Nguyên lý cắt và dụng cụ cắt - Chương 7

1
1
Chương 7:
Chương 7:
GIA CÔNG RĂNG
GIA CÔNG RĂNG
(G
(G
ear
ear


machining)
machining)
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG
§7.2- Gia c«ng RĂNG b»ng dao phay m« ®uyn
§7.3- Gia c«ng R NG b»ng dao phay l n trôc vÝtĂ Ă
§7.4- Gia c«ng RĂNG b»ng dao xäc R NGĂ


2
2
Đ7.1- C IM CA QU TRèNH CT BIấN DNG RNG
Specifications of a gear cutting process
Theo cách hỡnh thành prrôfin r ng, việc gia công r ng được chia làm
hai phương pháp:
nh hỡnh v Bao hỡnh.
Tuy nhiờn, c hai phương pháp gia công r ng đều có nh ng đặc điểm
sau:

- Diện tớch cắt luôn thay đổi theo từng r ng và có nhiều r ng cùng
tham gia cắt. Do đó, lực cắt lớn và luôn thay đổi.
- Tốc độ cắt thay đổi theo từng điểm trên lưỡi cắt.
- Lưỡi cắt có biên dạng phức tạp, các chuyển động trong quá trỡnh cắt
cũng rất phức tạp nên các thông số hỡnh học của dao trong quá trỡnh cắt
thường không đạt trị số hợp lý.
- Dao đòi hỏi phải có độ chính xác cao, đắt tiền, tuổi bền lớn.
3
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG
7.1.1 Phương pháp định hình.
(Form - copying method)
Sơ đồ cắt răng bằng dao phay đĩa môđun (a) và dao phay vấu môđun (b)
Cutting diagrams by gear-tooth side milling (a) & gear - tooth end mill (b)
4
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG
7.1.1. Phương pháp định hình.
(Forming/copying method)
-
Là PP gia công răng bằng DCC có hình dáng lưỡi cắt chính gần giống với biên
dạng rãnh giữa hai hoặc nhiều răng của bánh răng cần gia công.
-
Khi cắt răng theo PP này, thường có các chuyển động sau:
+ Chuyển động cắt chính- do dao đảm nhận.
+ Chuyển động phân độ của phôi.
+ Chuyển động chạy dao – do dao hoặc phôi đảm nhận.
+ Chuyển động để cắt hết chiều sâu rãnh răng cần gia công.
-
Ưu điểm:
+ Thực hiện quá trình cắt đơn giản, trên các máy vạn năng
+ với m ≥ 10; PP này chiếm ưu thế.

-
Nhược điểm:
+ Năng xuất thấp
+ Độ chính xác thấp (trừ chuốt răng)
-
Phạm vi sử dụng:
+ Gia công bánh răng trong sx đơn chiếc, loạt nhỏ những bộ truyền có độ cx thấp.
+ Gia công BR có với m ≥ 10.
+ Gia công BR chữ V không có rãnh thoát dao.
5
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG
7.1.2. Phương pháp bao hình. (Generating method)
Sơ đồ cắt răng bằng dao phay lăn trục vít

Cutting diagram by hobs
6
§7.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH CẮT BIÊN DẠNG RĂNG
7.1.2. Phương pháp bao hình. (Generating method)
-
Là PP gia công răng mà biên dạng răng của bánh răng cần gia công được hình
thành nhờ đường bao các vị trí liên tiếp các lưỡi cắt của dao. Như vậy, lưỡi cắt
chính của dao có thể giống & không giống biên dạng răng của BR gia công.
-
Khi cắt răng theo PP này, thường có các chuyển động sau:
+ Chuyển động cắt chính- do dao đảm nhận
+ Chuyển động quay của phôi có liên kết động học với chuyển động quay của dao;
tạo thành chuyển động bao hình phân độ.
+ Chuyển động chạy dao dọc theo trục phôi – do dao hoặc phôi đảm nhận- để cắt
hết bề rộng bánh răng
+ Chuyển động để cắt hết chiều sâu rãnh răng cần gia công.

-
Ưu điểm:
+ Năng xuất cao
+ Chất lượng không phụ thuộc vào số răng.
-
Nhược điểm:
+ Chi phí dao & máy đắt
+ Tính toán điều chỉnh máy phức tạp
-
Phạm vi sử dụng:
Được sử dụng rộng rãi để chế tạo bánh răng
7
Đ7.2- Gia công rng bằng dao phay mô đun
(Grear cutting by gear tooth side milling cutters)
7.2.1. Kt cu ca dao phay a mụ un.
(the structure of a gear-tooth side milling)
Tớnh biờn dng khi gia cụng BR thng:
Bao gồm hai phần:
- Phần làm việc có dạng cung thân khai.(BC)
- Phần chuyển tiếp.(O
1
B)
Phng trỡnh ng thõn khai trong h ta cc
l:

Trong đó:
r
x
- bán kính vectơ tại một điểm bất kỳ trên đư
ờng thân khai.

r
o
- bán kính vòng tròn cơ sở của đường thân
khai.

x
- góc áp lực.

x
- góc thân khai.





==
=
xxxx
x
x
invtg
r
r


cos
0
8
§7.2- Gia c«ng răng b»ng dao phay m« ®un
(Grear cutting by gear tooth side milling cutters)–

7.2.1. Kết cấu của dao phay đĩa mô đun.
(the structure of a gear-tooth side milling)



=
=
xx
xx
ry
rx
δ
δ
cos.
sin.
ex
rrr
≤≤
0
xx
θδδ
+=
0
x
x
x
x
r
r
r

r
00
arccoscos
=⇒=
αα
g
g
g
r
S
.2
=
δ
2
.m
SW
gg
π
==
ZZD
m
r
m
g
gg
g
.2.2.2
.
.4
.

π
δ
πππ
δ
=⇒===
00
.2
α
π
δ
inv
Z
−=
0
.2
αα
π
δ
invinv
Z
xx
−+=
To¹ ®é cña mét ®iÓm M(x,y) bÊt kú:




Mµ :
Thay vào trên có:
;

Sau khi tÝnh ®­îc δ
x
theo

radian vµ ®æi ra ®é sÏ tÝnh ®­îc täa ®é cña ®iÓm M.
xx
inv
αθ
=⇒
Do đó:
00000
&
θδδαααθ
−=−==
g
tginv
0
Mặt khác:
9
§7.2- Gia c«ng răng b»ng dao phay m« ®un
(Grear cutting by gear tooth side milling cutters)–
7.2.1. Kết cấu của dao phay đĩa mô đun.
(the structure of a gear-tooth side milling)




Tính biên dạng khi gia công BR nghiêng:
Xét trong MP pháp tuyến N-N tại tâm ăn khớp của cặp BR nghiêng với đường răng

trên mặt trụ chia, hình cắt sẽ là hình elip; như vậy có thể xem sự ăn khớp khi này
xảy ra giữa hai BR thẳng & dao phay đĩa mô đun đang gia công 1 BR thẳng có bán
kính vòng chia:
Trong đó:
a- bán trục lớn của elip& a= r
g/cosω
b- bán trục nhỏ của elip & b = r
g
Khi đó có:

Các thông số của BR tương đương này được dùng để tính toán hình dáng dao
hoặc chọn số hiệu dao để cắt răng; với các chú ý sau:
- m
tđ
= m
n
= m
s
* cosω
Với: m
n
- mô đun pháp của BR nghiêng; m
s
- mô đun mặt đầu BR nghiêng;
- Khi đó:
b
a
Rtđ
2
=

ω
2
2
cos
g
r
b
a
Rtđ
==
ω
3
cos
Z
Ztđ
=


10
10
Đ3 - Gia công r ng bằng dao phay l n trục vít
Gear Cutting by Hobs
- Kết cấu dao phay l n r ng
- Phương pháp gia công
+ Khả n ng công nghệ
+ ặc điểm chung:
Theo phương pháp bao hỡnh dựa trên nguyên lý n khớp gi a
bánh r ng với trục vít.
Thực chất, dao phay l n r ng là một trục vít, trên đó có chế tạo
các rãnh xoắn để tạo ra mặt trước của r ng và các lưỡi cắt. ể

tạo ra góc sau, mặt sau của r ng dao được hớt lưng theo đường
xoắn Acximét.
Dao phay l n có thể sử dụng một hoặc nhi u đầu mối.
Cho độ chính xác gia công cao, dùng để gia công bánh r ng
trụ n khớp ngoài, bánh vít, bánh r ng ch V & 1 phn
bỏnh rng n khp trong