Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 1 TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆI NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC BỘ MÔN GCVL & DCCN NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Đinh Thị P hươ ng : Lương Thị Ngọc Q u yê n : Phạm Tiến Thà nh Lớp : CTM_KII _ Z 113 Chuyên ngành : Chế tạo m á y. 1.Đề tài thiết kế : Thiết kế và lập trình công nghệ chế tạo máy dao phay lăn răng module m=4mm 2.Số liệu ban đầ u: - Dao phay lăn răng dùng để cắt bánh răng hình trụ có m=4(mm) ;  0 =20 0 ; f=1 cấp chính xác B. - Dạng sản xuất hàng loạt nhỏ - Điều kiện thiết bị : các thiêt bị nhà máy Dụng cụ cắt số 1và một số nhà máy cơ khí ở Việt Nam. 3.Nội dung các phần thuyết minh và tính to á n: - Trình bày đặc tính cơ bản của bánh r ăng thân khai. - Trình bày nguyên lý gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình của dao phay lăn răng. - Thuyết minh phần tính toán thiết kế dao. - Thuyết minh phần lập trình công nghệ, chế độ cắt, lượng dư. - Thuyết minh phần thiết kế đồ gá - Thuyết minh phần điều chỉnh dao tiện hớt lưng - Thuyết minh phần tính toán điều chỉnh đá mài để mài sắc và hớt lưng dao phay lăn răng. - Thuyết minh phần tính toán sai số khi mài mặt trước dao phay lăn răng và cách khắc phục. 4. Các bản vẽ : - Bản vẽ chế tạo 01 bản A 0 - Bản vẽ sơ đồ các nguyên công 05 bản A 0 - Bản vẽ đồ gá mài lỗ 01 bản A 0 - Bản vẽ đồ gá kiểm tra 01 bản A 0 Tuyên Quang. ngày …. tháng… năm 2006 Giáo viên hướng dẫn Trịnh Minh T ứ §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 2 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Đinh Thị P hươ ng : Lương Thị Ngọc Q u yê n : Phạm Tiến Thà nh Lớp : CTM_KII _ Z1 13 Chuyên ngành : Chế tạo m á y. 1.Đề tài thiết kế : Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo ra phay lăn răng module m = 4mm 2.Khối lượng của đồ án 1, Phần thuyết minh: …… trang. 2, Phần bản vẽ: 08 bản A 0 3.Nôị dung nhận xét : - …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………… ……………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ……………………………… …………………………………………… …………………………………………………………………………… ……………………… Tuyên Quang. Ngày15 tháng 03.năm 2006 Giáo viên hướng dẫn §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 3 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT Họ và tên sinh viên : Đinh Thị P hươ ng : Lương Thị Ngọc Q u yê n : Phạm Tiến Thà nh Lớp: CTM_KII _ Z1 13 Chuyên ngành: Chế tạo m á y. 1.Đề tài thiết kế : Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo ra phay lăn răng 2.Khối lượng của đồ án 1, Phần thuyết minh: … trang. 2,Phần bản vẽ: …08……bản A 0 3.Nôị dung nhận xét : …………………………………………………………………………………… ………………………………… ………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………… ………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………… ………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………… Tuyên Quang. Ngày 15 tháng 03năm 2006 Giáo viên duyệt §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 4 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp LỜI NÓI ĐẦU Trong công nghiêp cơ khí các nhà máy là tổ hợp của nhiều loại chi tiết lắp ghép với nhau.nhờ đó mà nó được thực hiện qua những nhiệm vụ nhất định. Bánh răng là một loại chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong các loại máy, với tác dụng truyền động, muốn chế tạo thì phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật với năng xuất cao, giá thành hạ vì vậy việc tính toán thiết kế để chế tạo ra nó đóng vai trò rất quan trọng . Dao phay lăn răng là loại dụng cụ gia công bánh răng theo phương pháp bao hình cho năng xuất cao và đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật. Song công nghệ chế tạo dao phay lăn răng có nhiều khó khăn do dao có hình dạng về hình học rất phức tạp. yêu cầu đảm bảo các thông số kết cấu c ao, đIều kiện gia công khó cho việc tính toán thiết kế, chế tạo các thiết bị gá lắp , lập trình công nghệ hợp lý, tính toán các thông số gá đặt để hớt lưng và mài sắc dao nhằm nâng cao độ chính xác khi chế tạo dao phay lăn răng là cần thiết. Được sự phân công của khoa cơ khí và các thầy trong bộ môn GCVL và DCCN chúng em được dao nhiệm vụ : “ thiết kế và lập quy trính công nghệ chế tạo dao phay lăn răng” với các thông số ban đầu: 1. gia công bánh răng thẳng , cấp chính sác B 2. module m= 4 (mm) 3. góc ăn khớp  = 20 0 4. hệ số chiều cao đầu răng f =1 5. dạng sản xuất : hàng loạt nhỏ . 6. đIều kiện thiết bị : các loại máy, thiết bị có ở nhà máy dụng cụ cắt số 1 và các nhà máy cơ khí việt nam. Đồ án phải giải quyết các công việc s a u: 1. Chọn phương án thiêt kế và tính toá n thiết kế dao phay lăn răng m=4(B) 2. Lập quy trình công nghệ chế tạo với điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ và điều kiện máy móc trang thiết bị trong nước . 3. Tính toán thiết kế đồ gá 4. Lý thuyết tính toán thông số công nghệ để tạo hình bề mặt răng cắt 5. Nội dung của đồ án là phong phú , có nhiều phần lý thuyết khó và phức tạp Được sự giúp đỡ tận tình của PGS. TS Trịnh Minh Tứ và các thầy trong bộ môn GCVL và DCCN đến nay chúng em đã hoàn thành đò án theo nội dung được giao. §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 5 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp Mặc dù đã có nhiều cố gắng t rong việc tìm tòi học hỏi nhiều tài liệu có liên quan, được sự hướng dẫn tận tình của PGS. TS Trịnh Minh Tứ, các thầy trong bộ môn GCVT và DCCN và các bạn trong lớp, song, do còn có hạn chế về khả năng nhận thức và kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình làm đồ án . Vì vậy chúng em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy trong hội đồng chấm tốt nghiệp bộ môn để đồ án của chúng em được hoàn chỉnh hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS. TS Trịnh Minh Tứ, cảm ơn các thầy trong bộ môn cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp đã hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp ý kiến giúp chúng em hoàn thành đồ án này. Tuyên Quang, Ngày tháng 3 năm 2006 Nhóm sinh viên thực hiện: Đinh Thị P hươ ng Lương Ngọc Quyên . Phạm Tiến Thà nh §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 6 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DAO PHAY LĂN RĂNG I - TÌM HIỂU VỀ BÁNH RĂNG THÂN KHAI . Bánh răng là một loại chi tiết có thể giúp chúng ta truyền chuyển động từ nhỏ đến lớn nên nó được dùng rất phổ biến trong máy móc cơ khí hiện nay. So với chuyển động cơ khí thì truyền chuyển động bánh răng có một số ưu điển sau: Ưu đi ể m : - Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn. - Tỷ số truyền không thay đổi. - Hiệu xuất cao có thể đạt 0,97  0,99. Nhược đi ể m : - Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao. - Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn. Truyền động bánh răng có nhiều loại nhưng trong đó truyền động bánh răng thân khai được dùng phổ biến rộng rãi nhất vì bánh răng được gia công bằn g công cụ cắt gọt có cạnh thẳng để đảm bảo độ chính xác cao không bị ảnh hưởng bởi sai số khoảng cách trục (do đó không làm thay đổi quay luật và tỷ số truyền). Profile thân khai: Khi 2 chi tiết (bánh răng – Bánh răng, Bánh răng – Thanh răng, Bánh ră ng – trục vít) ăn khớp với nhau các Profile của răng là bao hình của nhau trong chuyển động tương đối giữa chúng nên về nguyên tắc khi chọn đường cong dùng làm profile thứ nhất bằng phương pháp bao hình ta luôn xác định đươc dạng đường cong đối tiếp làm p rofile bánh răng thứ 2 thoả mãn điều kiện chuyển động . Nói cách khác, có điều kiến tỉ số truyền bằng hằng . trong thực tế hay dùng dạng đường cong như đương xycloit, cung tròn , đương thân khai. Các thông số đặc trưng của bánh răng thân khai: - m: module (được tiêu chuẩn hoá) - D e : đường kính vòng đỉnh - D i : Đường kính vòng đáy - d 0 : Đường kính vòng cơ sở - d i : Đường kính vòng chia - h: Chiều cao răng - h” Chiều cao chân răng (từ vòng tròn chia đến vòng tròn đáy răng) - h’ Chiều cao đỉnh răng(từ vòng tròn chia đến vòng tròn đỉnh răng) - Z: Số răng của bánh răng p: Bước trên vòng chia của thanh răng sinh 1- Đặc tính cơ bản của bánh răng thân khai : 1.1. Nguyên lý tạo đường thân khai : §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 7 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp Cho một đường thẳng  lăn không trượt trên một vòng tròn  âm 0 và bán kính r 0 khi đó quỹ đạo của một điểm M bất kỳ trên đường thẳng  chính là một đường thân khai, như hình vẽ: Vòng tròn (0,r 0 ) gọi là vòng tròn của đườ ng thân khai 1.2- Tính chất đường thân k ha i : * Gọi một điểm M trên đường thân khai, M 0 là chân của đường thân khai này trên vòng tròn cơ sở và N là tiếp điểm của vòng tròn cơ sở, với đường tiếp tuyến của nó kẻ từ điểm M ta có: NM 0 = NM *Các đường thân khai của một vòng tròn cơ sở là các đường cách đều nhau theo phương pháp tuyến. Thật vậy nếu gọi M,M ’ là 2 điểm trên đường thẳng  , thì khi cho  lăn không trượt trên đường tròn (O,ro) ta luôn có: MM ’ = M 0 M o * Pháp tuyến đường th ân khai là tiếp tuyến của vòng tròn cơ sở và ngược lại, còn tâm cong của đường thân khai luôn nằm trên đường cơ sở. ở hình vẽ trên tiếp điểm N giữa vòng tròn cơ sở và đường thẳng  là tâm cong của đường thân khai tại điểm M. 1.3 Đặc điểm của đường thân kh a i : Trong ăn khớp của 2 profin thân khai của cặp bánh răng, các điểm tiếp xúc nằm trên đường ăn khớp, có nghĩa là đường pháp tuyến chung cho cạnh răng thân khai tại bất kỳ vị trí tiếp xúc nào đều đi qua một điểm cố định trên đường tiếp tuyến với vòng t ròn cơ sở của bánh răng. Đường thân khai dùng làm cạnh răng bánh răng thì sẽ đảm bảo tỷ số truyền cố định. r x x §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 8 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp 1.4- Phương trình đường thân khai : Phương trình đường thân khai cần thiết cho việc nghiên cứu chế độ ăn khớp của bánh răng và ta dùng toạ độ cực để biểu diễn đường thân khai. Ta lấy tâm O của vòng tròn cơ sở làm gốc toạ độ và cho trục OX đi qua điểm M 0 là chân của đường thân khai trên vòng tròn cơ sở. Khi đó một điểm M bất kỳ trên đường thân khai được xác địn h bằng các toạ độ là bán kính véc tơ r x và góc toạ độ  x . Trong đó: r x = OM  x = MOM 0 Từ hình vẽ ta thấy:  x = MOM 0 = NOM 0 - NOM Hay   NM 0   0 Với  x là góc giữa bán kính véc tơ r x và bán kính r 0 nối tâm của vòng tròn cơ sở và tâm của đường thân khai tại M. Góc  x cũng là góc giữa pháp tuyến của đường thân khai tại M và vận tốc của điểm M khi vòng tròn cơ sở quay quanh §inh.T.Ph¬ng_L¬ng.N.Quyª n Ph¹m.T.Thµnh Líp CTM K2 -Z113 9 Tr êng §HB K H µ N«i § å ¸n t èt nghi Öp O do đó góc  x gọi là góc áp lực. r x x x x Ta có: r x  r 0 cos  x NM NM Mặt khác do tính chất đường thân khai: NM 0 = NM  0  r 0 r 0 Ta có: tg  NM    tg   0 Từ đó ta có phương trình đường thân khai như sau: r x  r 0 cos  x  x  tg  x   x = inv  x II . CÁC PHƯƠNG PHÁP CHÍNH ĐỂ GIA CÔNG BÁNH RĂNG THÂN KHAI : 1- Các đặc tính của quá trình gia công Profile bánh răng : - Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại ở rãnh răng để tạo nên rãnh răng. Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu đảm bảo độ chính xác của profin răng, độ chính xác bước răng( khi ăn khớp), độ đồng tâm của vòng chia với tâm quay của bánh răng. - Theo cách hình thành profin răng người ta chia việc gia công răng thành phương pháp định hình và phương p háp bao hình: 1.1 Cắt răng theo phương pháp chép hình : Profile răng dụng cụ hoặc hình chiếu profile đó là bản chép lại nguyên hình của profile rãnh giữa các răng của bánh răng được gia công. Trong quá trình cắt profile dụng cụ ở tất cả các điểm đều trùng với profin rãnh. Dụng cụ làm việc theo phương pháp này là dao phay đĩa mô đun, dao chuốt 1.2 Cắt răng theo phương pháp bao hì nh : Profile của bánh răng gia công là đường bao các vị trí khác nhau của lưỡi cắt dụng cụ trong quá trình cắt. Dụng cụ l àm việc theo phương pháp này là dao bào, dao xọc, dao phay, dao cà, bánh mài. Nhìn chung các phương pháp gia công này có những đặc điểm sau: - Trong quá trình cắt, tiết diện cắt luôn thay đổi theo từng răng và khi gia công thì một số răng dao cùng cắt mộ t lúc. - Tại từng điểm của lưỡi cắt lực tác dụng khác nhau. Thường ở mỗi điểm của lưỡi cắt thì tốc độ cắt cũng khác nhau và lượng chạy dao cũng khác nhau (xọc răng, lăn răng). - Vì lưỡi cắt có hình dạng phức tạp, chuyển động tương đối của lưỡi cắt so với phôi cũng phức tạp nên góc mài sắc cũng như góc cắt thường không đạt được trị số của điều kiện cắt hợp lý. - Đối với dao cắt răng thì yêu cầu độ chính xác cao( chính xác về thiết kế, về chế tạo, nhiệt luyện, mài sắc) có thể cắt với năng suất lớn, tuổi bền cao. [...]... chính xác gia công cao hơn, số lượng dao dùng ít hơn, chỉ cần dùng 1 dao trên một loại mô đun phay được các bánh răng có số răng khác nhau nhưng giá thành dao đắt hơn III TÌM HIỂU VỀ DAO PHAY LĂN RĂNG : 1 Công dụng, nguyên lý làm việc và các loại kết cấu dao phay lăn răng: 1.1 Giới thiệu về dao phay lăn răng : Dao phay lăn răng là dụng cụ dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoài răng thẳng, răng nghiêng,... mặt kết cấu người ta chia dao phay lăn răng t hành hai loại chính: - Dao phay lăn răng răng liền: Là dao được chế tạo từ một phôi hoàn chỉnh - Dao phay răng chắp: Là dao được chế tạo riêng phần lưỡi cắt bằng vật liệu cắt ghép với thân dao chế tạo từ vật liệu kim loại không mang tính cắt gọt, thường dùng dao răng chắp gia công bánh răng có mô đun m >10 - Nếu dựa vào số đầu mối, thì người ta phân ra dao. .. công - Công thức tính lượng chạy dao phút: Sph = Sz Z.n (mm/ph) Trong đó : Z – số răng dao phay n – số vòng quay trong 1 phút Khi phay thô bằng dao phay có răng gắn hợp kim cứng thì khi cắt thép chọn lượng chạy dao theo răng S z = 0,1  0,12 mm; khi cắt gang chọn S z = 0,18  0,2 mm 3 Cắt răng bằng dao phay lăn răng: - Dao phay lăn răng dùng để gia công tinh và gia công thô các bánh răng hình trụ răng. .. phay một đầu mối và dao phay nhiều đầu mối 1.2- Nguyên lý làm việc của dao phay lăn răng : Dao phay lăn răng làm việc theo nguyên lý bao hình có t âm tích Quá trình hình thành profin răng bánh răng bằng dao phay lăn răng tương tự như quá trình ăn khớp giữa bánh răng gia công với trục vít( Trục vít được coi như bánh răng nghiêng có số răng bằng số đầu mối của trục vít) Để tạo ra mặt trước của răng và. .. tuyến với răng bánh răng( Hình vẽ) Theo nguyên lý ăn khớp dao phay và bánh răng gia công liê n tục quay xung quanh trục của chúng, khi dao phay quay một vòng( dao một đầu mối) thì bánh răng gia công quay được một bước, tức là gia công) Ta có sơ đồ cắt bánh răng gia công như hình vẽ: 1 (z1 là số răng bánh răng Z1 Mỗi răng bánh răng gia công được cắt bằng các răng dao phay Các răng bánh răng phân bố theo... profile dao phụ thuộc vào dạng profin răng của bánh răng gia công, có thể là thân khai, xiclôit, Quá trình hình thành profile của răng bánh răng bằng dao phay lăn răng tương tự như sự ăn khớp bánh răng gia công với trục vít Để tạo thành mặt trước của dao người ta làm các rãnh dọc, thường là rãnh xoắn Còn để tạo góc sau thì phải hớt lưng các mặt sau của răng Kết cấu và thông số hình học của dao phay lăn răng. .. thuộc vào bán kính vòng đỉnh răng, có nghĩa là phụ thuộc vào số răng Z1 của bánh răng gia công Trên cơ sở chiều dài L, số răng dao Z 1 và bước chiều trục của dao phay có thể xác định được số lát cắt để tạo ra prôfile răng Các răng dao phay nằm bên trái điểm K 1 không tham gia tạo hình Các răng đó tham gia cắt sơ bộ đường kính rãnh phôi để giảm tải trọng ở các răng ban đầu 2.Nguyên lý thiết kế dao phay. .. vít mà t rên cơ sở của nó được dùng để thiết kế dao phay lăn răng gọi là trục vít cơ bản trên hình 8 mô tả mặt vít của trục vít cơ bản và các lưỡi cắt của dao phay lăn răng Dao phay lăn răng được chế tạo trên cơ sở trục vít cơ bản có mặt vít cơ bản các lưỡi cắt của dao phay là giao tuyến của mặt trước (rãnh dọc) và mặt sau của răng dao để có góc sau mặt saucủa dao không thể trùng với mặt vít cơ bản... thẳng, răng nghiêng Khi gia công thô thì dùng dao ph ay lăn có hai hoặc nhiều mối ren Khi gia công tinh dùng dao phay lăn có một mối ren - Khi gia công dao có chuyển động quay tròn trên trục của nó, đồng thời có chuyển động thẳng( chuyển động chạy dao s 0) theo hướng trục bánh răng gia công Phôi quay quanh t rục của nó thực hiện chạy dao vòng - Tốc độ cắt bằng dao phay lăn răng được tính theo công thức... xoắn vít dao phay tn : là bước răng dao phay - Tốc độ cắt dựa vào tuổi bền của dao phay là một hàm số của lượng chạy dao vòng S vg của phôi, của mô đun bánh răng gia công, và còn phụ thuộc vật liệu gia công và vật liệu làm dao Các công thức tính tốc độ cắt cho vài trường hợp: Khi cắt thô bánh răng môđun m = 2 - 16 - Với thép 45 có làm nguội: C K K v  0,25v cv m0,25 (/m p)h 0,5 T S vg m - Khi gia công . của răng. Kết cấu và thông số hình học của dao phay lăn răng khá phức tạp. Về mặt kết cấu người ta chia dao phay lăn răng t hành hai loại chính: - Dao phay lăn răng răng liền: Là dao được chế tạo. phân công của khoa cơ khí và các thầy trong bộ môn GCVL và DCCN chúng em được dao nhiệm vụ : “ thiết kế và lập quy trính công nghệ chế tạo dao phay lăn răng với các thông số ban đầu: 1. gia công. : 1. Công dụng, nguyên lý làm việc và các loại kết cấu dao phay lăn r ă ng : 1.1. Giới thiệu về dao phay lăn răng : Dao phay lăn răng là dụng cụ dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoài răng