Công Nghệ Chế Tạo Máy Chương 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH Trong ngành Chế tạo máy, chi tiết gia công có hình dạng hình học phong phú với chi tiết có quy trình công nghệ chế tạo Tuy nhiên, tập hợp số lớn chi tiết nhóm máy thành số loại có hạn, bảo đảm có khả chuyển từ trình công nghệ đơn thành trình công nghệ hàng loạt mang dấu hiệu điển hình đặc trưng cho loại Những chi tiết xếp loại hay nhóm chúng có chức quy trình công nghệ tương tự Trong điều kiện sản xuất hàng loạt, quy trình công nghệ điển hình có tác dụng làm giảm bớt công việc chuẩn bị sản xuất, không cần lập một vài phương án công nghệ cho riêng chi tiết, không cần thiết kế chế tạo trang bị công nghệ riêng cho chi tiết Hiện nay, chi tiết khí phân loại thành chi tiết dạng hộp, dạng càng, dạng bạc, dạng trục, dạng đĩa Chương trình bày quy trình công nghệ gia công cho dạng chi tiết điển hình Khi làm công tác chuẩn bị sản xuất chi tiết đó, trước hết cần xem xét thuộc dạng chi tiết dạng để định hướng tham khảo quy trình công nghệ điển hình chi tiết tương ứng, sở bổ sung nội dung cần thiết để có quy trình công nghệ gia công cho chi tiết cần sản xuất 4.1 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp Trong tất loại máy móc có chi tiết dạng hộp Hộp bao gồm chi tiết có hình khối rỗng (xung quanh có thành vách) thường làm nhiệm vụ chi tiết sở để lắp đơn vị lắp (nhóm, cụm, phận) chi tiết khác lên tạo thành phận máy nhằm thực nhiệm vụ động học máy Hộp có nhiều kiểu công dụng khác tùy theo yêu cầu làm việc Đặc điểm chi tiết hộp có nhiều vách, độ dày mỏng vách khác nhau, vách lại có nhiều gân, nhiều phần lồi lõm; nhiều mặt phẳng phải gia công để làm mặt tiếp xúc; đặc biệt hộp có nhiều lỗ phải gia công xác để thực mối lắp ghép Nhìn chung, hộp loại chi tiết phức tạp, khó gia công, chế tạo phải đảm bảo nhiều yêu cầu kỹ thuật khác 4.1.1 Yêu cầu kỹ thuật chế tạo chi tiết dạng hộp Chi tiết dạng hộp chi tiết có hịnh khối rỗng, có thành vách, làm nhiệm vụ chi tiết sở để lắp chi tiết, cụm khác tạo thành phận máy Đặc điểm chi tiết dạng hộp có nhiều thành vách, có hệ thống lỗ xác nằm đường tâm đường tâm khác mhau với khoảng cách xác định GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy * Những yêu cầu kỹ thuật chi tiết dạng hộp là: - Độ không phẳng độ không song song bề mặt khoảng 0,05 ÷ 0,1 mm toàn chiều dài, Ra = ÷ 1,25 - Các lỗ có độ xác cấp ÷ 8, Ra = 2,5 ÷ 0,63 cần đạt cấp Ra = 0,32 Sai số hình dáng lỗ 0,5 ÷ 0,7 dung sai đường kính lỗ - Dung sai khoảng cách tâm lỗ phụ thuộc vào chức nó, lỗ lắp trục bánh dung sai khoảng cách tâm 0,02 ÷ 0,1 mm Dung sai độ không song song tâm lỗ dung sai khoảng cách tâm Độ không vuông góc tâm lỗ lắp bánh côn trục vít - bánh vít 0,02 ÷ 0,06 mm - Dung sai độ không đồng tâm lỗ 1/2 dung sai đường kính lỗ nhỏ - Độ không vuông góc mặt đầu tâm lỗ khoảng 0,01 ÷ 0,05 100 mm bán kính 4.1.2 Tính công nghệ kết cấu Tính công nghệ kết cấu chi tiết hộp có ý nghĩa đặc biệt quan trọng ảnh hưởng lớn tới công sức lao động chế tạo mà có ảnh hưởng tới việc tiêu hao vật liệu Vì vậy, từ thiết kế phải đảm bảo yêu cầu tính công nghệ kết cấu như: - Hộp phải có đủ độ cứng vững để gia công không bị biến dạng dùng chế độ cắt cao, đạt suất cao - Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích định, phải cho phép thực nhiều nguyên công dùng bề mặt làm chuẩn Ngoài ra, bề mặt chuẩn phải tạo điều kiện để gá đặt chi tiết nhanh gia công lắp ráp - Các bề mặt cần gia công vấu lồi, lõm; phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao Kết cấu bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời nhiều dao - Các lỗ hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh có dạng định hình, bề mặt lỗ không đứt quãng Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm dần từ vào Các lỗ nên thông suốt ngắn - Không nên bố trí lỗ nghiêng so với mặt phẳng vách để gia công tránh tượng dao (khoan, khoét, doa) bị ăn dao lệch hướng - Các lỗ kẹp chặt phải lỗ tiêu chuẩn 4.1.3 Vật liệu phương pháp chế tạo phôi Vật liệu để chế tạo chi tiết hộp thường dùng gang xám, thép đúc, hợp kim nhôm thép để hàn Tùy theo điều kiện làm việc, số lượng hộp vật liệu mà phôi chế tạo phương pháp khác Phổ biến phôi gang đúc, phôi thép đúc, phôi GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy hợp kim nhôm đúc, số trường hợp người ta dùng phôi dập, phôi hàn * Phôi đúc bao gồm phôi gang, thép hợp kim nhôm loại phôi phổ biến để chế tạo chi tiết dạng hộp Thường dùng phương pháp đúc sau để chế tạo phôi đúc: - Đúc gang khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn tay Phương pháp cho độ xác thấp, lượng dư gia công cắt gọt lớn, suất thấp, đòi hỏi trình độ công nhân cao Phương pháp thích hợp dạng sản xuất đơn loạt nhỏ - Đúc gang khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn máy Phương pháp cho độ xác cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ Phương pháp thích hợp dạng sản xuất hàng loạt hàng khối - Đúc khuôn vỏ mỏng chi tiết đúc đạt độ xác 0,3 ÷ 0,6 mm, tính chất học tốt Phương pháp dùng hàng loạt lớn hàng khối thường dùng để đúc chi tiết có trọng lượng nhỏ - Đúc áp lực tạo tiết hộp cỡ nhỏ có hình thù phức tạp Các chi tiết hộp đúc thường nguội không đều, gây biến dạng nhiệt ứng suất dư Cho nên cần có biện pháp khử ứng suất dư trước gia công cắt gọt * Phôi hàn chế tạo từ thép hàn lại thành hộp Loại dùng sản xuất đơn loạt nhỏ rút ngắn thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu kinh tế cao (so với phôi đúc) Phôi hàn có kiểu: - Kiểu thô: Hàn thép lại thành hộp gia công - Kiểu tinh: Hàn thép gia công sơ bề mặt cần thiết thành hộp, sau gia công tinh lại Phôi hàn có ứng suất dư việc khử ứng suất dư phôi hàn thường gặp khó khăn * Phôi dập dùng chi tiết hộp nhỏ có hình thù không phức tạp dạng sản xuất loạt lớn hàng khối Ta dập nóng thép hợp kim màu dập nguội Phương pháp dập tạo tính tốt đạt suất cao 4.1.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết hộp 4.1.4.1 Chuẩn định vị để gia công chi tiết dạng hộp Khối lượng gia công chi tiết dạng hộp chủ yếu tập trung vào việc gia công lỗ Muốn gia công nhiều lỗ nhiều bề mặt khác qua giai đoạn thô, tinh cần tạo nên chuẩn tinh thống cho chi tiết hộp Chuẩn thường mặt hai lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt phẳng Hai lỗ chuẩn tinh phụ phải gia công đạt đến độ xác cấp có khoảng cách xa tốt Khi định vị chi tiết hộp đồ gá mặt tiếp xúc với đồ định vị mặt phẳng, hai lỗ tiếp xúc với hai chốt (một chốt trụ, chốt trám) Như vậy, chi GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy tiết định vị đủ bậc tự Hai lỗ chuẩn tinh phụ thường dùng số lỗ bulông đế hộp ØE ØB D B A Ø73 Hình 4.1- Chọn chuẩn định vị chi tiết dạng hộp Tuy nhiên, không thiết lúc dùng hai số lỗ bắt bulông C đem gia công xác để làm chuẩn phụ, mà vào kết cấu cụ thể hộp rãnh, sống trượt, chí lỗ xác hộp để khống chế bậc tự lại Ví dụ, gia công hộp dạng mặt bích (hình 4.1) Ta chọn chuẩn mặt đầu (có đường kính ØA), lỗ ØB hai lỗ bắt boulon Sơ đồ gá đặt có tính chất điển (một mặt phẳng hai lỗ vuông góc với mặt phẳng đó) cho phép gá đặt chi tiết qua nhiều nguyên công nhiều đồ gá, tránh sai số tích lũy việc thay đổi chuẩn gây Tạo chuẩn tinh thế, đồ gá đơn giản nhiều tương tự nhiều nguyên công Vì chi tiết dạng hộp, sau làm sạch, khử ứng suất bên trong, cắt đậu rót, đậu ngót nguyên công phải gia công tạo mặt chuẩn Việc chọn chuẩn thô cho nguyên công quan trọng ảnh hưởng đến lượng dư gia công độ xác nguyên công Ta dùng phương án chọn chuẩn thô sau: - Mặt thô lỗ khống chế bậc tự (hình 4.2.a) - Mặt thô không gia công bên khống chế bậc tự (hình 4.2.b) - Mặt gờ vai khống chế bậc tự (hình 4.2.c) GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy Hình 4.2- Sơ đồ định vị chọn chuẩn thô Trong bề mặt làm chuẩn thô nói trên, quan trọng lỗ chọn làm chuẩn thô bảo đảm lượng dư sau cho thân lỗ đặn, tạo điều kiện cho việc gia công lỗ dễ dàng Khi chọn chuẩn thô, không ý đến mặt không gia công làm cho khe hở lắp ghép với phận bên (như bánh răng, tay gạt ) không đảm bảo Trong sản xuất hàng loạt nhỏ đơn chiếc, việc chế tạo phôi xác không dùng đồ gá chuyên dùng, thực nguyên tắc chọn chuẩn phương pháp lấy dấu Khi lấy dấu, kết hợp chọn chuẩn thô này, đồng thời kiểm tra chuẩn thô kia, chia lượng dư cho thoả mãn yêu cầu khác Tuy nhiên, lấy dấu gia công theo dấu có suất thấp, giá thành tăng 4.1.4.2 Trình tự gia công bề mặt chủ yếu hộp Quá trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp gồm hai giai đoạn sau: * Gia công mặt phẳng chuẩn lỗ chuẩn để làm chuẩn thống * Dùng chuẩn thống để làm chuẩn định vị gia công bề mặt lại như: - Gia công mặt phẳng lại - Gia công thô bán tinh lỗ lắp ghép - Gia công lỗ không xác dùng để kẹp chặt - Gia công xác lỗ lắp ghép - Tổng kiểm tra 4.1.5 Biện pháp thực nguyên công 4.1.5.1 Gia công mặt chuẩn Mặt chuẩn để gia công chi tiết dạng hộp gồm mặt phẳng hai lỗ chuẩn GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy * Gia công mặt phẳng chuẩn Với hộp có kích thước khác sản lượng ít, ta dùng máy phay hay bào vạn để gia công Nếu hộp cỡ lớn có bề mặt chuẩn vuông gần tròn, gia công máy tiện đứng; hộp cỡ nhỏ bào phay, ta gia công máy tiện vạn cách dùng mâm cặp chấu để định vị dùng đồ gá chuyên dùng Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối, với hộp cỡ lớn trung bình, gia công mặt phẳng chuẩn thực máy nhiều trục máy có bàn quay; với hộp cỡ nhỏ dùng chuốt mặt phẳng máy tổ hợp hay máy chuyên dùng A A-A A Hình 4.3: Gia công mặt chuẩn * Gia công hai lỗ chuẩn Nếu sản xuất hàng loạt lớn hàng khối nên dùng máy nhiều trục chuyên dùng Chú ý gia công hai lỗ chuẩn phải tiến hành khoan, khoét, doa lần gá phải dùng bạc dẫn hướng để đảm bảo đạt độ nhám bề mặt độ xác thân lỗ đảm bảo khoảng cách tâm hai lỗ nằm phạm vi dung sai cho phép Nếu sản lượng nhỏ, gia công cách lấy dấu thực máy khoan đứng Với hộp lớn, gia công hai lỗ chuẩn máy doa ngang GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy n S Hình 4.4: Đồ gá khoan hai lỗ chuẩn chi tiết dạng hộp Đế đồ gá Phiến tỳ Chốt trụ ngắn Đai ốc Boulon Phiến dẫn Bạc dẫn Chi tiết giai công 4.1.5.2 Gia công mặt hộp Các mặt hộp thường mặt phẳng, gia công phương pháp bào, phay, tiện, mài chuốt Trong sản xuất đơn hàng loạt nhỏ, thường dùng phương pháp bào (hình 4.5) đơn giản rẻ tiền Năng suất bào thấp khắc phục cách gá nhiều chi tiết gia công lúc Trong sản xuất hàng loạt vừa lớn, việc gia công mặt phương pháp phay Với hộp có kích thước nhỏ xếp nhiều chi tiết để gia công lúc Hộp có kích thước lớn gia công mặt máy phay giường (hình 4.6) bào giường Trong sản xuất hàng khối sử dụng phương pháp phay liên tục máy phay có bàn quay máy phay có tang trống (máy phay thùng, hình 4.7) để gia công hai mặt phẳng song song lúc hai dao GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy Hìn 4.5 Hình 4.6 Sơ đồ gia công chi tiết dạng hộp máy phay tang trống (máy phay thùng) 1.Động điện 4.Ụ trục 2.Trục tang trống 5.Thân máy 3.Phôi 6.Tang trống Hình 4.7 Ngoài ra, sử dụng rộng rãi phương pháp chuốt để gia công mặt phẳng hộp Những hộp có mặt mặt tròn xoay gia công máy tiện đứng Gia công tinh mặt hộp sản xuất hàng loạt lớn hàng khối thực máy mài, sản xuất đơn loạt nhỏ thường dùng phương pháp cạo 4.1.5.3 Gia công lỗ lắp ghép Khi chế tạo chi tiết dạng hộp, việc gia công lỗ lỗ lắp ghép chiếm thời gian lớn Vì vậy, việc chọn phương pháp gia công hợp lý tạo điều kiện nâng cao suất, giảm giá thành có hiệu Biện pháp để gia công lỗ lắp ghép hộp phụ thuộc vào sản lượng chi tiết Có thể gia công máy doa ngang vạn hay máy tổ hợp nhiều trục Trong số trường hợp, gia công dây chuyền tự động GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy gia công máy khoan đứng, khoan cần, gia công máy tiện đứng hay máy tiện thường Đường kính lỗ gia công phụ thuộc vào kích thước dao (dao định hình), phụ thuộc vào việc điều chỉnh kích thước mũi dao lắp trục dao Độ xác khoảng cách tâm, độ song song vuông góc đường tâm lỗ với nhau, yêu cầu khác vị trí lỗ đảm bảo hai phương pháp sau: - Gia công lỗ theo bạc dẫn hướng đồ gá - Gia công lỗ theo phương pháp xác định tọa độ nhờ vạch kích thước máy (máy doa tọa độ) * Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối, lỗ lắp ghép hộp gia công máy doa, máy tổ hợp nhiều trục theo cách gia công song song song song liên tục hai ba bề mặt hộp Khi đó, vị trí lỗ đảm bảo theo cách bố trí trục máy Khi gia công máy tổ hợp nên chia thành hai nguyên công thô tinh, hoàn thành hai máy đường dây chia làm hai bước hoàn thành hai vị trí máy Những lỗ hộp có kích thước không lớn lắm, gia công máy khoan đứng nhờ bạc dẫn hướng đầu khoan nhiều trục để gia công lỗ bề mặt lúc, máy khoan cần có dùng bạc dẫn * Trong sản xuất hàng loạt, lỗ xác hộp gia công máy doa ngang có dùng bạc dẫn hướng Khoảng cách tâm độ song song chúng bảo đảm dịch chuyển bàn máy bạc dẫn hướng Còn độ vuông góc đường tâm lỗ đảm bảo nhờ quay bàn máy mang chi tiết so với trục doa Nếu lỗ cần doa ngắn, gia công cần dùng bạc dẫn hướng cho trục doa phía trước phía sau Khi lỗ cần doa dài định hướng trục doa phía trước sau: GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy Hình 4.8- Sơ đồ định hướng dụng cụ doa lỗ chi tiết hộp Nếu có nhiều lỗ đồng trục hàng, thực gia công máy doa với biện pháp thích hợp Để đảm bảo độ xác hàng lỗ nên chia hai nguyên công thô tinh Khi gia công thô, trước tiên gia công lỗ phía hộp trục dao côngxôn Sau gia công lỗ tiếp theo, làm xong nửa số lỗ hàng lỗ Quay bàn máy 180 để gia công lỗ lại phía đối diện hộp với biện pháp lỗ phía bên Làm hết Khi gia công tinh, tiến hành theo hai cách Cách thứ gia công liên tục lỗ cách sử dụng lỗ vừa gia công để dẫn hướng cho việc gia công lỗ Cách thứ hai gia công hai lỗ hai mặt đối diện hộp, sau dùng hai lỗ để dẫn hướng cho dụng cụ cắt cho việc gia công lỗ lại Ví dụ, cần gia công lỗ hàng lỗ chi tiết hộp sau: - Gia công thô: + Bước 1: Gia công lỗ Ø4 + Bước 2: Gia công lỗ Ø3 Hình 4.9 GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 10 Công Nghệ Chế Tạo Máy với βct : góc nghiêng chi tiết βd : góc nghiêng dao Mặt khác : vctk = vdk (do ăn khớp) mà: vctk = vct.cosβct vdk = vd.cosβd nên: vd cosβd = vct.cosβct Suy ra: vct = v d cos β d cos β ct Do vậy, ta tìm mối liên hệ tốc độ trượt tốc độ vòng dao:  vcà = vd  cos β d   sin β ct ± sin β d  cos β ct  = vd vcà = vd với: sin( β ct ± β d ) cos β ct sin γ cos β ct γ = βct ± βd góc nghiêng trục dao trục chi tiết gia công vd = π.D d n d (m/ph): tốc độ vòng dao với số vòng quay dao nd 1000 (v/ph) Vậy tốc độ cắt cà : vcà = π.D d n d sin γ (m/ph) 1000 cos β ct - Lượng chạy dao: Lượng chạy dao chọn tùy theo phương pháp cà Nói chung, lượng chạy dao dọc chọn khoảng Sd = 0,2 ÷ 0,6(mm/vòng quay dao) lượng chạy dao hướng kính S0 = 0,02 ÷ 0,06 (mm/ hành trình kép) * Đặc điểm cần ý cà răng: - Dao cà phải có số lớn nhiều so với số chi tiết không nên bội số số chi tiết gia công để khỏi in dập theo chu kỳ sai số cục dao lên chi tiết mà phân bố cho tất - Kết cấu dao cà có rãnh thoát phoi rãnh thoát phoi tạo thành lưỡi cắt cạo lên bề mặt chi tiết để tách phoi Dao cà có hai dạng rãnh thoát phoi sau: GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 57 Công Nghệ Chế Tạo Máy Loại rãnh thoát phoi (a) có góc trước hai bên hai bên khác khác không Loại rãnh thoát phoi (b) tốt tạo lưỡi cắt mà hai bên hai bên có góc trước không - Để cà trục dao cà trục bánh gia công phải tạo với góc γ = βct + βd (βct βd góc nghiêng chi tiết dao cà vòng chia) lúc có trượt dao cà gia công Khi góc γ mà tăng chiều dài trượt qua tốc độ cắt tăng đồng thời tác dụng dẫn hướng chuyển động tương đối dao cà bánh bị cà giảm đi, công tác dao cà không đặn độ bóng bề mặt cà giảm Nếu giảm góc γ độ bóng bề mặt cao suất lại thấp * Mài Mài phương pháp gia công tinh bánh có khả đạt độ xác cấp ÷ 6; độ nhám bề mặt đạt từ R a = 1,25 ÷ 0,32; thường dùng cho bánh sau nhiệt luyện có môđun m = ÷ 10 mm Mài có suất thấp giá thành cao nên dùng cần thiết gia công dụng cụ cắt bánh răng, bánh mẫu, bánh máy có yêu cầu kỹ thuật cao Mài thực theo hai nguyên lý bản: định hình bao hình hai đá * Mài theo phương pháp định hình: Mài theo phương pháp định hình thực nhờ đá mài có prôfin giống prôfin rãnh Trong trình gia công, đá mài thực chuyển động cắt quay tròn, đá có thêm chuyển động dọc theo trục bánh để cắt hết chiều dày Cắt từ sang khác nhờ phân độ chi tiết gia công Phương pháp tương tự phay bánh dao phay môđun định hình Có thể mài lần bên hai mặt bên lúc hai đá Mài mặt bên (a) cho suất thấp Mài hai mặt bên dao (b) dạng prôfin đá phụ thuộc vào môđun, tổng số góc ăn khớp; phương pháp có độ xác thấp Mài hai mặt bên hai dao (c) cho độ xác GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 58 Công Nghệ Chế Tạo Máy cao hiệu Hai đá mài đặt cách khoảng L, giá trị L phụ thuộc vào tổng số Khi mài định hình, tất sai số hình dạng đá từ ban đầu bị mài mòn trình mài trực tiếp gây sai số cho vật mài Vì vậy, đá mài cần sửa xác theo dưỡng phận sửa đá tự động sau gia công xong Khi mài định hình, thường chọn tốc độ quay đá v = 30 ÷ 35 (m/ s); tốc độ tiến đá vt = ÷16 (m/ph) Lượng dư khoảng z = 0,2 ÷ 0,3(mm) chia làm 3, bước * Mài theo phương pháp bao hình: Mài theo phương pháp bao hình đạt độ xác cao ứng dụng rộng rãi so với mài định hình Phương pháp dựa theo nguyên lý ăn khớp với bánh mà có môđun góc ăn khớp với bánh gia công Khi mài bao hình thường dùng loại đá sau: - Mài đá có prôfin hình thang răng: Với kiểu đá mài này, mặt làm việc đá có hình côn Đá mài tiếp xúc với bánh gia công điểm Theo phương pháp này, mài đá có prôfin hình thang (a) dùng hai đá đĩa đặt nghiêng góc cho hai mặt hai đá tạo prôfin hình thang (b) - Mài hai đá đĩa nghiêng góc góc ăn khớp: Hai đá mài đĩa đặt góc góc ăn khớp cho đá tạo với mặt bên tưởng tượng mà bánh gia công lăn theo (hình 4.57) Đá có mặt côn mài mép mặt đầu Mặt làm việc đá mặt phẳng nên tiếp xúc đá mặt bánh tiếp xúc đường - Mài hai đá đĩa có trục quay vuông góc với trục bánh răng: Hai đá mài đĩa đặt song song có trục quay vuông góc với trục bánh gia công (hình 9.48) GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 59 Công Nghệ Chế Tạo Máy Hình 4.57 Với phương pháp mài bao hình đá mài hình côn đá mài đĩa cần có chuyển động sau: chuyển động quay đá mài v; chuyển động lại tịnh tiến bánh gia công hay ụ mài theo hướng vuông góc với trục bánh phù hợp với quay bánh răng; chuyển động tương đối đá dọc theo bánh S d; quay bánh bước sau kết thúc gia công - Mài đá mài dạng trục vít: Mài bánh đá mài trục vít có suất cao trình gia công liên tục đồng thời số Ta gia công bánh trụ hay nghiêng Đá mài chế tạo theo dạng trục vít có hai đầu mối, đường kính đá khoảng 300 ÷ 400 mm Chuyển động quay đá tạo nên chuyển động cắt gọt với tốc độ 22÷32 mm/s Chuyển động với chuyển động quay bánh tạo thành chuyển động bao phay lăn Ngoài ra, có chuyển động đá dọc theo trụ theo hướng (nếu nghiêng) để mài hết chiều dày răng; chuyển động hướng kính đá để mài hết chiều sâu Gia công đá mài trục vít đạt độ xác cấp ÷ 5; độ nhám bề mặt Ra = 1,25÷0,16; thời gian gia công ngắn Nhưng nhược điểm việc sửa đá mài lâu phức tạp, thoát nhiệt nên ảnh hưởng đến chất lượng mặt 4.8.2 Gia công bánh côn Gia công bánh côn thuộc loại công việc khó sản xuất Tùy theo yêu cầu sử dụng mà bánh côn có nhiều loại khác nhau: * Nếu vào hướng chia bánh côn thành: - Răng thẳng - Răng nghiêng - Răng xoắn (cong) + Răng cong cung tròn GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 60 Công Nghệ Chế Tạo Máy + Răng cong thân khai + Răng cong epixicloid * Nếu vào vị trí tương quan hai trục quay chia bánh côn thành loại có hai trục giao (vuông góc không vuông góc) loại có trục chéo * Nếu dựa vào chiều cao chia bánh côn thành: loại có chiều cao loại có chiều cao thay đổi 4.8.3 Gia công bánh côn thẳng 4.8.3.1 Phương pháp định hình * Phay định hình: Theo phương pháp dụng cụ cắt có prôfin giống prôfin rãnh gia công, trường hợp dao phay môđun (đĩa ngón) Công việc gia công thực máy phay vạn có ụ phân độ GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 61 Công Nghệ Chế Tạo Máy Chi tiết gá vào ụ phân độ nghiêng góc phù hợp với góc côn chân Mỗi rãnh phay qua bước: - Phay phần vật liệu rãnh, chiều rộng tối đa chiều rộng đầu nhỏ rãnh - Phay tiếp phần vật liệu cách quay bánh góc ϕ - Phay phần lại cách quay bánh góc ϕ phía ngược lại Góc nghiêng δ trục ụ chia độ xác định vào góc côn chân vẽ Còn góc xoay ϕ bánh tính bằng: tgϕ = b1 − b 2.L Phương pháp thường dùng sản xuất đơn loạt nhỏ để gia công bánh có cấp xác ÷ 11; gia công bánh có môđun lớn * Bào theo dưỡng: Sử dụng phương pháp để gia công bánh côn thẳng có đường kính môđun lớn GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 62 Công Nghệ Chế Tạo Máy Dưỡng có bề mặt làm việc tương đương mặt thân khai mặt bên gia công Phương pháp thích hợp với nhà máy chế tạo máy hạng nặng * Chuốt định hình: Trong ngành ôtô, gần thường dùng phương pháp chuốt định hình với dao chuốt hình tròn để cắt bánh côn có môđun nhỏ trung bình máy chuốt chuyên dùng Phương pháp thường sử dụng sản xuất loạt lớn, hàng khối suất cao biên dạng gần thân khai 4.8.3.2.Phương pháp bao hình Khi gia công bánh côn theo phương pháp bao hình tạo nên lăn côn chia bánh theo mặt phẳng chia bánh dẹt sinh Bánh dẹt sinh coi bánh côn có góc đỉnh côn chia 180 Prôfin tạo nên lăn tương đối dụng cụ cắt bánh gia công Dụng cụ cắt có lưỡi cắt dạng hình thang, thực chuyển động đến đỉnh lại theo hướng côn chia bánh Dụng cụ cắt gá đầu dao mà dầu dao phải thực chuyển động ăn khớp với bánh gia công * Phay bao hình hai dao phay đĩa: Phương pháp có trình cắt thực hai dao phay đĩa nghiêng hai phía nằm rãnh gia công Dao có đường kính lớn, dạng chắp, mặt bên cạnh hình thang giống dạng GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 63 Công Nghệ Chế Tạo Máy Các mảnh lưỡi cắt dao nằm xen mảnh lưỡi cắt dao Trục hai dao phay đĩa đặt mặt đầu bàn trượt quay mà số vòng quay nd liên hệ với số vòng quay nc bánh tạo chuyển động lăn lưỡi cắt mặt bên bánh gia công Các dao phay thực chuyển động quay để cắt có thêm chuyển động thẳng đứng để cắt hết chiều rộng (nếu đường kính dao lớn nhiều chiều rộng bánh không cần) Sau gia công xong rãnh, bàn quay (mang dao) quay đến vị trí ban đầu, vật gia công quay bước dụng cụ chia độ tiếp tục gia công Gia công bánh côn theo phương pháp có suất cao (so với bào) * Bào bao hình: Bào bao hình thường sử dụng để gia công bánh côn có môđun nhỏ Phương pháp có tính vạn cao, đảm bảo chất lượng gia công dụng cụ đơn giản, rẻ tiền Tuy nhiên, suất thấp, dùng sản xuất đơn hàng loạt nhỏ Trong trình cắt, bánh gia công bánh dẹt sinh ăn khớp với Các dao bào thực chất bánh dẹt sinh, lưỡi cắt thẳng dao phía kề bánh dẹt sinh Máy bào cổ điển Bilgram Reinecker coi loại máy bao hình gia công bánh lâu đời Hiện nay, không sử dụng để gia công nhờ vào ta dễ nhận thực nguyên lý gia công bánh côn thẳng phương pháp bao hình - Trục vít truyền chuyển động quay cho giá qua bánh vít 2, giá mang trục quay quanh tâm Cam nửa hình elip hai băng thép 10 giữ cho luôn tiếp xúc với mặt phẳng lăn không trượt Cam giữ vai trò mặt nón có góc đỉnh nón chia bánh gia công Khi trục quay quanh trục giá buộc cam phải lăn không trượt mặt làm cho bánh gia công vừa quay trục vừa quay quanh trục giá Như vậy, bánh gia công thực chuyển động ăn khớp với bánh dẹt sinh tưởng tượng đứng yên Dao có chuyển động tới lui để cắt gọt, quỹ đạo lưỡi cắt cạnh bánh dẹt sinh tưởng tượng GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 64 Công Nghệ Chế Tạo Máy - Phương pháp lần gia công cạnh bên răng, gia công xong, người ta tiến hành phân độ để gia công tiếp cạnh bên Khi gia công xong cạnh bên tất răng, để gia công cạnh bên đối diện răng, bánh gia công gá đặt cũ dao thay dao khác có lưỡi cắt ngược với lưỡi cắt ban đầu Vì lần cắt bên cạnh nên bào dao cho suất thấp Do để cao suất, ngày người ta thường dùng phương pháp bào hai dao với dao vừa có chuyển động cắt, vừa có chuyển động bao hình giá dao lắc lư quay quanh trục nó; chi tiết quay quanh trục Kết cấu đầu dao Bào bao hình hai dao Khi cắt, dao cắt cạnh bên hai dao chạy ngược chiều để khử quán tính Giá dao (có bánh dẹt sinh tưởng tượng) quay lắc lư quay toàn vòng cần thêm bàn dao nữa, phức tạp 4.8.4.Gia công bánh côn cong Bánh côn cong sử dụng nhiều tính chất trội khả truyền mômen xoắn lớn, truyền động êm, ồn, hệ số trùng khớp cao, đạt tỷ số truyền lớn với không gian tương đối bé Tuy nhiên, bánh côn cong lại có lực chiều trục lớn (hơn bánh côn thẳng) Về mặt chế tạo bánh côn cong đòi hỏi phải có thiết bị phức tạp chuyên dùng cắt liên tục nên suất đạt cao Nếu bánh dẹt sinh có vòng tròn bán kính R a luôn lăn không trượt với vòng tròn bán kính rs đầu dao quỹ đạo chuyển động tương đối lưỡi cắt vạch bánh dẹt sinh đường cong: - Khi rs = 0, ta có đường cung tròn, hay bánh côn dạng cung tròn (còn gọi hệ Gleason) Loại có chiều cao thay đổi - Khi rs ≠ 0, ta có đường cong epixicloid, hay bánh côn dạng epixicloid (còn gọi hệ Mammano) Loại có chiều cao không đổi - Khi rs = ∞, ta có đường thân khai, hay bánh côn dạng cung thân khai (còn gọi hệ Klingelnberg)  Gia công bánh dạng cung tròn Hiện nay, loại bánh côn dạng cung tròn sử dụng phổ biến Gia công loại thực máy Gleason phương pháp bao hình với đầu dao phay Nguyên lý làm việc máy dựa ăn khớp (hay lăn) GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 65 Công Nghệ Chế Tạo Máy bánh dẹt sinh với bánh gia công Khi gia công, đầu dao gồm nhiều dao có dạng hình thang lắp vòng tròn, thường bố trí lưỡi cắt phía ngoài, lưỡi cắt liên tiếp Các lưỡi cắt đóng vai trò bánh dẹt sinh vị trí cắt Chi tiết lắp trục máy đỉnh nón chia chi tiết gá đặt trùng với đỉnh bánh dẹt sinh Chuyển động quay đầu dao số dao không bị ràng buộc tỷ số truyền mà phụ thuộc vào yếu tố cắt gọt Trước lúc bắt đầu làm việc, vật dịch chuyển hướng kính để lấy chiều sâu rãnh Ngoài chuyển động quay quanh trục để tạo vận tốc cắt, đầu dao quay với đĩa gá thực chuyển động ăn khớp bánh dẹt sinh với chi tiết gia công Mặt phẳng đầu dao phải tiếp xúc với mặt nón chân chi tiết lăn không trượt nhau, chuyển động lắc lư đầu máy (chuyển động ăn khớp bánh dẹt sinh) với chuyển động chi tiết phải thoả mãn tỷ số truyền thích hợp GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 66 Công Nghệ Chế Tạo Máy Dạng cung tròn loại bánh côn tiến hành mài biên dạng Nguyên lý gia công mài giống cắt  Gia công bánh dạng epixicloid Gia công côn dạng epixicloid tiến hành máy Oerlikon với suất cao kết cấu máy đầu dao cho phép gia công liên tục đồng thời tất lăn dao chi tiết gia công phay lăn bánh trụ Vì đường epixicloid đường tạo nên từ điểm vòng tròn lăn không trượt đường cong, để gia công có dạng đường epixicloid việc gá đặt giống gia công dạng cung tròn khác việc bố trí lưỡi cắt đầu dao quay Các lưỡi cắt bố trí đầu dao (là đĩa phẳng) theo dạng đường Archimede, ứng với đường Archimede dao (từ 3÷5 lưỡi cắt) tạo thành Có thể dùng dãy dao nhiều dãy dao (thường từ 2÷9 dãy) Khi gia công, dụng cụ cắt bánh gia công phải thực ăn khớp bánh côn với bánh dẹt sinh tưởng tượng Sơ đồ nguyên lý tạo hướng Gia công côn cung epicicloid Cũng giống phương pháp gia công dạng cung tròn, bánh dẹt sinh thay đĩa gá quay với tốc độ nd mà có đặt đầu dao phay quay với tốc độ v với tâm quay lệch so với tâm đĩa gá Prôfin bánh dẹt sinh prôfin dao, có dạng hình thang mặt bên tạo đường xycloid kéo dài Góc côn chia tương tự góc côn chân đỉnh răng, có nghĩa với phương pháp tạo có chiều cao không đổi Trong trình gia công, chuyển động ăn khớp, đầu dao không quay độc lập cắt dạng cung tròn mà có mối liên hệ với chuyển động quay bánh gia công qua xích phân độ  Gia công bánh dạng thân khai Gia công bánh côn có dạng thân khai thực máy GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 67 Công Nghệ Chế Tạo Máy Klingelberg dao phay lăn đặc biệt Dao phay lăn có dạng côn, dao phân bố đường xoắn vít côn mà bước đường côn chia không đổi Rãnh thoát phoi tạo nên mặt trước dao, mặt bên đỉnh mài tạo thành góc sau dao phay lăn trục vít Tuy bước dao không đổi góc nâng ren lại thay đổi, mặt gia công biên dạng thân khai suốt chiều dài bánh mà biên dạng thực tế có dạng paloid Vì thế, loại bánh gọi bánh côn paloid Sơ đồ gia công bánh côn dạng thân khai Phương pháp dựa nguyên lý ăn khớp dụng cụ bánh dẹt sinh tưởng tượng mà bánh tạo nên với đĩa gá lắc lư máy Dao gá đĩa gá mà trục quay trùng với trục quay bánh dẹt sinh Trục bánh gia công bánh dẹt sinh tưởng tượng cắt mặt phẳng chia bánh dẹt sinh Đường sinh nón chia dao nằm mặt phẳng chia bánh dẹt sinh Dao lăn bánh dẹt sinh thực thêm chuyển động quay đĩa gá xung quanh trục Để lưỡi cắt tạo nên hình bao lên bánh gia công, giá mang đầu dao phải mang chuyển động quay chậm từ vị trí bắt đầu đến vị trí kết thúc với góc quay gọi góc bao hình Với trị số môđun pháp tuyến với góc ăn khớp, gia công cần có dao phay riêng Như vậy, gia công cặp bánh côn thân khai ăn khớp với cần phải có hai dao, dao xoắn phải để cắt bánh xoắn trái dao xoắn trái để cắt bánh xoắn phải Răng truyền sản xuất có chiều dày nhau, gia công liên tục 4.8.5 Gia công bánh vít Khi gia công bánh vít, dụng cụ cắt trường hợp đóng vai trò trục vít ăn khớp với bánh vít cắt Về mặt kết cấu, dụng cụ cắt hoàn toàn giống trục vít ăn khớp với bánh vít gia công làm việc, khác đường kính dụng cụ cắt lớn đường kính trục vít lượng khe hở hướng kính Gia công bánh vít thực máy phay lăn dao phay lăn máy phay ngang dao quay GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 68 Công Nghệ Chế Tạo Máy 4.8.5.1 Gia công bánh vít dao phay lăn • Tiến dao hướng kính Khi gia công bánh vít theo phương pháp tiến dao hướng kính, cần gá đặt cho đường kính dao phay lăn nằm mặt phẳng đối xứng bánh vít Khi cắt, dao quay tròn, chi tiết quay tròn; hai chuyển động theo tỷ số truyền xác định Chuyển động chạy dao hướng kính dao (hoặc chi tiết) thực dao có vị trí tương ứng vị trí trục vít ăn khớp với bánh vít Lượng tiến dao S=0,55÷1mm/vòng quay chi tiết Khi cắt hết chiều sâu răng, chi tiết quay 1÷2 vòng để nâng cao độ xác Phương pháp cho phép đạt suất cao hành trình ngắn có nhược điểm độ nhám bề mặt thấp, bị cắt lẹm góc nghiêng đỉnh chi tiết không giống góc xoắn dao Vì có tượng cắt lẹm nên góc nâng trục vít lớn ÷ 80 không cho phép dùng phương pháp để gia công lần cuối Trong thực tế, dao phay lăn bánh vít dùng dao phay lăn bánh răng, lúc bánh vít gia công có sai số lớn (dao phay lăn có đường kính lớn so với trục vít sai số gia công bánh vít lớn) • Tiến dao tiếp tuyến Khi gia công bánh vít phương pháp lăn tiến dao tiếp tuyến, đường tâm dao lăn gá đặt cách đường tâm chi tiết khoảng khoảng cách tâm bánh vít trục vít Về mặt kết cấu, dao phay lăn trường hợp gồm hai phần: - Phần đầu hình côn để cắt chiều sâu cắt tăng không đột ngột, góc côn thường 10÷150 - Phần sau có hình trụ để cắt tinh Khi cắt, dao quay tròn tiến thẳng theo hướng tiếp tuyến với vòng lăn bánh vít; chi tiết thực chuyển động quay bao hình GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 69 Công Nghệ Chế Tạo Máy Số vòng quay dao chi tiết phải phù hợp với tỷ số truyền cặp trục vít - bánh vít mà chi tiết có thêm chuyển động vi sai để bù lại lượng tiến dao theo hướng tiếp tuyến (giống phay lăn bánh nghiêng) Phương pháp thường dùng để gia công bánh vít có môđun m = 3÷12mm; lượng tiến dao tiếp tuyến S = 1,1÷1,6 mm/vòng quay chi tiết Nói chung, phương pháp có suất thấp thường dùng dễ điều chỉnh khoảng cách tâm, độ bóng bề mặt cao tượng cắt lẹm • Tiến dao phối hợp Phương pháp phối hợp hai cách tiến dao nên khắc phục nhược điểm hai Với phương pháp này, ban đầu cắt thô cách tiến dao hướng kính đạt suất cao Sau đạt khoảng cách tâm cặp ăn khớp trục vít – bánh vít bắt đầu tiến dao theo hướng tiếp tuyến để sửa bề mặt gia công Như vậy, cần dùng dao phay lăn hình trụ 4.8.5.2 Gia công bánh vít dao quay Vì dao phay lăn đắt tiền nên sản xuất nhỏ người ta dùng dao quay Lưỡi dao gắn trục dao quay tạo thành dao phay lăn lưỡi, biên dạng kích thước lưỡi dao phải giống hệt lưỡi dao phay lăn tương ứng Góc tạo thành mặt trước dao với đường tâm trục dao phải góc nâng trục vít mà ăn khớp với bánh vít sau gia công Khi cắt, dao có chuyển động quay tròn, chi tiết có chuyển động quay tròn; hai chuyển động theo tỷ số truyền bánh vít gia công xong ăn khớp với trục vít Nghĩa dao quay vòng, chi tiết phải quay Zd răng, mà Zd số đầu ren trục vít Để lăn hết sườn phải có chuyển động chạy dao tiếp tuyến chi tiết phải có chuyển động quay thêm tương ứng Trục dao gá cách đường tâm chi tiết khoảng khoảng cách trục vít bánh vít làm việc Ở cần đường chuyển dao cắt xong chi tiết Khoảng chạy dao không lớn số lưỡi cắt (chỉ 1) nên muốn có độ nhám bề mặt biên dạng không lớn lượng chạy dao phải bé, suất gia công thấp Để nâng cao suất độ bóng bề mặt răng, người ta dùng hai ba dao Các dao lắp đường xoắn đường xoắn trục vít ăn khớp với bánh vít cần gia công Dao trước cắt thô dao sau cắt tinh Các dao trước làm thành bậc thang (không cần có biên dạng xác) để phân phối lượng dư cho hợp lý Với nhóm dao vậy, lượng chạy dao lớn GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 70 Công Nghệ Chế Tạo Máy MỤC LỤC Trang Chương 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 4.1 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp 4.2 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng 16 4.3 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng trục 23 4.4 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng bạc 31 4.5 Gia công bánh : 36 GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 71 ... bậc tự (hình 4 .2. a) - Mặt thô không gia công bên khống chế bậc tự (hình 4 .2. b) - Mặt gờ vai khống chế bậc tự (hình 4 .2. c) GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ Công Nghệ Chế Tạo Máy Hình 4 .2- Sơ đồ định vị... trọng không lớn dùng vật liệu gang xám GX 12 - 28 , GX 24 - 44 Những có độ cứng vững thấp, làm việc với tải trọng va đập nên chọn gang dẻo GD 37 - 12, gang rèn Còn làm việc với tải trọng lớn,... đồng hồ so đến tâm quay Hình 4 .22 - Sơ đồ kiểm tra độ không vuông góc tâm lỗ mặt đầu Chú ý: Đối với số đường trục đối xứng để thuận tiện GV: Hoàng Ngọc Thiên Vũ 22 Công Nghệ Chế Tạo Máy cho việc