Bài giảng Máy công cụ - Chương 5: Máy gia công răng

Ch-¬ng 5

M¸y gia c«ng r¨ng

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

§3. M¸y xäc r¨ng

1

Machine Tools & Tribology

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

1.1 Ph-¬ng ph¸p gia c«ng b¸nh r¨ng trô

 m = 1 ÷ 5 mm (Trong m¸y c«ng cô)

 D¹ng r¨ng : th©n khai, xicloit, novikop, th¼ng, nghiªng, v.v...

1. Ph-¬ng ph¸p chÐp h nh

- M¸y phay v¹n n¨ng

- ô ph©n ®é

- Dao phay ®Üa hoÆc ngãn (dao vÊu)

-u ®iÓm :

Kh«ng cÇn m¸y phay chuyªn dïng,dao dÔ chÕ t¹o

Nh-îc ®iÓm :

+ N¨ng suÊt thÊp

+ §é chÝnh x¸c thÊp

+ Mçi dao phay m, cã Z dao chØ g/c ®-îc BR cã Z t-¬ng øng

+ G/c r¨ng nghiªng → sai sè vÒ d¹ng th©n khai

Machine Tools & Tribology

2

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

B¸nh r¨ng th©n

khai lµm dao

2 Ph-¬ng ph¸p bao h nh

* §-êng sinh lµ th©n khai :

* Dao c/® lu«n lu«n tiÕp xóc

®iÓm víi ®-êng sinh

 BR ¨n khíp BR

+ Mét BR ®øng yªn → Ph«i

+ Mét BR quay trßn xung

quanh t©m vµ l¨n → Dao

 TR ¨n khíp BR

Thanh r¨ng

lµm dao

+ Mét BR ®øng yªn → Ph«i

+ Mét TR võa quay võa tÞnh tiÕn → Dao

§Ó ®¬n gi¶n chuyÓn ®éng cña m¸y → truyÒn cho ph«i 1 c/®

Ph-¬ng ph¸p bao h nh g/c r¨ng lµ nh¾c l¹i sù ¨n khíp truyÒn ®éng

theo kiÓu BR - BR hoÆc BR – TR, trong ®ã:

1 ®ãng vai trß cña dao - 1 ®ãng vai trß cña ph«i mét c¸ch c-ìng bøc.

( Phay, xäc, bµo, chuèt, mµi r¨ng)

3

Machine Tools & Tribology

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

2.2 Ph-¬ng ph¸p l¨n r¨ng

 Nguyªn lý gia c«ng

¨n khíp BR - ph«i & TR – dao:

CÇn 3 chuyÓn ®éng :

T₃

T₂

+ Q₁, T₂: chuyÓn ®éng bao h nh

+ T₃: g/c hÕt chiÒu dµi r¨ng

→T₂ph¶i lµ tÞnh tiÕn khø håi

T₂®ñ lín ®Ó ¨n khíp hÕt BR

→T₂→ quay v« h¹n mét chiÒu Q₂

→ ¨n khíp TV – BR: Dao phay trôc vÝt

Q₁

4

Machine Tools & Tribology

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

 C¸c chuyÓn ®éng c¬ b¶n cña m¸y

. Gia c«ng b¸nh r¨ng trô r¨ng th¼ng

* M¸y nh¾c l¹i chuyÓn ®éng TV - BR

(TV cã K ®Çu mèi - BR cã Z r¨ng)

* TV lµ dao quay Q₂= 1/K vßng

Q₁

* BR lµ ph«i quay Q₁= 1/Z vßng

T₄

Q₂

* T₃: ch¹y dao, ¨n hÕt chiÒu dµi r¨ng

// víi r¨ng

* T₄: ch¹y dao ¨n hÕt chiÒu cao r¨ng

T₃

* Quay dao mét gãc ϕ sao cho h-íng

r¨ng TV ≡ r¨ng BR

5

Machine Tools & Tribology

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

Q₅

Q₁

2

. Gia c«ng b¸nh r¨ng trô r¨ng nghiªng

T₄

α

i

* C¬ b¶n nh- r¨ng th¼ng, nh-ng khi T₃= T_p

(Tp: b-íc r¨ng)→ ph«i quay bæ xung 1 gãc

360⁰→Q₅

2'

* T₃= S_ith Q = α_i(S_i~ α_i, T_p~ 360⁰)

T₃

* Quay dao mét gãc ϕ= β ± α

Q₂

β : gãc ngiªng BR

α : gãc ngiªng dao

Dao quay ®Ó

2 ph ¬ng

trïng nhau

Phö¬ng ®öêng

xo¾n dao

ö

§öêng r¨ng

ϕ

β

Ph

ö¬ng

r¨ng ph«i

a) ϕ = α

b) ϕ=(β − α)

c) ϕ=(β + α)

6

Machine Tools & Tribology

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

 S¬ ®å kÕt cÊu ®éng häc

- XÝch tèc ®é: t¹o ra tèc ®é c¾t

1

§C

Q₁

t_x

n_§C.i_c®1-2.i_v= n (v/ph)

(Q₂: t¹o h nh ®¬n gi¶n)

i_v

S

- XÝch bao h nh: Q₂& Q₁( dao →ph«i )

2

1/K vg dao.i_c®1-2.i_c®3-4.i_x.i_c®4-5= 1/Z vg ph«i

 1 vßng dao.i_c®.i_x= K / Z vg ph«i

i_x: ch¹c BR thay thÕ ®Ó ®iÒu chØnh khi

K, Z biÕn ®æi.

Q₂

T₃

i_s

6

5

i_x

- XÝch ch¹y dao th¼ng ®øng:

(c¾t hÕt chiÒu dµi r¨ng): T₃

3

4

1 vßng ph«i. i_c®5-6.i_s.t_x= S mm

(®Ó tÝnh n¨ng suÊt cña m¸y)

7

Machine Tools & Tribology

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

1

Q₅

Q₁

- XÝch vi sai c¾t b¸nh r¨ng nghiªng:

§C

t_x

+ Bµn dao tÞnh tiÕn T₃→ph«i quay thªm Q₅

i_v

+ XÝch nèi tõ vitme tíi ph«i : ph«i nhËn Q₁

& Q₅→ c¬ cÊu hîp thµnh.

S

2

Q₂

T₃

T/tx vg vitme.i_c®6-7.i_y.i_HT.i_c®4-5.i_x= ±1 vg ph«i

T: B-íc cña BR nghiªng

(+) → Q₁& Q₅cïng chiÒu - xo¾n ph¶i

(-) → Q₁& Q₅ng-îc chiÒu - xo¾n tr¸i

- S¬ ®å kÕt cÊu ®éng häc m¸y l¨n r¨ng:

+ Hai ph-¬ng ¸n s¬ ®å kÕt cÊu :

i_s

5

6

i_x

HT

3

4

7

i_y

K

Z_ph«i

§– c ã :

i_x= k₁.

π.m_n.Z_ph«i

T =

8

Machine Tools & Tribology

Sinβ

§1. Nguyªn lý gia c«ng b¸nh r¨ng

 Ph-¬ng ¸n 1: i_xtrong 4 - 5

11

QQ₅₅

§§CC

+ Ph-¬ng tr nh xÝch vi sai:

QQ₁₁

T

t_x

tt_x_x

.i_y.i_HT.i_x.i_C§= ±1

i_v_v

i

t_x

i_y= k₂. = k₂.

T.i_x

t_x.Sinβ

S

π.m_n.Z_ph«i.i_x

2

Q₂₂

Q

t_x.Sinβ

i_y= k₂.

T₃₃

T

π.m_n.k₁.K

i_s_s

i

(Kh«ng phô thuéc Zph«i)

 Ph-¬ng ¸n 2: i_xtrong 2 - 3

+ Ph-¬ng tr nh xÝch vi sai:

5

6

i_x

T

t_x

.i_y.i_HT.i_C§= ±1

HT

3

4

t_x

t_x.Sinβ

i_y= k₂. = k₂.

7

T

π.m_n.Z_ph«i

(Phô thuéc Z_ph«i) Tuy cïng β→ β₁& β₂

i_y_y

i

9

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

Ký hiÖu: 5e32

5: m¸y gia c«ng r¨ng;

E :c¶i tiÕn;

3 :chØ lo¹i r¨ng;

2 :kÝch th-íc:

m_max= 6^mm; D_Pmax= 120 - 750^mm

B_max= 250^mm

2.1 C¸c bé phËn chÝnh cña m¸y

1- Th©n m¸y; 2- Trô ®øng mang dao;

3- Trô ®ì ph«i; 4- Dao; 5- §éng c¬

®iÖn phô; 6- Bµn m¸y di ®éng h-íng

kÝnh; 7- Ph«i; 8- ô g¸ ph«i; 9,10- Hép

l¾p ch¹c BRTT.

10

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

S¬ ®å ®éng:

N=0,18kW

n=1400vg/ph

Bàn dao kÐo dµi

76

18

77

72

t=5x1

120

§

9

4

78

79

16

vii

vi

25

k=1

72

t=10x1

80

18

vi

vii

v

35

25

16

xxx

v

k=4

25

xxxii

t=5x1

50

10

xxiv

20

xxix

xxxi

iv

k=1

b₁

xxviii

35

k=5

xiv

d₁

c₁

10

xxv

30

a₁

24

xv

d

M₃

xiii

xxvi

k=2

30

xvi

c

46

f

82

t=10x1

20

30

viii

M₅

96

k=1

xii

b

x

xxvii

xi

a

25

e

25

d₂=240

M₄

xi

ix 81

iii

xxiii

30

32

B

20

M₂

34

30

k=1

35

30

46

i

M₁

25

N=1kW

A

ii_a

DS

K=4

n=1440vg/ph

42

19

A

xxii

36

16

xix

k=16

§

2

ii_b

xvii

35

48

xxi

19

36

16

45

§

1

xx

xviii

N=45kW

n=1440vg/ph

d₁=126

a₂b₂c₂d₂

11

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

2.2 C¸c xÝch truyÒn ®éng chÝnh

 XÝch tèc ®é : Ph-¬ng tr nh xÝch ®éng:

126

240

32

48

35

A



25

18

72



1440.

(I).0,99. (II ) or (II ) . .(III). (IV). (V). (VI). (VII) = n





a

b

dao

B





n_dao

B 125

A

i_V= =

→C«ng thøc ®iÒu chØnh:

1000V_dao

n_dao=

π.D_dao

IIa →III vµ IIb→III cã A kh¸c nhau, m = const → Z_A+ Z_B= 70.

§æi chiÒu quay cña dao: l¾p A lªn II_b.

12

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

. XÝch bao h nh (XÝch ph©n ®é).

 L-îng di ®éng tÝnh to¸n: 1vg dao phay TV→K/Z_phvg b¸nh r¨ng gia

72

18

25

a c

25

46

K

Z_ph«i

c«ng.

1 (VII). (VI). (V). (IV). (III). (VIII).

vgdao

e

f

1

i_VS(= 1) :M₄. (XII). . (XIII). (XIV) =

b d 96

 Khi c¾t BR th¼ng: M₄(XI) khíp vÊu víi 81 (IX) →VS: nèi trôc, i_vs= 1

a c 24.K

C«ng thøc ®iÒu chØnh:

i_x= . =

b d

e

f

e 36

= hoÆc

f 36

24

48

Z.

e 36 a c 24.K

Khi: Z_ph«i< 161→ LÊy = ⇒ . =

f 36 b d Z

e 24 a c 48.K

Khi: Z_ph«i> 161→ LÊy = ⇒ . =

f 48 b d Z

Cã c¸c BRTT: Z= 23, 24, 25, 30, ..., 98, 100.

13

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

. XÝch ch¹y dao th¼ng ®øng

 L-îng di ®éng tÝnh to¸n: 1 vg ph«i→S_§(mm) cña dao phay.

a₁c₁

1_vgph«i. (VIII). (XV). . (XVI)(M₁)(XVII). (XX). (XXI). (XXII). (M₂)(XXIII)(M₃). .10 = S_§

24 b₁d₁36 19 16 20 30

96

2

45

19

16

4

5

1

a₁c₁

i_S= . = S_§

3

C«ng thøc ®iÒu chØnh:

b₁d₁10

. XÝch vi sai : dïng khi c¾t r¨ng nghiªng: i_VS= 2, ng¾t M₄®ãng M₅

 L-îng di ®éng tÝnh to¸n:±1vg ph«i→T(mm) ch¹y dao ®øng cña dao.

T

10

1

30

(XXVIII). (M₃)(XXIII)(M₂). (XXII). (XXI). (XX). .(XVII) . (XVIII).

16 19 45 b₂d₂

20

4

16

19

36

a₂c₂

5

e a c 1

f b d 96

CÇn dÉ n

. (X)(M₅).i_VS(= 2). . . . = ±1

30

82

M

5

e a c

Thay : . . vµo ⇒ i_y= . =

f b d b₂d₂T.K

a₂c₂25Z

a₂c₂7,95775Sinβ

Cho :β,m_n→ i_y= . =

b₂d₂

m_n.K

81

14

4

Machine Tools & Tribology

M

. XÝch ch¹y dao h-íng kÝnh cña trôc dao phay:

– L-îng di ®éng tÝnh to¸n : 1 vßng ph«i → S_Kmm

96 2 a₁c₁

1. . . . (M₁) . . . (M₂) . . . .10 = S_K

1 24 b₁d₁36 19 16 20 20 20 20 25

45 19 16 4

10 4 10 20

a c₁

b₁d₁4

5

¹. = S_K

. XÝch ch¹y dao h-íng trôc:

Dïng khi gc b¸nh vÝt theo ph-¬ng ph¸p ch¹y dao h-íng trôc. Ph¶i l¾p

bµn dao kÐo dµi: nèi trôc XXIX víi trôc XXII.

- L-îng di ®éng tÝnh to¸n: 1 vg ph«iS_tr

- Ph-¬ng tr nh xÝch ®éng:

a₁c₁

96 2

1. . . . (M₁) . . (XXII)x(XXIX). . . .5(XXXII) = S_tr

1 24 b₁d₁36 19 16 16 35 50

45 19 16

16 35 1

C«ng thøc ®iÒu chØnh:

a c₁

¹. = S_tr

b₁d₁

15

Machine Tools & Tribology

. XÝch di ®éng dao phay

- Di chuyÓn nhanh dao phay - h-íng trôc - khi ch¹m c«ng t¾c hµnh tr nh -

®/c = R¬le thêi gian →di chuyÓn nhanh trôc chÝnh VII:

9 1

16 120

1400. .

.5 = 32,5m/ph

– Bµn dao di ®éng nhanh th¼ng ®øng : xuÊt ph¸t tõ §₂

16 45 19 16 4

V_n§= 1440. . . . . (M₂)(M₃) .10 = 229mm/ph

42 36 19 16 20 30

5

– Trô ®øng di ®éng nhanh h-íng kÝnh : xp tõ §₂qua M₂ng¾t M₃→XXVII

16 45 19 16 4

V_nK= 1440. . . . . (M₂) . . . .10 = 55mm/ph

42 36 19 16 20 20 20 20 25

10 4 10 20

– Di ®éng bµn dao th¼ng ®øng b»ng tay:

Tay quay → M₂më , M₃®ãng :

5

S_§= 1_vgTQ(M₃) .10 = 1,6mm

30

– Di ®éng h-íng kÝnh trôc bµn dao b»ng tay

10 20

20 25

S_K= 1_vgTQ. . .10 = 4mm

HoÆc 1/200 vßng TQ → S_K= 4/200 = 0,02^mm

– Ngoµi ra ch¹y dao nhanh h-íng trôc cña trôc chÝnh VII – ChØ khi l¾p

bµn dao kÐo dµi.

16

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

2.3. ®iÒu chØnh m¸y gia c«ng b¸nh vÝt:

Hai ph-¬ng ph¸p:

Q₂

S_tr



Ch¹y dao h-íng trôc:

Q₁

Q₂



Ch¹y dao h-íng kÝnh:

S_k

17

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

–

Ph-¬ng ph¸p ch¹y dao h-íng kÝnh:

Q₁

Q₂

. Trôc dao ϕ= 0 - n»m ngang.

1000.V_d

n =

. XÝch tèc ®é :

π.D_d

S_k

a c 24.K

. XÝch bao h nh :

. =

e

f

b d

Z.

a c₁

b₁d₁4

5

¹. = S_K

. XÝch ch¹y dao h-íng kÝnh:

: 1 vßng bµn m¸y-S_Kmm

Ph-¬ng ph¸p ch¹y dao h-íng trôc:

a c₁

b₁d₁

¹. = S_tr

XÝch ch¹y dao HT :

: 1 vg bµn m¸y- S_trmm dao phay

. Pt xÝch :

96 2 a₁c₁

45 19 16

36 19 16

16 35 1

16 35 50

1. . . . (M₁) . . (XXII)x(XXIX) . . .5(XXXII) = S_tr

1 24 b₁d₁

18

Machine Tools & Tribology

§2. M¸y phay l¨n r¨ng 5E32

. Dao phay di ®éng S_tr

S_tr

π.Z.m_tr

→ BR gia c«ng ph¶i quay bæ sung

Z : Sè r¨ng cña b¸nh vÝt.

vßng

m_tr: m« ®un chiÒu trôc b¸nh vÝt.

S_tr: ch¹y dao h-íng trôc (chän theo b¶ng chÕ ®é c¾t).

. XÝch nèi tõ trôc vÝt me XXXII xuèng bµn m¸y :

S_tr

Z.m_tr

35

S_trdao phay →

vßng ph«i

S

50

16

S_tr

19

^tr(XXXII). (XXXI). (XXX). (XXIIX). (XXI). (XX).

5

1

35

36

45

a₂c₂1

b₂d₂30

e a c 1

f b d 96 π.Z.m_tr

(XVI). . . .i_VS(= 2). . . . =

e a c 24.K

Tacã : . . =

f b d

Z

a₂c₂

→ . =

15.Z

2,38733

m_tr.K

⇒ . =

b₂d₂2π.Z.m_tr.K b₂d₂

19

Machine Tools & Tribology

§3. M¸y xäc r¨ng

Gia c«ng BR trô th¼ng, r¨ng nghiªng,

r¨ng V, trôc then hoa, r¨ng trong, bËc

D = 20 - 1600^mm; β= 30⁰, m_max= 12^mm

KÝ hiÖu : 512, 5A12, 514, 5A14, …

Dao xäc

Q₂

Q₁

T₄(S_k)

3.1 C¸c chuyÓn ®éng t¹o h nh bÒ

mÆt vµ chu tr nh gia c«ng

T₃

–

Nguyªn l : nh¾c l¹i chuyÓn ®éng ¨n

khíp gi÷a BR-BR ( 1 lµ dao&1 lµ ph«i )

C¸c chuyÓn ®éng:

P h «i

A₀

Q₁

. ChuyÓn ®éng c¾t gät T₃- ®¬n gi¶n.

Q₂

. ChuyÓn ®éng bao h nh : Q₁& Q₂¨n

khíp ®Ó c¾t dÇn tõng líp phoi - c/®

t¹o h nh phøc t¹p.

A

B

1 r¨ng dao → 1 r¨ng ph«i

1/Z_daovßng → 1/Z_ph«ivßng

S_k

Q₂

20

Machine Tools & Tribology

Q₁