdul của bánh răng, số răng z là bao nhiều mà độ đều của bánh răng được kiểm tra bằng công thức: a = m ( 1,476065k + 0,0139967 Z ). Trong đó: a: Là khoảng cách của một số răng được kiểm tra Z: Số răng của bánh răng cần gia công m: Môdul của răng k: Là hệ số được kiểm tra trong bảng n: Số răng cần kiểm tra *. Bảng hệ số K để kiểm tra độ đều bước răng Z N K 12 ÷ 18 19 ÷ 27 28 ÷ 36 37 ÷ 45 46 ÷ 54 55 ÷ 63 64 ÷ 72 73 ÷ 81 2 3 4 5 6 7. 8 9 3 5 7 9 11 13 15 17 Ngoài ra để kiểm tra chiều dày răng và kiểm tra độ song song người ta còn dùng thước cặp chuyên dùng và đồng hồ so 4. Chọn và gá lắp dao: * Bảng chọn số dao phay ( bộ và dao ) z = 12 ÷ 13 → N0 1 z = 14 ÷ 16 → N02 z = 17 ÷ 20 → N0 3 6 z = 21 ÷ 25 → N04 z = 26 ÷ 34 → N05 z = 35 ÷ 54 → N06 z = 55 ÷ 134 → N07 z > 134 - Dao phay ngón modul, dao phay đĩa modul. - Chọn dao đúng môdul và số liệu sau đó gá lên trục gá dao. - Gá lắp và điều chỉnh phôi: Một đầu chống tâm, một đầu cặp tốc, hoặc một đầu chống tâm, một đầu cặp trên mâm cặp. Sau đó rà tròn phôi đảm bảo độ đảm bảo cho phép là: ≤ 0.05 - Điều chỉnh mũi dao trùng với đường tâm của chi tiết, dùng phương pháp rà bổ đôi. - Tính toán và điều chỉnh chế độ cắt: Vì dao định hình, diện tích tiếp xúc của lưỡi giao lớn nên ta phải chọn chế độ cắt thấp. - Tính toán số vòng tay quay: Áp dụng công thức tổng quát.  Z Nntq ntp = z 40 - Lấy chiều sâu cắt và tiến hành phay khi phay xong rãnh thứ nhất ta lùi dao ra khỏi chi tiết, phân độ và tiếp tục phay cho đến răng cuối cùng. 7 BÀI 2: PHAY BÁNH RĂNG TRỤ RĂNG THẲNG 1. Yêu cầu kỹ thuật của bánh răng trụ thẳng - Biên dạng răng chính xác. - Sườn răng nhẵn. - Răng phải đều nhau 2. Phương pháp phay. - Phay bánh răng trụ răng thẳng chúng ta có thể phay trên máy phay đứng vạn năng hoặc máy phay nàm vạn năng. 3. Bài tập ứng dụng. 3.1. Đọc bản vẽ Z = 13 (răng) De=22,5 (mm) 3.2. Trình tự gia công 3.2.1. Tính toán: - Số vòng quay của đầu phân độ: Ta có công thức: ntq = z N Với ntq: Số vòng quay của tay quay chia, bước chia N: tỷ số truyền của đầu phân độ z: số phân chia Mà z = 13 N = 48 ntq = z N = vongvong 39 273 13 93 13 48  - Modul của dao: CT: m = z d trong đó: m: môdul d: Đường kính vòng chia. z: Số răng. De = d + 2h1 = m . z + 2m = m( z + 2) De = 22.5mm 22.5 = m ( 13+2) 22,5 = m . 15 m = 22,5 : 15 = 1,5 2,5 8 m = 1,5mm - Bước răng t t = m. Với t bước răng Với m = 1,5 = 3,14 M = 1,5 t = 3,14 x 1,5 = 4,71 (mm) - Chiều cao đỉnh răng: h1 = m = 1,5 - Chiều cao chân răng: h2 = 1,2 x m = 1,2 x 1,5 = 1,8mm - Chiều cao răng h: h = h1 + h2 = 1,5 + 1,8 = 3,3mm - Chiều dày răng: St = 1,57 x m = 1,57 x 1,5 = 2,35mm - Đường kính vòng chia: D = m x z = 1,5 x 13 = 19,5mm 3.2.2. Chọn và gá lắp dao: Tuỳ theo số răng cần gia công và môdul mà chọn dao cho phù hợp 3.2.3. Rà gá phôi: Một đầu chống tâm và một đầu cặp vào mâm cặp hoặc một đầu chống tâm một đầu cặp tốc, rà tròn phôi. - Điều chỉnh cho mũi dao trùng với đường tâm của chi tiết ( phương pháp và bổ đôi ). 3.2.4. Điều chỉnh máy. Điều chỉnh máy với số vòng quay đã chọn. - Cho mặt trụ ngoài của dao chạm vào mặt bên của chi tiết, hạ bàn máy xuống cho dao khỏi phôi và dich vào một khoảng a. a = t + T Với: t: là chiều dày của dao T: Khoảng cách từ mặt bên tới tâm phôi a: Khoảng dịch chuyển. - Nâng bàn máy lên cho mặt đầu của dao chạm vào mặt trên của chi tiết. Sau đó lùi bàn máy ra theo trục X ta lấy chiều sâu cho mỗi lát cắt. - Tiến hành phay: Sau khi phay xong rãnh thứ nhất ta tiến hành phân độ để phay răng tiếp theo với số vòng tay quay như đã tính toán. 4. Các dạng sai hỏng - Nguyên nhân - Biện pháp khắc phục. Hiện tượng sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Số răng không đúng (thiếu hoặc thừa) -Do chọn số vòng hoặc số lổ sai hoặc các thao tác chia bị nhầm - Trước khi phay ta nên chia độ để vạch thử, nếu đủ số răng thì mới tiến hành phay. 9 - Răng to, răng nhỏ hoặc chiều dày các răng không đều nhau - Do sai số lổ hoặc trong quá trình phay không thử độ dơ của đầu chia độ. - Khử độ rơ đầu chia độ trước khi phay - Răng bị lệch: - Do rà dao không đúng với đường tâm của phôi hoặc do bàn máy bị xê dịch trong quá trình phay. - Kiểm tra rà gá và khử độ rơ của bàn máy - Biên dạng của răng không đúng - Do chọn dao không đúng môdul, số hiệu. Ta nên chú ý khi chọn dao. - Chú ý khi chọn dao. - Sườn răng không nhẵn - Do dao cùn, lượng chạy dao quá lớn, trục dao bị đảo, phôi bị rung động. - Kiểm tra lại hệ thống công nghệ - Răng đầu to đầu nhỏ - Do khi gá không rà cho đường tâm của phôi song song với hướng chạy dao dọc - Rá gá lại phôi 5. Kiểm tra sản phẩm - Tuỳ theo môdul của bánh răng, số răng z là bao nhiều mà độ đều của bánh răng được kiểm tra bằng công thức: a = m ( 1,476065k + 0,0139967 Z ). Trong đó: a: Là khoảng cách của một số răng được kiểm tra Z: Số răng của bánh răng cần gia công m: Môdul của răng k: Là hệ số được kiểm tra trong bảng n: Số răng cần kiểm tra *. Bảng hệ số K để kiểm tra độ đều bước răng Z N K 12 ÷ 18 19 ÷ 27 28 ÷ 36 37 ÷ 45 46 ÷ 54 55 ÷ 63 64 ÷ 72 2 3 4 5 6 7. 8 3 5 7 9 11 13 15 10 73 ÷ 81 9 17 Ngoài ra để kiểm tra chiều dày răng và kiểm tra độ song song người ta còn dùng thước cặp chuyên dùng và đồng hồ so 11 BÀI 3: PHAY THANH RĂNG 1. Các thông số hình học của thanh răng. 100 16 24 module 2 m m 0,167m 2, 16 7m Pc=m. 40° 40° 20° Hình 1-2: Thông số hình học của thanh răng Với thanh răng có prôfin gốc 0 =200, hệ số chiều cao răng 0= 1, độ hở chân răng C= 0,25.m). Yêu cầu kỹ thuật: - Răng có độ bền mỏi tốt - Răng có độ cứng cao, chống mòn tốt - Tính truyền động ổn định, không gây ồn. - Hiệu suất truyền động lớn, năng suất cao. a- Thanh rănh thẳng: - Bước răng P= .m - Môduyn m=  P - Chiều dầy răng trên đường chia: Sp = 2 . 2 mP   - Chiều cao phần đầu răng: h1= 0.m = m. - Chiều cao phần chân răng: h2 =0.m + C = m + 0,25.m = 1,25.m 12 - Chiều cao răng H = h1 + h2 = m + 1,25.m = 2,25.m - Bán kính góc lượn chân răng : R  0,4.m b.Thanh răng nghiêng: 100 24 16 module 2  Hình 1-3: Dạng thanh răng nghiêng - Bước răng theo mặt cắt pháp tuyến: p n = nm. - Bước răng theo mặt cắt ngang: p s = sm. = cos np =   cos . nm - Môđuyn theo mặt cắt pháp tuyến: m n =  cos.sn m p  - Môđuyn theo mặt cắt ngang: m s =  cos ns mp  - Chiều dày răng trên đường chia theo mặt cắt pháp tuyến:   cos . 2 nn pn mp s  - Chiều cao phần đầu răng: h1=f0.mn= mn - Chiều cao phần chân răng: h2= f0.mn+ C = mn + 0,25mn = 1,25mn - Chiều cao răng: H = h1 + h2 = mn + 1,25mn= 2,25mn 2. Các phương pháp gia công: Thanh răng dùng để truyền động, được thực hiện truyền chuyển động từ bánh răng đến thanh răng và ngược lại. Vì vậy việc phay thanh răng phải thực hiện khá nghiêm ngặt nhằm đảm bảo cho thanh răng sau khi phay xong đảm bảo đúng các yêu cầu kỹ thuật. Gia công thanh răng trên máy phay thông dụng: Sử dụng máy 13 phay đứng, hoặc máy phay nằm vạn năng khi học tập, hoặc sản xuất đơn lẻ. Trong trường hợp có nhu cầu sản xuất hàng loạt sử dụng máy phay chuyên dùng (đặc biệt) để phay thanh răng. Nguyên tắc hình thành biên dạng răng là dùng dao phay môđun đĩa, hoặc dao phay môđun trụ đứng tạo rãnh định hình. Số răng là phương pháp chia đoạn thẳng ra nhiều phần bằng nhau, trong đó khoảng cách giữa các phần là giá trị của một bước răng (t). Các bước răng thực tế lúc nào chúng cũng cho những số lẽ, bởi phụ thuộc hằng số  . Để thực hiện phay được thanh răng ta có các phương pháp sau: - Phay thanh răng theo cách sử dụng chia bằng giá trị du xích bàn máy ngang, bàn máy dọc. - Phay thanh răng theo cách sử dụng bằng đĩa chia độ được lắp trực tiếp với trục vít me. - Phay thanh răng theo cách sử dụng chia bằng đầu vi sai (sử dụng bánh răng lắp ngoài. 2.1. Phương pháp phay thanh răng bằng du xích bàn máy. 2.1.1. Phay thanh răng thẳng. a. Chia theo du xích bàn máy: Phay bằng cánh dịch chuyển bàn máy ngang Dùng trong trường hợp phay những thanh răng ngắn, độ chính xác không cao. Thanh răng được giá trên Êtô hay trên bàn máy của máy phay ngang. Sau mỗi răng cần dịch chuyển bàn máyđi một bước răng Pc để chuẩn bị phay răng kế tiếp. Công thức: n = f m f p .  Trong đó: - P : Bước răng thanh răng cần phay. - f :Giá trị một vạch trên du xích tay quay bàn tiến dọc. - n : Số vạch du xích trên tay quay bàn tiến dọc cần quay đi mỗi lần. chia răng Thí dụ: m = 3  Pc = 3x3.1416 = 9,424 Vạch du xích chỉ đến 0,05 nên có thể xảy ra sai số. Ví dụ trục vít me có bước là 5mm, vành du xích có 100 vạch thì ta tính: F = 100 5 = 0.05mm. 14 Ví dụ: Cần phay một thanh răng có m = 2.5mm, F = 0.05mm. Ta xác định mỗi lần dịch chuyển bàn máy đi một răng là: n = F m. =  05.0 5.21416.3 x 62.8 . 2.5 = 157 vạch Ta có thể nghiệm lại: + Bước răng được tính toán là: P = 3.1416 x 2.5 = 7.854 mm + Bước răng thực tế mà ta xác định bằng việc quay bàn máy bằng việc sử dụng du xích là: P = 100 157 x 5 = 7.85mm. Như vậy nếu so sách với mức độ sai lệch về bước P = 7.854 mm - 7.85mm = 0.004mm. Qua ví dụ trên ta thấy với mỗi máy tỉ số F  = K Trong đó (K) là hằng số đặc trưng cho máy. Thay (K) vào ta thấy công thức trên sẽ được biểu diễn một cách cụ thể hơn, đơn giản hơn. n = K.m mà trong đó K = F  . (Phương pháp này chỉ nên được sử dụng khi hệ số (K) của máy trong trường hợp là chẵn). Hạn chế của phương pháp này là không gia công những thanh răng dày được (do hành trình ngang hạn chế và chiều dài trục dao ngắn). Chia theo du xích bàn máy thường có sai số lớn và hay nhầm lẫn, bước răng p không đều nên ít được áp dụng. Phay thanh răng bằng đầu phay vạn năng: Trên một số máy phay vạn năng có trang bị đầu phay vạn năng dùng để phay các thanh răng dài (Hình 1-4). Phôi được giá dọc theo bàn máy phay, dịch chuyển bước răng bằng tay quay bàn dao dọc. b. Chia bằng cơ cấu mang đĩa chia lắp đầu bàn máy: (thường gọi là cơ cấu chia đều đoạn thẳng) Cơ cấu chia đều đoạn thẳng được lắp đĩa chia, tay quay... Có hình dáng bên ngoài như (Hình 1-5a), còn cấu tạo bên trong theo nguyên lý như (hình 1-5b). Hình 1-4: Đầu phay 15 Đây là cơ cấu chia đều đoạn thẳng trang bị cho máy phay ngang vạn năng FA - 2U do Tiệp Khắc sản xuất. Khi quay tay quay M một vòng, thông qua cặp bánh răng côn có tỷ số truyền i = 1, cặp bánh răng trụ 25 30 (bánh răng z = 25 được lắp sẵn ở đầu vít me bàn tiến dọc), bàn máy sẽ tiến một đoạn là t’x: Mộ t vò ng tay qua y M . 1 . 25 30 . tx = t’x t’x = 25 30 . 5mm = 6mm Công thức tính chia răng thanh răng bằng cơ cấu chia đều đoạn thẳng: n = xx t m t p .  Trong đó: - p, m : Bước răng và môđuyn của thanh răng -  : Số pi thường lấy  = 7 22 - tx : Bước ren vít me bàn máy - n : Số vòng quay của tay quay M trong mỗi lần chia răng. Ví dụ 1: Tính chia răng để phay thanh răng có môduyn m = 3 trên máy phay F.A- 2.U áp dụng công thức n = xt m ' . = 6 3. 7 22 = 7 11 6.7 3.22  = 1vòng + 52lỗ/vòng lỗ91 Mỗi lần chia răng phải quay tay quay M của cơ cấu chia đều đoạn thẳng đi 1vòng và 52 lỗ trên vòng lỗ 91 của đĩa chia. t x= 5 1 2Z=25 Z=30 C M i =1 Hình 1-5. Sử dụng đĩa chia độ trực tiếp để phay thanh răng a b 16 Khi môđun của thanh răng không chia chẵn cho hệ số K thì ta có thể áp dụng phương pháp chia bằng đĩa chia độ lắp trực tiếp ở đầu vítme bàn máy dọc hoặc thông qua cặp bánh răng côn với tỉ số truyền 1;1. Ví dụ với máy có K = 62,8 (ví dụ đã nêu trên), muốn chia thanh răng có: m = 1,5, n sẽ là số lẻ bởi n = 62,8.1,5 = 94,2. Như vậy, nếu dùng phương pháp sử dụng du xích bàn máy để thực hiện ta phải quay 94 vạch cộng thêm 2/10 của một vạch nữa (độ chính xác chưa đảm bảo đối với chi tiết cần độ chính xác cao). Nhưng với cách chia bằng đĩa chia độ (hình 31.3.2), thì không cần sử dụng tay quay (1), mà sử dụng tay quay đĩa (5) và đĩa chia (4) có nhiều vòng lỗ khác nhau. Để xác định phần lẻ dễ dàng và ít nhầm lẫn ta sử dụng doãng quạt (3). Sử dụng phương pháp này chia được nhiều trường hợp mà phân số có được sau khi tính là những phần lẽ khó chia hết. Phôi được gá lên bàn máy (2), mỗi lần chia để phay răng tiếp theo, phải vặn tay quay đĩa chia độ một số vòng và lỗ theo công thức: n = p m. Trong đó : n - là số vòng cần quay p - bước ren vítme bàn máy dọc m - môđun của thanh răng Ví dụ 1: Thanh răng cần phay có m = 3,5, máy phay có bước ren vítme p = 4 mm. Mỗi lần chia răng phải quay tay quay ở tay quay đĩa chia là: n = 4 5,3.1416,3 = 2,749 vòng, lấy gọn là 2,75 vòng. Từ đây cần quy đổi trị số lẻ ra số lỗ trên đĩa chia để chọn số vòng lỗ thích hợp. Quy 2,75 vòng ra hỗn số: 2,75 = 28 212 28 212 7.4 7.32 4 32 100 752 vonglo lovong  Như vậy, mỗi lần chia ta cần quay 2 vòng và 21 lỗ trên vòng lỗ 28 của đĩa chia. Nghiệm lại sai số: ttk (bước răng theo thiết kế), ttk = 3,1416 . 3,5 = 10,9956 mm ttt (bước răng theo thực tế) ttt = 4 . 11 28 212  ; Như vậy giới hạn sai lệch giữa ttk và ttt: t = 11 - 10.9956 = 0.0044mm Ví dụ: 2. Cần chia để phay một thanh răng có m = 1.75, P = 8mm Tương tự như ví dụ trên ta áp dụng phương pháp chia: n = p m. . Thay số vào ta có: 17 Pn  n= t x Pn Sn Ps t x P5 n= Sn  n = 16 11 16 116872.0 8 75.1.1416,3 vonglo lo  Như vậy mỗi lần chia ta chỉ việc quay 11 lỗ trên vòng lỗ 16. Vậy sai số được xác định giữa thiết kế và tính toán sẽ là: ttk = 3.1416 . 1.75 = 5.4978mm Còn t tt = 8. 5.5 16 11  mm Giới hạn sai lệch giữa ttk và ttt sẽ là: 5.5 - 5.4978 = 0.0022mm. 2.1.2.Phay thanh răng nghiêng. Sau khi tính toán các thông số hình học của thanh răng nghiêng: - Bước răng theo mặt cắt pháp tuyến: p n = nm. - Bước răng theo mặt cắt ngang: p s = sm. = cos np =   cos . nm - Môđuyn theo mặt cắt pháp tuyến: m n =  cos.sn m p  - Môđuyn theo mặt cắt ngang: m s =  cos ns mp  - Chiều dày răng trên đường chia theo mặt cắt pháp tuyến:   cos . 2 nn pn mp s  - Chiều cao phần đầu răng: h1=f0.mn= mn - Chiều cao phần chân răng: h2= f0.mn+ C = mn + 0,25mn = 1,25mn - Chiều cao răng: H = h1 + h2 = mn + 1,25mn= 2,25mn Lưu ý: Khi phay thanh răng nghiêng, sau khi gá phôi rà thẳng, rà phẳng; Còn phải nghiêng phôi đi một góc bằng góc nghiêng  của răng thanh răng để mặt phẳng quay của dao song song rãnh răng (Hình 1-6) 18 a b Hình 1-6: Sơ đồ phay thanh răng nghiêng. - Trường hợp xoay nghiêng phôi theo êtô, đồ gá (Hình 1-6a) thì chia răng theo bước răng pháp tuyến Pn : n= x n t p - Trường hợp xoay nghiêng phôi theo bàn máy (Hình 1-6b) thì chia răng theo bước răng ngang Ps: n = x s t P = cos.x n t P 2.2. Phương pháp phay thanh răng bằng đầu phân độ. 2.2.1.Phay thanh răng thẳng. Phay thanh răng thẳng dùng đồ gá bằng đầu phân độ vạn năng. Đặc điểm cấu tạo: Gần giống ụ chia gián tiếp đơn giản, nhưng ngoài trục chính (3) còn có thêm trục phụ (4) (Hình 1-7) để mở rộng khả năng chia trên ụ chia và khả năng công nghệ của máy phay. Trục chính ụ chia vạn năng có thể xoay nghiêng so với vị trí nằm ngang lên phía trên góc từ 00 - 1000 và xuống phía dưới góc từ 00 - 100 (H) là chiều cao từ tâm trục chính ụ chia đến mặt bàn máy khi trục chính ụ chia ở vị trí nằm ngang, (H) là thông số cơ bản chỉ kích cỡ ụ chia. Thường có các cỡ: H= 100 135  160 200...(Hình5) 13 12 11 C 10 9 5 7 5 4 8 3 6 3 5 2 1(M) 14 C11 Hình 1-7: Ụ chia vạn năng và các bộ phận chính của ụ chia vạn năng. Công dụng của ụ chia vạn năng : Ụ chia vạn năng được sử dụng trong các trường hợp sau: Gá phay các chi tiết dạng tròn hoặc đoạn thẳng cần chia thành các phần bất kỳ đều hoặc không đều như: bánh răng, thanh răng, dao phay, dao doa, khắc thước, khắc vạch trên các vòng du xích ... Gá phay rãnh trên mặt côn, rãnh trên mặt đầu dạng trụ, rãnh xoắn, rãnh xoáy, cam phẳng Acsimet... 19 Các bộ phận chính của ụ chia vạn năng. Trên (Hình 1-7) thể hiện các bộ phận chính của ụ chia vạn năng . (1)- Tay quay (M): Trên tay quay có núm xoay 14 để rút hoặc cắm chốt định vị C vào các vòng lỗ trên đĩa chia gián tiếp 9. (2)- Vỏ ụ chia để đỡ, gá các chi tiết bộ phận của ụ chia. Dưới đáy vỏ có hai chốt định vị để định vị ụ chia trên rãnh T bàn máy. (3)- Trục chính lắp trong thân 6, thân 6 có thể xoay trong vỏ 2 để nghiêng trục chính 3 lên trên hoặc xuống dưới so với vị trí nằm ngang phần trục chính nằm trong thân 6 có lắp cố định bánh răng vít với số răng Zt = 40 ăn khớp với trục vít có số đầu răng Kt = 1. Phía trước trục chính có lỗ côn moóc để lắp đầu nhọn 13 mang tấm gạt tốc 12. Phía ngoài có ren để lắp mâm cặp ba chấu và đĩa chia trực tiếp 11. Phía sau trục chính cũng có lỗ côn moóc để lắp trục gá bánh răng khi chia vi sai. (4)- Trục phụ để lắp bánh răng thay thế khi chia vi sai, phay rãnh xoắn. (5)- Hai đai ốc và vít hãm thân 6 với vỏ 2. (6)- Thân ụ chia, phía trong rỗng để lắp trục chính 3 và cơ cấu giảm tốc trục vít - bánh vít. (7)- Vít hãm trục chính sau khi chia. (8)- Tay gạt điều chỉnh bạc lệch tâm phía trong thân 6 cho trục vít ăn khớp hoặc tách khỏi bánh vít. (9)- Đĩa chia gián tiếp. (10)- Miếng cữ để xác định góc quay của đĩa chia trực tiếp (11) khi chia (nếu đĩa chia 11 không khắc vạch chia độ ở cạnh, mà có xẻ rãnh hoặc khoan một vòng lỗ thì chi tiết 10 là tay gạt điều chỉnh chốt định vị C cắm vào hoặc rút ra khỏi rãnh, lỗ trên đĩa chia 11). Nguyên lý chuyển động của ụ chia vạn năng. Chuyển động trực tiếp: Điều chỉnh bạc lệch tâm cho trục vít tách khỏi bánh răng vít, quay trực tiếp trục chính để thực hiện chia bằng đĩa chia trực tiếp 11 (lúc này quay tay quay M, trục chính không quay). 20 Chuyển động gián tiếp: Gạt tay quat 8 điều chỉnh bạc lệch tâm cho trục vít ăn khớp bánh răng vít, lúc này để trục chính quay được phải quay tay quay M, chuyển động sẽ truyền đến trục chính theo sơ đồ như hình 6. Quay tay quay M trục I quay (trục I lồng không trong ống V) thông qua cặp bánh răng trụ có tỷ số truyền i = 1 làm trục II (tức trục vít có số đầu răng kt = 1) quay, làm bánh vít có số răng Zt= 40 lắp cố định với trục chính III quay theo nguyên tắc: Tay quay M quay một vòng, trục chính III quay t t k z = 40 1 vòng. Tay quay M quay 40 vòng, trục chính III quay một vòng. 13 12 11 C Zt=40 Kt=1 II III I IV i=1 i=1 V K 1(M) 9 C 14 Hình 1-8: Sơ đồ chuyển động gián tiếp ụ chia vạn năng. Lúc này phải lắp cầu bánh răng d c b a . để truyền chuyển động quay từ tay quay M ụ chia đến trục chính rồi truyền xuống vít me bàn máy để bàn máy mang phôi dịch chuyển (Hình 1-9). Tỷ số truyền ( itr) của cầu bánh răng d c b a . được tính theo công thức: itr = d c b a . = nt PN x . . 21 a, b, Hình 1-9: Điều chỉnh ụ chia vạn năng chia đều đoạn thẳng. a- Nhìn phía sau ụ chia. b- Sơ đồ lắp cầu bánh răng thay thế. Trong đó: - N: Số đặc tính ụ chia( thường N= 40 ). - P: Bước răng thanh răng cần phay. - tx: Bước ren vít me bàn máy. - n: Số vòng quay của tay quay (M) ụ chia phải quay đi mỗi lần chia răng. Ví dụ 2: Tính chia răng để phay thanh răng có môduyn m =2 bằng ụ chia vạn năng có N= 40 trên máy phay có bước ren vít me bàn dọc tx= 6mm. Giải: Áp dụng công thức: tr= d c b a . = nt PN x . . = n m .6 ..40 Trường hợp lấy số  = 3,14 và chọn n= 31,4 ta có: tr= d c b a . = 4,31.6 14,3.2.40 = 60 80 = 35 70. 60 40 Số vòng quay của tay quay (M) ụ chia cần phải quay đi mỗi lần chia răng: n= 31,4= 31+4/10= 31vòng+ 12lỗ/vòng lỗ30. - Trường hợp lấy số  = 22/7 và chọn n= 22 vòng: tr= d c b a . = nt PN x . . = 22.7.6 2.22.40 = 3 5. 7 8 21 40  M a b c d Z=38 Z=24 Z=38 K t x=6 C I IV II K t=1 IIIZ t=40 i =1 22 Vậy cầu bánh răng: d c b a . = 30 50. 35 40 Số vòng quay của tay quay (M) ụ chia phải quay đi mỗi lần chia răng n = 22 vòng Thay đổi giá trị của  bằng phân số tương ứng Để phay thanh răng có độ chính xác cao, ta sử dụng phương pháp chia bước răng gián tiếp bằng đầu chia vi sai. Phương pháp này có độ chính xác và được sử dụng khá rộng rãi so với hai phương pháp đã nêu ở trên. Mức độ chính xác ngoài những yếu tố khác, còn phụ thuộc nhiều vào việc chọn phân số tương ứng với giá trị của số  . Phân số lớn thì sai số nhiều, còn phân số nhỏ thì sai số ít hơn. Để việc lựa chọn được dễ dàng và thuận lợi, ta xây dựng bảng trị số đ bằng các phân số tương ứng. Bảng 1-1. Các trị số gần đúng của  và phạm vi tương đương Trị số của  Sai số Bánh răng đặc biệt cần có  = 0,13159265  = 3,14 = 50 157 0,00159265 157 bánh răng  = 3,1418571 = 7 22 0,00126445 -  = 3,141811 = 11.25 27.32 0,0022545 -  = 3,1417322 = 127 21.19 0,00013955 127  = 3,1417112 = 17.22 47.25 0,0011855 47  = 3,1417004 = 19.13 97.8 0,00010775 97  = 3,146666 = 30.4 29.13 0,00007395 29; 58; 87  = 3,1415929= 113 71.5 0,00000625 71; 113 Nguyên tắc 23 Để chia các phần đều nhau có giá trị bằng bước răng (t) trên đường thẳng bằng việc sử dụng đầu chia vi sai ta phải sử dụng hệ bánh răng thay thế. Các bánh răng thay thế được lắp giữa đầu chia và vítme bàn máy dọc một cầu truyền động bánh răng. Khi chia răng, vặn tay quay của đầu chia đi một số vòng và số lỗ (đã tính toán) của đầu chia nhờ sự truyền động của các bánh răng lắp ngoài, bàn máy (phôi) sẽ di chuyển được một khoảng bằng bước răng (t). Tính bộ bánh răng lắp ngoài và số vòng quay của đầu chia độ. Bộ bánh răng thay thế và số vòng số lỗ của tay quay chia độ bằng phương pháp chia vi sai được tính toán theo công thức sau: i = p mn b a 40..  Trong đó: b a - là cặp bánh răng lắp ngoài (còn gọi là các bánh răng thay thế) P - bước ren vitme bàn máy (chọn để sử dụng) 40 - tỉ số truyền động đầu chia (có trường hợp là 60, 30 ...) n - số vòng cần quay tay quay chia độ  - được quy đổi ra phân số tương đương (chọn theo bảng 1 tùy độ chính xác). Ví dụ 1: Thanh răng cần phay có môđun, m = 3 mm, bước ren vitme p = 6 mm. Ta sử một cặp bánh răng thay thế. Ta chọn  = 3,146666 = 30.4 29.13 với sai số 0,00007395 mm 29 30 6529 6 13 6 29.13 6.30.4 40.3.29.13  n b ai 24 Như vậy cặp bánh răng thay thế cần tìm là: 30 65 6 13  b a và số vòng quay của tay quay chia độ là 29 vòng chẵn. Ví dụ 2: Cần phay thanh răng có: m = 2,75 mm, trên máy có bước ren vitme p = 6mm. Ta sử dụng hai cặp bánh răng. Ta chọn  = 3,1415929 = 113 71.5 với sai số 0,00000625 mm 6 218 113 71 20 100 6 110 113.1 71.5 6.113 110.71.5  n d c b ai Như vậy, để thực hiện được bài toán này ta cần có 2 bánh răng đặc biệt 71 và 113 răng,để có: 113 71 20 100  d c b a khi chia răng. Còn 21 7 18 6 6 2  vậy tay quay chia độ phải quay 18 vòng và 6 lỗ trên vòng lỗ 18, hoặc 18 vòng và 7 lỗ trên hàng lỗ 21. Cách lắp bộ bánh răng lắp ngoài. Để thực hiện việc phay thanh răng bằng phương pháp chia độ vi sai, việc chia này phụ thuộc vào hệ thống bàn dao dọc. Trục của dao phay đĩa môđun phải được gá trên đầu quay đặc biệt (hình 1-10), chi tiết được nằm theo phương dọc và hướng phay vuông góc với trục chính của máy phay ngang. Lượng dịch chuyển của bàn máy khi phay từ rãnh này sang rãnh khác phải bằng bước răng đo song song với trục của thanh răng được truyền từ tay quay đầu chia độ đến trục vít me bàn máy. Sự truyền động này được thực hiện bởi các bánh răng lắp ngoài để bàn máy (phôi) sẽ di chuyển được một khoảng bằng bước răng (t). Hình 1-10. Sử dụng giá đỡ đặc biệt và đầu chia độ vi sai để phay thanh răng 25 Bộ bánh răng lắp ngoài truyền chuyển động từ trục chính đầu phân độ đến trục vítme bàn máy. Khi tay quay đầu chia độ quay, dẫn đến trục chính quay, phía sau trục chính được