Báo cáo Nghiên cứu phương pháp hớt lưng dao phay modul trên máy vạn năng (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Nghiên cứu phương pháp hớt lưng dao phay modul trên máy vạn năng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP HỚT LƯNG DAO PHAY MODUL TRÊNS K C 0 0 3 9 5 9 MÁY VẠN NĂNG MÃ SỐ: T2013 - 118 S KC 0 0 5 3 5 7 Tp. Hồ Chí Minh, 2013
2. T2013-118 Danh sách những thành viên tham gia nghiên cứu đề tài : 1. Chủ trì đề tài : ThS. Trần Quốc Hùng 1
3. T2013-118 MỤC LỤC Trang CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN VÀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG DAO PHAY ĐĨA MÔDUN 3 CHƢƠNG 3: NGUYÊN LÝ HỚT LƢNG VÀ MÁY HỚT LƢNG K96 14 CHƢƠNG 4: XÁC ĐỊNHCÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 25 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU CỦA ĐỒ GÁ TIỆN HỚT LƢNG 29 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 2
4. T2013-118 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1 : Bộ dao phay với 8, 15 hoặc 26 dao 5 Bảng 2.2 : Các kích thƣớc của dao phay đĩa môđun 6 Bảng 2.3 : Thành phần hóa học, các tính chất cơ lý của thép gió P18 6 Bảng 5.1 : Hệ số ma sát của một số vật liệu dùng trong cơ cấu cam 40
5. T2013-118 DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Hình 2.1: Sơ đồ cắt răng bằng dao phay đĩa môđun và dao phay ngón môđun 3 Hình 2.2:Kết cấu dao phay đĩa môđun 7 Hình 2.3: Sơ đồ tính biên dạng lƣỡi cắt dao phay đĩa môđun 8 Hình 2.4: Sơ đồ tọa độ các điểm trên biên dạng răng 10 Hình 2.5: Chuyển động tạo hình đƣờng xoắn Acsimet 11 Hình 2.6:Đƣờng cong hớt lƣng đƣờng xoắn Acsimet 11 Hình 3.1:Sơ đồ gia công mặt sau dao phay 14 Hình 3.2:Sơ đồ nguyên lý chuyển động của máy tiện khi hớt lƣng dao phay modul 15 Hình 3.3:Sơ kết cấu động học máy tiện hớt lƣng đơn giản 15 Hình 3.4:Cơ cấu thực hiện chuyển động tịnh tiến của máy hớt lƣng 16 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý các chuyển động khi tiện hớt lƣng dao phay lăn trụ. 17 Hình 3.6:Sơ đồ động học hớt lƣng dao phay lăn trụ 18 Hình 3.7:Sơ đồ kết cấu động học máy hớt lƣng vạn năng 20 Hình 3.8: Đƣờng hớt lƣng dao phay lăn trục vít. 20 Hình 3.9:Hình dáng máy tiện hớt lƣng 21 Hình 3.10:Sơ đồ động máy tiện hớt lƣng K96 22 Hình 4.1:Máy tiện vạn năng D23 tại xƣởng thực hành nghề 25 Hình 4.2:Sơ đồ lực cắt khi tiện hớt lƣng 27 Hình 5.1:Sơ đồ động của đồ gá hớt lƣng 28 Hình 5.2:Sơ đồ tính lực tác dụng lên vít – đai ốc 29 Hình 5.3 :Phân tích lực trên mặt nghiêng của rãnh mang cá 30 Hình 5.4:Bộ truyền vít- đai ốc 31 Hình 5.5 :Sơ đồ tính lực tác dụng lên cam 34 Hình 5.6: Phân tích lực trên mặt nghiêng của rãnh mang cá 34 Hình 5.7: Quan hệ giữa lƣợng hớt lƣng và lƣợng nâng cam 37 Hình 5.8:Sơ đồ kết cấu và lực tác dụng lên cam 39 Hình 5.9:Biên dạng cam hớt lƣng 41 Hình 5.10:Sơ đồ lực từ các bộ truyền tác dụng lên trục 47 Hình 5.11:Sơ đồ tính khoảng cách đối với bánh răng trụ 50 Hình 5.12: Sơ đồ phân bố lực trên ổ bi 53 Hình 5.13: Núm vặn 56
6. T2013-118 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ MÁY Tp. HCM, ngày 18 tháng 11 năm 2013 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Thông tin chung : Tên đề tài : “NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP HỚT LƢNG DAO PHAY MODUL TRÊN MÁY VẠN NĂNG”  Mã số : T2013 - 118  Chủ nhiệm đề tài: ThS. Trần Quốc Hùng  Cơ quan chủ trì đề tài: Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM  Thời gian thực hiện: 8 tháng. 2. Mục tiêu :  Nghiên cứu phƣơng pháp hớt lƣng dao phay modul trên máy hớt lƣng chuyên dùng.  Nghiên cứu phƣơng pháp hớt lƣng dao phay modul trên máy tiện vạn năng.  Thiếtkế cơ cấu hớt lƣng dao phay modul lắp trên máy tiện vạn năng của xƣởng máy công cụ.  Tập bản vẽ lắp và các bản vẽ chi tiết của cơ cấu. 3. Tính mới và sáng tạo :  Việc hớt lƣng dao phay modul chƣa đƣợc tiến hành trên máy tiện vạn năng. 4. Kết quả nghiên cứu :  Thiết kế thành côngcơ cấuhớt lƣngdao phay modul lắp trên máy tiện vạn năng. 5. Sản phẩm :  1 thuyết minh báo cáo khoa học cấp trƣờng.  Tập bản vẽ lắp và các bản vẽ chi tiết của cơ cấu. 6. Hiệu quả, phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng : Bộ môn CN Chế tạo máy – Khoa Cơ Khí Máy – trƣờng Đại học SPKT Tp.HCM. Trƣởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên)
7. T2013-118 CHƢƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nƣớc Trong lãnh vực sản xuất cơ khí,ngƣời ta sử dụng rất nhiều các loại máy móc để phục vụ cho việc sản xuất cơ khí dễ dàng và hiệu quả nhƣ : máy tiện, máy phay, máy bào Trong đó máy phay cũng có một vai trò không nhỏ để tạo ra lƣợng sản phẩm khổng lồ phục vụ cho xã hội ngày nay.Để máy phay có thể cắt gọt đƣợc kim loại thì nhất thiết phải có dao phay đi kèm.Qui trình công nghệ gia công dao phay có nhiều công đoạn, trong đó có công đoạn quan trọng là hớt lƣng theo biên dạng đƣờng cong Acsimet cho dao. Hiện nay, chỉ có máy chuyên dùng hớt lƣng dao phay modul và chƣa ứng dụng trên máy vạn năng.Để đáp ƣ́ ng nhu cầu đó đồng thời cũng đểphục vụ cho việc giảng dạy nội dung “Máy hớt lƣng chuyên dùng của môn học Máy cắt kim loại” tại trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM,tôi đề xuất đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng: “Nghiên cứu phƣơng pháp hớt lƣng dao phay đĩa modul trên máy tiện vạn năng”. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài  Về mặt khoa học: Việc hớt lƣng dao phay modul đƣợc thực hiện trên máy tiện hớt lƣng chuyên dùng mà hiện nay xƣởng máy công cụ của trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM chƣa có. Đề tài này nhằm nghiên cứu phƣơng pháp hớt lƣng dao phay modul trên máy tiện vạn năng để có thể chế tạo dao phay modul (đặc biệt là với dao có modul không tiêu chuẩn) trong điều kiện máy móc thiết bị của xƣởng trƣờng.  Về mặt thực tiễn: Mở rộng khả năng công nghệ của các máy móc thiết bị vạn năng. 1.3 Mục tiêu của đề tài  Tìm hiểu cấu tạo, chức năng của dao phay đĩa môđun.  Quy trình công nghệ chế tạo và phƣơng pháp gia công mặt sau của dao phay môđun.  Thiết kế nguyên lý và đồ gá để thực hiện hớt lƣng trên máy tiện vạn năng. 1.4 Cách tiếp cận Tham khảo tài liệu trong và ngoài nƣớc có liên quan về công nghệ chế tạo dao phay đĩa môđun. Tham khảo và lựa chọn một máy tiện vạn năng của xƣởng máy công cụ trƣờngthích hợp cho việc nghiên cứu kết cấu,thiết kế động học, động lực họcđồ gá hớt lƣng. 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.5.1 Cơ sở phƣơng pháp luận: 1
8. T2013-118 Xét về nguyên lý: nghiên cứu, tìm hiểu phƣơng pháp chế tạo dụng cụ cắt gọt (đặc biệt là dao phay đĩa môđun) trong thực tế. Tìm hiểu tài liệu trên sách vở, các cơ sở gia công cơ khí và internet. 1.5.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể:  Trực tiếp thu thập thông tin về dụng cụ cắt, máy công cụ tại xƣởng máy công cụ của bộ môn thực hành nghề trƣờng ĐHSPKT Tp.HCM.  Nghiên cứu, tìm hiểu về dụng cụ cắt gọt và máy công cụ chuyên dùng để thực hiện hớt lƣng dao phay đĩa môđun.  Tham khảo tài liệuvề thiết kế máy, thiết kế đồ gá và dụng cụ cắt gọt. 1.6 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.6.1 Đối tƣợng nghiên cứu  Phƣơng pháp hớt lƣng dao phay trên máy tiện vạn năng.  Khả năng đáp ứng của thiết bị đối với nhu cầu của xã hội. 1.6.2 Phạm vi nghiên cứu  Đồ gá phục vụ cho việc giảng dạy nội dung “Máy hớt lƣng chuyên dùng của môn học Máy cắt kim loại” tại trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM.  Đồ gá chỉ giới hạn trong phạm vi hớt lƣng dao phay đĩa modul. 2
9. T2013-118 CHƢƠNG 2KHÁI QUÁT VỀ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN VÀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG DAO PHAY ĐĨA MÔDUN 2.1 ĐẶC ĐIỂM, CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI CỦA DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN Truyền động bánh răng theo phƣơng pháp ăn khớp đƣợc dùng rộng rất rộng rãi trong ngành chế tạo máy. Chất lƣợng chủ yếu là do độ chính xác chế tạo bánh răng. Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại của rãnh giữa hai răng để tạo thành profin của răng. Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu là đảm bảo độ chính xác của profin răng, độ chính xác của bƣớc răng (khi ăn khớp), độ đồng tâm cao của vòng chia với tâm của bánh răng. Độ chính xác của bánh răng phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ cắt, theo phƣơng pháp gia công. Theo cách hình thành profin răng ta có các phƣơng pháp gia công bánh răng:  Cắt răng theo phƣơng pháp định hình: ở đây profin răng dụng cụ hay hình chiếu của profin là bản chép lại nguyên hình của profin rãnh giữa các rãnh của bánh răng đƣợc gia công. Trong quá trình cắt pofin dụng cụ ở tất cả các điểm đều trùng với profin của rãnh.  Cắt răng theo phƣơng pháp bao hình: ở đây profin rãnh của bánh răng đƣợc gia công là đƣờng bao của các vị trí khác nhau của lƣỡi cắt dụng cụ trong quá trình cắt. Dao phay đĩa môđun, dao phay ngón môđun là dụng cụ gia công răng theo phƣơng pháp định hình trên máy phay chuyên dùng hay vạn năng có đầu phân độ vạn năng hay đĩa phân độ chuyên dùng, có thể ra công đƣợc bánh răng trụ, răng thẳng, răng nghiêng và răng chữ V. Hình 2.1: Sơ đồ cắt răng bằng dao phay đĩa môđun (a) và dao phay ngón môđun (b) 3
10. T2013-118 Trong quá trình gia công có các chuyển động sau:  Chuyển động quay tròn của dao là chuyển động cắt chính.  Chuyển động quay phân độ của phôi (phân độ gián đoạn).  Chuyển động chạy dao do dao hoặc phôi thực hiện (để cắt hết chiều dày bánh răng).  Chuyển động để cắt hết chiều sâu của rãnh răng. 2.1.1 Ƣu điểm  Thao tác đơn giản: có thể thực hiện trên máy phay (vạn năng hoặc chuyên dùng), dùng đầu phân độ vạn năng hoặc đĩa chia độ.  Với môđun m 10 thì phƣơng pháp này chiếm ƣu thế vì khi đó chế tạo các dao theo phƣơng pháp bao hình rất tốn kém; mặt khác với m 10 chỉ dùng cho các bộ truyền chịu tải nặng, không yêu cầu độ chính xác cao. 2.1.2 Nhƣợc điểm  Năng suất cắt thấp vì quá trình cắt không liên tục (do có chuyển động phân độ), thời gian phụ lớn.  Độ chính xác không cao vì: + Độ chính xác phân độ không cao. + Độ chính xác biên dạng dao không cao. 2.1.3 Phạm vi sử dụng Sử dụng ở dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, đặc biệt ở dạng sửa chữa khi gia công bánh răng trong các bộ truyền yêu cầu độ chính xác không cao và môđun lớn. Tuy nhiên, phƣơng pháp định hình đạt đƣợc độ chính xác thấp và rất khó khăn trong việc điều chỉnh chính xác vị trí tƣơng đối giữa dao và chi tiết gia công. Theo phƣơng pháp này thì thì răng của dao phải có hình dạng nhƣ rãnh răng của bánh răng.Thế nhƣng hình dạng rãnh răng thay đổi theo môđun và số răng. Về mặt lý thuyết, để có hình dạng răng chính xác ứng với một môđun và một số răng cần có dụng cụ cắt riêng, nhƣng nhƣ vậy phải chế tạo rất nhiều dao. Để đảm bảo tính kinh tế, dao phay định hình phải đƣợc chế tạo theo bộ: 8, 15 hoặc 26 con với cùng môđun và góc ăn khớp. Mỗi dao đƣợc dùng để gia công bánh răng có số răng trong phạm vi nhất định (bảng 1.1). 2.1.4 Phân loại Theo công dụng dao phay đĩa đƣợc chia làm 2 loại: loại cắt thô có profin hình thang và góc trƣớc  0 , loại cắt tinh có profin trùng với biên dạng của rãnh răng và góc trƣớc  0 . Theo kết cấu có thể chia dao phay đĩa môđun răng liền và răng chắp. 4
11. T2013-118 Bảng 2.1: Bộ dao phay với 8, 15 hoặc 26 dao [17] Bộ 26 dao Bộ 15 dao Bộ 8 dao Cắt số Cắt số Số hiệu dao Số hiệu dao Cắt số răng Số hiệu dao răng răng 1 12 1 12 1 12 13 1 1 1 /2 13 1 /2 13 2 14 2 14 2 14 16 1 1 2 /2 15 2 /2 15 16 3 2 /4 16 3 17 3 17 18 3 17 20 1 3 /4 18 1 1 3 /2 19 3 /2 19 20 3 3 /4 20 4 21 4 21 22 4 21 25 1 4 /4 22 1 1 4 /2 23 4 /2 23 25 3 4 /4 24 25 5 26 27 5 26 29 5 26 34 1 5 /4 28 29 1 1 5 /2 30 31 5 /2 30 34 3 5 /4 32 34 6 35 37 6 35 41 6 35 54 1 6 /4 38 41 1 1 6 /2 42 46 6 /2 42 54 3 6 /4 47 54 7 55 65 7 55 79 7 55 134 1 7 /4 66 79 1 1 7 /2 80 102 7 /2 80 134 3 7 /4 103 134 8 135 8 135 8 135 5
12. T2013-118 Bảng 2.2: Các kích thƣớc của dao phay đĩa môđun, mm Môđun D d Z B 1,125-1,375 50 19 14 4-5,5 1,5-1,75 55 22 14 5-7 2-2,25 63 22 12 6-8,5 2,5-2,75 70 22 12 7,5-10,5 3-3,75 80 27 12 9-14 4-4,5 90 27 12 11,5-16,5 5-5,5 100 27 12 14,5-20 6-7 110 32 10 17-24,5 8-9 125 32 10 22-28 10-11 140 40 10 27-37 12-14 160 40 10 32-47 16 180 50 10 42-53 Chú thích: Trị số B lớn lấy cho số hiệu dao bé 2.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO DAO Việc chọn vật liệu làm dao là vấn đề quan trọng, quyết định đến chất lƣợng và giá thành của dụng cụ cắt. Vật liệu thƣờng dùng để chế tạo dụng cụ cắt răng thƣờng là các loại thép gió và các loại hợp kim cứng. Đối với việc cắt gọt thông thƣờng thì dùng các loại thép gió mác P18, P12. Chọn vật liệu để chế tạo dao phay đĩa môđun là thép gió mác P18 (theo TCVN: 80W18Cr4VMo), có các thành phần hóa học và tính chất cơ lý [6] nhƣ sau: Bảng 2.3: Thành phần hóa học, các tính chất cơ lý của thép gió P18 Độ cứng Độ cứng Thành phần các nguyên tố HB ở trạng HRC ở Mác thái đã ủ, trạng thái thép tôi, không C Cr W Mo V Co không lớn hơn nhỏ hơn P18 0.7-0.8 3.8-4.4 17.0-18.5 1.0 1.0-1.4 - 235 62 σ , a .10, Độ bền u k Tỉ Xu Xu H.M/CM2 nóng đỏ Tính Mác MPa trọng hƣớng hƣớng oC dễ Ghi chú thép  . quá khử không mài ở trạng thái đã tôi 2 nhiệt cacbon g/cm nhỏ hơn 2900- Trung ӶOCT P18 3.0 8.1 620 Tốt Không 3100 bình 19265-72 6
13. T2013-118 Giới hạn bền kéo [18]:σb = 650-880 MPa, ở đây ta chọn =880 Mpa. 2.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN 2.3.1 Tính profin thân khai của lƣỡi cắt Hình 2.2: Kết cấu dao phay đĩa môđun Dao phay đĩa môđun thực chất là dao phay định hình hớt lƣng để gia công rãnh có profin thân khai, trong trƣờng hợp góc trƣớc γ =0 thì biên dạng lƣỡi cắt trùng với biên dạng rãnh răng của bánh răng cần gia công. Để chế tạo dao phay đĩa môđun cần phải tính toán xác định đƣợc profin lƣỡi cắt, profin dạng khởi thủy (dạng tròn xoay khi chƣa phay rãnh, hớt lựng và mài sắc). Tính toán kết cấu dao cho phay đĩa môđun có m=2, dao số 6 để cắt bánh răng có số răng từ Z =35 54 (răng). Các kích thƣớc của dao: D= 63, d = 22, Z = 12, B = 7. Ta tính các thông số của bánh răng đƣợc cắt có z=35. m.z 2.35 - Bán kính vòng chia: r = 35 22 - Bán kính vòng đỉnh răng: ra = r +m =35 + 2 =37 2,5 - Bán kính vòng đáy răng: r =r - .m = 32,5 f 2 o - Bán kính vòng tròn cơ sở: ro = r.cosα = 35.cos20 = 32,89 α là góc ăn khớp, α = 20o Phƣơng trình của đƣờng thân khai trong hệ tọa độ độc cực [17]là: r0 r=x cosαx 7
14. T2013-118 Hình 2.3: Sơ đồ tính biên dạng lƣỡi cắt dao phay đĩa môđun Trong đó: rx bán kính vectơ tại một điểm bất kỳ trên đƣờng thân khai. ro bán kính vòng tròn cơ sở của đƣờng thân khai. αx góc áp lực. θx góc thân khai. Gắn hệ trục tọa độ XOY có gốc O trùng với tâm bánh răng, trục OY trùng với trục đối xứng của rãnh răng, xác định tọa độ của điểm M(x;y) bất kỳ trên biên dạng của lƣỡi cắt, nối các điểm tính toán với nhau sẽ xác định đƣợc biên dạng của lƣỡi cắt. Trên hình 1.2 ta có: x = rx.sinδx y = rx.cosδx Trong đó: δ = δ + θ = δ + θ - θ x 0 x g x 0 Ta có: θx =invα x ,θ o =invα o S Mà δ=g 2rg p π.m S = = 22 (p: bƣớc răng) π.m π.m π Vậy δg = = = 4.rgg 2.D 2.z (z là số răng) π Do đó: δ = + invα - invα x2.z x 0 8
15. T2013-118 r0 Trong đó: cosαx = α x =arccosα x rx αo= 20° góc ăn khớp bánh răng trên vòng chia (đối với bánh răng tiêu chuẩn). Góc α thay đổi theo biên dạng thân khai. Chiều cao profin: h = ra - rf = 37 – 32,5 = 4,5 Prôfin của bánh răng đƣợc xác định khi cho rx biến từ ro đến bán kính lớn nhất của răng ra. Theo lý thuyết thì số điểm càng nhiều thì độ chính xác của prôfin càng cao. Với h = 4,5 ta chọn khoảng cách giữa 2 điểm là 0,5 để tính toán biên dạng của răng. Tọa độ các điểm đƣợc tính theo công thức sau: r0 cosα=x rx θx =invα x =tanα x -α x π δ = + invα - invα x2.z x 0 x= rx.sinδx y= rx.cosδx Kết quả tính toán: STT rx θ x δ x sinδx cosδx x y 1 32,89 0o 1o43’04’’ 0,02998 0,99955 0,986 32,8752 2 33,39 0o06’02’’ 1o49’06’’ 0,03173 0,9995 1,0595 33,3733 o ’ ’’ o ’ ’’ 3 33,89 0 16 57 2 00 01 0,0349 0,99939 1,1828 33,8693 o ’ ’’ o ’ ’’ 4 34,39 0 30 56 2 13 59 0,03896 0,99924 1,3398 34,3639 5 34,89 0o47’26’’ 2o30’30’’ 0,04376 0,99904 1,5268 34,8565 o ’ ’’ o ’ ’’ 6 35,39 1 05 42 2 48 46 0,04907 0,9988 1,7366 35,3475 o ’ ’’ o ’ ’’ 7 35,89 1 25 51 3 08 55 0,05493 0,99849 1,9714 35,8358 o ’ ’’ o ’ ’’ 8 36,39 1 47 36 3 30 34 0,06121 0,99812 2,2274 36,3216 o ’ ’’ o ’ ’’ 9 36,89 2 10 26 3 53 30 0,06787 0,99769 2,5037 36,8048 o ’ ’’ o ’ ’’ 10 37,39 2 34 49 4 17 52 0,07494 0,99719 2,802 37,2849 9
16. T2013-118 Hình 2.4: Sơ đồ tọa độ các điểm trên biên dạng răng 2.3.2 Tính toán đƣờng cong hớt lƣng trên dao Đƣờng cong hớt lƣng là một phần của đƣởng xoắn Acsimet nhằm tạo ra góc sau của dao cắt, vì vậy lƣỡi cắt của dao tiện hớt lƣng phải chuyển động theo đƣờng xoắn acsimet. Phƣơng trình của đƣờng xoắn acsimet: ρ = A.θ (2.1) 10
17. T2013-118 Trong đó: ρ – bán kính (tọa độ cực) θ – góc quay A – hệ số Để tạo ra đƣờng xoắn Acsimet cần phải phối hợp 2 chuyển động: chuyển động quay đều và chuyển động tịnh tiến đều, trong đó phôi quay đều còn dao tiện tịnh tiến đều. Hình 2.5: Chuyển động tạo hình đƣờng xoắn Acsimet Hình 2.6: Đƣờng cong hớt lƣng đƣờng xoắn Acsimet 11
18. T2013-118 Theo [13] và từ phƣơng trình (2.1), khi góc θ = 2π, nếu bán kính vectơ ρ = a thì a b= và phƣơng trình đƣờng xoắn có thể viết dƣới dạng: 2π a ρ = θ 2π Đối với một răng dao phay, phƣơng trình đƣờng xoắn Acsimet ở đỉnh răng có thể viết dƣới dạng [13]: a ρ = R - .θ 2π a- Lƣợng nâng của đƣờng acsimet. Khi đã có profin lƣỡi cắt ngƣời ta chế tạo hình tròn xoay có profin chứa trục của dao trùng với profin lƣỡi cắt, tiếp theo phay rãnh thoát phoi (tức là mặt trƣớc của răng dao) với góc rãnh v=(22 25)o. Để tạo góc sau răng dao ngƣời ta tiến hành hớt lƣng với lƣợng hớt lƣng [13]: π.D K= .tanα Z t Trong đó: K – lƣợng nâng của đƣờng xoắn ứng với một răng và đƣợc gọi là lƣợng hớt lƣng. D – đƣờng kính đỉnh răng dao, D = 63 Z – số răng dao, Z = 12 α – góc sau ở đỉnh răng dao, thƣờng lấy α = (8 10)o[15] t t Ta lấy =10o , để tạo thành góc sau ta tiến hành hớt lƣng hƣớng kính theo π.63 đƣờng acsimet với lƣợng hớt lƣng : K= .tan10o = 2,908 chọn K = 3 mm. 22 Sau khi đã có lƣợng hớt lƣng K ta tính đƣợc lƣợng nâng của đƣờng Acsimet: a = K.Z = 3.12 = 36 mm Đƣờng xoắn acsimet tại đỉnh răng có phƣơng trình dạng [13]: Trong đó: R là bán kínhlớn nhất của dao phay, R=D/2=63/2=31,5 mm 36 18 Thay các thông số vào, ta đƣợc: ρ = 31,5 - .θ = 31,5 - .θ 2ππ Theo [13] thì đối với cam Acsimet thì trị số lƣợng nâng của cam bằng lƣợng hớt lƣng của đƣờng cong hớt lƣng của đƣờng cong hớt lƣng răng dao phay. Kích thƣớc của cam đƣờng xoắn Acsimet không phụ thuộc vào đƣờng kính dao phay và đƣợc xác định bằng trị số hớt lƣng K. 12
19. T2013-118 2.4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO DAO PHAY ĐĨA MÔĐUN Trong sản xuất hàng loạt thì phôi thép gió để chế tạo dao là phôi cán dạng thanh tròn,quy trình công nghệ chế tạo bao gồm các nguyên công sau [4]: 1. Cắt phôi. 2. Rèn phôi. 3. Ủ phôi. 4. Làm sạch phôi trong tang quay. 5. Tiện mặt đầu (để lại lƣợng dƣ mài), khoan lỗ, tiện lỗ (để lại lƣợng dƣ doa và mài), vát mép, tiện thô mặt ngoài. 6. Tiện mặt đầu còn lại (để lại lƣợng dƣ mài), vát mép lỗ, tiện thô phần mặt còn lại. 7. Mài thô hai mặt đầu trên máy mài phẳng. 8. Khử từ. 9. Xọc hoặc chuốt rãnh then. 10. Tiện profin răng. 11. Phay rãnh chứa phoi. 12. Làm sạch bavia sau khi phay. 13. Tiện hớt lƣng răng. 14. Đóng nhãn. 15. Kiểm tra trung gian. 16. Nhiệt luyện. 17. Làm sạch sau nhiệt luyện bằng phun bi. 18. Mài một mặt đầu trên máy mài phẳng. 19. Mài mặt đầu còn lại trên máy mài phẳng. 20. Khử từ. 21. Mài lỗ. 22. Mài sắc mặt trƣớc của dao. 23. Tổng kiểm tra các kích thƣớc. 24. Cắt thử. 25. Bao gói. 13
20. T2013-118 CHƢƠNG 3 NGUYÊN LÝ HỚT LƢNG VÀ MÁY HỚT LƢNG K96 3.1 NGUYÊN LÝ HỚT LƢNG Yêu cầu đối với dao phay là cần phải có biên dạng nhƣ thế nào để khi mài mặt trƣớc (sửa lại mặt cắt khi bị mòn) hình dáng của dao vẫn không thay đổi.Do đó, mặt sau của dao (bề mặt cần phải gia công hớt lƣng) cần phải là một đƣờng cong để tất cả mọi góc do đƣờng bán kính và tiếp tuyến tạo thành ở mọi điểm trên đƣờng cong phải là góc không đổi (α = const). Đƣờng cong có đặc điểm đó là đƣờng cong lôgarit y = Aeυ. Để thực hiện đƣờng cong lôgarit, chuyển động vòng Q1 của phôi và chuyển động tịnh tiến T của dao không thể là chuyển động đều. Do đó, kết cấu của máy sẽ phức tạp.Trên thực tế, ngƣời ta thay đƣờng xoắn lôgarit bằng đƣờng xoắn arsimet y = Aυ. Góc α của đƣờng arsimet tuy không phải là một hằng số(sai số khoảng 1o), nhƣng vì chuyển động Q1 và T để tạo thành đƣờng xoắn arsimet là chuyển động đều nên cơ cấu máy dễ giải quyết hơn. Máy hớt lƣng có hai loại: - Máy hớt lƣng đơn giản: loại này không có cơ cấu chạy dao dọc tự động,chỉ dùng để hớt lƣng dao phay đĩa. - Máy hớt lƣng vạn năng: có cơ cấu vi sai, nó có thể hớt lƣng bất kỳ một loại dao nào có răng thẳng và răng xoắn, đồng thời có thể sử dụng nhƣ một máy tiện ren vít vạn năng. Trên máy hớt lƣng vạn năng cũng có thể lắp đá mài hớt lƣng để hớt lƣng sau khi tôi. Sau đây là nguyên lý hớt lƣng của một vài loại dao phay 3.1.1 Hớt lƣng dao phay đĩa môđun Hình 3.1: Sơ đồ gia công mặt sau dao phay Dao phay đĩa môđun trƣớc khi gia công hớt lƣng đã có dạng nhƣ ở hình 1: mặt trƣớc đã phay xong, mặt sau chƣa gia công, còn những cung tròn. 14
21. T2013-118 Để thực hiện tiện hớt lƣng cần phải có sự phối hợp của 2 chuyển động,đó là chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến đều của dao tiện.Phôi quay 푄1 một góc υ dao tiện hớt lƣng tịnh tiến vào hớt lƣng theo đƣờng cong Acsimet rồi lùi dao nhanh ra.Chuyển động tịnh tiến đều T2 của dao đƣợc thực hiện bởi cam có chuyển động quay Q2. Chuyển động quay Q2 của dao có liên hệ với chuyển động quay Q1 của phôi nhƣ sau: phôi quay đƣợc 3/4 góc α=3600/Z (với Z là số răng của dao phay modul) thì dao tiện hớt lƣng tiến vào,sau đó phôi quay tiếp ¼ góc α thì dao tiện hớt lƣng lùi nhanh ra vị trí ngoài cùng nhờ tác dụng của lò xo.Nếu cam có K lần nâng và phôi có Z răng thì giữa chúng có mối liên hệ sau : Phôi quay 1/Z vòng → Cam quay 1/K vòng Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý chuyển động của máy tiện khi hớt lƣng dao phay modul Để thực hiện những chuyển động đó, máy hớt lƣng cần phải có sơ đồ kết cấu đông học nhƣ sau: Hình 3.3: Sơ kết cấu động học máy tiện hớt lƣng đơn giản 15
22. S K L 0 0 2 1 5 4