دانلود تحقیق تراشکاری

به روش فرزکاری و براده برداری

فرزکاری به روش هاب

یکی  از این گونه ها ابزارهای تراش هاب است، ابزاری با پیکربندی شبیه رزوه پیچ با شیارهای فرزکاری شده عمود بر رزوه یا روزه ها برای ایجاد لبه های برنده بر روی آن.

عملکرد برش آن همچون فرزکاری پیوسته است: قطعه خام دوران می کند و هاب، که آن هم دوران می کند، پهنای چرخدنده را در می نوردد، یا در تراشکاری چرخ حلزون در جهت شعاعی یا مماسی نسبت به آن حرکت می کند.

از این رو هاب تک رزوه برای تراشکاری چرخدنده دندانه ای باید پنجاه بار سریعتر از چرخدنده دوران کند.

نمونه ای از هاب برای تراشکاری چرخدنده های ساده یا مارپیچ و نیز نمونه دیگری برای تراشکاری چرخ حلزون در شکلهای 4-1 و 4-2 نشان داده شده است.
فرزکاری به روش ابزار شکلتراشی فلّوز

ابزار شکلتراشی فلّوز نوع دیگری از ابزارهای تراش چرنده هاست.

پیکربندی آن همانند چرخدنده است، معمولاً با قطر 100 تا 150 میلیمتر و قطر بیرونی و دندانه های شیبدار تا برای لبه های برنده آن مجال فراهم آید (شکل 4-3).

شکل دندانه های آن منحنی اینولوت متناظر با تعداد دندانه و زاویه فشار ابزار است.

عملکرد برش آن همانند ابزار صفحه تراش است زیرابر روی پهنای چرخدنده رفت و برگشت می کند و همزمان، هم چرخدنده ای که در حال تراشیده شدن است و هم خود ابزار با نسبت سرعت برابر با تعداد دندانه چرخدنده تقسیم بر تعداد دندانه ابزار دوران می کنند.

شکل 4-1 هاب برای تراشکاری چرخدنده ساده ( یا مارپیچ)

شکل 4-2 هاب برای تراشکاری چرخ حلزون .

این هاب شیبدار و هفت رزوه است.

شکل 4-3 ابزار شکلتراش (چرخانده چرخدنده تراش).

چرخدنده های ساده، مارپیچ و دو مارپیچ را می توان با ابزار شکلتراشی تراشید، ابزارهای شکلتراشی چرخدنده های مارپیچ باید در هر مورد دارای زاویه مارپیچ یکسان با چرخدنده مارپیچی باشند که در دست تراشکاری است.

برای چرخدنده های مارپیچ بیرونی، ابزار شکلتراشی باید دارای جهت گردش دندانه مخالف با چرخدنده در حال تراش و برای چرخدنده های مارپیچ درونی دارای جهت گردش دندانه یکسان با آن باشد.

برای چرخدنده های درونی، تعداد دندانه ابزار تراش نباید از آن تعداد که موجب کندن بخشی از منحنی اینولوت می شود تجاوز کند (این وضع وقتی بحرانی می شود که تعداد دندانه چرخدنده درونی نسبتاً اندک باشد) .

برای تراشکاری چرخدنده های مارپیچ، ابزار شکلتراش باید با راهنماهایی که در حین حرکت رفت و برگشتی ابزار به آن حرکت دورانی می دهند جفتع شود.

چرخدنده های درونی، و نیز چرخدنده هایی که با شانه قطعه یا چرخدنده دیگری همجوارند، باید شکلتراشی شوند.

چرخدنده اخیر، چرخدنده همجوار با چرخدنده دیگر بر روی یک محور، چرخدنده خوشه ای نامیده می شود.

در این گونه موارد باید بر روی قطعه خام چرخدنده در محل مرز مشترک برای تأمین مجال ابزار و براده شیار خلاصی ایجاد شود.

بعضی از ماشینهای چرخدنده تراشی ضمن به کار بردن ابزار با پیکربندی چرخدنده شانه ای مبنا دندانه ها را با عملکرد صفحه تراش هم می تراشند.

فرایند پرداختکاری مشترک این دو روش صورت تراشی است که پس از هابکاری یا شکلتراشی برای دستیابی به دقت بیشتر و پرداخت بهتر انجام می شود.

چرخدنده ای که باید صورت تراشی شود ابتدا باید با هاب یا ابزار شکلتراش پیش صورت تراشی براده برداری شود تا گوشت قطعه در ناحیه زیر رخساره فعال دندانه برداشته و برای نوک دندانه های ابزار صورت تراش مجال فراهم شود.

شکل 4-4 ابزار صورت تراش.

ابزارهای صورت تراشی اساساً به شکل چرخدنده های مارپیچ با دندانه های دندان اره ای هستند.

شکل دندان اره ای دندانه ها لبه برنده ابزار را فراهم می سازد.

این ابزارها چرخدنده در دست تراشکاری را ضمن دوران و حرکت رفت و برگشتی محوری به حرکت در می آورند و دندانه های آن را پرداخت می کنند.

شکل 4-4 یک ابزار صورت تراشی را نشان می دهد.

سنگ زدن رخساره دندانه های فرایند پرداختکاری دیگری است که برای رفع تابیدگی ناشی از عملیات حرارتی چرخدنده های سخت شده به کار می رود.

سنگ زنی برای چرخدنده هایی که کیفیت AGMA Q10 یا برتر برای آنها مشخص شده باشد ضروری است.

برای پرداختکاری دندانه های چرخدنده سخت شده و رفع خطاهای ریز رخساره های آنها می توان از صیقل زنی یا تیزکاری استفاده کرد.

ماشین صیقل زنی مانند ماشین صورت تراشی کار می کند و ابزار صیقل زنی آن چرخدنده غیر فلزی باردار شده با ذرات ساینده است.

روش تیزکاری دندانه های چرخدنده ساده از راه چرخاندن دو چرخدنده با هم و به کار بردن مخلوط ساینده تیزکاری ‹‹آخرین راه حل›› برای رفع تابیدگی ناشی از سخت کردن است و جز برای چرخدنده های بزرگ، آن هم به دست متخصص خبره، به کار نمی رود.

تیزکاری بیش از اندازه چرخدنده های ساده موجب آسیب دیدن رخساره اینولوت می شود، زیرا وقتی دندانه های دو چرخدنده ساده با هم درگیر می شوند غلتش فقط در نقطه گام روی می دهد و در زیر و بالای نقطه گام لغزش صورت می گیرد و بنابراین براده برداری بیشتر در زیر و بالای نقطه گام انجام می شود.

شکل 4-5 ابزارهای تراش رفت و برگشتی برای تراشکاری چرخدنده های شیبدار راست دندانه کونیفلکس

در ماشین تراش چرخدنده شیبدار راست دندانه دو ابزار شکلتراشی منفرد یا، در ماشینهای سریعتر  دو ابزار دورانی همبند شو با لبه های برنده مقید شده به حرکت در مسیری که دندانه های یک جفت چرخدنده طی می کنند به کار می رود.

چنین ابزارهایی در شکلهای 4-5، 4-6، 4-7 نشان داده شده اند.

در ماشین تراش چرخدنده شیبدار چمان دندانه ابزار فرزکاری پیشانی تراش دوار به کار می رود.

این ابزار به محل کار هدایت می شود و ابزار وق طعه کار با هم می چرخند تا حرکت پدیدآوری مورد نیاز را ایجاد کنند.

چنین ابزاری در شکل 4-8 نشان داده شده است.

این ماشینها چرخدنده شیبدار راست خمان دندانه (چرخدنده شیبدار چمان دندانه با زاویه چمش صفر درجه) و چرخدنده هیپویید را هم می تراشند.

دندانه های کمان پهن اغلب به چرخدنده های ساده، مارپیچ و شیبدار راست دندانه اختصاص دارند.

این دندانه ها در وسط یا نزدیکی وسط پهنای چرخدنده ضخیمتر از دو سر هستند.

کمان پهن تراشی با هابکاری کمانی، صورت تراشی کمانی یا سنگزنی کمانی انجام می شود.

در چرخدنده های شیبدار راست دندانه مشخصه تجاری دندانه های کمان پهن، کونیفلکس است که شرکت گلیسون ورکز آن را به عنوان نشان تجارتی خود ثبت کرده است.

هدف از کمان پهن کردن دندانه های به حداقل رساندن احتمال تماس تکیه گاهی در دو سر دندانه های در صورت وجود انحراف محوری در مونتاژ، تابیدگی ناشی از عملیات حرارتی یا خمشی تحت بار است.

شکل 4-6 ابزارهای تراش دورانی همبندشو برای تراشکاری چرخدنده های شیبدار راست دندانه کونیفلکس

شکل 4-7 ابزارهای تراش همبند شو در حال کار

شکل 4-8 ابزار فرزکاری پیشانی تراش برای تراشکاری چرخدنده های شیبدار چمان دندانه، راست خمان دندانه و چرخدنده های هیپویید

مقدار کمان پهنی معمولاً حدود 0003/0 میلیمتر در هر سانتیمتر پهنای چرخدنده (0006/0 میلیمتر تغییر در ضخامت دندانه به ازای هر سانتیمتر پهنای چرخدنده) در نظر گرفته می شود.

این مقدار را می توان تغییر داد، ولی اگر شرایط مونتاژ رقمی بیش از این مقدار را ایجاب کند طراح باید تراکم پذیری سطوح و خمش دندانه را هم در نظر بگیرد.

اگر مقدار کمان پهنی از اندازه های حدی تراکم و خمش دندانه تحت بار کامل با در نظر گرفتن سطح تماس تکیه گاهی کافی برای دندانه ها تجاوز کند پهنای کامل چرخدنده دیگر نمی تواند در تعیین نرخ باربری آن ملاک قرار گیرد.

بد نیست به ابزار نقش تراشی چرخدنده های ساده (که گاه ابزار تراش دورانی نامیده می شود) هم اشاره ای بکنیم.

ابزارهای نقش تراشی چرخدنده ساده تیغه فرزهایی با شکل یا نقش دهانه میان دندانه ها هستند (شکل 4-9 را ببینید).

این ابزارها شکلی تقریباً اینولوت ایجاد می کنند.

به طور کلی، چرخدنده های تولید شده با این روش چندان رضایت بخش نیستند، مگر برای مواردی که سرعت خط گام اندک باشد، یا در گامهای نسبتاً درشت، یا در جعبه دنده های باز که پیشتر به آن اشاره کردیم و از انجام اصطلاح بر روی دندانه چرخدنده های آنها باید پرهیز کرد، و نیز در مواردی که ملاحظات مقاومتی ایجاب می کند که بن تراشیدگی وجود نداشته باشد.

ابزارهای نقش تراش استاندارد چند نمره ای هستند و به نام ابزارهای ردیفی شناخته می شوند.

دلیل این نامگذاری این است که هر مجموعه ای از آنها از هشت ابزار، یا پانزده ابزار برای تراشکاری دندانه با دقت رخساره بالاتر، تشکیل می شود و هر یک برای تراشکاری ردیف معینی از تعداد دندانه ها به کار می رود.

ابزارهای پینیون تراشی مربوط به دامنه بن تراشیدگی (پینیونهای کم دندانه) به گونه ای اصلاح می شوند که بتوانند ناحیه زیر شعاع دایره مبنا را فرزکاری کنند و ابزارهای چرخدنده تراشی هم اصلاح می شوند تا چرخدنده های تولیدی آنها این ناحیه زیرین رخساره دندانه پینیون را آزاد بگذارند.

از آنجایی که رخساره دندانه های نقش تراشی شده از چند منحنی تشکیل می شود به آنها نام نقش دندانه مرکب داده شده است.

بخش اینولوت نقش دندانه مرکب برای کمترین تعداد دندانه هر دامنه صحیح است.

فهرست ابزارهای ردیفی در جدول 4-1 آمده است.

به طور کلی، چرخدنده های نقش تراشی شده با چرخدنده های ساخته شده به روش پدیدآوری قابل جایگزینی (همجایگزین پذیر) نیستند مگر اینکه جفت جایگزین هم شوند.

جدول 4-1 ابزارهای ردیفی برای تراشکاری چرخدنده های ساده

چرخدنده های شانه ای با گام درشت تر از حدود mm 8 = m (1- in 3 = DP )  معمولاً نقش تراشی می شوند زیرا بیشتر ماشینهای ساخت چرخدنده شانه ای به روش پدیدآوری برای تراشکاری گامهای درشت تر طراحی نشده اند.

در این گونه موارد بهتر است از ابزارهای شانه ای تراش تک منظوره استفاده شود تا دندانه ها با رخساره اینولوت صحیح (با دو پهلوی تخت بر روی دندانه های چرخدنده شانه ای) و با خلاصی نوک، برای به حداقل رساندن امکان تداخل نوک، تراشیده شوند.

چرخدنده شانه ای و پینیون رانشگر آن در شکل 1-7 نشان داده شده است.

بعضی از سازندگان چرخدنده شانه ای با گامهای متوسط تا درشت ابزار ردیفی نمره 1 (مخصوص تعداد دندانه 135 تا چرخدنده شانه ای) را به کار می برند.

به طوری که پیشتر هم اشاره شد این ابزار رخساره دندانه ای ایجاد می کند که چرخدنده 135 دندانه ای باید داشته باشد و بنابراین برای چرخدنده شانه ای صحیح نیست.

ساختن چرخدنده شانه ای با شکل دندانه چرخدنده شانه مبنا موجب غلتش نرمتر آن در درگیری با دندانه های پینیون ساخته شده به روش پدیدآوری می شود

ساختن چرخدنده شانه ای با شکل دندانه چرخدنده شانه مبنا موجب غلتش نرمتر آن در درگیری با دندانه های پینیون ساخته شده به روش پدیدآوری می شود.

چرخدنده های شانه ای با گام ظریفتر (ظریفتر از 8 = m یا 3 = DP ) را به روش نقش تراشی هم می توان ساخت ولی این چرخدنده ها معمولاً به روش پدیدآوری ساخته می شوند.

برای پدیدآوری دندانه های چرخدنده شانه ای از ابزارهای شانه ای شکلتراش استفاده می شود و همان نوع ابزارهای رفت و برگشتی که برای تراشکاری چرخدنده های ساده یا مارپیچ به روش شکلتراشی به کار می روند برا پدیدآوری چرخدنده شانه ای هم کاربرد دارند.

6- ابزارها ویژه فرآیند بدون براده برداری : 6- ابزارهای ویژه فرآیند بدون براده برداری : بررسی ساخت چرخدنده به وسیله ای روش هایی که تراشیده نمی شوند و در صنعت پرکاربردتر هستند.

این روش ها در زمینه تولید انبوه چرخدنده بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

از فرآیندهای ترکیبی (فلز تراشی + شکل دهی بدون براده) جهت تولید چرخدنده های دقیق در صنایع چرخدند.

اتوموبیل موفقیت خود را نشان داده است.

از فرآیندهای بدون براده برداری در تولید چرخدنده هایی که دقت کسی دارند و نیازی به ظرفیت تحمل بار زیادی نیست، استفاده می شود.

6-1- ابزارهای مخصوص رولینگ پرداخت چرخدنده های استوانه ای : در ماشین رولینگ چرخدنده (Lorenz – Michigantod Microflo ) چرخدنده خش تراشی شده تحت فشار زیاد طی حرکات دورانی 2 قالب رولینگ که در مقابل هم قرار دارند دول می شود.

با استفاده از 2 قالب مقابل هم به محور چرخدنده بدون بار بوده و فشار ایجاد شده تنها به شرایط مورد نیاز رولینگ بستگی دارد.

همزمان در امتداد تمام خط تماس چرخدنده و قالب رولینگ تغییر شکل پلاستیکی رولینگ صورت می گیرد تا با تغییر شکل پلاستیکی رولینگ واقعی – سطح پرداخت شده ای ایجاد شود.

اولویت ) شکل صفحه ی (204 ) ناحیه کاری ماشین رولینگ Microflo ثانویت ) شکل 94 صفحه (206) زوج قالب رولینگ درگیر با چرخدنده 6-2) ابزارهای فرم برای متالوژی پودر در کوتاه ترین زمان با استفاده از صنعت متالوژی پودر می توان چرخدنده تولید کرد، و در تولید انبوه استفاده می شود و دقت و ظرفیت محمل بار محدودی دارد.

1- پرسکاری 2- زینتر کردن (تف جوشی) 3- کالیبراسیون (سایز کردن) 1- با عملیات پرسکاری قطعات قالب گیری شده حاوی پودر فلز تحت فشار زیاد MN/CM2 40-80 می توان قطعات نرده دقیق و فشرده ای را تولید کرد.

استحکام لازم در حالت جامد را برای تحمل و انتقال دارا می باشند.

اولاً پودر فلز استفاده شده آلیاژی هستند، که گرافیت هم دارند برای روان کاری محصول و همین گرافیت باعث یکنواختی زیادی در ساختار قطعه پرس شده بدست می آید.

2- در فرآیند زینتر کردن (Sintering) خشتها را تحت گاز محافظ تا دمای زیر نقطه ذوب عنصر اصلی پودر فلز حرارت می دهند، بدین ترتیب فرایند زینتر سازی و تف جوشی صورت می گیرد.

خواص فیزیکی قطعه زینتر شده از نظر استحکام تنشی، چکش خواری و سختی به مقداری می رسد که خواص مواد ذوب شده با ترکیب مشابه، شباهت دارد.

قطعه فولادی زینتر شده را می توان با روش های معمولی سخت کرد و تمیز نمود.

3- فرآیند (کالیبراسیون) سایز کردن با فشرده کاری برای چرخدنده های زینتر شده حتماً لازم است.

بسته به دقت ابزار و خواص مواد فرآیند کالیبراسیون دقت لازم را مجدداً ایجاد می کند، با این حال این فرآیند محدودیت هایی نیز دارد بعد از بهبود دقت حاصل از تغییر شکل پلاستیکی فرآیند سایز کردن تغییر شکل الاستیکی دیگری روی قطعه کار و ابزار ایجاد می شود که تحت فشار زیاد سایز کردن صورت می گیرد.

شکل صفحه (208) نمونه ای از قالب مخصوص متالوژی پودر برای تولید چرخدنده 6-3- ابزارهای پولک زنی در تولید انبوه قطعات سخت دندانه دار با دقت کم، از روش پولک زنی استفاده می شود.

فرآیند پانچ معمولی، که عیب آن وجود یک سطح پلیسه دار است در بسیاری از حالات نیاز به پلیسه گری دارد.

روش پولک زنی ظریف جهت رفع این عیب توسعه یافته است.

و قطعه ی تخت دندانه دارد را در تولید انبوه از این روش نیز می توان بدست آورد.

5- 2 ماشینهای دنده زنی به روش کله زنی غلتکی در این ماشینها (شکل 14-5) تیغه فرز دنده زنی (شکل 14-6) که روی کلگی ماشین محکم شده با قطعه کار بسته شده روی میز، مانند دوچرخدنده ساده که محورهای آن موازی هم می باشند درگیر می شوند.

کلگی فوق با حرکت بالا و پایین عمل براده برداری را انجام می دهد.

هنگام کورس برگشت میز ماشین توسط بادامکی به طور جانبی جابه جا شده و ابزار چرخدنده ای از درگیری آزاد می شود.

این ابزار به طور کششی یا ضربه ای عمل براده برداری را انجام می دهد.

کشویی کلگی توسط بادامک پیشروی (تیغه) کنترل و بدین وسیله در شروع مرحله دنده زنی به آرامی تا عمق دنده به طرف پایین حرکت می کند.

عمل براده برداری با یک پروسه خشن کاری و یک پروسه ظریف کاری دنبال می شود.

پیشروی غلتشی مستقل از کورس کلگی بوده و می توان آنرا به وسیله چرخدنده های تعویضی تا حد زیادی تغییر داد.

صافی سطح جناح دندانه بستگی به پیشروی غلتشی تیغه فرز دنده زنی دارد.

شکل 14-6 دنده زنی به روش کله زنی غلتکی محور کلگی در وسط ماشین به صورت ستون دندانه دار ساخته شده (شکل 14-7) و حرکت بالا و پایین خود را از طریق بازوی قطاعی دندانه دار دریافت می کند.

این بازوی قطاعی نیز توسط سیستم محرکه لنگ حرکت می کند.

کورس محور کلگی با جا به جایی شعاعی پین لنگ به آسانی قابل تغییر است.

در شکل 14-8 ماشین دنده زنی به روش کله زنی غلتکی با کنترل NC-‌نشان داده شده است.

در این ماشینها تمامی پیشرویها به طور پیوسته قابل تنظیم می باشد.

عمق براده برداری و عمق دندانه از طریق کلید رقمی قابل انتخاب از قبل تنظیم می شود.

روی ماشینهای دنده زنی به روش کله زنی غلتکی می توان تمام مقاطع دندانه ای مطابق ابزار دنده زنی را ایجاد نمود.

در کله زنی چرخدنده های دندانه مایل، کلگی به هنگام حرکت بالا و پایین، مطابق با زاویه آن، یک حرکت اضافی چرخشی نیز انجام می دهد.

این حرکت توسط تجهیزات اضافی ایجاد می شود.

شکل 14-7 سیستم محرکه کلگی فرز شکل 14-8 ماشین دنده زنی به روش کله زنی غلتکی با کنترل NC نوع LS420 ابزار چرخدنده زنی به هنگام کار فقط فضای کمی جهت خارج شدن ابزار از قطعه کار نیاز دارند .

مثلاً محورهای دندانه ای یقه دار، چرخدنده های جناغی با شیار میانی و غیره.

ماشینهای دنده زنی به روش کله زنی شانه ای در این روش دنده زنی، ابزار یک شانه کله زنی می باشد که پروفیل آن را می توان به خاطر راست بودن جناح دندانه با صافی سطح بالایی درست کرد.

هنگام دنده زنی، چرخدنده روی شانه کله زنی مانند یک میله دندانه دار می غلتد.

عمل براده برداری با حرکت کورسی و ابزار بسته شده روی کلگی ماشین صورت می گیرد.

شانه کله زنی فقط کورس رفت عمل براده برداری را انجام می دهد و هنگام کورس برگشت مقداری به عقب برمی گردد.

جهت کله زنی دندانه های مایل هدایت کلگی در جهت شیب دندانه صورت می گیرد.

حرکت غلتشی، پیشروی قطعه کار را به وجود می آورد، که فقط به هنگام برگشت کلگی صورت می گیرد.

هنگام کورس کاری قطعه کار ثابت می باشد.

عمل براده برداری در یک سری حالتهای غلتش پشت سر هم اتفاق می افتد، به طوری که لبه های برش راست شانه برای شکل دنده خواسته شده مانند سایه ای به صورت مجموعه ای از خطوط مماس شکل دنده را می پوشانند.

(شکل 14-9) شکل 14-10 اجزای اصلی ماشین دنده زنی به روش کله زنی شانه ای 1- کشویی کله زنی ، 2- راهنمای ابزار ، 3- شانه کله زنی، 4- پایه ماشین ، 5- میزگرد، 6- کشویی غلتش ، 7- محور تنظیم ، 8- جعبه دنده – حرکت تنظیم ، 9- محور حلزون ، 10- چرخ حلزون ، 11- جعبه دنده تعویض جزئی، 12- کوپلینگ، 13- محور مدولی ، 14- جعبه دنده تعویض مدولی ، 15- کشویی تنظیم بار ، 16- بستر ماشین، 17- پایه.

حرکت غلتش (شکل 14-10) از دو حرکت، یعنی حرکت چرخشی قطعه کار بسته شده روی میز گرد ماشین و حرکت جابه جایی مستقیم سپورت غلتش، که میز ماشین در آن یاتاقان بندی شده و در امتد اد شانه کله زنی حرکت می کند ترکیب شده است.

مقدار چرخش چرخدنده، که روی دایره تقسیم اندازه گیری می شود، بایستی دقیقاً مساوی با مقدار جا به جایی کشویی غلتش باشد.

از آنجا که شانه کله زنی را نمی توان بلند گرفت بایست در فواصل معینی کشویی تقسیم در حالی که قطعه کار ثابت می باشد به اندازه یک یا چند دندانه تقسیم به عقب برگردد.

جهت رفع لقی غیر قابل پرهیز اجزای سیستم محرکه بعد از عقب برگشتن شانه، قبل از شروع به درگیری مقداری کار می کند.

به علاوه جهت شروع مرحله براده برداری ضروری است که میز کار با قطعه کار بسته شده روی آن هماهنگ با کورس کلگی تا عمق کامل دندانه تنظیم شود.

5-3 با ماشین تراش و دستگاه هاب برای تراشیدن چرخدنده ها محاسبۀ تمام مشخصات ساختمانی آنها لازم نیست بلکه کافیست مشخصات تراشکاری و فرزکاری آنها را معلوم کرد این مشخصات در چرخدنده های ساده با توجه به شکل 10 بقرار زیرند : ش 10 : مشخصات ساختمانی چرخدنده های ساده محاسبات لازم برای ساختن چرخدنده های ساده dk= m(Z+2) قطر سردنده یا قطر خارجی چرخدنده b=10m ضخامت چرخدندۀ نرمال مدول تعداد دندانۀ چرخدنده عمق دنده یا عمق بار مقدار گردش دستۀ دستگاه تقسیم مثال 6 : برای ساختن یک چرخدندۀ یدکی 34 دندانه ای از جنس ST50 با مدول 2 میلیمتر توسط دستگاه تقسیم مراحل و چگونگی انجام کار را توضیح دهید.

اندازۀ قطر خارجی چرخدنده را حساب میکنیم.

مادۀ اولیه را از لحاظ جنس و اندازۀ قطر (بزرگتر از 72 میلیمتر) انتخاب کرده و بضخامت حدود 5 میلیمتر بزرگتر از اندازۀ ضخامت چرخدندۀ تراشیدنی بتوسط ماشین اره و یا ...

میبریم (بریدن مادۀ اولیه بتوسط ماشین اره مقرون بصرفه است و گرنه میتوان بوسیلۀ ماشین تراش نیز بموقع اینعمل را انجام داد) در صورتیکه بخواهیم ضخامت چرخدنده استاندارد باشد : مادۀ اولیۀ بریده شده را در ماشین تراش بسته و پیشانی تراشی و سپس محل عبور محور را سوراخکاری و بطور دقیق داخل تراشی میکنیم.

در صورتیکه طراحی اندازۀ سوراخ محور چرخدنده بعهدۀ سازنده باشد باید با توجه به قدرتیکه توسط چرخدنده منتقل خواهد شد از فرمولهای مقاومت مصالح (قسمت پیچش) استفاده شده و قطر محور مناسب و در نتیجه اندازۀ سوراخ چرخدنده تشخیص داده شود.

چرخدندۀ پیشانی تراشی و سوراخ شده را از روی ماشین تراش باز کرده و با فشار پرسی درن بستن را که محور کمکی است در داخل سوراخ بطور محکم جذب میکنیم.

دُرن های بستن مطابق شکل (اشکال 11) بر دو نوعند : درن ساده (1-11) که محور فولادی آب داده شده ایست که در هر 100 میلیمتر 05/0 میلیمتر لاغر شده (مخروطی است) در نتیجه بطور راحت در سوراخ محور چرخدنده وارد شده و بر اثر رانده شدن در سوراخ توسط نیروی پرسی با قطعه بصورت تقریباً یک تکه در می آید باید در انتخاب اندازۀ درن دقت کرد.

درن بستن متغیر (شکل 2-11) بوش چاکدار فنری است با چاک های محیطی یکطرفی یا دو طرفی با سوراخ داخلی مخروطی که یک محور مخروطی مشابه یا درن بستن اصلی در آن قرار گرفته و با فشار پرسی یا نیروی کشش پیچ و مهره ای موجب باز شدن شیارهای بوش فنری شده و نسبت به نیروی ژرسی یا نیروی گشتاوری وارد بر مهره قطعه را محکم میگیرد از این نوع درن در مواقعی استفاده میشود که اندازۀ سوراخ دقیق نیست بطوریکه امکان گرفتن آن توسط درن ساده وجود ندارد.

هر دو نوع درن در دو پیشانی دارای جای مرغک هستند و اصولاً باید بین دو مرغک بسته شوند ولی در بیشتر کارگاهها بجهت صرفه جوئی در وقت درن ها را بین سه نظام و مرغک میبندند که در این صورت باید دو نقطه را مراعات کرد: اولاً باید حتماً از سه نظام استفاده کرد و دقت نمود که فک سه نظام در قسمت دو پهن شدۀ انتهای درن قرار نگیرد ثانیاً در این نوع بستن کنترلی لنگی درن بوسیلۀ ساعت اندازه گیری و ...

لازمست.

اشکال 11 : درن های بستن درن حامل قطعه را مطابق تذکرات فوق طوری روی ماشین سوار میکنیم که نیروی پیشروی رندۀ تراشکاری بطرف قطر بزرگ درن باشد تا موجب شل شدن قطعه روی درن نشود و سپس با استفاده از رنده های مناسب قطر خارجی و ضخامت چرخدنده را باندازه میرسانیم و قطعه و درن را از ماشین تراش جدا میکنیم در اینجا کار تراشکاری چرخدنده در ماشین تراش تمام شده.

درن حامل چرخدنده را با توجه بتذکرات بستن بین دو مرغک و سه نظام دستگاه تقسیم روی ماشین فرز افقی یا اونیورسال میبندیم برای اطمینان از دقت محور بستن مطابق شکل 12 میتوان از یک استوانۀ دقیق و ساعت اندازه گیری استفاده کرد.

ش 12: روش کنترل محور دستگاه تقسیم 7.

با توجه به مدول چرخدنده و تعداد دندانۀ چرخدنده تیغه فرز مناسب را انتخاب (مدول 2 شماره 5) و با خواندن اندازۀ قطر سوراخ تیغه فرز از روی بدنۀ تیغه فرز محور و یا درن فرزگیر لازم را نیز تعیین می کنیم.

این درن مطابق شکل 13 دارای قسمتهای مختلفی است که در زیر شرح داده میشود: (a)‌قسمت متصل به دنبالۀ مخروطی مرس نرم شده که در گلوئی مخروطی ماشین (b)‌قرار میگیرد قسمت دو پهن (c) بتوسط پیچ (d) که در سوراخ انتهائی مخروط مرس پیچیده میشود در سوراخ دو پهن ابتدای گلوئی جذب شده و حرکت دستگاه را به درن بستن و در نتیجه به تیغه فرز منتقل میکند روی محور اصلی درن فرزگیر بوشهای (g)‌با اندازه های مختلف قرار دارند که براحتی میتوان آنها را در آورده و یا روی درن جابجا کرد.

با درآوردن بوشها شیار طولی محور بستن ظاهر میشود که خاری میتواند در امتداد آن لغزیده و در محل دلخواه قرار گیرد.

پس از ثابت کردن درن روی ماشین تعدادی از بوشها را باندازۀ لازم درآورده و تیغه فرز را روی درن سوار کرده و بار خار درگیر میکنیم.

بوشهای خارج شده را دوباره جا میاندازیم و بوش اصلی (e) را که باید در داخل یاتاقان بچرخد سوار کرده و پس از درگیر کردن یاتاقان (f) با بوش اصلی با سفت کردن مهرۀ (i) تمام بوش ها را فشرده و تیغه فرز را ثابت میکنیم.

برای جلوگیری از خم شدن درن فرزگیر بر اثر نیروی برشی باید سعی کرد دو فاصلۀ x و y‌ با هم برابر و تا حد امکان کوتاه باشند بهمین منظور بازوی یاتاقان (f) روی کله گی قابل لغزش و جابجا شدن است.

لازم بتذکر نیست که در موقع بستن باید تمام قسمتهای درن تمیز و بدون عیب باشند و برای اطمینان از این موضوع میتوان بکمک ساعت اندازه گیری از تنظیم و متعادل بودن چرخش محور و تیغه فرز مطمئن شد چون در صورت لنگ زدن و یا شل بسته شدن تیغه فرز اشکالات عمده ای ایجاد خواهد شد تذکر این نقطه لازمست که تیغه فرز و بوشها در موقع انداختن روی درن فرزگیر بهیچ وجه نباید زیر فشار قرار گیرند.

شکل 13.

درن فرزگیر و طرز استفاده از آن 8- وقتی قطعه و تیز فرز بسته شدند قطعه را به تیغه فرز نزدیک کرده و امتداد تیغه فرز را با استفاده از گویناها و پرگار منقاری یا راپورتر مطابق شکل 14 با محور چرخدنده هم امتداد میکنیم.

برای اینکار گونیا و سطح میز ماشین باید تمیز باشد و عمل بدقت انجام گیرد چون در غیر اینصورت امتداد دنده ها نسبت بمحور چرخدنده کج شده و چرخدنده در ضمن کار زود مستهلک خواهد شد.

شکل14 : طرز تنظیم تیغه فرز نسبت به قطعه 9- مقدار گردش دستۀ دستگاه تقسیم را حساب میکنیم.

پس برای انجام هر تقسیم دستۀ دستگاه تقسیم باید 1 دور کامل و 3 فاصله روی ردیف 17 سوراخی گردش کند.

10- صفحۀ شماره 1 را روی دستگاه تقسیم سوار کرده و پین ضامن دسته را روی ردیف 17 سوراخی قرار داده و قیچی دستگاه را بفاصلۀ 4 سوراخ یا 3 فاصله تنظیم میکنیم.

11- سرعت برشی (تعداد دور تیغه فرز) و مقدار پیشروی میز ماشین فرز را با توجه به عمق براده و جنس قطعه مطابق توضیحات زیر تنظیم میکنیم: فرمول محاسبۀ سرعت برش در تمام ماشینهای گردنده عبارتست از که در ماشین های فرز V‌سرعت برش برحسب متر در دقیقه d قطر تیغه فرز برحسب میلیمتر و n تعداد دور تیغه فرز با واحد دور در دقیقه است.

از رابطۀ سرعت برش استفاده کرده و تعداد دور محور اصلی ماشین فرز را که تیغه فرز بآن مربوط است بدست میآورند.

ملاحظه میشود که برای تشخیص تعداد دور سرعت برش باید معلوم باشد و چون مقدار سرعت برشی (V) بعوامل مختلف از آنجمله (جنس کار – جنس تیغه فرز – قدرت ماشین – سطح مقطع براده – فرم براده – نوع مادۀ خنک کننده – زمان حاضر بکاری تیغه فرز) بستگی دارد لذا از طریق تجربی و تحقیق سرعت برش های مناسب را بدست آورده و در جدولهائی که نمونه ای در زیر نشان داده شده ارائه نموده اند که میتوان مو رد استفاده قرار داد.

جدول ص 30 که با توجه بجدول چون جنس چرخدنده از فولاد با استحکام کششی 50 کیلوگرم بر میلیمتر مربع است پس سرعت برش برای نوع تیغه فرز پولکی در خشن کاری در حدود 22 متر در دقیقه (V=22m/min) خواهد بود و این در حالی است که سرعت پیشروی میز ماشین در حدود (S=s.n=60mm/min) است پس با فرض اینکه تیغه فرز مدول 2 دارای قطر d=60mm باشد تعداد دور آن برابر است با : که میتوان نزدیکترین تعداد دور عملی را که روی ماشین قابل تنظیم است انتخاب و دستگاه را برای اجرای همان دوران تنظیم نمود.

برای ایجاد سرعت عمل در کار و جلوگیری از انجام محاسبات برای تعیین تعداد دور تئوری تیغه فرز با توجه به سرعت برشی و قطر تیغه فرز جدولهائی تنظیم شده که در زیر ملاحظه میشود و همان نتیجۀ محاسبه را بدست میدهد.

از این جدول نیز برای سرعت برشی 22 متر در دقیقه و قطر تیغه فرز 60 میلیمتر تعداد دور 117 حاصل میشود.

اگر بجدول (4) دقت شود این مشخصات در حنلی است که با توجه به شکل 15 عرض تیغه فرز b=20mm و عمق براده برداری a=10mm باشد.

جدول 5 تعداد گردش تیغه فرز در هر دقیقه ش15.

تشکیل مقدار براده در فرزکاری اکنون سوال اینست که با تغییر عرض b و عمق a چه تغییری باید در تنظیم ماشین ایجاد شود؟

در پاسخ به این سوال باید گفت که : در هر حال حجم برادۀ کنده شده از کار در هر دقیقه باید ثابت باشد.

این حجم برابر است با : در چرخدنده تراشی b عرض متوسط شیار چرخدنده روی قطر متوسط است که با توجه بشکل 10 در صورتیکه بخواهیم تمام عمق دنده را در یکبار بتراشیم و این عمق را 5 میلیمتر منظور کنیم مقدار پیشروی ماشین فرز باید برابر باشد با : پس سرعت پیشروی باید بجای 60 میلیمتر در دقیقه 76 میلیمتر در دقیقه باشد.

تذکر : بدنبال این پرسش و پاسخ در مورد تنظیم ماشین سوالات دیگری مطرح میشود از آنجمله : آیا با افزایش مقدار پیشروی سطح کار خشن نخواهد بود؟

آیا ماشین قدرت کافی برای این حجم براده برداری دارد؟

آیا دستگاه از لحاظ اقتصادی ماکزیمم بهرۀ خود را میدهد؟

آیا تیغه فرز استحکام کافی در برابر این بار را دارد؟

آیا زاویۀ تیغه فرز برای این حالت بخصوص از عملیات برادر برداری مناسب است؟

آیا ..........؟

که تمام این پرسش ها احتیاج به محاسبات دارد که هر محاسبه بدنبالش پرسشهای جدیدی مطرح خواهد شد.

برای رهائی از این کابوسها باید بتجربه و مهارت پناه برد چون کار خوب کردن از پر کردن است.

اگر در اجرای کار مهارت همراه باشد دستگاه و ابزار و قطعه توسط مجری کار درک شده و هر دستگاهی برای انجام هر نوع کار خصوصاً کارهای تکی با استفاده از مهارت و تجربیات کارگر بهترین تنظیم را خواهد داشت.

و لذا در چنین مواقعی نباید وسواس نشان داد چون محاسبات دقیق مشخصات فنی کار مسئلۀ پیچیده ایست که برآورد آنها در کارهای سری در کارخانجات بزرگ بعهدۀ دفتر فنی کارخانه است و برای اجرای کارهای تکی با وسائل و دستگاههای معمولی کافیست به استفاده از جدولهای خلاصه و تجربی که در اختیار است بسنده کرد و بسرعت عملیات پرداخت.