Bài giảng Máy công cụ 1 - Trần Văn Thùy

được trình bày trên hình 3.8. Hình 3.8: Sơ đồ chạc điều chỉnh Chạc điều chỉnh gồm hai phần chính: các bánh răng thay thế a, b, c, d và chạc 1. Bất cứ máy tiện renvit nào cũng có bộ bánh răng thay thế với các đường kính khác nhau. 49 Chạc 1 được lồng không trên trục I và có thể quay một góc nhất định theo rãnh dẫn hướng trên chạc. Rãnh hướng tâm của chạc dùng để điều chỉnh trục của bánh răng thay thế b, c đến những vị trí thích hợp, khi các bánh răng ăn khớp nhau. Rãnh dẫn hướng và rãnh hướng tâm của chạc đảm bảo cho tất cả các cỡ bánh răng thay thế có thể ăn khớp nhau. 3.4.4 Cơ cấu an toàn bàn xe dao Khi tiện trơn, để đảm bảo an toàn cho máy người ta lắp cơ cấu an toàn trong bàn xe dao. Cơ cấu này đặt trong xích chạy dao tiện trơn, nó sẽ tự động ngắt xích truyền động khi máy làm việc bị quá tải hoặc gặp sự cố kỹ thuật. Cơ cấu phòng quá tải được trình bày trên hình 3.8. Khi máy quá tải làm cho lò xo bị nén lại, ly hợp M1 bị tách ra và ngắt đuờng xích chạy dao. Hình 3.9: Cơ cấu an toàn bàn xe dao 3.4.5 Cụm trục chính Hình 3.10: Trục chính máy tiện Trục chính cũng như trục nói chung, là chi tiết quan trọng trong hệ thống truyền động, dùng để truyền những dạng chuyển động và momen khác nhau đến dao cắt hoặc chi tiết gia công. Những ứng suất xuất hiện trên trục chính chủ yếu là ứng suất uốn, xoắn. 50 Có loại trục chính còn có ứng suất kéo hoặc nén. Tính chất của các ứng suất này phụ thuộc vào kết cấu và điều kiện làm việc của trục. Trục chính là loại trục quan trọng nhất tron các loại trục, cho nên các yêu cầu, các phương pháp tính toán của trục chính đều có thể dùng để tính toán trục thường. Tất nhiên, yêu cầu của trục thường không cao như trục chính. 3.5. ĐIỀU CHỈNH MÁY TIỆN 3.5.1 Điều chỉnh để tiện côn Trên máy tiện vạn năng thường áp dụng 4 phương pháp sau đây để gia công mặt côn: - Đẩy lệch ụ động - Phối hợp chạy dao dọc và dao ngang - Quay bàn dao trên khi chiều dài gia công côn không lớn - Dùng đồ gá tiện côn. Tuy nhiên ta chỉ nghiên cứu phương pháp: Đẩy lệch ụ động Thân ụ động máy tiện có đường trượt vuông góc với đường tâm trục chính. Khi đánh lệch nó theo chiều ngang thì phải để cho đường nối hai mũi tâm tạo thành một góc nhất định. Hình 3.11: Sơ đồ đánh lệch ụ động Lượng dịch chuyển ngang của ụ động h được tính theo công thức: h = Lsin Mặt khác: D  d tg  2l Nhân hai vế và đơn giản ta được: 51 L D  d h   cos l 2 Tiện côn the phương pháp này thường có góc  nhỏ, do đó có thể tính gần đúng: L D  d h   l 2 Phương pháp này có nhược điểm là 2 mũi tâm chóng mòn, nếu lỗ côn của chi tiết có độ sâu khác nhau, sẽ đưa đến sai lệch góc  khác nhau, độ côn sẽ không chính xác. 3.5.2 Điều chỉnh máy để tiện ren a. Điều chỉnh máy Để cắt ren chính xác, đường truyền không đi qua nhóm cơ sở và gấp bội mà qua bánh răng thay thế đến thẳng trục vitme. Hình 3.12: Sơ đồ tiện ren chính xác Phương trình tổng quát cho xích cắt ren là: a c 1vòng tc . iđc . . .tx = tp b d Trong đó: iđc – tỷ số truyền đảo chiều và cố định. tx – bước vitme của máy, tp – bước ren cần cắt, a, b, c, d – số răng của các bánh răng thay thế. Ta suy ra: 52 A t p a c itt    . B 1.iđc.tx b d Từ biểu thức trên, ta phải xác định a, b, c, d để lắp ghép được thỏa mãn: a + b  c + (15  22) c + d  b + (15  22) Số răng của các bước ren phải lấy theo tiêu chuẩn: - Bội số của 4: 20, 24, 28, 32, , 120 - Bội số của 5: 20, 25, 30, 35, , 120 - Các bánh răng đặc biệt: 47, 97, 127, 157 b. Phương pháp xác định bánh răng thay thế * Phương pháp chính xác: A i - Các tỉ số truyền được biểu thị dưới dạng tt  B . a c i - Phân tích A và B thành các thừa số nguyên tố và biến đổi thành dạng tt  b d . * Phương pháp gần đúng: - Sử dụng khi trị số itt phức tạp, không thể dùng phương pháp chính xác. - Áp dụng phương pháp này, bước ren được cắt sẽ có sai số. Vì vậy cần kiểm tra lại sai số bước ren theo dung sai phụ thuộc vào mức độ chính xác của bước ren cần tiện. - Cách thức tiến hành : A i + Bước 1 : Phân tích tỉ số tt  B thành một phân số liên tục có dạng A i a 1 tt    B 0 1 a  1 a 1 2  a  ... 3 1 ... a 1 n1  a n Với a0, a1, a2,, an là thương số của những phép chia sau đây : - Lấy A chia cho B, ta được a0 (nếu A<B thì a0 = 0) - Lấy B chia cho số dư trong phép chia trên, ta được a1 - Tiếp tục cho đến khi số dư bằng 0. + Bước 2 : Tính các trị số gần đúng của itt . 53 A i 1 a 1 tt    1 B 0 a 1 1 A i 2 a 1 tt    2 B 0 1 2 a 1  a 2 Từ số hạng thứ 3 trở đi, trị số gần đúng được tính theo công thức sau : A A a A i i i1. i  i2 tt   i B B a B i i1. i  i2 Các i càng về phía sau càng chính xác tti + Bước 3 : Chọn một trị số itt gần đúng nhất trong các giá trị trên để phân tích thành bánh răng thay thế (như phương pháp tính chính xác). 3.6 MỘT SỐ MÁY TIỆN KHÁC 3.6.1 Máy tiện cụt Công dụng của máy tiện cụt được dùng để gia công các chi tiết có chiều dài bé, đường kính lớn từ 300 đến 700mm. Đặc biệt có máy tiện có thể gia công chi tiết có đường kính đến 4m. Tỷ lệ đường kính D và chiều dài chi tiết gia công L nằm trong phạm L vi 0.5   1, không có nguyên công cắt ren. D Các công việc có thể thực hiện trên máy tiện cụt: tiện mặt trụ ngoài và trong, tiện rãnh, khoét lỗ, cắt đứt Hình 3.13: Máy tiện cụt Về kết cấu, máy tiện cụt không khác lắm với máy tiện renvit vạn năng. Sự khác biệt chủ yếu là máy tiện cụt không dùng để cắt ren vì chuyển động chính và chuyển động chạy dao thường độc lập nhau, hoặc có mối quan hệ không chặt chẽ. Mặt khác, máy tiện cụt thường không có ụ động. 54 Máy tiện cụt có hai loại: Loại có thân máy và băng máy liền một khối và loại có băng máy tách rời Nhược điểm của máy tiện cụt là lắp đặt và kẹp chặt chi tiết nặng rất khó khăn, dễ sinh rung động và làm biến dạng trục chính nằm ngang, khó đảm bảo gia công chính xác . Do đó, hiện nay công việc của máy tiện cụt thường được thay thế bằng máy tiện đứng. 3.6.2. Máy tiện revolver Máy tiện revolver thường được gọi là máy revolver, nó là loại máy tiện dùng trong sản xuất hàng loạt để gia công những chi tiết thường có hình dáng tròn xoay với tất cả những nguyên công như máy tiện. Đôi khi, nó còn dùng để gia công những chi tiết riêng lẻ. Trong sản xuất hàng loạt, nó có ưu điểm hơn máy tiện vạn năng ở chỗ: - Giảm thời gian phụ: thời gian điều chỉnh máy, điều chỉnh dao - Lắp được nhiều dao: từ 5 24 chiếc với tất cả các loại dao cần thiết cho một qui trình gia công. Tiết kiệm nhiều thời gian gá lắp dao. - Sau khi máy đã điều chỉnh xong, không cần công nhân có bậc thợ cao để điều khiển máy vì các công việc thao tác máy đều đơn giản. Hình 3.14: Máy tiện revolver 3.6.3. Máy tiện đứng Máy tiện đứng là loại máy có trục chính đặt thẳng đứng, trên đó lắp bàn máy quay tròn và những vấu cặp để cố định chi tiết gia công. Máy tiện đứng dùng để gia công những chi tiết ngắn có đường kính lớn, hoặc những chi tiết lớn có hình dáng không đối xứng. 55 Hình 3.15: Máy tiện đứng Ngoài việc gia công các mặt trụ và mặt côn trong, ngoài, máy tiện đứng còn có thể xén mặt, cắt răng, khoan khoét doaHiện nay máy tiện đứng được chế tạo với nhiều cỡ khác nhau. Có loại máy tiện đúng có thể gia công phôi có đường kính 26m, nó có 42 động cơ điện, nặng 1700t, cao như một nhà 4 tầng. Máy tiện đứng có thể chia thành 2 loại chính: Loại một trụ và loại hai trụ Các chuyển động của máy tiện đứng gồm: - Chuyển động chính v là chuyển động vòng của bàn máy - Chuyển động chạy dao có: + Chạy dao ngang S1 và S2 của bàn dao đứng và bàn dao ngang + Chạy dao đứng S2 và S3 của bàn dao đứng và bàn dao ngang - Chuyển động nhanh thẳng đứng Sn của xà ngang CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 1. Thành lập sơ đồ kết cấu động học máy tiện. 2. Trình bày về máy tiện renvit vạn năng T620. 3. Cách điều chỉnh máy tiện để tiên côn và tiện ren chính xác. 4. Trình bày các xích truyền động của máy tiện renvít vạn năng T620. 5. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cơ cấu đặc biệt dùng trong máy tiện renvít vạn năng T620. 56 Chương 4 MÁY PHAY 4.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY PHAY 4.1.1 Khái niệm - Máy Phay là máy cắt kim loại được sử dụng phổ biến dùng để gia công các mặt phẳng cũng như các mặt định hình khác nhau. - Chuyển động tạo hình: + Chuyển động chính: Quay tròn của dao + Chuyển động chạy dao: Tịnh tiến của bàn máy - Thông số chính của máy phay: Kích cỡ bàn máy. - Máy phay chiếm khoảng 10% Mckl trong phân xưởng cơ khí. Hiện nay người ta dùng máy phay thay thế cho nhiều công việc của máy Bào. 4.1.2 Công dụng Một số công dụng chính của máy Phay: - Gia công mặt phẳng - Các bề mặt định hình - Cắt renvít trong và ngoài - Gia công bánh răng và dao cắt nhiều lưỡi có răng thẳng hoặc xoắn - Cắt rãnh thẳng hoặc xoắn.vv 4.1.3 Phân loại Đứng về mặt bố trí không gian, thì máy phay có hai loại chính: - Máy phay đứng - Máy phay ngang Đứng về mặt công dụng, thì máy phay có hai loại chính: - Máy phay vạn năng - Máy phay chuyên dùng 4.1.4 Các bộ phận chính Các bộ phận đứng yên: Thân máy, giá đỡ trục dao, hộp tốc độ Các bộ phận chuyển động và điều chỉnh được: Bàn máy, hộp chạy dao, bàn trượt trên 57 Hình 4.1: Các bộ phận của máy phay 4.2 MÁY PHAY VẠN NĂNG NẰM NGANG P82 4.2.1 Đặc tính kỹ thuật Máy phay ngang vạn năng P82 có những đặc tính kỹ thuật sau đây: - Kích thước của bàn máy: 3201250mm - 18 cấp vòng quay của trục chính: n = 30  1500 mm/f - 18 cấp lượng chạy dao dọc và ngang: Sd,n=25,5 1180 mm/f - Công suất động cơ điện chính: Nđ = 7 KW 4.2.2 Sơ đồ kết cấu động học Hình 4.2: Sơ đồ kết cấu động học máy phay ngang vạn năng P82 58 4.2.3 Sơ đồ động học Hình 4.3: Sơ đồ động máy phay ngang vạn năng P82 a. chuyển động chính Chuyển động chính được thực hiện từ động cơ điện có N = 7KW, n = 1440 v/f, qua hộp tốc độ có 18 cấp vận tốc đặt trong thân máy để quay trục chính V mang dao phay theo xích truyền động sau đây: b. Chuyển động chạy dao Lượng chạy dao ở máy phay là lượng di động thẳng của bàn máy. Tất cả các chuyển động của bàn máy (dọc, ngang, và đứng) đều do động cơ điện N = 1,7KW và n = 1420 v/f qua hộp chạy dao đặt trong bệ đỡ của máy thực hiện. Máy phay P82 có 18 lượng chạy dao dọc và ngang từ 23,5 1180 mm/f. Truyền 26 24 động được thực hiện từ động cơ điện N = 1,7KW qua các cặp bánh răng cố định , 44 64 59 18 36 27 để đến trục III. Giữa trục III và IV có 3 tỷ số truyền: , , . Giữa trục IV và V có 3 36 18 27 18 21 24 tỷ số truyền: , , . Truyền động từ trục V đến trục VI có 2 tỷ số truyền đi theo hai 20 37 34 nhánh: - Nếu bánh răng di trượt Z40 gạt sang phải, ăn khớp với ly hợp vấu L1, ta có tỷ số 40 truyền thực hiện một số lượng chạy dao cao. 40 13 18 40 - Nếu bánh răng di trượt Z40 gạt sang trái, tỷ số truyền giữa hai trục là: . . 45 40 40 thực hiện những lượng chạy dao thấp. Nếu ta đóng ly hợp ma sát L2 sang trái, sẽ thực hiện các chuyển động chạy dao làm việc theo xích chuyển động sau đây: - Chuyển động dọc S2 của bàn máy: được thực hiện từ trục VI, qua các tỷ số 38 18 33 18 18 truyền cố định . . . . và cuối cùng là trục vitme ix =6mm 35 33 37 16 18 - Chuyển động ngang S1 của bàn máy: cũng đi từ trục VI, qua các tỷ số truyền cố 38 18 33 37 định . . . đến trục vitme ngang t’’x =6mm. 35 33 37 33 - Chuyển động nhanh của bàn máy theo 3 chiều được thực hiện từ bánh răng Z44 44 đến trục II, truyền thẳng qua trục V với tỷ số truyền . Nếu ta đóng ly hợp ma sát L2 57 57 sang phải, tỷ số truyền sẽ làm cho trục VI quay và truyền chuyển động nhanh đến các 43 cơ cấu chạy bàn máy tương ứng. 60 4.3 ĐẦU PHÂN ĐỘ VẠN NĂNG Để tăng thêm trình dộ vạn năng của máy phay vạn năng, người ta dùng đầu phân độ vạn năng lắp trên bàn làm việc của máy để phân độ và kẹp chặt chi tiết gia công trên trục chính của đầu phân độ với các kiểu đồ gá khác nhau. Vị trí và nhiệm vụ của đầu phân độ vạn năng trên bàn máy phay được trình bày trên hình 4.4 Hình 4.4: Sơ đồ bố trí đầu phân độ vạn năng Đầu phân độ vạn năng có những khả năng như sau: - Quay tròn chi tiết gia công không liên tục với những cung tròn khác nhau. Khả năng này của đầu phân độ làm cho ta có thể phay được các cạnh của hình nhiều cạnh, cắt được rãnh thẳng phân bố trên chu vi như: Then hoa, bánh ren thẳng, dao phay và mũi doa răng thẳng - Quay tròn chi tiết ga công liên tục phù hợp với lượng chạy dao của àn máy. Khả năng này có thể cho tap hay được các rãnh xoắn của bánh răng, trục vit, dao phay Đầu phân độ vạn năng có thể phân thành 2 loại: - Đầu phân độ có đĩa phân độ - Đầu phân độ không có đĩa phân độ 61 4.3.1 Đầu phân độ vạn năng có đĩa phân độ Kết cấu của loại đầu phân độ này được trình bày tổng quát ở hình 4.3. Trục chính 1 của đầu phân độ được lắp trong vỏ 2 của đầu phân độ. Trục này có thể quay tròn không liên tục nhờ tay quay 3. Trục chính của đầu phân độ có thể quay trong mặt phẳng thẳng đứng với một góc 900, tạo thành với đường nằm ngang ở phía trên và xuống dưới 100. Trên trục của tay quay 3 có lồng đĩa phân độ 4. trên đĩa phân độ có nhiều hàng lỗ phân bố đều trên những vòng tròn đồng tâm. Chốt cố định 5 trên tay quay 3 có thể cắm vào bất kỳ một trong những lỗ này. Nhờ đó, ta có thể xác định được góc quay cần thiết của tay quay 3, tức là có thể xác định được góc xoay cần thiết của trục chính 1 mang chi tiết gia công. Đầu phân độ vạn năng thường có sơ đồ động như trên hình 4.5 Hình 4.5: Sơ đồ động của đầu phân độ vạn năng có đĩa phân độ Chốt 5 cắm trong lỗ của đĩa 4. Khi phân độ, ta rút chốt ra khỏi lỗ, quay tay quay 3 có trục lồng không, qua cặp bánh trụ có i = 1và trục vít-bánh vít k/Z0, quay trục chính mang chi tiết gia công. Để tăng độ chính xác khi phân độ, giữa trục vít và bánh vít lắp trên trục chính cần có cơ cấu điều chỉnh để khử khe hở giữa chúng. Độ chính xác của đầu phân độ vạn năng có thể đạt được với sai số từ ± 40’’60’’. Với đầu phân độ vạn năng, ta có thể tiến hành 3 cách phân độ: Phân độ trực tiếp, phân độ đơn giản và phân độ vi sai. a. Phân độ đơn giản 62 Với phương pháp phân độ đơn giản, trục vít và bánh vít phải ăn khớp với nhau, nhưng các bánh răng thay thế a, b, c, d vẫn không dùng đến [H.4.5a]. Như thế, truyền động phân độ được thực hiện từ tay quay 3 trên đĩa phân độ, qua tỷ số truyền i =1 và tỷ số truyền của trục vít-bánh vít k/Z0, để đến trục chính với phương trình cân bằng là: A k 1 .  [4.1] B Z 0 z Trong đó: A – là số lỗ cần quay trong mỗi lần phân độ B – là số lỗ trên một vòng lỗ của đĩa phân độ k – số đầu mối của trục vít trong đầu phân độ Z0 – số răng của bánh vít z – số phần đường tròn cần chia Tỷ số A/B không gì khác hơn là số vòng quay của đĩa phân độ trong mỗi lần phân độ và tỷ số 1/z là số vòng mà trục chính cần quay trong mỗi lần phân độ. Do đó, từ công thức [4.1] ta có số vòng quay n của đĩa phân độ trong mỗi lần phân độ là: A Z 1 n   0 . [4.2] B k z Để việc phân độ được chính xác, thông thường dùng trục vít có k = 1. Trị số nghịch đảo của tỷ số truyền động bộ trục vít – bánh vít gọi là đặc tính của đầu phân độ. Ký hiệu N = Z0/k. Do đó công thức [4.2] có thể viết như sau: N n  [4.3] z Đặc tính của đầu phân độ thường dùng là N = 40, 60, 80, 120. Thông thường trị số n là một số lẻ hay là một phân số bất kỳ, nên cần phải biến đổi nó thành dạng số nguyên A/B thế nào đó để trị số của B bằng với số lẻ của một vòng lỗ trên đĩa phân độ. Đầu phân độ thường dùng có một đĩa phân độ có số lỗ ở cả hai mặt đĩa. Số lỗ không thông ấy được phân bố trên 11 vòng tròn đồng tâm của đĩa và trên mỗi vòng tròn có số lỗ như sau: Mặt thứ nhất có 24 25 28 30 34 37 38 39 41 42 43 Mặt thứ hai có 46 47 49 50 53 54 57 58 59 62 66 Đặc tính của đầu này là: N = 40 63 Để tránh nhầm lẫn khi đếm số lỗ, trên đĩa phân độ có một bộ phận hình quạt gồm 2 thanh: I và II đặc theo hướng kính như trên hình 4.6 Hình 4.6: Hình dáng đĩa phân độ Hai thanh I và II, cùng với đĩa phân độ đều lồng không trên cùng một bạc và có lò xo ép chặt hai thanh này vào đĩa. Góc do 2 thanh này tạo thành có thể điều chỉnh tương ứng với số lỗ phân độ cần thiết, và dùng vít đặt ở tâm đĩa có định góc đã được điều chỉnh. Ví dụ: Dùng đầu phân độ nói trên để phân vòng tròn thành z = 32 phần, thí: N 40 5 1 7 n     1 1 z 32 4 4 28 Ta tiến hành điều chỉnh đầu phân độ như sau: trước tiên dùng chốt 5 quay tay quay 3 ở hình 4.5 đi chẵn một vòng. Sau đó quay thêm 7 lỗ nữa trên vòng tròn có 28 lỗ, để cắm chốt vào lỗ b tương ứng. Để khỏi phải đếm nhiều lần có thể dẫn đến nhầm lẫn, ta dùng thanh I và II để cố định phần lẻ của số lỗ cần quay, bằng cách đẩy thanh I ở phía sau tới chạm vào chốt đang cắm ở lỗ khởi đầu a. Góc giữa 2 thanh I và II đã được điều chỉnh tương ứng với (1+7) = 8 lỗ trên vòng lỗ 28. Như thế, lỗ mà chốt cần cắm vào khi phân độ , là lỗ hiện nằm phía bên trong của thanh II, tức là lỗ b. Tóm lại, nếu chốt muốn quay đi 7 lỗ trên vòng 28, thì số lỗ cần điều chỉnh giữa thanh I và II là 1+7 = 8. b. Phân độ vi sai Trong trường hợp không thể chọn được số lỗ thích hợp trên vòng tròn đĩa phân độ để tiến hành phân độ đơn giản, ta phải dùng phương pháp phân độ vi sai. Với phương pháp phân độ vi sai, tất cả các số từ 2 400, hay những số lớn hơn, cả những số nguyên tố cũng đều có thể phân chia được. Phân độ vi sai chỉ có thể sử dụng 64 được trong trường hợp phân độ trên chi tiết hình trụ. Trên chi tiết hình côn, và trên chi tiết hình trụ cần phay rãnh xoắn thì không thể dùng phương pháp phân độ này. a c Khi phân độ vi sai, ta phải sử dụng bộ bánh răng thay thế x  . để nối liền trục b d chính với đĩa phân độ 4 [H.4.5b]. Do đó, khi quay tay quay 3, không những trục chính quay mà đĩa phân độ cũng quay. Lúc này chốt 5 trên tay quay 3 phải rút ra khỏi lỗ và đĩa sẽ cùng quay với trục ống lồng không. Nếu ta muốn phân đường tròn ra làm z phần bằng phương pháp phân độ vi sai, ta cần chọn một số zx gần bằng với z, sao cho với trị số zx ta có thể tiến hành phân độ đơn giản, tức là muốn phân được zx phần, thì mỗi lần phân độ, tay quay cần phải quay một số N vòng:nx  z x Vì thế trong mỗi lần phân độ sẽ có sai số của số vòng quay tay quay  1 1  n  n  N   [4.4] x    z zx  Sai số vòng quay của tay quay được hiệu chỉnh bằng bộ bánh răng thay thế a c x  . qua các tỷ số truyền cố định. Cho nên, nếu trục chính quay, 1/z vòng, thì b d phương trình cân bằng chuyển động sẽ là: 1  1 1  .x.1.1  N   [4.5] z  z z x  Vế trái của phương trình này không gì khác hơn là số vòng quay của đĩa phân độ khi trục chính quay 1/z vòng. Từ công thức trên, ta rút ra công thức điều chỉnh:  1 1   z  a c x  N.z    N1   . [4.6]  z z x   z x  b d Trị số zx có thể lấy lớn hơn hoặc nhỏ hơn z. - Nếu zx > z, thì x >0. Trường hợp này khi phân độ đĩa phải quay cùng chiều với tay quay mà không cần thêm bánh răng. - Nếu zx < z, thì x <0. Trường hợp này khi phân độ đĩa phải quay theo chiều ngược lại. Muốn thế, ta cần lắp thêm vào chạc điều chỉnh x một bánh răng trung gian. 65 Ở đầu phân độ vạn năng nòi trên có bộ bánh răng thay thế sau đây: 25, 25 30 35 40 50 55 60 70 80 90 100 Ví dụ: Làm đầu phân độ nói trên để phân đường tròn z = 65 rãnh. N 40 Ta chọn zx = 66. Do đó: nz   zx 66 Như thế ta cần quay chốt trên tay quay qua 40 lỗ của vòng tròn có 66 lỗ trên đĩa phân độ. Và số răng của các bánh răng thay thế sẽ là:  z   65  40 40 20 x  N1   401   66  65     zx   66  66 66 33 4.5 4.105.5 40 25 a c    .  . 3.11 3.10 11.5 30 55 b d Tức là: a = 40; b = 30; c = 25; d = 55 răng Vì trị số x > 0, nên hướng quay của tay quay và đĩa phân độ như nhau 4.3.2 Đầu phân độ vạn năng không có đĩa phân độ Để việc phân độ được đơn giản hơn, người ta thường dùng loại đầu phân độ vạn năng không có đĩa phân độ. Với đầu phân độ này, mỗi lần phân độ trục chính phải quay đi 1/z vòng thì tay quay sẽ quay một số vòng chẵn, thường là 1 vòng. Hình 4.7: Sơ đồ động của đầu phân độ vạn năng Không có đĩa phân độ Đầu phân độ vạn năng không có đĩa phân độ có hai loại: - Đầu phân độ có cơ cấu vi sai - Đầu phân độ có cơ cấu hành tinh. 66 Đầu phân độ vạn năng có cơ cấu vi sai được trình bày trên hình 4.7. Loại này có a c bộ bánh răng . lắp vào chỗ tay quay và cơ cấu vi sai hình côn lắp vào xích truyền b d động giữa tay quay và trục chính. a. Phương pháp phân độ đơn giản a c Xích truyền động được nối thẳng từ tay quay, qua bộ bánh răng thay thế x  . , b d cơ cấu vi sai hình côn, các tỷ số truyền cố định và trục chính. Trường hợp này bánh răng Z1 của cơ cấu vi sai sẽ cố định. Do đó, tỷ số truyền của cơ cấu vi sai ivs = 2, vì theo công thức Willis: n1  n2  1, nhưng n1 = 0 nên: 2n2 = n3 [4.7] n3  n2 n3  ivs =  2 n2 Muốn chia vòng tròn thành z phần, thì mỗi lần phân độ trục chính cần quay 1/z vòng. Muốn cho tay quay quay chẵn n vòng khi trục chính quay 1/z vòng, cần phải dùng a c bộ bánh răng x  . để điều chỉnh. Cho nên phương trình cân bằng khi phân độ đơn b d giản là: k 1 n.x.ivs .1.  z0 z n – số vòng của tay quay cần chọn trước Từ đây ta rút ra công thức điều chỉnh: 1 z 1 N a c x  . 0 .   . [4.8] z k n.ivs 2zn b d b. Phương pháp phân độ vi sai Trong trường hợp không thể phân độ bằng phương pháp đơn giản, ta dùng phương a c pháp phân độ vi sai, tức là phải dùng thêm chạc điều chỉnh vi sai y  1 . 1 lắp giữa trục b1 d1 chính và cơ cấu vi sai như hình 4.7b 67 Cũng tương tự như ở đầu phân độ vạn năng có đĩa phân độ, khi phân độ vi sai ta phải lấy trị số zx gần bằng với z, sao cho với trị số zx, ta có thể tiến hành phân độ đơn a c N giản với chạc phân độ x  . theo công thức: x  b d 2z x n Như thế, mỗi lần phân độ, trục chình sẽ quay đi 1/zx vòng, nhưng ta lại yêu cầu  1 1  trục chính phải quay 1/z vòng, nên đưa đến sai số    vòng của trục chính. Sai số  z zx  a c này được bù lại nhờ chạc vi sai y  1 . 1 b1 d1 Xích vi sai được thực hiện từ trục chính, qua chạc điều chỉnh vi sai y, qua cơ cấu vi sai có các bánh răng Z1 = Z2 = Z3 = Z4 và các tỷ số truyền cố định để trở về trục chính. Phương trình cân bằng của xích vi sai là: 1 Z Z Z k 1 1 .y.1. 4 . 1 . 2 .1.   z Z1 Z 2 Z 3 Z 0 z z x Từ đây ta rút ra biểu thức điều chỉnh của chạc vi sai:  1 1  Z 0  z  y    .z  N1  [4.9]  z z x  k  z x  - Nếu zx > z  y >0, thì bánh răng Z1 phải quay ngược chiều với tay quay. - Nếu zx < z  y <0, thì bánh răng Z1 phải quay cùng chiều với tay quay. Muốn thế phải thêm 1 bánh răng trung gian vào chạc vi sai. 4.4 CÁC CƠ CẤU ĐẶC BIỆT Do máy phay vạn năng có khả năng gia công nhiều loại bề mặt với nhiều loại dao, vật liệu và phương pháp cắt khác nhau, nên nó có một số cơ cấu đặc biệt để đảm bảo các điều kiện làm việc bình thường của máy. 4.4.1 Cơ cấu điều chỉnh khe hở vitme Trên máy phay ngang vạn năng thường dùng hai phương pháp phay: Phay thuận và phay nghịch. Hình 4.8 miêu tả hai phương pháp phay này. Ở đây, trục vitme 1 nhận chuyển động tương đối từ đai ốc và di động bàn máy 2 mang chi tiết gia công. Trục vitme 1 nằm trong đai ốc 3 quay trên thân lắp ở bàn trượt ngang 4. Như thế nếu đai ốc quay theo chiều mũi tên, mặt bên trái của vitme và đai ốc sẽ tiếp xúc với nhau và đưa vitme mang bàn máy di động về phải như hình 4.8a 68 Hình 4.8: Sơ đồ phay thuận và phay nghịch Ở phương pháp phay nghịch, tức là phương pháp phay có chiều chuyển động của dao phay và chiều chuyển động của phôi ngược nhau, sự tiếp xúc ở mặt bên trái của ren vitme với đai ốc luôn luôn ổn định, vì dưới tác dụng của lực cắt đẩy vitme về bên trái , làm triệt tiêu khe hở giữa hai bề mặt này. Đây là phương pháp phay thường dùng nhất. Trái lại, ở phương pháp phay thuận [H.4.8b], dao và phôi có chuyển động cùng chiều. trong trường hợp này, ở thời điểm không có lực cắt dụng mặt phải của ren vitme tiếp xúc với bề mặt đai ốc để đưa bàn máy sang trái. Nhưng khi lực cắt xuất hiện, đẩy vitme sang trái, chấm dứt sự tiếp xúc, tạo nên một khe hở giữa mặt phải của ren vitme và đai ốc. Ở khoảng khắc này, bàn máy sẽ dùng lại cho đến khi khe hở bị triệt tiêu. Sự xuất hiện và triệt tiêu khe hở làm chuyển động của bàn máy không êm. Nếu khe hở càng lớn thì độ chuyển động không đềuvà rung động của bàn máy càng lớn. Hình 4.9: Cơ cấu hiệu chỉnh khe hở trục vitme 69 Để khắc phục khe hở giữa vitme và đai ốc khi phay thuận, trên máy phay ngang vạn năng, người ta dùng nhiều loại cơ cấu hiệu chỉnh khe hở vitme khác nhau. Hình 4.9 giới thiệu cơ cấu hiệu chỉnh được dùng trên máy P82. Trên bàn trượt ngang 1, ngoài đai ốc chính 2, còn có đai ốc phụ 3. Để thực hiện chuyển động dọc của bàn máy, vitme 4 vừa quay trong đai ốc 2, vừa quay trong ren của trục vít rỗng 5 có ren trái ở bên ngoài ghép với đai ốc phụ 3. Để ren trong của trục vít rỗng 5 ốp sát với ren của vitme 4, đầu mút bên trái của trục vít rỗng có xẻ rãnh dọc. Dùng đai ốc 6 di động bạc 7, sẽ ép mặt côn làm cho ren của trục vít rỗng bó sát vào ren của vitme. Nếu như vitme quay theo chiều mũi tên, mặt bên trái của các ren vitme sẽ tùy sát vào ren của đai ốc 2 và vitme sẽ di động sang phải. Cùng lúc trục vít rỗng 5 cũng có xu hướng quay cùng với vitme 4. Vì ren ngoài của trục vít rỗng là ren trái, nên trục vít rỗng bị xê dịch về bên trái, ép khít vào mặt phải của ren vitme. Do đó nếu như có lực đẩy vitme về bên trái, các vòng ren của đai ốc chính 2 sẽ ngăn cản sự chuyển vị của vitme. Còn các vòng ren của trục vít rỗng sẽ ngăn trở chuyển vị của vitme về bên phải. 4.4.2 Cơ cấu chọn trước tốc độ quay Hình 4.10: Cơ cấu chọn trước tốc độ quay 70 Ở máy phay, người ta thường dùng cơ cấu chọn trước vận tốc để chuẩn bị thay đổi tốc độ cần thiết cho trục chính khi máy đang làm việc. Mục đích của việc chọn trước vận tốc là nhằm giảm thời gian phụ của máy. Cơ cấu chọn trước vận tốc của máy phay P82 được trình bày trên hình 4.10 4.5 CÁC LOẠI MÁY PHAY KHÁC 4.5.1 Máy phay đứng vạn năng Máy phay đứng chủ yếu dùng để gia công mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu. Nó chỉ khác với máy phay ngang ở chỗ trục dao phay nằm ở vị trí thẳng đứng. Do đó, thường máy phay đứng và máy phay ngang được thiết kế và chế tạo cùng loạt với nhiều chi tiết và bộ phận máy chung. Kết cấu riêng biệt của máy phay đứng là thân máy và đầu trục chính. Ngoài vị trí thẳng đứng, đầu trục chính của nhiều loại máy phay đứng có thể điều chỉnh lệch một góc ±450 so với vị trí thẳng đứng. Loại này được gọi là máy phay đứng vạn năng. Hình 4.11: Sơ đồ máy phay đứng vạn năng P12 Hộp chạy dao cũng giống với máy phay ngang, nhưng ở máy phay đứng không có cơ cấu quay lệch bàn máy. Điểm khác biệt chủ yếu về truyền động giữa nó với máy phay ngang P82 là từ trục 35 cuối cùng của hộp tốc độ, truyền động qua hai bánh răng côn để đến trục chính thẳng 35 đứng. 71 Với trục chính thẳng đứng, việc tháo lắp dao và điều chỉnh chi tiết gia công được dễ dàng hơn, nhưng thân máy cần phải chế tạo đặc biệt cứng vững hơn 4.5.2 Máy phay Giường Hình 4.12: Sơ đồ máy phay giường Dùng chủ yếu để gia công các chi tiết lớn bằng dao phay trụ hoặc mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng. Bàn máy giống như một cái giường, có chuyển động tịnh tiến dọc, trên đó lắp các chi tiết hộp, thân máy, hoặc nhiều chi tiết ghép lại để gia công cùng một lúc. Có loại máy phay giường một trụ hoặc hai trụ, từ 2 đến 4 trục chính lắp dao để gia công cùng một lúc các mặt đối diện của chi tiết. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 1. Công dụng và phân loại các chuyển động của máy phay. 2. Trình bày các xích truyền động của máy phay nằm ngang P82. 3. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cơ cấu đặc biệt dùng trong máy phay nằm ngang P82. 4. Đầu phân độ vạn năng. 5. Điều chỉnh đầu phân độ để gia công bánh răng trụ răng thẳng có : a. z = 81 b. z = 122 c. z = 73 Giả thiết đầu phân độ có số đặc tính N = 40, số lỗ của các vòng lỗ có sẵn trên đĩa là: 24-25-28-30-34-37-39-41-42-43 72 Chương 5 MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRỤ Bánh răng là một trong những chi tiết truyền động quan trọng và phổ biến của ngành cơ khí, dạng răng được sử dụng nhiều nhất là dạng đường thân khai. Các thông số cơ bản của bánh răng là : m = 0.05 100mm D = 0.5 12000mm Z = 6 1000 Hình dáng của nó có hai loại chính: - Bánh răng hình trụ có răng thẳng, xoắn, chữ V - Bánh răng hình côn răng thẳng, răng xoắn, răng cong - Ngoài ra còn có các loại bánh vít, trục vít. Để gia công các loại bánh răng trên, người ta dùng nhiều phương pháp và nhiều loại máy khác nhau. 5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY GIA CÔNG BÁNH RĂNG 5.1.1 Khái niệm về phương pháp gia công bánh răng Đứng về mặt nguyên lý hình thành bề mặt của răng, có hai phương pháp cơ bản để gia công bánh răng: - Phương pháp định hình - Phương pháp bao hình a. Phương pháp định hình Phương pháp định hình là phương pháp tạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng cách sao lại hình dáng của dao cắt, hoặc của bề mặt mẫu. Hình 5.1: Sơ đồ gia công bánh răng bằng phương pháp định hình Thiết bị sử dụng: 73 - Máy phay vạn năng - Ụ phân độ - Dao phay đĩa hoặc dao phay ngón - Ưu điểm: + Không cần máy chuyên dùng + Dao phay môđun dễ chế tạo - Nhược điểm: + Năng suất thấp vì tốn thời gian phân độ, tốn thời gian để dao trở về vị trí ban đầu, gia công từng răng một + Cần rất nhiều dao phay môđun vì mỗi mo6dun cần phải có ít nhất từ 815 dao phay môđun khác nhau, tùy theo số răng của bánh răng cần cắt + Khi dùng dao phay đĩa tiêu chuẩn để cắt bánh răng xoắn thì hình dáng của răng bị sai lệch b. Phương pháp bao hình Phương pháp bao hình là phương pháp tạo nên hình dáng bề mặt của răng bằng cách lặp lại chuyển động tương đối của hai chi tiết ăn khớp nhau như chuyển động của hai bánh răng của thanh răng –bánh răng, chuyển động trục vít – bánh vít. Nếu một chi tiết có các lưỡi cắt, trong quá trình chuyển động tương đối , nó sẽ tạo ra hình dáng của răng ở chi tiết kia. Hình 5.2: Sơ đồ gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình Ưu điểm của phương pháp bao hình so với phương pháp chép hình là: - Năng suất cao hơn, độ chính xác cao hơn - Mức độ tự động cao hơn - Mỗi con dao có một modun nhất định, có thể cắt được nhiều bánh răng cùng modun với số răng bất kì. 74 5.1.2 Công dụng - Gia công bánh răng trụ có răng thẳng, - Gia công bánh răng trụ có răng xoắn, - Gia công bánh răng trụ có răng chữ V. 5.1.3 Phân loại Máy gia công bánh răng hiện đại có thể phân thành nhiều loại theo các nguyên tắc sau đây: a. Phân theo công dụng - Máy gia công bánh răng trụ có răng thẳng,răng xoắn, răng chữ V - Máy gia công bánh răng côn có răng thẳng và răng xoắn - Máy gia công bánh vít, thanh răng b. Phân theo dạng gia công - Máy phay răng - Máy lăn răng - Máy xọc răng - Máy bào răng c. Phân theo đặc điểm bánh răng - Máy gia công bánh răng trụ - Máy gia công bánh răng côn - Máy gia công bánh vít 5.2 MÁY PHAY RĂNG E3-5 Máy E3-5 là máy phay răng nửa tự động dùng dao phay đĩa mođun. Nó dùng để cắt thô bánh trụ răng thẳngbằng cách hoàn thành dạng răng trên suốt cả chiều dài của từng răng một. 5.2.1. Đặc tính kỹ thuật Đặc tính kỹ thuật chủ yếu của máy gồm: - Công suất động cơ chính N=4.5 Kw - Số vòng quay động cơ n=950 v/ph 5.2.2. Sơ đồ kết cấu động học 75 Hình 5.3: Sơ đồ kết cấu động học máy phay răng 5.2.3. Sơ đồ động học Hình 5.4: Sơ đồ động học máy phay răng 76 a. Xích chuyển động chính Xích chuyển động chính được thực hiện từ động cơ Đ1 có N1 = 4.5KW và n1 = 950 6 vòng/phút, qua cơ cấu điều chỉnh của Puly và bộ truyền trục vít – bánh vít để quay 31 dao phay. b. Xích chạy dao thẳng đứng Lượng chạy dao được biểu thị bằng s (mm/phút). Nó được thực hiện từ động cơ 100 điện Đ4 có N4 = 1.7KW, qua bộ truyền đai , đến tỷ số truyền của cơ cấu vi sai ivs và 240 Z20 bộ bánh răng côn để đến trục vít tx = 6mm. Z30 c. Xích phân độ Xích phân độ được thực hiện từ động cơ Đ3 có N3 = 1KW qua đĩa phân độ. Lượng di động tính toán của những khâu cuối cùng là: 1 vòng quay của đĩa phân độ  1/z vòng quay của bàn máy mang phôi. Do đó phương trình chuyển động: 2 1 42 1.i .   i  [5.1] x 84 z x z d. Xích chạy dao nhanh 20 a 1 20 Thực hiện từ động cơ Đ2 có N2 = 1KW, qua . . .i . .t dùng đề di động 60 b 50 vs 30 x nhanh bàn dao phay. 5.3. Máy lăn răng 5M324A Máy 5M324A là máy lăn răng nửa tự động, dùng để phay bánh răng trụ thẳng, răng nghiêng và bánh vít trong điều kiện sản xuất hàng loạt trung và hàng khối. Máy có độ chính xác thông thường, đảm bảo gia công bánh răng có độ chính xác cấp 7-8. Độ vạn năng và cứng vững của máy khá cao, đảm bảo chu kỳ làm việc tự động với phương pháp phay hướng kính, phay thuận và phay nghịch. 5.3.1 Đặc tính kỹ thuật Đặc tính kỹ thuật chủ yếu của máy gồm: - Modun lớn nhất của bánh răng: 8 mm - Đường kính và chiều rộng lớn nhất của bánh răng: 500x350mm - Số vòng quay của dao phay : n=50÷315 v/f - Số cấp vận tốc trục chính : z = 9 - Công suất động cơ chính N=7.5 Kw 77 - Số vòng quay động cơ n=1460 v/ph - Trọng lượng máy : 6400 kg 5.3.2 Sơ đồ kết cấu động học Hình 5.5: Sơ đồ kết cấu động học máy lăn răng 5.3.3 Sơ đồ động học Hình 5.6: Sơ đồ động học máy lăn răng Máy bao gồm các xích truyền động sau: a. Xích chuyển động chính 78 Xích chuyển động chính thực hiện chuyển động quay vòng v của dao phay lăn, bắt đầu từ động cơ điện Đ1 có công suất N1=7.5 KW và n1=1460 v/f, qua các bánh răng 29 29 29 26/56.56/69, Bánh răng thay thế A/B, ba cặp bánh côn . . để đến trục IV, qua 29 29 29 20 cặp bánh trụ đến trục chính V mang dao phay lăn. 80 Lượng di động tính toán của xích chuyển động chính là n1 và số vòng quay cần thiết của trục chính khi gia công là n. Trên cơ sở đó, ta có phương trình truyền động: 26 56 A 29 29 29 20 1460. . . . . . .  n [5.2] 56 69 B 29 29 29 80 Từ đây ta rút ra công thức điều chỉnh tốc độ: iv=A/B b. Xích phân độ Xích phân độ ở máy phay lăn răng còn được gọi là xích bao hình, vì nó dùng để hình thành dạng thân khai của răng. Nếu dao lăn trục vít có số đầu mối là k, và bánh răng cần gia công có số răng là z, thì khi dao quay 1 vòng , bàn máy mang phôi quay k/z vòng. Do đó xích phân độ nối liền chuyển động vòng của dao và chuyển động vòng của phôi Xích bắt đầu từ trục chính V mang dao, qua cặp bánh trụ và ba cặp bánh côn để 58 e đến trục VI, qua bộ vi sai có tỉ số truyền ivs, cặp bánh trụ , và bộ bánh răng thay thế 58 f a c . , qua cặp bánh răng 33/33 đến trục , qua cặp bánh trụ 35/35 , trục vít-Bánh vít 1/96 b d quay bàn máy mang phôi. Với xích trên, ta có phương trình truyền động: 80 29 29 27 58 e a c 33 35 1 k 1v. . . . .i . . . . . . .  [5.3] 20 29 29 27 VS 58 f b d 33 35 96 Z Khi cắt răng thẳng, không cần chuyển động vi sai nên ivs=1. Từ phương trình trên, ta rút ra công thức điều chỉnh xích tốc độ: a c k f i  .  24. . [5.4] x b d z e Cặp bánh răng e/f dùng để tạo nên phạm vi điều chỉnh thích hợp trong chạc bánh răng thay thế. e 54 - Nếu bánh răng cần cắt có Z ≤ 161, thì dùng  1  f 54 79 e 1 36 - Nếu bánh răng cần cắt có Z ≥ 161, thì dùng   f 2 72 c. Xích chạy dao - Chạy dao đứng: Lượng chạy dao đứng được biểu thị bằng s1[mm/1v.phôi] là lượng di động thẳng đứng của bàn dao khi bàn máy mang phôi quay 1 vòng. Vì thế xích bắt đầu từ bánh 96 35 33 vít – trục vít , qua cặp bánh răng , trục VII, cặp bánh răng , trục vít – bánh vít 1 35 33 2 48 A1 , trục VIII, cặp bánh răng , cặp bánh răng thay thế , đóng ly hợp điện từ L1, 26 48 B1 truyền động qua cặp bánh trụ 39/65 đến trục X; đóng ly hợp L3(L5 mở), truyền động qua 50 45 các bánh răng . và trục vít – bánh vít 1/24 quay trục vít me đứng có tx=10mm. 45 45 Phương trình truyền động của nó là: 96 35 33 2 48 A1 39 50 45 1 1v. . . . . . . . . . .10  s1 [5.5] 1 35 33 26 48 B1 65 45 45 24 Từ đây ta rút ra công thức điều chỉnh: A1 39 is   .s1 [5.6] B1 80 Để đảo chiều chạy của dao đứng , ly hợp L1 mở, L2 đóng. Truyền động từ chạc 40 44 điều chỉnh A1/B1 qua hai cặp bánh trụ . để đến trục X. 56 52 - Chạy dao hướng kính: Xích chạy dao hướng kính dùng để cắt bánh vít bằng phương pháp hướng kính và được biểu thị bằng lượng di động hướng kính của bàn máy s2[mm/1v.phôi] khi bàn máy mang phôi quay một vòng. Xích chạy dao hướng kính cũng bắt đầu từ bàn máy mang phôi cho đến trục X giống như xích chạy dao đứng. Sau đó truyền động qua cặp bánh trụ 45/50, đóng hail y hợp L5 và L4 (L3) mở, qua cặp bánh trụ 34/61, đến trục vít – bánh vít 1/36 làm quay trục vít me XI có tx = 10mm để di động bàn máy theo hướng kính. Phương trình chuyển động của nó là: 96 35 33 2 48 A1 39 45 34 1 1. . . . . . . . . . .10  s2 [5.7] 1 35 33 26 48 B1 65 50 61 36 Từ đây, ta có: 80 A1 i1   C2 s2 [5.8] B1 - Chạy dao chiều trục:Chạy dao chiều trục dao phay lăn dùng để cắt bánh vít bằng phương pháp tiếp tuyến. lượng chạy dao chiều trục được biểu thị bằng s3[mm/1v.phôi] khi phôi quay 1 vòng. Muốn hực hiện lượng chạy dao này cần phải có bàn dao đặc biệt để đảm bảo dao phay lăn di động liên tục. Máy 5M324A không có bàn dao đặc biệt này. Di động dọc trục theo chu kỳ của dao phay lăn được thực hiện từ động cơ riêng Đ2 có N2=0.4 KW và n2=1440 v/f qua hai cơ cấu trục vít-bánh vít 1/26.1/62 để quay trục ống mang dao có tx=12mm. d. Xích chạy dao nhanh - Chạy dao nhanh đứng:Được thực hiện từ động cơ Đ3 có N3=3KW và n3=1440 v/f, qua hai cặp bánh răng trụ 20/20.44.52 đến trục X, đóng ly hợp L3, qua các cặp bánh 50 45 trụ . , trục vít-bánh vít 1/24 quay trục vít me đứng có tx=10mm 45 45 - Chạy dao nhanh hướng kính:Cũng được thực hiện từ động cơ Đ3 đến trục X như ở xích chạy dao nhanh đứng. Sau đó truyền động đi theo xích 45/50 ->L5->L4->34/61- >1/36 quay trục vít me XI e. Xích vi sai Chuyển động vi sai cần thiết khi gia công bánh răng trụ răng nghiêng, để thực hiện chuyển động phụ thêm cho phôi. Xích vi sai đảm bảo mối quan hệ giữa phôi và dao lăn trên cơ sở công thức 12.4 để thực hiện lượng di động phụ thêm ±z/k.s1/T 96 35 Xích bắt đầu từ bàn máy mang phôi, qua bánh vít – trục vít , cặp bánh trụ , 1 35 33 2 48 A1 39 trục VII, cặp bánh trụ , trục vít-bánh vít , các cặp bánh răng . - L1 - - 33 26 48 B1 65 50 45 33 a1 c1 trục X – L3 - . - cặp bánh côn - bộ bánh răng thay thế . - cặp bánh côn 45 45 22 b1 d1 27 1 - trục vít – bánh vít - bộ vi sai có tỷ số truyền ivs – trục VI – các cặp bánh côn 27 45 27 29 29 20 . . đến cặp bánh trụ quay trục chính mang dao lăn. 27 29 29 80 Phương trình truyền động của xích vi sai là: 81 96 35 33 2 48 A1 39 50 45 33 a1 c1 27 1 27 29 29 20 z s1 1. . . . . . . . . . . . . . .ivs . . . .   . [5.9] 1 35 33 26 48 B1 65 45 45 22 b1 d1 27 45 27 29 29 80 k T Khi dùng xích vi sai, vỏ hộp cơ cấu vi sai quay , nên ivs=2. Xích chạy dao đứng có A1/B1=39/80s1 theo công thức 8.7. Thay hai trị số này vào phương trình trên, ta có công thức điều chỉnh chạc vi sai: a1 c1 25z iy  .   [5.10] b1 d1 kT Khi cắt răng nghiêng, người ta không cho biết bước xoắn T, mà cho góc nghiêng  của răng. Từ hình 8.9c, ta có thể viết mối quan hệ giữa góc  với modun mặt đầu ms và modun pháp tuyến m như sau: t .m m cos    m s  ts .ms cos T  .d cot g  Zms cot g Thay trị số ms vào công thức [8.10] ta được: z.mcot ag z.m T   [5.11] cos sin  Thay trị số T vào công thức [8.9] và rút gọn, ta được: a1 c1 7,95775sin  iy  .   [5.12] b1 d1 m.k “-“, khi hướng xoắn của dao và phôi cùng chiều “+”, khi hướng xoắn của dao và phôi nghịch chiều. Từ công thức điều chỉnh 12.11 ta thấy: Tỉ số truyền của chạc điều chỉnh vi sai không phụ thuộc vào lượng chạy dao đứng s1. Ngoài ra, khi cắt răng thẳng (=0), trị số iy=0, nghĩa là không cần xích vi sai. Dùng xích vi sai để cắt răng xoắn có nhược điểm là xích truyền động dài, độ chính xác gia công giảm. Người ta cũng có thể cắt răng xoắn không dùng xích vi sai. Trong trường hợp này chuyển động bao hình và chuyển động vi sai được thực hiện trên xích phân độ. Điều chỉnh cắt răng xoắn theo phương pháp này gọi là điều chỉnh không vi sai. Phương trình truyền động của xích này như sau: 96 35 33 d b f 58 27 29 29 20 z z s 1v. . . . . . . .i . . . .   . 1 1 35 33 c a e 58 vs 27 29 29 80 k k T 82 Trong trường hợp ivs = 1, và ta lấy e/f = 1 thì: ' a c 24k T ix  .  . [5.13] b d z T  s1 Để có thể tính các bánh răng thay thế của xích này, cần phải thay trị số chính xác lượng chạy dao đứng s1 được tính bằng công thức 8.7 Công thức 8.12 khá phức tạp, nên việc chọn các bánh răng thay thế từ công thức này không phải dể dàng và không phải lúc nào cũng thực hiện được. Do đó loại điều chỉnh này chỉ dùng ở những máy lăn răng không có xích vi sai hoặc xích vi sai bị hỏng. f. Xích di động bằng tay Thực hiện chuyển động đứng bằng tay, ta dùng tay quay quay trục 1. Chuyển động hướng kính quay trục 2. Điều chỉnh bàn máy quay trục 3. 16 1 12 Điều chỉnh bàn dao quay trục 4 qua các tỉ số truyền . . .để xoay bàn dao 30 48 104 đi một góc 5.4 MÁY XỌC RĂNG 514 Máy xọc răng là máy gia công bánh răng theo phương pháp bao hình. Trên máy này, dạng răng được hình thành bằng cách nhắc lại chuyển động tương đối của đôi bánh răng trụ ăn khớp nhau. Một bánh răng có lưỡi cắt đóng vai trò dao xọc. Bánh răng kia đóng vai trò phôi. Trong quá trình thực hiện chuyển động tương đối với nhau, dao xọc sẽ tạo nên dạng răng trên bề mặt của chi tiết kia. Phương pháp gia công bánh răng bằng dao xọc còn gọi là phương pháp Fellow, và máy gia công bánh răng bằng phương pháp Fellow gọi là máy xọc răng. Máy xọc răng có thể cắt được răng thẳng, răng xoắn ngoài và trong của bánh răng trụ. Ngoài ra nó còn có thể cắt những bánh răng đặc biệt. Máy xọc răng 514 là máy nửa tự động, dùng để gia công bánh trụ răng thẳng, răng xoắn ăn khớp ngoài và trong. 5.4.1. Đặc tính kỹ thuật Đặc tính kỹ thuật chủ yếu của máy xọc răng 514 như sau: - Modun của bánh răng gia công: m= 26mm - Đường kính của bánh răng gia công: 83 + Răng ngoài 20500mm + Răng trong 550mm - Chiều dày lớn nhất của chi tiết gia công: 105mm - Hành trình lớn nhất của trục dao xọc: 125mm - Hành trình kép của dao xọc n= 125359 htk/f 5.4.2. Sơ đồ kết cấu động học Hình 5.7: Sơ đồ kết cấu động học máy xọc răng 5.4.3. Sơ đồ động học Sơ đồ động của máy xọc răng 514 được trình bày trên hình 5.8 84 Hình 5.8: Sơ đồ động học máy xọc răng Để thực hiện tất cả các chuyển động cơ bản và phụ, máy xọc răng 514 có các xích chuyển động sau đây: a. Xích chuyển động chính Xích chuyển động chính thực hiện chuyển động đi về của dao xọc theo sơ đồ: Động cơ điện Đ1 có N1= 2.2 KW  Cơ cấu Puly-Đai truyền 100/280  Hộp tốc độ 22 29 37 46 có 4 tỷ số truyền . . .  Trục II  cơ cấu thanh truyền-Tay quay có modun 88 81 73 64 của thanh răng là m= 3.25mm ăn khớp với bánh răng z= 26  Trục III  và cuối cùng bánh răng – thanh răng vòng Zxm =26x3.25 làm trục chính mang dao xọc chuyển động thẳng đi về. b. Xích phân độ Xích phân độ được nối liền giữa chuyển động vòng dao xọc và của phôi, để hình thành đường thân khai của răng với lượng di động tính toán: 1 vòng quay của dao xọc  Zd/Zf vòng quay của phôi Xích này còn gọi là xích bao hình, nó được thực hiện theo sơ đồ: 85 Trục chính dao xọc  cơ cấu bánh vít-trục vít 100/1  Trục VII  hai bộ bánh 30 30 a c răng côn .  chạc phân độ 1 . 1  Trục X  cơ cấu trục vít – bánh vít 1/240  30 30 b1 d1 và cuối cùng là bàn máy mang phôi. Với xích này, ta có sơ đồ truyền động: 100 30 30 a c 1 z 1v. . . . 1 . 1 .  d [5.14] 1 30 30 b1 d1 240 z f Từ đây, ta có công thức điều chỉnh chạc phân độ: a1 c1 zd ix  .  2,4. [5.15] b1 d1 z f Để dễ điều chỉnh, người ta thường chọn số răng của bánh thay thế c1 bằng hoặc gấp đôi số răng của dao xọc. Khi cắt bánh răng ăn khớp trong, ta lắp thêm một bánh răng trung gian vào giữa bánh răng a1 và b1. c. Xích chạy dao vòng Xích này dùng để điều chỉnh lượng chạy dao vòng S1 cho mỗi 1 hành trình kép của dao xọc. Lượng chạy dao vòng được tính bằng mm trên vòng tròn chia răng của dao xọc , khi dao xọc thực hiện ột hành trình kép S1[mm/htk] Khi gia công thô, lượng chạy dao vòng có thể lấy lớn (S1=0.250.38mm/htk) và khi gia công tinh phải lấy trị số nhỏ (S1=0.10.2mm/htk) Xích chạy dao vòng được nối liền từ chuyển động đi về của dao xọc đến chuyển động vòng của dao theo sơ đồ: Trục chính dao xọc  cơ cấu thanh răng – bánh rẳng 3.25x26  Trục III cơ cấu thanh truyền- tay quay  trục II  truyền động xích 28/28  trục IV  cơ cấu trục vít-bánh vít 3/23  trục V  cơ cấu đảo chiều hình côn 28/42  đóng ly hợp vấu L1 chạc chạy dao vòng a2/b2  trục VII  cơ cấu trục vít –bánh vít 1/100. Ta đã biết, khi dao xọc thực hiện một hành trình kép, là khi đĩa có chốt lệch tâm 1 quay một vòng, tức là trục II, hay bánh xích Z=28 lắp trên trục II quay một vòng. Do đó, lượng di động tính toán của xích chạy dao vòng có thể đổi lại như sau: 1 vòng quay của trục II  s1 lượng chạy dao vòng của trục dao Do đó, ta có phương trình truyền động: 86 28 3 28 a2 1 1v. . . . . ..m.zd  s1 [mm/htk] 28 23 42 b2 100 Từ đây, ta có công thức điều chỉnh chạc chạy dao vòng: a2 366s1 is   [5.16] b2 m.zd Khoảng cách tâm của hai bánh răng a2 và b2 không đổi, và tổng số răng của 2 bánh răng là 89, modun của chúng là 2.25mm. Do đó, phải lựa chọn a2 và b2 trong điều kiện này. d. Xích chạy dao hướng kính Xích chạy dao hướng kính dùng để thực hiện lượng chạy dao hướng kính S cho đến hết chiều sâu chân răng. Sau đó, chuyển động chạy dao hướng kính sẽ ngừng và dao xọc tiếp tục gia công cho đến khi kết thúc quá trình gia công. Lượng chạy dao hướng kính được tính bằng S[mm/htk] khi dao xọc thực hiện một hành trình kép. Chu kỳ làm việc của xích này do cam 2 thực hiện. Do đó xích chạy dao hướng kính từ hành trình kép của dao xọc đến chuyển động vòng của cam theo sơ đồ: Trục chính dao xọc  thanh răng – bánh răng 3.25x26  trục III  cơ cấu thanh truyền – tay quay  trục II  cơ cấu truyền động xích 28/28  trục IV  chạc chạy dao hướng kính a3/b3  cặp bánh côn 24/48  trục XII  trục vít – bánh vít 1/40  đóng ly hợp L2  trục vít – bánh vít 2/40  và cuối cùng là cam tì vào con lăn 3 Con lăn được lắp trên trục vít me có tx=6mm. Vit me này quay trong đai ốc của bánh côn Z=30 cố định trong bàn trượt của đầu trục chính. Khi dao xọc thực hiện 1 hành trình kép, tức trục 2 quay 1 vòng, thì phương trình truyền động của xích chạy dao hướng kính: 28 a 24 1 2 1v. . 3 . . . .T  s [mm/htk] [5.17] 28 b3 48 40 40 e. Xích cơ cấu tính Sau khi cắt xong chiều sâu răng, xích chạy dao hướng kính tự động cắt đứt và xích cơ cấu tính sẽ nối liền chuyển động quay tròn của phôi đến cam, để đảm bảo cho phôi luôn được cắt với chiều sâu không đổi h. Nếu dùng cam một lần ăn dao, xích chạy dao hướng kính tiến hành trong khoảng thời gian ứng với 1/3 vòng quay của phôi. Sau đó, xích cơ cấu tính làm việc và phôi quay 1 vòng. Xích này được thực hiện theo sơ đồ: 87 Bánh lệch tâm 5  thanh kéo XVIII – Cơ cấu con cóc 4 – bánh cóc 48 – trục vít – bánh vít 2/40 và cuối cùng là cam 2. f. Xích chạy dao nhanh Xích này dùng để điều chỉnh bàn máy. Nó được thực hiện thì động cơ điện Đ2 có N2=0.5KW  cơ cấu puly-đai truyền  trục vít-bánh vít 1/240. Khi thực hiện chuyển động này, phải tháo chạc phân độ a1/b1.c1/d1 ra. Số vòng quay nhanh của bàn máy là: 80 1 n  1440. .0,985.  2.62 (v / f ) [5.18] n 180 240 g. Xích nhường dao Khi dao xọc thực hiện xong hành trình thuận (hành trình cắt), dao xọc đi lên. Phôi và dao phải tách rời nhau một khoảng 35mm để tránh chạm nhau. Xích truyền động thực hiện nhiệm vụ này gọi là xích nhường dao. Xích nhường dao được thực hiện từ cam lắp trên trục II . Cam này tiếp xúc với con lăn 6 gắn liền với khung 7. Khi cam quay, khung 7 di động trục XIV lên xuống làm cho đĩa biên 8 lắp trên trục XVI quay một góc. Trục XVII lắp lệch tâm trên đĩa biên 8 sẽ mang bàn máy lắp phôi chuyển động ra vào tương ứng với các hành trình của dao xọc. Ngoài ra, để thực hiện lượng chạy dao hướng kính bằng tay, ta quay đầu vuông 9, để quay đai ốc trên trục vitme tx= 6mm qua cặp bánh côn 15/30 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5 1. Nguyên lý gia công bánh răng. 2. Phân loại máy gia công bánh răng. 3. Trình bày về máy phay răng: Sơ đồ kết cấu động học, xích truyền động. 4. Trình bày về máy lăn răng: Sơ đồ kết cấu động học, xích truyền động. 5. Trình bày về máy xọc răng: Sơ đồ kết cấu động học, xích truyền động. 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] – Trần Minh Chính, Bài giảng Máy công cụ 2, 2009 [2] – Nguyễn Ngọc Cẩn, Máy cắt kim loại, Trường ĐHSP-KT TP.HCM, 1991 [3] – Nguyễn Ngọc Cẩn, Thiết kế máy cắt kim loại, NXBĐHQG TP.HCM, 2000 [4] – Nguyễn Tiến Lưỡng, Cơ sơ kỹ thuật cắt gọt kim loại, NXBGD, 2006 [5]- Phạm Văn Hùng, Nguyễn Phương, Cơ sở máy công cụ, NXBKHKT, 2007 89