Đề tài Thiết kế các đồ gá mài lỗ, mài prôfin răng, mài mặt tựa, đồ gá kiểm tra sai lệch góc trước

b = 900, tức là nếu đường sinh làm với trục OO' một góc vuông, thì mặt vít acsimet sẽ có dạng một mặt helicoit thẳng. Trục vít có ren vuông, mặt rước của dao phay răng xoắn, trong đó kể cả dao phay lăn răng khi g = 00 là những ví dụ về mặt helicoit thẳng. Mặt vít acsimet không thể khai triển trên mặt phẳng được, do đó không thể gia công nó bằng cách dùng mặt phẳng hay một mặt bất kỳ khác, mà chỉ có thể dùng một đường (lưỡi cắt) để tạo nên. Đặc tính này của mặt acsimet có thể dùng để giải thích các hiện tượng sau đây. Đối với dao phay lăn, các rãnh dọc là những mặt xoắn, acsimet có góc nghiêng lớn, ví dụ như dao phay nhiều đầu mối với đường kính ngoài nhỏ, nếu dùng mặt côn của đá mài để mài sắc thì mặt trước của dao sẽ mắc sai số. Sở dĩ có sai số như vậy là vì không thể dùng mặt côn để gia công mặt vít acsimet. Để làm sai số mặt trước này, phải làm cho đường sinh của prôfin làm việc của đá mài có dạng lồi. Đương nhiên khi mài sắc rãnh dọc của dao phay lăn răng có độ nghiêng rất nhỏ thì sai số này vẫn có nhưng rất nhỏ, và trong thực tế có thể bỏ qua. Khi dùng dao phay hình đã để cắt răng xoắn có prôfin hình chữ nhật hoặc khi mài những rãnh này bằng mặt đầu của đá mài, tức là khi dùng mặt phẳng để gia công mặt vít acsimet, thì cũng xảy ra các sai số bề mặt tương tự. Khi cắt mặt vít acsimet bằng mặt phẳng đi qua trục, ta được đường thẳng nghiêng với trục một góc nhất định. Đặc tính này cho phép dùng lưỡi cắt là đường thẳng để gia công mặt vít acsimet, cũng như có thể dựa vào đường thẳng ở tiết diện qua trục mà dễ dàng kiểm tra độ chính xác của mặt vít acsimet, do đó mà đảm bảo đạt được độ chính xác gia công và kiểm tra. Nếu cắt bằng một mặt phẳng AA thẳng góc với trục thì ở tiết diện này ta được đường xoắn acsimet, do đó mà có tên gọi là mặt vít acsimet. ở tiết diện thẳng góc với đường vít, mặt vit acsimet sẽ có dạng đường cong. 2. Mặt vít hở (convolint). Mặt này được tạo nên bởi chuyển động vít của đường sinh thẳng AB, không cắt trục chuyển động vít nhưng nghiêng với trục này một góc b. Trong quá trình chuyển đông, đường sinh thẳng luôn luôn tiếp tuyến với mặt trụ là mặt trụ định hướng, có bán kính OB = r. Trong thực tế, ví dụ khi dùng dao tiện hình thang với lưỡi cắt thẳng để cắt trục hay dao phay lăn răng), ta sẽ được mặt vít convoliut nếu như mặt trước của dao tiện đặt thẳng góc với hướng đường vít của trục vít hoặc thẳng góc với hướng rãnh giữa các đường vít. Mặt trước của dao phay lăn và của các dao phay hình trụ khác cũng sẽ là convoliut, nếu mặt trước này có góc trước dương. Nói chung, mặt convoliut không trải được trên mặt phẳng và do đó không thể dùng mặt phẳng để gia công được. Tiết diện thẳng góc với đường vit hoặc rãnh có dạng thẳng, nên ở tiết diện này có thể tiến hành kiểm tra được dễ dàng. ở tiết diện hướng trục, mặt convoliut có dạng đường cong, còn ở tiết diện BB thẳng góc với trục - là đường cong, gọi là đường thân khai kéo dài. 3. Mặt vit thân khai. Như trên đã chỉ rõ, mặt vít convoliut nó chung không khai triển trên mặt phẳng được. Nhưng trong trường hợp đặc biệt, khi đường sinh thẳng nghiêng với trục một góc b, bằng góc nghiêng của đường vít trên trụ dẫn hướng thì ta có mặt vit convoliut trải được trên mặt phẳng và có thể dùng mặt phẳng để gia công được. Mặt vit này gọi là mặt vít thân khai. Đường sinh thẳng AB luôn luôn tiếp tuyến với đường vít đó trên mặt trụ định hướng. Mặt vít thân khai có thể trải trên mặt phẳng và có thể dùng mặt phẳng để gia công nên có khả năng chế tạo nó với năng suất và độ chính xác cao. Do đó, mặt thân khai được sử dụng rộng rãi trong thiết kế bánh răng và dụng cụ cắt răng. Thanh răng thân khai và thanh răng sinh (dụng cụ) vì có dạng thẳng nên tạo được mặt vít thân khai có đặc tính kể trên. Trong những đặc tính khác của mặt vít thân khai còn phải chú ý rằng trong tiết diện thẳng với trục, mặt vít cho ta thường thân khai. Còn ở bất kỳ tiết diện khác cắt trục, kể cả tiết diện qua trục, ta được đường cong không phải là thân khai. Nếu dùng mặt phẳng tiếp tuyến với trụ định hướng để cắt mặt vít thân khai, thì rõ ràng là tiết diện này sẽ chứa đường sinh thẳng, tức là trong tiết diện này ta sẽ có đường thẳng, nghiêng với trục một góc b. Khi kiểm tra prôfin của trục vít thân khai, của dao cà mặt vít thân khai v.v người ta lợi dụng đặc tính này: ở cách trục vítt một đoạn r0 (bán kính mặt trụ định hướng), ta đặt trước mẫu nghiêng với trục một góc b. ở vị trí này, thước kiểm sẽ trùng hoàn toàn (không để lọt ánh sáng) với prôfin cần kiểm tra theo đường sinh thẳng. Việc rút ra các phương trình của các mặt vít kẻ trình bày ở đây là sự ứng dụng những phương trình này trong việc hiết kế dụng cụ cắt răng đã được trình bày. Phần II Chương I: Lý thuyết cơ bản và phương pháp tính toán thiết kế dao xọc răng Phần A: lý thuyết cơ bản về dao xọc răng I. Công dụng - phạm vi sử dụng - phân loại 1. Nguyên lý: Dao xọc răng được dùng để gia công bánh răng trụ theo nguyên lý bao hình, nhắc lại sự ăn khớp giữa bánh răng và bánh răng. Tâm tích của nó là vòng tròn. Trong quá trình cắt gọt xọc có chuyển động cắt thẳng hoặc xoắn vít đi lại, chuyển động chạy dao được thực hiện bằng chuyển động quay tương đối của dao xọc và phôi xung quanh trục của chúng. 2. Các chuyển động chính (hình 1): - Chuyển động chạy dao vòng CL và CU. Khi dao chạy được một thì phôi cũng phải quay để cắt hết số răng của bánh răng. - Chuyển động cắt A để chắt hết chiều dài răng. - Chuyển động chạy dao hướng kính B để cắt đạt chiều cao răng. - Chuyển động nhường dao D để chống mài mòn mặt sau dao khi dao chạy không. 3. Phạm vi ứng dụng. Dao xọc là một dụng cụ cắt răng vạn năng nhất nó có thể thay thế các loại dao cắt răng khác để gia công bất cứ bánh răng hình trụ nào. Phạm vi của nó được ứng dụng: Cắt răng có vai gờ, cắt bánh răng bậc, bánh răng ăn khớp trong, bánh răng chữ V có hoặc không có rãnh thoát, cắt vành răng v.v Hình 1 - Nguyên lý gia công 4. Các loại dao xọc. - Dao xọc dạng đĩa: Cắt bánh răng trụ răng thẳng (hình a) - Dao xọc dạng cốc: Cắt bánh răng bậc (hình b) - Dao xọc răng nghiêng: Cắt bánh răng nghiêng (hình c) - Dao xọc răng nghiêng: Cắt bánh răng chữ V (hình d) - Dao xọc răng chuôi liền: Cắt bánh răng ăn khớp trong (hình e). Hình 2 - Các loại dao xọc. II. Kết cấu dao xọc - nguyên lý thiết kế. Dao xọc răng có thể coi là một bánh răng ăn khớp với bánh răng được gia công. Nhưng muốn cắt gọt được phải tạo ra lưỡi cắt đó là giao tuyến của mặt trước và mặt sau và tại điểm trên lưỡi cắt phải đảm bảo góc trước g và góc sau a luôn > 0. Mặt khác, khi mòn dao được mài theo mặt trước, prôfin bánh răng gia công so với lưỡi ban đầu. Đồng thời để tăng tuổi thọ của dao, số lần mài sắc phải lớn đến giới hạn bền cho trước. Có thể coi dao xọc là một bánh răng dịch chỉnh với răng thẳng hoặc (răng nghiêng) có các góc cắt tương ứng. Để tạo nên góc sau đỉnh và góc sau bên răng dao được hình thành bằng cách dịch chỉnh thanh răng để ở mỗi tiết diện thẳng góc với trục dao, có khoảng dịch chỉnh x = x. m. Xét các tiết diện thẳng góc với trục dao. - AA là tiết diện có khoảng dịch chỉnh dương x.m > 0. - BB là tiết diện có khoảng dịch bằng không x.m = 0. Tiết diện BB là bánh răng quy chuẩn - CC là tiết diện có khoảng dịch chỉnh âm x.m < 0. Khoảng dịch chỉnh của thanh răng giảm dần từ mặt trước AA đến mặt CC đã tạo nên góc sau trên đỉnh răng ađ và bên răngab ở cạnh bên răng. Như vậy dao xọc có thể coi như tập hợp của vô số bánh răng có chiều dày nhỏ vô hạn DH và lượng dịch dao Dxm trên cùng một trục ghép lại có lượng dịch chỉnh dương, băng không và âm. Mỗi bánh răng thành phần đều được tạo ra bằng chuyển động bao hình của thanh răng với prôfin au' Hình 4: Sự hình thành prôfin răng dao xọc Bởi vậy tại mỗi tiết diện bất kỳ vuông góc với trục dao đều có cùng một prôfin thân khai, do đó khi dao mòn được mài sắc lại, mặt trước dao vẫn đảm bảo prôfin thân khai. Mặt sau của dao xọc giả thiết rằng được tạo bởi thanh răng khởi thuỷ có góc trước băng 0. Hình 5 Khi tạo hình prôfin răng dao xọc, tâm tích của thanh răng sẽ lăn không trượt với vòng tròn tâm tích của bánh răng (dao xọc). Để dao xọc có góc sau dương (+) thì khi thanh răng di chuyển dọc trục xác định phải theo một phương không song song với trục mà nghiêng với trục một góc. Khi đó chuyển động tạo hình vẫn không thay đổi. Với chuyển động như thế dao xọc tạo thành sẽ có bề mặt ngoài (mặt đỉnh răng) là mặt côn và lưỡi cắt ở định dọc xọc có góc sau ađ bằng góc giữa trục dao xọc và phương chuyển động tịnh tiến của thanh răng. Các cạnh bên của thanh răng khi chuyển động sẽ tạo thành các mặt bên của dao xọc, kết hợp chuyển động: Tạo hình đường thân khai quay đều quanh trục dao xọc và chuyển động thẳng đều dọc trục thì đường thân khai sẽ tạo nên mặt xắn thân khai trong không gian. Do đó mặt bên tạo thành của răng dao xọc sẽ là mặt xoắn vít thân khai. Điều đó cho phép khi chế tạo có thể mài mặt bên bằng đá mài phẳng và như vậy sẽ đạt được độ chính xác gia công cao. - Khảo sát tiết diện I - I Tiết diện I - I vuông góc với trục dao xọc ở tiết diện đó đường trung bình của thanh răng khởi thuỷ và vòng tròn tâm tích của dao xọc tiếp xúc nhau. ở tiết diện này khoảng dịch chỉnh của biên hình thanh răng x.m = 0 được gọi là tiết diện khởi thuỷ, còn khoảng cách từ tiết diện đó đến mặt đầu phía trước gọi là khoảng cách khởi thuỷ. ở tiết diện khởi thuỷ các kích thước răng dao xọc bằng kích thước tương ứng của dạng sinh thanh răng. + Chiều cao đầu răng h'u = 1,25m. + Chiều cao chân răng h''u = 1,25m. + Chiều dày răng theo cung vòng tròn tâm tích bằng chiều rộng rãnh thanh răng theo đường thẳng tâm tích. Để đảm bảo khe hở khi các răng ăn khớp, chiều dày răng dao xọc theo vòng trong tâm tích ở tiết diện khởi thuỷ thường lấy lớn hơn một ít so với kích thước lý thuyết. + Đường kính vòng chia của dao xọc ở tiết diện khởi thuỷ Tiết diện II - II Cách tiết diện I - I một đoạn y, prôfin răng dao xọc cũng được tạo thành bởi prôfin thanh răng như ở tiết diện I - I nhưng prôfin 2 ở tiết diện II - II có khoảng cách đến tâm lớn hơn khoảng cách của prôfin 1 một giá trị là x. X = y. tgađ Như vậy do kết quả tạo hình, prôfin ở tiết diện tuỳ ý II - II là prôfin của răng có dịch chỉnh Với hệ số dịch chỉnh ở mỗi tiết diện có hệ số dịch chỉnh khác nhau và nó tỷ lệ thuận với khoảng cách từ tiết diện khởi thuỷ đến tiết diện khảo sát. Prôfin răng dao xọc không thay đổi khi chuyển từ tiết diện này sang tiết diện khác (tiết diện vuông góc với trục) do đó bán kính tâm tích của dao xọc khi ăn khớp với thanh răng không thay đổi. Đó cũng là vòng chia của dao xọc có bước răng của thanh răng khởi thuỷ tu = m.m. Do đó vòng tròn cơ sở có bán kính là: Trong đó: rdu: Bán kính vòng chia dao xọc. ad: Góc prôfin của thanh răng khởi thuỷ. 1. Các kích thước của răng dao xọc ở tiết diện bất kỳ vuông góc với trục dao: - Chiều cao đầu răng: - Chiều cao chân răng: - Chiều dày răng dao theo cung vòng chia bằng chiều rộng rãnh của thanh răng theo tâm tích: Như vậy ở tiết diện bất kỳ chiều dày răng dao xọc theo vòng chia khác với chiều dày răng dao xọc ở tiết diện khởi thuỷ một lượng. Sdi = Sdi - Sdu = 2y. tgađ . tga 2. Profin răng dao ở tiết diện bất kỳ thẳng góc: Prôfin của dao xọc ăn khớp đúng với prôfin thanh răng khởi thuỷ. Nên nó là đường thân khai, đường thân khai đó ở mỗi tiết diện vuông góc với trục được tạo thành từ một vòng cơ sở có bán kính r0. Nghĩa là ở các tiết diện khác nhau, prôfin thân khai của răng dao xọc là những đoạn thẳng khác nhau của một đường thân khai. Khi chuyển từ tiết diện khởi thuỷ sang tiết diện khác đường thân khai sẽ quay một góc quanh trục của nó. Góc quay của đường thân khai của răng dao xọc e đo theo cung vòng chia chuyển từ tiết diện khởi thuỷ đến tiết diện bất kỳ với khoảng cách y giữa các tiết diện đó. Để nhận được prôfin của răng dao xọc ở tiết diện bất kỳ cần phải cho đường thân khai prôfin răng dao xọc thực hiện đồng thời vừa tịnh tiến dọc trục vừa quay đều quanh trục dao để tạo thành bề mặt xoắn vít thân khai có bước không đổi. Bề mặt xoắn vít thân khai đó là mặt sau bên của dao xọc. Bước của bề mặt xoắn vít đó bằng khoảng cách y khi đường thân khai quay hết một vòng có nghĩa là: Khi e 2p: Bước vít: 3. Góc sau và góc trước ở lưỡi cắt dao xọc. Với mặt sau bên là mặt xoắn vít thân khai đảm bảo lưỡi cắt bên của dao xọc có góc sau ab. Giá trị góc sau bên ab tại một điểm bất kỳ trên lưỡi cắt bên của dao xọc đo trong tiết diện hình trụ đồng tâm với trục dao sẽ bằng góc nghiêng của mặt vít. Do đó Góc sau ở tiết diện hình trụ chia: Khi nghiên cứu quá trình cắt cần phải xác định góc sau ở tiết diện pháp tuyến với lưỡi cắt của dao xọc. a min b ẹửụứng xoaộn vớt treõn maởt truù cụ sụỷ a a' b Quỹ đạo cắt Maởt xoaộn vớt thaõn khai b a B B Maởt truù cụ sụỷ a 0 b 0 a' 0 a 0 b 0 A B C Hình 6: Các góc ở lưỡi cắt dao xọc Góc đỉnh ở răng: Góc sau ở đỉnh răng theo tiêu chuẩn thường chọn ađ =60 góc này quyết định mức độ thay đổi khoảng dịch chỉnh của thanh răng theo chiều dao xọc, nó cũng ảnh hưởng đến trị số góc sau tại các phía bên vì góc là hàm của góc sau đỉnh ađ. Bất luận ở trạng thái tĩnh hay động góc sau ở đỉnh răng dao xọc đều như nhau. Góc sau a0c ở mặt bên răng dao xọc trong tiết diện pháp tuyến theo (hình 6). Góc sau aoc có ý nghĩa về mặt quá trình cắt, đó là góc sau nhỏ nhất ở phía bên răng dao xác định độ mòn mặt sau (lượng chạy dao ít ảnh hưởng đến góc cắt về trị số nên có thể bỏ qua). Góc sau aoc tương ứng với khoảng cách nhỏ nhất từ quỹ đạo aa' đến mặt sau dụng cụ ab phải được đo trong tiết diện đi qua quỹ đạo cắt, đồng thời vuông góc với mặt sau. Tiết diện này là mặt phẳng BB tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở. Trong không gian nó sẽ cắt mặt xoắn thân khai theo đường thẳng ab. Đường thẳng ab là đường sinh của bề mặt được tạo nên bằng cách khai triển đoạn a0b0 của đường xoắn trên mặt trụ cơ sở. Như vậy trong không gian thì ab = a0b0. Từ lý thuyết về các mặt soắn thì đường sinh là đường nghiêng nhất và cũng là đường nằm trên mặt xoắn đi qua điểm khảo sát, ở điểm này tiếp tuyến của đường sinh là với mặt phẳng nằm ngang một góc lớn nhất, do đó làm với đường thẳng đứng một góc nhỏ nhất. Vì trong trường hợp này đường thẳng đứng đi qua điểm a là quỹ đạo cắt do đó nó tạo với đường ab nằm trên mặt bên cần tìm một góc nhỏ nhất. Trên sơ đồ khai triển trên mặt phẳng tiết diện của răng dao xọc theo mặt trụ chia, đường xoắn a0b0 trở thành đường thẳng nghiêng với trục dao xọc một góc boc. Trên hình chiếu B có tiết diện răng dao xọc BB Có ab = a0b0 aa' = a0a0' = chiều cao dao xọc. Do đó tam giác aba' = a0b0a'0 và boc = amin = aoc Kết luận này là đúng với điểm a và đúng với bất kỳ điểm nào trên lưỡi cắt aoc nên có thể kết luận rằng: Góc sau thực tế aoc trên mặt bên răng dao xọc ở trạng thái làm việc bằng góc nghiêng boc của đường xoắn trên trụ cơ sở tức là aoc = boc. Đồng thời aoc là trị số không đổi trên toàn bộ chiều dài lưỡi cắt bên. Từ hình khai triển trên mặt trụ chia ta có: Nên tgaoc = tgad. cosaU Thay trị số: tgad = tgađ . tgaU vào ta có tgaoc = tgad. SinaU Giá trị trước ở đỉnh răng: Góc trước ở đỉnh răng được đo bởi mặt phẳng hướng kính đi qua trục dao xọc. Góc trước thường được chọn theo tiêu chuẩn = 50. Trong trạng thái tĩnh cũng như trạng thái động góc trước là không đổi, nó có ảnh hưởng đến góc prôfin của dạng sinh aU. Góc trước gb trên mặt bên prôfin. Góc trước gb được khảo sát ở một điểm bất kỳ trên prôfin cắt trong mặt cắt chính AB vuông góc tại điểm A với hình chiếu lưỡi cắt bên lên mặt đáy. Trong mặt cắt này góc gb được do giữa đường tiếp tuyến với mặt trước ở điểm A và mặt phẳng nằm ngang. Góc trước gb được xác định như sau: tggb = tggđ. Cos (900 - aA) = tggđ. sinaA. aA: Góc áp lực của đường thân khai đối với điểm A. aA được xác định theo công thức Góc g thay đổi theo sự thay đổi bán kính vòng tròn trên đó có điểm khảo sát. Hình 7: Góc trước dao xọc 4. Góc prôfin dao xọc aU: Do có góc trước và góc sau nên prôfin dao xọc không đúng dạng thân khai và có sai số, để xác định sai số khi có góc trước và góc sau ta khảo sát góc prôfin dao xọc ở tiết diện vuông góc với trục dao xọc aU và góc prôfin của hình chiếu lưỡi cắt lên mặt phẳng vuông góc với trục dao, góc prôfin của bánh răng sẽ được gia công aả. Prôfin 2 với góc aU là prôfin của thanh răng khởi thuỷ của dao xọc trên tiết diện thẳng góc với trục, prôfin này hoàn toàn đồng nhất với prôfin của bánh răng gia công. Khi dao có góc trước, prôfin răng dao ở tiết diện NN không trùng với prôfin của hình chiếu mặt trước lên mặt đầu của bánh răng gia công (prôfin 1). Căn cứ trên hình vẽ ta có quan hệ giữa góc prôfin dao xọc aU và góc prôfin của bánh răng sẽ được gia công như sau: Cb = dc. tgađ = h.tggđ. tgađ Hình 8: Xác định góc prôfin Do đó: tgaU = Như vậy muốn cắt được bánh răng góc có góc prôfin aả thì dao xọc phải có prôfin aU > aả. Thí dụ muốn cắt bánh răng có aả = 200 dao xọc có gđ = 50; ađ = 60 thì góc prôfin của dao xọc aU = 20010'14,5" Mặt bên răng dao xọc được hình thành bởi thanh răng có góc prôfin là aU như vậy đường kính vòng cơ sở của dao xọc sẽ là: dOU = ddU.cosaU = m.ZU. cosaU. Trong đó: ddU là đường kính hình trụ chia của dao xọc. Vị trí tương đối của vòng cơ sở răng dao xọc. Khi thiết kế dao xọc có thể gặp các trường hợp sau: Về vị trí tương đối của vòng cơ sở và răng dao xọc. Trường hợp 1 (d0 < Di) Vòng cơ sở nằm trong thân dao xọc, ở tiết diện bất kỳ prôfin răng dao hoàn toàn có dạng thân khai, do đó số lần mài lại lớn. Trường hợp này tồn tại ở dao xọc có số răng lớn. Trường hợp 2 (d0 > Di) Vòng tròn cơ sở đi qua răng dao, ở trường hợp này đoạn không thân khai nằm giữa vòng tròn cơ sở và vòng chân răng, trường hợp này tồn tại ở dao xọc có số răng nhỏ. Trường hợp 3. Nằm giữa 2 trường hợp trên, ở các tiết diện trên thì vòng cơ sở nằm trong thân dao còn ở tiết diện phía dưới thì vòng cơ sở đia qua răng dao xọc. Trường hợp này tồn tại ở dao xọc có số răng trung bình. Hình 9: Vị trí tương đối của vòng cơ sở và răng dao xọc. 5. Khoảng cách khởi thuỷ a của dao xọc. Khoảng khởi thuỷ a là khoảng cách từ tiết diện mặt đầu tương ứng với mặt trước của dao xọc mới chế tạo đến tiết diện khởi thuỷ. Xác định khoảng cách khởi thuỷ là một trong những nhiệm vụ quan trọng và phức tạp khi thiết kế dao xọc. Về phương diện độ chính xác và chất lượng của bánh răng gia công nên chọn khoảng cách a cho phép lớn nhất nhằm mục đích tăng tuổi thọ của dao xọc và số lần mài sắc của dao xọc. Tăng khoảng cách khởi thuỷ a sẽ tránh được hiện tượng cắt lẹm đỉnh răng và chân răng ở bánh răng gia công. Tuy nhiên không thể tăng a quá lớn, sẽ xảy ra hiện tượng nhọn đỉnh răng dao xọc gây yếu và nhanh mòn lưỡi cắt và hiện tượng giao prôfin với phần đường cong chuyển tiếp trong quá trình gia công. Khi thiết kế dao xọc, khoảng cách khởi thuỷ a có thể xác định theo điều kiện đảm bảo độ lớn của đỉnh răng dao xọc và kiểm tra hiện tượng giao prôfin với phần đường cong chuyển tiếp. Mặt khác cũng có thể xác định hai giá trị lớn nhất cho phép của a tương ứng với hai điều kiện trên, sau đó chọn hai giá trị a nhỏ trong hai giá trị đã tính. Tuy nhiên việc xác định theo phương pháp trên rất phức tạp, thực tế khoảng cách khởi thuỷ a được xác định đảm bảo kích thước đủ lớn của lưỡi cắt đỉnh răng dao xọc để đảm bảo tuổi bền. Theo kết quả thực nghiệm, giá trị chiều dài lưỡi cắt đỉnh răng dao xọc Seu ở vùng đỉnh răng được xác định theo công thức phụ thuộc giá trị mô đun. Hình 10 Còn khi biết khoảng cách khởi thuỷ a, kích thước Seu được tính theo công thức: Seu = Reu. t Trong đó: Reu là bán kính vòng đỉnh dao xọc. t tính bằng Radian Tay giá trị góc t vào Seu ta có: Trong đó: Reu = rdu + 1,25m + a.tgađ Việc xác định Seu theo khoảng cách khởi thuỷ a khá phức tạp nên khi thiết kế thường xác định theo phương pháp gần đúng hoặc bằng đồ thị. Giá trị Seu cho trước để đảm bảo tuổi bền của lưỡi cắt từ đỉnh răng, trên cơ sở đó xác định khoảng cách khởi thuỷ a. Trên đồ thị cho quan hệ giữa chiều dài lưỡi cắt ở đỉnh răng dao xọc Seu và hệ số dịch chỉnh xU của thanh răng khởi thuỷ ở tiết diện mặt trước của dao xọc mới. Dựa vào đồ thị có thể xác định hệ số dịch chỉnh xU theo Seu và số răng Zu của dao xọc. Khi biết hệ số xU thì xác định khoảng cách khởi thuỷ theo công thức: 0,1 0,3 0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 xu du Z=28 Bảng tra giá trị xu Các kích thước cơ bản của hình chiếu lưỡi cắt răng dao xọc mới chế tạo trên mặt phẳng nghiêng vuông góc với trục được xác định như sau: - Chiều cao đầu răng h'ua = 1,25m + atgađ - Chiều cao chân răng h''ua = 1,25m - atgađ - Chiều dày răng theo cung vòng chia Giá trị kích thước a tìm được từ điều kiện chiều đáy đỉnh răng dao xọc mới cần phải kiểm tra điều kiện không giao prôfin với đường cong chuyển tiếp. Đó là hiện tượng prôfin răng của bánh răng này tiếp xúc với phần không thân khai của răng bánh răng kia. Để tránh hiện tượng này thì phải đảm bảo phần tiếp xúc thực của hai bánh răng không lớn hơn đoạn thân khai trên răng bánh răng. Xét hình vẽ, có KL là chiều dài đoạn làm việc đoạn thân khai KL và đoạn không thân khai có dạng epixicloit kéo dài KN. Nên chọn dao xọc để K'L ³ KN hoặc RK'U ³ RKU Hình 11 Như vậy khi đường cong nối tiếp có chiều dày khá lớn thì có thể xảy ra sự cắt nhau của prôfin bánh răng dẫn đến sự ăn khớp bằng đỉnh răng làm cho răng bị mòn nhanh, hành trình ăn khớp không đều. Nếu có hiện tượng giao prôfin với đường cong chuyển tiếp thì phải giảm khoảng cách khởi thuỷ a, tăng số răng của dao xọc, tăng các kích thước chiều cao đầu răng. Khi cắt bánh răng có số răng nhỏ bằng dao xọc có số răng tương đối lớn thì sẽ xảy ra hiện tượng lẹm chân răng bánh răng. Mặt khác nếu gia công bánh răng có số răng lớn bằng dao xọc có số răng tương đối nhỏ, như vậy sẽ xảy ra hiện tượng cắt chân răng dao xọc, nhưng dao xọc sẽ là một dụng cụ cắt, do đó nó sẽ xảy ra hiện tượng cắt đầu răng bánh răng gia công. Nếu đầu răng bị vát không nhiều thì sẽ cải thiện quá trình ăn khớp, nếu bị vát nhiều sẽ làm đỉnh răng bánh răng gia công. Phần b: Thiết kế dao xọc răng mô đun m = 3 I. Tra theo tiêu chuẩn 1. Dao xọc thiết kế Dao xọc yêu cầu thiết kế là dao có mô đun m = 3 răng thẳng là loại dao cỡ trung bình và được sử dụng rộng rãi kích thước không lớn lắm. 2. Số liệu theo tiêu chuẩn: Tra bảng 4 - 109 sách STCNM1 đối với dao xọc hình đĩa có m = 3mm và số răng là Z = 34. a. Đường kính vòng chia dả = 98 mm b. Đường kính vòng tròn cơ sở khi góc aả = 200 d0 = 102 mm c. Đường kính đỉnh răng De = 110,94 mm d. Đường kính vòng tròn chân răng Di = 90,52 mm e. Đường kính gờ D1 = 80 mm f. Chiều dày răng theo cung vòng tròn chia khi aả = 200 S = 6,09 mm g. Chiều cao đầu răng h' = 5,36 mm h. Hệ số chiều cao đầu răng f' = 1,3 mm i. Khoảng cách khởi thuỷ a (khi aả = 200) a = 6,8 mm k. Chiều dài lỗ gá b = 10mm l. Chiều dài dao xọc H = 20mm II. Tính toán thực tế 1. Góc trước trên đỉnh răng gđ Góc gđ được đo trên mặt phẳng hướng kính đi qua trục dao trong mọi trường hợp góc gđ không đổi, góc gđ có ảnh hưởng đến góc prôfin au. Chọn theo tiêu chẩn gđ = 50 2. Góc sau ở đỉnh răng ađs Góc dsu ađ quyết định mức độ thay đổi khoảng dịch chỉnh thanh răng theo chiều cao dao xọc, nó cũng ảnh hưởng tới trị số góc sau ở mặt bên. Góc sau ađ không đổi trong trạng thái chuyển động. Chọn theo tiêu chuẩn ađ = 60. 3. Góc sau ở mặt bên ab. Góc sau ở mặt bên ab được xác định trong tiết diện pháp tuyến của prôfin răng tại điểm khảo sát, đó là góc sau nhỏ nhất phía bên răng dao, xác định độ mòn mặt sau. Góc sau ở mặt bên ab được tính theo công thức tgab = tgađsinau. Trong đó góc prôfin au của răng dao xọc được tính theo công thức aả là góc prôfin của bánh răng được cắt aả = 200 tgau = 0,3673 = tg(20,170) ị au = 2006'42" Thay giá trị au thay giá trị vào biểu thức tính tgab. Ta tính được: tgab = tgad . sinay = 0,1051 . 0,345 = 0,036. ab = 204" 4. Đường kính vòng tròn cơ sở do = m.z. cos (20,170) = 3 . 34 . 0,94 = 95,88mm 5. Đường kính vòng chia dao xọc (đường kính danh nghĩa) dảu = m.z = 3. 34 = 102 mm Thực tế đường kính vòng chia lấy theo tiêu chuẩn dảu = 100mm. 6. Khoảng cách khởi thuỷ a: Theo công thức: Như ta đã thấy, muốn xác định a phải xác định xu (hệ số đỉnh dao cho phép); nếu a nhỏ thì số lần mài lại sẽ ít, tuổi thọ dao giảm. Nếu a lớn quá thì chiều dày đỉnh răng dao ở tiết diện mặt trước Seu sẽ nhỏ và do đó chóng mòn dao khi làm việc. Vì vậy việc lựa chọn xu phải đảm bảo đủ chiều dày Seu cho phép. Giá trị chiều dày lưỡi cắt trên đỉnh dao xọc Seu. Hệ số chiều dày răng phụ thuộc vào môđun Đồ thị 5 - VIII để tìm x Với su = 0,282; z = 34 ị ta được x = 0,47 Khoảng cách khởi thuỷ a được tính theo công thức a = 13,416 mm 7. Xác định kích thước dao xọc theo mặt trước a. Chiều dày răng theo cung vòng chia Được tính theo công thức: Theo bảng 5 - VIII sách (HĐTKCC) tra bảng ta được lượng tăng chiều dày răng dụng cụ: DSảu = 0,161 Sảu = 6,34mm b. Chiều cao đầu răng được tính theo công thức h' = m (f' + c') + a.tgađ = 3 . 1,25 + 13,4 . 0,1051 = 5,16 mm h' = 5,16 mm c. Đường kính vòng tròn trên đỉnh răng