Đồ án Ứng dụng các phần mềm AutoCad, MasterCam, Inventor vào việc thiết kế, tính toán, lập quy trình công nghệ và chế tạo khớp nối đẳng tốc RZEPPA ứng dụng trên đồ gá máy mài răng MAAG_HSS30

xọc răng với góc sau của đỉnh dao xọc răng nằm trong khoảng 40– 60 với yêu cầu mài hết được profin của dao thì trục gá dao phải nghiêng đi một góc là 40– 60 (ta lấy giá trị cố định là 50). Hình 1.12: Sơ đồ mài dao xọc. Do kết cấu sẵn có của máy với trục gá dao không thể nghiêng được 1 góc 50 do đó Tôi đã sử dụng khớp Các Đăng Rzeppa đồng tốc để có thể tạo ra trục gá dao nghiêng 50 thoả mãn yêu cầu của bài toán đặt ra. Hình 1.13: Sơ đồ thiết kế đồ gá sử dụng khớp Rzeppa. Từ những yêu cầu trên và từ yêu cầu của thực tế khớp đẳng tốc Rzeppa được thiết kế bao gồm gồm 5 bộ phận: aVỏ cầu. aLõi cầu. aBi lăn. aVòng cách. aTrục gá dao. Hình1.14 : Mô hình 3D khớp đẳng tốc RZEPPA ứng dụng trên máy mài. 1.3.1 Vỏ cầu. a. Cấu tạo : Vỏ cầu được gắn liền vào với trục ra và mặt trong của vỏ cầu là 1 mặt cầu cùng hệ thống các rãnh dùng để chứa các viên bi (Hình 1.15). Chức năng của vỏ cầu là truyền chuyển động từ bộ phận chia răng của máy mài để thực hiện việc mài biên dạng răng. b. Yêu cầu kỹ thuật : Trong quá trình chế tạo vỏ cầu thì phải lưu ý các yêu cầu kỹ thuật như sau: aĐảm bảo sự chính xác về vị trí tương đối giữa ba vòng xuyến (sáu rãnh trượt bi). aTâm của ba vòng xuyến phải đồng phẳng và mặt phẳng ấy phải vuông góc với đường tâm của mặt cầu trong của vỏ cầu. Hình1.15 : Vỏ cầu ngoài của khớp đẳng tốc RZEPPA 1.3.2 Lõi cầu. a. Cấu tạo : Lõi cầu được tạo nên bởi một mặt cầu vát và ba vòng xuyến lệch tâm với mặt cầu (Hình 1.16). Lõi cầu được nối với trục gá dao qua kết cấu then bằng. b. Yêu cầu kỹ thuật : Để đảm bảo cho yêu cầu lắp ghép với các bộ phận khác và điều kiện làm việc của cơ cấu khớp đẳng tốc thì lõi cầu cần thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật sau : aĐảm bảo sự chính xác về vị trí tương đối giữa ba vòng xuyến không để xảy ra sai số góc giữa ba vòng xuyến. aĐảm bảo sự chính xác về độ đồng tâm giữa ba vòng xuyến của rãnh cầu với ba vòng xuyến của vỏ cầu. Hình1.16 : Lõi cầu của khớp đẳng tốc RZEPPA 1.3.3 Bi lăn. Hình1.17 : Bi lăn. Bi được dùng trong khớp đẳng tốc RZEPPA là bi theo tiêu chuẩn. Tùy theo công suất yêu cầu của khớp đẳng tốc mà chúng ta chọn kích thước bi sao cho phù hợp. Trong khớp đẳng tốc RZEPPA thì số bi luôn luôn là 6 viên. Và chúng chuyển động tương đối trong các rãnh trượt bi theo chiều dọc. Chúng là bộ phận trung gian dùng để truyền chuyển động xoay giữa trục ra và trục vào. Trong quá trình vận hành thì bi luôn gắn liền với các mặt của rãnh trượt bi do đó nó chuyển động cùng trục vào và kéo trục ra chuyển động theo. Đường kích bi được sử dụng trong cơ cấu khớp đẳng tốc RZEPPA mà Tôi trình bày trong đề tài này là: Æ12,3 mm (Chọn theo tiêu chuẩn). 1.3.4 Vòng cách. Hình1.18 : Vòng cách. Chức năng của vòng cách là dùng để giữ các viên bi ở giữa các rãnh của vỏ cầu và lõi cầu cũng như giữ tâm của chúng luôn nằm trên một mặt phẳng trong quá trình khớp làm việc hay trong quá trình thay đổi góc hợp bởi hai trục vào và trục ra của khớp đẳng tốc. Ngoài ra vòng cách còn có một chức năng quan trọng khác nữa đó là nó luôn giả định vị trí để tạo ra hai góc bằng nhau giữa trục vào và trục ra. Các yêu cầu kỹ thuật trên nhằm thỏa mãn yêu cầu lắp ghép và điều kiện kỹ thuật của khớp nối cầu : đường nối giữa tâm bi và tâm khớp nối cầu luôn luôn là đường phân giác của góc tạo bởi 2 trục ra và vào của khớp nối trong cả quá trình làm việc. 1.3.5 Trục gá dao Trục gá dao được dùng để gá dao xọc răng với 2 kích thước sẵn có để mài 2 loại dao có đường kính khác nhau (Æ44,45mm, Æ31,75mm). Một đầu được nối với cầu trong nhờ then bằng, một đầu được định vị nhờ mũi chống tâm nghiêng so với phương ngang 50. Hình 1.19: Trục gá dao. 1.4 Thiết kế và lập bản vẽ chi tiết gia công. Yêu cầu kĩ thuật của vỏ cầu, vòng cách, lõi cầu, trục gá dao như sau: aĐộ nhám của các mặt cầu, các rãnh trượt bi và của phần làm việc trên trục gá dao được chọn trong thiết kế là Ra = 2,5mm, các bề mặt còn lại có độ nhám RZ = 40mm. aVật liệu chúng tôi chọn để gia công lõi cầu và vỏ cầu là: thép 20XM, vật liệu để gia công trục gá dao là 40XM, còn vật liệu để gia công vòng cách là : C45. aChế độ nhiệt luyện cho vỏ cầu và lõi cầu là thấm Cácbon bề mặt 0,8 ¸ 1 mm, chi tiết đạt độ cứng bề mặt là 58 ¸ 60 HRC. Trục gá dao được tôi cải thiện (hoá tất) đạt độ cứng là 28 ¸ 32 HRC sau đó tôi cao tần các bề mặt làm việc đạt độ cứng 52 ¸ 54 HRC. Vòng cách được tôi cải thiện đạt độ cứng 25 ¸ 30 HRC. aPhôi được chuẩn bị cho tất cả các chi tiết gia công (trừ bi trượt) là phôi rèn nhằm tăng tính ổn định cho các chi tiết. Từ đó Tôi tiến hành tính toán và đưa ra bộ bản vẽ kỹ thuật đầy đủ như sau : Hình1.20 : Bản vẽ lắp ráp vỏ cầu. Hình1.21 : Bản vẽ chi tiết vòng cách. Hình1.22 : Bản vẽ chi tiết lõi cầu. Hình 1.23: Bản vẽ chi tiết trục gá dao. CHƯƠNG II. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BỘ KHỚP NỐI Cơ cấu cần chế tạo là một cơ cấu có nhiều chi tiết được lắp ghép với nhau, mỗi một chi tiết có một hình dáng và yêu cầu kỹ thuật riêng nên mỗi chi tiết sẽ có một phương pháp chế tạo riêng biệt. Nhưng có một đặc điểm chung giữa chúng là để đảm bảo được điều kiện làm việc cũng như điều kiện lắp ghép được một cách chính xác. Nếu các chi tiết của khớp đẳng tốc RZEPPA gia công trên các máy gia công cơ thì khó có thể đảm bảo được các điều kiện trên, vì vậy việc gia công các chi tiết này nên được gia công trên các máy gia công điều khiển số CNC. 2.1 Tiến trình công nghệ gia công lõi cầu. Với hình dáng và yêu cầu kỹ thuật như trên bản vẽ thì lõi cầu có thể chế tạo được theo 2 phương pháp gia công CNC thông dụng đó là : aPhương pháp Phay CNC. aPhương pháp Tiện CNC. Phương pháp phay CNC sẽ đem lại cho người làm công nghệ sự lựa chọn an toàn với các ưu thế về sự linh hoạt trong gá đặt chi tiết và sự chính xác cao trong việc lấy điểm chuẩn phôi cũng như hạn chế được ít sai số hơn so với phương pháp tiện CNC. Tuy nhiên đối với phương pháp phay nó lại để lại một hạn chế lớn so với phương pháp tiện đó là thời gian để gia công ra 1 sản phẩm là rất lớn, việc này dẫn đến tính hiệu quả trong kinh tế cho nhà sản xuất là không cao. Do đó đối với các chi tiết có thể gia công được bằng công nghệ tiện thì thông thường các nhà sản xuất và các nhà công nghệ vẫn thường ưu tiên lựa chọn phương pháp tiện hơn. Không phải là ngoại lệ chính vì vậy mà Tôi đã kết hợp phương pháp tiện và phay trên máy tiện CNC để gia công cho chi tiết lõi cầu nhằm đạt được kết quả cao. *) Chọn chuẩn gia công : Đối với chi tiết lõi cầu thì bề mặt làm việc chính là các rãnh trượt bi R= 16,85-0,02 mm, bề mặt cầu ngoài SR = 21,4-0,02 mm, và lỗ Æ20+0,02mm và then bằng (Hình 1.22). Bề mặt cầu ngoài SR = 21,4-0,02 mm ăn khớp với mặt cầu trong của vòng cách, rãnh trượt bi trên lõi cầu cùng với rãnh trượt bi trên vỏ cầu dùng để chứa các viên bi cũng như là nơi nhận chuyển động từ bộ chia răng. Ngoài việc cần phải đảm bảo độ chính xác các kích thước của bề mặt làm việc trên thì trong lõi cầu vị trí tương quan của các rãnh trượt bi cũng như các khoảng cách từ tâm cầu có SR = 21,4+0,025 mm và tâm 3 vòng xuyến có RXuyến = 16,85-0,02 mm tới mặt đầu 2 cũng cần phải chính xác cao. Để đạt được các độ chính xác của kích thước cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu 2 và đường tâm của lõi cầu Tôi chọn chuẩn thô là bề mặt trụ 4 để gia công tinh mặt đáy 2 và mặt trụ 3: Æ20+0,02 mm (Hình 2.1 ). Hình2.1: Sơ đồ bố trí các bề mặt chính *) Thứ tự các nguyên công : Nguyên công 1: Tiện tinh mặt đầu 2, một đầu mặt trụ 4 và gia công lỗ Æ20+0,02 mm. Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt vào mặt chuẩn thô 4 vừa khống chế 4 bậc tự do đồng thời kẹp chặt phôi. Trong quá trình gia công lỗ Æ20+0,02 mm thì bao gồm các quá trình: khoan Æ16mm, tiện thô và tiện tinh. Mặt đầu 2, mặt trụ 3 và một đầu mặt 4 được gia công trên một lần gá nên vừa đảm bảo được độ vuông góc của đường tâm trụ Æ20+0,02 mm với mặt đầu 2 đồng thời đảm bảo được độ đồng tâm giữa trụ Æ20+0,02 mm với một đầu mặt trụ 4 (mặt được dùng làm chuẩn tinh phụ cho nguyên công sau). Hình 2.2: Nguyên công 1 Nguyên công 2: Gia công xọc then bằng Dùng mâm cặp 3 chấu kẹp chặt chi tiết đồng thời hạn chế 4 bậc tự do. Hình 2.3: Nguyên công 2. Nguyên công 3: Tiện thô, tinh mặt đầu 1 để đạt kích thước 18 mm và mặt trụ 4 đạt Æ44 mm. Vát mép chi tiết. Tiện mặt cầu có SR = 21,4-0,02 mm. Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm kẹp vào mặt chuẩn tinh phụ 4 định vị 4 bậc tự do đồng thời kẹp chặt phôi gia công. Hình 2.4:Nguyên công 3a. Tiện mặt cầu có SR = 21,4-0,02 mm. Hình2.5: Nguyên công 3b. Trước khi gia công chi tiết được gá đặt trên đồ gá mặt đầu 2 được tỳ vào gá định vị 3 bậc tự do, mặt trụ 4 được định vị bằng một trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do. Chi tiết được kẹp chặt vào đồ gá bằng bulông (Hình vẽ 2.5). Toàn bộ đồ gá được gá vào mâm cặp 3 chấu tự định tâm trên máy tiện. Nguyên công 4: Phay rãnh trượt bi SR = 16,85-0,02 mm. Để gia công được nguyên công này với yêu cầu về độ chính xác cao và có các đặc thù thì Tôi sẽ nói ở chương 3 của đồ án. Hình 2.6: Nguyên công 4. 2.2 Tiến trình công nghệ gia công vòng cách. Về chọn máy và phương pháp gia công cho vòng cách Tôi cũng có sự lựa chọn như đối với phương pháp gia công lõi cầu đó là : gia công vòng cách bằng phương pháp tiện trên máy tiện điều khiển số CNC nhằm đạt được độ chính xác cao trong các kích thước. Trong chi tiết vòng cách các kích thước quan trọng đó là: kích thước của 2 mặt cầu làm việc (mặt cầu trong RCầu= 21,7+0,02 mm, mặt cầu ngoài RCầu= 24,7-0,02 mm) và kích thước từ tâm của 2 mặt cầu tới mặt đầu 2 (10,5 ±0,02 mm). Mặt cầu trong của vòng cách sẽ tiếp xúc với mặt cầu ngoài của chi tiết lõi cầu còn mặt cầu ngoài của vòng cách thì tiếp xúc với mặt cầu trong của vỏ cầu trong quá trình lắp ghép. Ngoài ra chi tiết vòng cách còn có 6 cửa sổ có chức năng giữ các viên bi cùng nằm trong một mặt phẳng. Ngoài ra vì chi tiết vòng cách này có chiều dày rất bé (chỉ xấp xỉ 3 mm) nên trong quá trình kẹp chặt có thể chi tiết sẽ bị biến dạng mà như thế chi tiết sẽ không còn làm việc được. Vì vậy khi chế tạo Tôi thiết kế thêm vào chi tiết vòng cách 1 đoạn chi tiết phụ Æ44 mm x 20 mm chuyên dùng cho việc gá đặt cũng như kẹp chặt chi tiết như vậy sẽ không làm ảnh hưởng đến độ biến dạng bề mặt chi tiết trong quá trình gia công, sau khi gia công Tôi sẽ cắt bỏ phần gá kẹp và hoàn thiện sẽ chi tiết. *)Chọn chuẩn gia công : Hình 2.7 : Sơ đồ bố trí các bề mặt chính. Từ các đặc tính trên Tôi chọn chuẩn thô là bề mặt trụ 1 để gia công tinh mặt đáy 4, mặt trụ 3, lỗ trụ 5. Chuẩn tinh thống nhất được chọn là mặt trụ 3 (Hình vẽ 2.7). *)Thứ tự các nguyên công gia công : Nguyên công 1: Tiện thô, tinh mặt đầu 4, mặt trụ 3 (Æ44 mm x 20 mm), gia công lỗ 5 (Æ20 mm). Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt vào mặt chuẩn thô 1 vừa khống chế 4 bậc tự do vừa kẹp chặt phôi. Trong quá trình gia công lỗ Æ20 mm bao gồm: khoan Æ16 mm, tiện thô và tiện tinh trên toàn bộ chiều dài phôi. Hình 2.8: Nguyên công 1. Nguyên công 2: Tiện thô, tinh mặt đầu 2 để đạt kích thước 41 mm; mặt bậc 6 (Æ40 mm x 23 mm); mặt cầu trong SR = 21,7+0,02 mm và cầu ngoài SR = 24,7-0,02 mm. Chuẩn tinh được sử dụng bây giờ là mặt trụ 3, dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm kẹp vào trụ Æ44 mm, vừa định vị 4 bậc tự do vừa kẹp chặt. Hình 2.9: Nguyên công 2. Nguyên công 3: Phay 4 hốc 16 mm x 12,4 mm và 2 hốc 21 mm x 12,4 mm. Dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm kẹp vào trụ Æ44 mm, vừa định vị 4 bậc tự do vừa kẹp chặt. Sau đó cả cơ cấu định vị và kẹp được gá trên mâm chia độ và chi tiết được phay trên máy phay ngang. Hình 2.10: Nguyên công 3. Nguyên công 4: Tiện đứt trụ Æ44 mm dài 20 mm. Dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm kẹp vào trụ Æ44 mm, vừa định vị 4 bậc tự do vừa kẹp chặt. Và dùng dao tiện rãnh để cắt đứt chi tiết đạt kích thước 21mm. Hình 2.11: Nguyên công 4. Nguyên công 5: Vát mép làm cùn 2 mặt đầu vòng cách. Sau khi loại bỏ phần gá kẹp chúng ta tiến hành vát mép cho chi tiết để có chi tiết hoàn thiện. Dùng mâm cặp ba chấu kẹp bung vào kích thước Æ40 mm. Với trình tự gia công như trên sẽ đảm bảo được cho chi tiết các yêu cầu về độ đồng tâm giữa hai mặt cầu cũng như đảm bảo kích thứơc về khoảng cách giữa tâm các mặt cầu đến mặt đầu 2. Hình 2.12: Nguyên công 5. 2.3 Tiến trình công nghệ gia công vỏ cầu. Với hình dạng bề mặt của chi tiết vỏ cầu rõ ràng nếu chỉ dùng phương thức gia công tiện CNC để gia công thì đó là điều không thể vì với kết cấu như vậy, các rãnh trượt bi không thể tạo hình được với gia công trên máy tiện. Mà trong đó phương pháp tiện đóng vai trò trong tạo hình bề mặt cho chi tiết cần gia công còn phương thức gia công các rãnh trượt bi phải sử dụng phương pháp phay CNC. Có chức năng gần giống như lõi cầu, đối với chi tiết vỏ cầu thì bề mặt làm việc chính cũng là các rãnh trượt bi R = 29,15+0,02 mm, bề mặt cầu trong SR = 25+0,02 mm, bề mặt lỗ Æ20+0,02 mm . Trong đó lỗ Æ20+0,02 mm dùng để lắp ghép với trục ra của bộ chia răng, bề mặt cầu trong SR = 25+0,02 mm sẽ ôm với mặt cầu ngoài của vòng cách, rãnh trượt bi là nơi nhận truyền động xoắn từ lõi cầu thông qua sự tiếp xúc của bi lăn với các rãnh cầu. *)Chọn chuẩn gia công : Hình2.13 : Sơ đồ bố trí các bề mặt chính. Từ các đặc tính trên Tôi chọn chuẩn thô là bề mặt trụ 1 để gia công tinh mặt trụ 2, mặt đáy 3, mặt cầu trong 4, mặt trụ Æ38 mm, mặt trụ Æ22 mm và phần mặt cầu trong SR24,13 mm (Hình 2.13). *)Thứ tự các nguyên công gia công : Nguyên công 1: Khoan lỗ Æ18 mm thông suốt chiều chi tiết. Xén tinh mặt đầu 3, tiện tinh mặt trụ Æ66 mm, góc lượn R2, mặt trụ Æ38 mm, mặt trụ Æ22 mm. Tiện tinh mặt cầu trong SR24,13 mm, SR25+0,02mm. Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt vào mặt chuẩn định vị 1 (chuẩn thô) vừa khống chế 4 bậc tự do vừa kẹp chặt chi tiết gia công trên máy tiện CNC. Hình 2.14: Nguyên công 1. Nguyên công 2: Phay rãnh trượt bi trên vỏ cầu. Hình 2.15: Nguyên công 2. Nguyên công 3: Xén tinh mặt đầu 5, tiện tinh mặt trụ Æ36 mm, vát mép, tiện tinh các góc lượn R3 mm, R4 mm. Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt vào mặt chuẩn tinh 2 vừa khống chế 4 bậc tự do vừa kẹp chặt chi tiết gia công trên máy tiện CNC. Hình 2.16: Nguyên công 3. Nguyên công 4: Phay mặt phẳng 6. Dùng mâm cặp 3 chấu cũng định vị trên mặt chuẩn tinh 2 vừa kẹp chặt vừa khống chế 4 bậc tự do trên máy phay CNC. Hình 2.17: Nguyên công 4. Nguyên công 5 : Mài tròn đoạn trụ Æ20+0,02 mm. Chi tiết được định vị và kẹp chặt vào mặt 2 bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm hạn chế 4 bậc tự do. Hình 2.18: Nguyên công 5. 2.4 Tiến trình công nghệ gia công trục gá dao Về chọn máy và phương pháp gia công cho trục gá dao Tôi cũng có sự lựa chọn như đối với phương pháp gia công lõi cầu và vòng cách đó là : gia công vòng cách bằng phương pháp tiện trên máy tiện điều khiển số CNC. Trong chi tiết trục gá dao có các kích thước quan trọng đó là phần để gá dao mài Æ44.45-0,01 mm, Æ31,75-0,01 mm, phần trụ Æ20-0,02 mm và kích thước 6+0,01 mm của then bằng. Thứ tự các nguyên công gia công: Nguyên công 1: Khoả mặt, khoan tâm 2 đầu đạt kích thước 250 mm. Bước 1: Khoả mặt và khoan tâm 1 đầu. Bước 2: Khoả mặt và khoan tâm đầu kia sao cho đạt kích thước 250mm. Hình 2.19: Nguyên công 1. Nguyên công 2: Tiện tất cả các kích thước Æ20-0,02 mm, Æ26 mm, Æ56 mm, Æ40,45 mm, Æ27,75 mm, Æ24 mm, Æ20 mm đạt kích thước. Các kích thước Æ44.45-0,01 mm, Æ31,75-0,01 mm để lại lượng dư 1mm. Tiện ren M20x1,5. Vát mép sắc cạnh. Tương tự như nguyên công 1 tiện một đầu trước sau đó đảo đầu tiện đầu tiếp theo. Tuy nhiên ban đầu kẹp chi tiết bằng mâm cặp 3 chấu ở phần có ren trước sau đó mới kẹp chi tiết ở đầu kia để tiện các kích thước và tiện ren M20x1,5. Hình 2.20: Nguyên công 2. Nguyên công 3: Phay then bằng. Hình 2.21: Nguyên công 3. Nguyên công 4: Nhiệt luyện các bề mặt làm việc bằng cách tôi cao tần. Nguyên công 5: Mài các kích thước Æ44.45-0,01 mm, Æ31,75-0,01 mm, đạt kích thước tiêu chuẩn. Mài các bề mặt 1 và 2. Hình 2.22: Nguyên công 5. CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG RÃNH TRƯỢT BI 3.1 Công nghệ gia công rãnh trượt bi trên vỏ cầu. Bề mặt làm việc của rãnh trượt bi cần gia công trong nguyên công này được tạo hình bởi 1 đường tròn có đường kính bằng Æ = 12,3+0.02 mm chạy trượt theo cung tròn có bán kính là 29,15+0,02 mm với độ dài là 23,15 mm. Nó là các mặt xuyến có tâm xuyến nằm ở trong lòng chi tiết. Ngoài ra toàn bộ rãnh trượt bi trên vỏ cầu còn có một đoạn phụ phía dưới đảm nhiệm nhiệm vụ thoát bi (Hình vẽ 1.20). Vì vậy khi gia công chi tiết nếu gá thẳng chi tiết thì bề mặt gia công sẽ tồn tại các hốc kín, hốc kín là các mặt khi nhìn vuông góc từ trên xuống bàn máy (nhìn theo hướng gá dao) sẽ không thể thấy được. Muốn gia công được những hốc kín như vậy phải có các con dao đầu cầu đặc biệt, mà với điều kiện dụng cụ cắt hiện tại ở thị trường Việt Nam những con dao như thế là rất hiếm và ít chủng loại để lựa chọn. Chính vì vậy chúng tôi đã nghiên cứu các phương pháp sử dụng các dụng cụ có sẵn ở thị trường để gia công được chi tiết trên bằng cách kết hợp lập trình bằng tay với sự trợ giúp của máy tính mà vẫn đảm bảo đầy đủ yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Có 2 phương pháp đề ra cho việc gá đặt trong quá trình gia công tinh rãnh trượt bi bây giờ là : +) Phương pháp 1 : “Gá nghiêng chi tiết để phần mềm hiểu rõ các mặt gia công và tiến hành gia công từng rãnh một với máy gia công CNC cùng dụng cụ cắt thông dụng ( đường tâm của 2 lỗ tâm không còn song song với trục Z của máy).” Hình 3.1 : Gá nghiêng chi tiết. Với cách gá nghiêng chi tiết (Hình vẽ 3.1) thì khi gia công chỉ có thể gia công từng rãnh đơn chiếc một và lúc ấy bề mặt gia công sẽ không tồn tại những hốc kín nữa. Do đó nó có những thuận lợi và khó khăn như sau: Thuận lợi: Với cách gá này chương trình sẽ tự động đọc bề mặt và cho ra đường chạy dao gia công cho người lập trình. Thời gian lập trình cũng được rút ngắn một cách đáng kể. Bề mặt gia công sẽ bóng hơn với chế độ cắt hợp lý. Không cần những dụng cụ cắt phức tạp mà chỉ cần một dụng cụ cắt là dao phay đầu bán cầu vẫn có thể gia công được biên dạng chi tiết. Khó khăn: Khi gá nghiêng vấn đề gá chi tiết trên máy gia công cũng như việc đi xác định chuẩn phôi là rất phức tạp. Mặt khác như ta đã biết khi gia công theo phương pháp này thì quá trình gia công sẽ bị gián đoạn giữa các rãnh do phải gia công từng rãnh đơn chiếc. Do đó thời gian chuẩn bị gia công sẽ tăng lên cũng như đảm bảo việc xoay chi tiết sau mỗi lần gia công rãnh sẽ rất khó đảm bảo được dung sai. +) Phương pháp 2: “Gá thẳng chi tiết với đường tâm của lỗ tâm vuông góc với trục máy.” Hình 3.2: Gá thẳng chi tiết. Trong cách thức gá thẳng chi tiết thì các bề mặt gia công sẽ bao gồm cả bề mặt nhìn thấy và bề mặt khuất của các hốc kín đây chính là thách thức cho các nhà thiết kế, chế tạo. Để gia công bề mặt các hốc kín của chi tiết trên các máy điều khiển số CNC có thể tiến hành theo các cách thức như sau : aGia công chi tiết trên các máy gia công hiện đại như trung tâm CNC 5 trục. aGia công chi tiết trên máy gia công CNC 3 trục theo các mặt phẳng vuông góc với bàn máy có sử dụng các lệnh G17,G18. aGia công chi tiết trên máy gia công CNC 3 trục trong mặt phẳng XOY (các mặt phẳng song song với bàn máy) với các lệnh nội suy G1,G2,G3 theo từng lớp. Phương pháp gá thẳng chi tiết sẽ có nhiều phương án gia công rãnh trượt bi hơn cho so với phương pháp gá nghiêng. *) Gia công trên trung tâm gia công CNC 5 trục. Thuận lợi : Với các trung tâm gia công CNC 5 trục thì mối lo ngại về các hốc kín tồn tại trên chi tiết gia công sẽ không còn vì các trung tâm gia công CNC 5 trục bàn máy có thể chuyển động xoay quanh các trục. Vì vậy phương án này cũng không cần đòi hỏi những dụng cụ cắt phức tạp mà cũng chỉ cần một dụng cụ cắt là dao phay bán cầu vẫn có thể gia công được biên dạng chi tiết. Khó khăn : Đối với phương án này nếu gia công ở Việt Nam sẽ rất bị hạn chế về điều kiện kỹ thuật (máy gia công, chương trình chạy, cũng như khả năng lập trình). *) Gia công trên trung tâm gia công CNC 3 trục với dao phay đầu cầu. Với việc sử dụng dao phay đầu cầu để gia công các rãnh trượt bi sẽ mang lại nhiều thuận lợi cho việc đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình thiết kế. Mô hình bề mặt cần gia công sau khi được dựng lên với các thông số có sẵn sẽ được số chương trình lập trình tự động nhận biết tính toán và cho nhà thiết kế quá trình công nghệ gia công bề mặt. Thuận lợi: Hạn chế được 1 cách tối đa sai số góc giữa các vòng xuyến vì không phải quay chi tiết trong quá trình gia công. Việc so dao và hiệu chỉnh chiều dài dụng cụ cắt dễ dàng khi chi tiết được gá thẳng. Không phải thay đổi, tháo lắp chi tiết trong cả quá trình gia công do đó thời gian chuẩn bị gia công được rút ngắn. Quá trình thiết kế được rút ngắn với sự trợ giúp của máy tính. Khó khăn : Khó khăn ở đây cũng giống như việc sử dụng trung tâm gia công 5 trục CNC là với điều kiện cơ sở Việt Nam hiện tại thì việc sử dụng con dao đầu cầu đem lại cho chúng ta những khó khăn trong việc tìm kiếm dụng cụ gia công. Ngoài ra khi lập trình gia công bằng máy hoàn toàn còn đem lại những yếu điểm như chương trình gia công do máy tính tự động tính toán sẽ rất khó kiểm soát và hiệu chỉnh, do đó nhiều khi thời gian gia công ra chi tiết sẽ rất là dài. *) Gia công trên trung tâm gia công CNC 3 trục với dao phay đầu bán cầu. Với các khó khăn và thuận lợi như trên cùng với điều kiện kỹ thuật hiện có ở công ty Hồng Lĩnh Tôi đã đưa ra một phương án gia công mới : “Gia công các rãnh trượt bi trên máy gia công CNC 3 trục với dụng cụ thông dụng có sự trợ giúp của máy tính kết hợp với lập trình bằng tay”. Chi tiết sẽ được gá thẳng trên bàn máy, rồi tiến hành gia công 6 rãnh trượt bi cùng một lần gá theo từng lớp. Lúc này chúng ta xem bề mặt cần gia công là tập hợp gồm những contour khép kín xếp song song với nhau (Hình 3.3). Do đó trong quá trình gia công dụng cụ cắt sẽ tạo hình bề mặt theo từng lớp và lưỡi cắt chỉ được tạo hình bằng 1 điểm trực tiếp trên dụng cụ cắt còn phần phía dưới của dụng cụ cắt có nhiệm vụ phá phôi làm giảm lượng dư cho lưỡi cắt chính. Hình 3.3: Bề mặt chi tiết cần gia công biểu diễn theo từng lớp. Với phương án tạo hình như trên thì sau mỗi quá trình gia công một lớp và chuyển sang lớp tiếp theo sẽ có một bước nhảy vì vậy mà bề mặt sản phẩm sẽ có dạng nhấp nhô bậc thang. Để đạt được độ bóng cần thiết theo yêu cầu kỹ thuật Tôi lựa chọn kích thước khoảng cách giữa 2 lớp: 0,1mm. Với bước nhảy như vậy thì giá trị cực đại của độ nhấp nhô trên bề mặt sau khi gia công tinh chỉ là 0,013 mm (Hình vẽ 3.4). Như chúng ta đã phân tích ở trên thì rãnh trượt bi gồm 2 phần là: phần làm việc chính và phần làm việc phụ. Trong đó phần làm việc phụ chỉ đóng vai trò cho quá trình tháo lắp vỏ cầu với các chi tiết khác của khớp đẳng tốc và với cách gá chi tiết như đã chọn thì bề mặt của phần làm việc phụ chỉ là các bề mặt nhìn thấy (Bề mặt khi ta nhìn thẳng từ phía trên chi tiết xuống mà vẫn thấy được hay bề mặt không bị che khuất). Với phần phụ này để đơn giản quá trình chuẩn bị gia công chúng ta vẫn chỉ tiến hành gia công trực tiếp bằng dụng cụ cắt bình thường (dao phay đầu bán cầu) với bề mặt chi tiết được mô hình hóa và nhập vào chương trình tự động để tính toán các đường chạy dao gia công. Hình 3.4: Kích thước độ nhấp nhô bề mặt. Với phương án gia công như trên sẽ khắc phục được hầu hết các khuyết điểm của các phương án đã nêu trên như : Khó khăn về điều kiện máy móc cùng dụng cụ cắt, khó khăn trong việc kiểm soát chưong trình, xử lý hốc kín trên chi tiết với dung sai cho phép…Tuy nhiên song song với những ưu điểm thì phương án này cũng có những khuyết điểm đặc trưng riêng: Thời gian chuẩn bị sản xuất sẽ dài, quá trình gia công sẽ phức tạp hơn. Ngoài ra với cách gia công theo contour như ở trên còn có một nhược điểm lớn đó là: nếu chúng ta cứ gia công như vậy theo suốt chiều dài của phần làm việc rãnh trượt bi với các contour là biên dạng thực của chi tiết thì khi dụng cụ cắt đạt đến một kích thước độ sâu nhất định thì sẽ xảy ra hiện tượng cắt lẹm, hay là hiện tượng những điểm cắt nằm phía dưới điểm tạo hình trên dụng cụ cắt sẽ cắt vào bề mặt làm việc của chi tiết trước khi điểm tạo hình tham gia tạo hình bề mặt cho chi tiết (Hình 3.5). Hình 3.5: Hiện tượng cắt lẹm Vì xảy ra hiện tượng cắt lẹm nên trong quá trình gia công phần làm việc ở rãnh trượt bi trên vỏ cầu Tôi phải chia ra làm 2 giai đoạn, ứng với mỗi một giai đoạn sẽ gia công một phần chiều dài ở phần làm việc (Hình 3.6). Phần thứ nhất là từ mặt đầu 2 của vỏ cầu đến mặt phẳng song song với mặt đầu 2 có chứa các tâm vòng xuyến, trong đoạn này các contour được dựng vẫn là các biên dạng thực của chi tiết cần gia công. Phần thứ 2 (phần này là phần xảy ra hiện tượng cắt lẹm) là từ mặt phẳng song song với mặt đầu 3 có chứa các tâm vòng xuyến đến mặt phẳng song song với mặt đầu 3 và cách mặt đầu 3 một khoảng là: 23,15 mm. Để gia công và tránh hiện tượng cắt lẹm đối với phần dưới của chi tiết, chúng tôi phải đi xác định một contour thực sau khi bù trừ kích thước dao để gia công mà vẫn đảm bảo được độ chính xác bề mặt của chi tiết với sự hiệu chỉnh chiều dài dụng cụ cắt . *)Phương pháp xác định biên dạng thực tránh hiện