Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

Phần I

Thiết kế dao phay lăn răng.
I/ Đặc điểm, công dụng và phân loại.
Truyền động bánh răng theo phơng ăn khớp đợc sử dụng
rộng rÃi trong ngành chế tạo máy. Chất lợng của truyền động
chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo bánh răng.
Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại ở
rÃnh giữa hai răng để tạo thành prôfin răng đảm bảo độ
chính xác bớc răng khi ăn khớp. độ đồng tâm của hai vòng
tròn chia với tâm quay của bánh răng.
Độ chính xác của bánh răng phụ thuộc vào độ chính xác
của dụng cụ cắt răng. Tuỳ theo từng phơng pháp gia công
răng cách hình thành prôfin răng ngời ta chia ra thành hai
phơng pháp cắt răng sau:
*Phơng pháp I : Cắt răng theo phơng pháp chép hình :
ở đây prôfin răng của dụng cụ cắt hoạc hình chiếu của
prôfin đó là bản chép nguyên hình của prôfin rÃnh giữa các
răng gia công bánh răng. Trong quá trình cắt prôfin của dụng
cụ cắt ở tất cả các điểm đều trùng với prôfin của rÃnh.
*Phơng pháp II : Cắt răng theo phơng pháp bao hình :
ở đây prôfin của bánh răng đợc gia công là các đờng
bao của các vị trí khác nhau của lỡi cắt dụng cụ cắt.
Tuỳ theo phơng pháp gá dao ta có thể gia công đợc bánh
răng trụ răng thẳng, bánh răng trụ răng nghiêng (nh hình vẽ).

Phân dao phay ra làm hai loại :
+Dao phay lăn răng thô để cắt sơ bộ của bánh răng trớc
khi xọc răng.
______Trờng Đại häc Kü tht C«ng nghiƯp______Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

+ Dao phay lăn răng tinh để cắt bánh răng trớc khi cà

răng.








- Những dao phay lăn răng dùng để gia công bánh răng
trụ có môđuyn m 5 đợc chế tạo nguyên khối với dao có m =
6 ữ 15 đợc chế tạo nguyên hoặc răng chắp.
- Với m 16 đợc chế tạo bằng răng chắp.
- Nguyên lý làm việc của dao phay
+ Qúa trình hình thành prôfin của răng bánh răng của
dao phay lăn răng tơng tự quá trình ăn khớp của bánh răng

gia công với trục vít . Để tạo ra mặt dới của răng và lỡi cắt ngời ta làm các rÃnh dọc, thờng là rÃnh xoắn trên dao phay. Còn
muốn có các góc sau thì phải đem chốt lng các mặt sau của
răng.

1

______Trờng Đại häc Kü tht C«ng nghiƯp______

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

2
+ Muốn cho bánh răng nghiêng ăn khớp đúng thì răng
của chúng phải ăn khớp chính xác với cùng thanh răng không
gian. Muốn vậy phải yêu cầu cả hai bánh răng này có bớc răng
và góc prôfin bằng nhau trong tiết điện N - N thẳng góc với
hớng răng của thanh răng.
II/ Chọn vật liệu làm dao phải đảm bảo các yêu cầu
chung sau
1/ Chọn vật liệu.
- Vật liệu làm dụng cụ cắt đòi hỏi phải chịu đợc các lực
tác động nh lực cắt, lực ma sát, dung động nhiệt với dụng cụ
cắt là dao phay lăn răng đòi hỏi vật liệu phải có độ cứng
cao hơn chi tiết gia công.

2/ Độ cứng.
- Là một trong những chỉ tiêu quan trọng của vật liệu
dụng cụ cắt. Muốn cắt đợc dao phải có độ cứng cao hơn vật
liệu giao công khoảng HRC 60 ữ 65, nâng cao độ cứng phần
cắt của dao cho phép nâng cao đợc sự mài mòn và nâng
cao đợc các tốc độ cắt.
3/ Độ bền nhiệt.
- Là tính năng

quan trọng nhất của vật liệu dụng cụ

cắt, nó quyết định khả năng duy trì tính năng cắt của dao
trong điều kiện nhiệt độ và áp lực lớn.
4/ Độ chịu mài mòn.

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- Trong quá trình cắt luôn xảy ra hiện tợng ma sát giữa

mặt trớc của dao giữa phôi, giữa mặt sau với phôi. Do đó
để đảm bảo tuổi bền vật liệu làm dụng cụ cắt phải có khả

năng chịu mài mòn.
5/ Độ bền và độ dẻo.
- Khi cắt mặt trớc của dao chịu một áp lực lớn, mặt khác
dao còn chịu rung động của hệ thống máy - dao - đồ gá vì
vậy muốn làm việc lâu dài dao phải có độ bền uốn độ bền
nén và độ dẻo cao.
6/ Độ truyền nhiệt.
- Độ truyền nhiệt của dụng cắt càng cao thì nhiệt đợc
truyền khỏi lỡi cắt càng nhanh do đó giảm ddợc đợc sự tập
trung nhiệt độ trên vùng cắt lỡi dao đỡ bị mòn.
7/ Tính công nghệ và kinh tế.
- Dụng cụ cắt thờng có hình dáng phức tập, đòi hỏi
những yêu cầu khá cao về độ chính xác hình dáng kích thớc
và độ nhẵn bề mặt. Vật liệu dụng cụ cắt cần phải có tính
công nghệ cao.
- Vật liệu dụng cắt thờng đắt tiền và chiếm tỷ lệ cao
trong giá thành chế tạo dao, do đó cần phải chọn vật liệu
dụng cụ cắt phù hợp với yêu cầu của dao, của chi tiết gia công
nhằm giảm chi phí chế tạo cho một chi tiết gia công.
8/ Các loại vật liệu có thể chế tạo dao phay lăn
răng.
- ThÐp c¸c bon dơng cơ Y12A, Y13A, thÐp hép kim dơng
cơ 9 x C. thÐp giã P9, P18.
+ ThÐp c¸c bon dụng cụ Y12A, Y13A có độ thấm tôi
thấp do tính thấm tôi thấp phải tôi trong nớc, khiến cho dụng
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______

Trang 4



Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

cụ cắt sau khi tôi dễ bị nứt, cong vênh. Vì dao phay lăn răng
cắt với chiều rộng cắt lớn, do vậy sinh nhiệt lớn và dễ bị mài
mòn, do vậy thép các bon dụng cụ không phù hợp để chế tạo
dao phay lăn răng.
+ Thép hộp kim dụng cụ : dễ thoát các bon khi nhiệt
luyện, độ cứng ở trạng thái ủ cao ( 241 ữ 297 HB ). Điều này
ảnh hởng rất lớn đến việc chế tạo dao gia công cắt gọt khó.
Tính mài mòn của thép hộp kim kém, tính năng cắt kém
hơn nhiều so với thép gió.
+ Thép gió P18 là loại vật liệu làm dao có tính năng cắt
tốt và đợc sử dụng rộng rÃi, có độ thấm tôi cao, có thể cắt
với tốc độ cắt cao gấp 2 ữ 4 lần và có tuổi bền gấp 8 ữ 15
lần so với thép các bon và thép hộp kim dụng cụ. Có thể
nâng tính năng cắt của thép gió bằng cách thấm xiamua
sau khi tôi, ram vµ mµi. ThÐp giã P9 vµ P18 cã tÝnh bền nóng
là nh nhau do đó khi cắt ở tốc ®é cao chóng cã ti bỊn
gÇn nh nhau. Nhng khi làm việc ở tốc độ thấp thì thép gió
P18 có độ chịu mài mòn cao hơn, do đó có tuổi bền cao
gấp đôi P9.
Khi nung nóng thép P9 dễ bị quá nhiệt và khi mài sắc
thì độ cứng bề mặt của thép giảm xuống, nên tính mài
kém hơn thép P18. Thép P9 có khoảng t0 tôi hẹp hơn thép
P18 do đó gây khó khăn khi t0 luyện.
- Qua việc phân tích u nhợc điểm của một số loại vật

liệu để làm dụng cắt ở trên chúng ta thấy rằng với dao phay
lăn răng vứi chi tiết công nghệ dạng trục, dạng bạc làm việc với
tốc độ cắt trung bình, lực cắt lớn. Với vật liệu làm dao là
thép gió P18 là phù hợp hơn cả.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiÖp______

Trang 5


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

III/ Tính toán kết cấu dao phay lăn răng.
1/ Bề mặt khởi thuỷ các dao phay lăn răng.
- Bề mặt khởi thuỷ các dao phay lăn răng là bề mặt vít
của trục vít khởi thuỷ ( trục vít cơ bản ) để tạo thành dao
phay lăn răng trên trục vít cơ bản có ác rÃnh dọc để thoát
phoi và tạo thành mặt trớc và các mặt sau hớt lng để tạo
thành góc sau dơng lỡi cắt là giao tuyến của mặt trớc và
mặt sau. Về nguyên lý bánh răng thân khai chỉ ăn khớp
đúng với trục vít thân khai để tìm prôfin lỡi cắt cần phải
xác định phơng trình của mặt trớc ( mặt 2 ). Phơng trình
của mặt vít cơ bản mặt 1 giao tuyến của 2 bề mặt đó là
prôfin cần tìm. Nhng mặt sau dao phay phải tạo thành góc
sau dơng nên mặt sau không thể là mặt của trục vít cơ bản
mà là mặt xoắn acximet để đảm bảo cho prôfin lỡi cắt khi
mài sắc lại ( khi thay đổi vị trí của mặt trớc ). Không thay

đổi hoặc thay đổi không đáng kể thì mặt sau phải đợc
hớt lng hớng trục.
Nhng cho đến nay việc hớt lng hớng trục dao phay lăn răng
rất khó thực hiện vì vậy nên thiết kế dao phay trên cơ sở
trục vít khởi thuỷ là trục vít thân khai, trong thực tế vẫn
không đảm bảo đợc profin lỡi cắt chính xác mà việc chế tạo
rất khó khăn do đó dao phay lăn răng thờng đợc chế tạo theo
phơng pháp gần đúng đảm bảo độ chính xác profin lỡi cắt
theo yêu cầu kỹ thuật cho phép. Các phơng pháp chế tạo gần
đúng dựa trên cơ sở they thế trục vít cơ bản thân khai
chính xác bằng các trục vít gần đúng và đảm bảo chế tạo
thuận tiện.
______Trờng Đại học Kỹ thuật C«ng nghiƯp______

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

*Kết luận :

Để đảm bảo thuận tiện trong quá trình chế tạo trục vít
cơ bản thân khai chính xác đợc thay thế bằng trục vít
côvôlôít vì so với trục vít acximet, trục vít côvôlôít dễ mài
sắc lng hớt lng của dao sau nguyên công tiện, giao tuyến của
mặt xoắn vít là một mặt phẳng vuông góc hoặc rÃnh vít

là đờng thẳng do đó có thể dùng lỡi cắt cắt để tạo thành.
Trục vít này có thể kiểm tra profin dễ dàng.
2/ Tính profin thân khai của lỡi cắt
- Theo bảng 8 - VIII HDTKDCCKL - ĐHBK có ca lỡi sắt nh
sau:
Bớc răng theo phơng pháp tuyến : tn = . m . n
tn = 3,14. 5 . 1 = 15,708 (mm)
ở đây n là số đầu mối n = 1.
- Chiều cao đầu răng dao phay :
hu = 1,25 mf = 1,25 x 5 = 6,25.
m - môđun của dao m = 5.
f - hệ số chiều cao đầu răng lấy f = 1
Chiều dày răng ở tiết diện pháp tuyến
Sn =

tn
15,708
= 7,854
=
2
2

Đầu răng dao phay sẽ gia công chân răng h1chân của
dao phay sẽ gia
công bánh răng, muốn đáy dao phay không cắt mặt ngoài
của bánh răng gia công thì giữa chúng phải có khe hở hớng
kính của chun ®éng Cu1:
Víi Cu1 = 0,25 x m = 0,25 x 5 = 1,25 (mm)
Cu1 x hu’’ = hu’ + Cu1 ; hu = 6,25 + 1,25 = 7,5.


______Trờng Đại häc Kü tht C«ng nghiƯp______

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- Chiều cao chân răng hu = 1,25 x m = 1,25 x 5 =

6,25 mm.
- ChiỊu cao toµn bé răng.
hu = hu + hu = 6,25 + 7,5 = 13,75 (mm)
- Cn1 - khe hở giữa đờng kính ngoài của bánh răng và
đờng kính trong của dao phay.
- Trị số prôfin theo mặt dới.
là góc ăn khớp = 200 ; ∆ α = 00 theo b¶ng 20.
∆ α1 = α - ∆ α = 200 - 00 = 200

- Bán kính vê tròn đầu răng dao phay :
r1 =

C
0,25
=
= 0,73(mm)
1 = sin sin200


- Bán kính lợn chân răng r2 = 0,3 x m = 0,3 x 5 = 1,5
(mm)
Đờng kính vòng tròn đỉnh răng dao phay lăn răng đợc
chọn phù hợp với kết cấu của dao phay để tăng độ chính xác
prôfin của răng gia công và tăng năng suất cắt gọt thì tận lợng đờng kính dao phay càng lớn càng tốt. Khi tăng đờng
kính dao phay thì góc vít của dao phay giảm xuống nh vËy
sÏ gi¶m sai sè cho phÐp cđa dao phay, gi¶m đợc chiều cao
nhấp nhô gia công dọc theo răng làm tăng số răng theo vòng
tròn dao phay. Nh vậy cải thiện điều kiện cắt và đờng kính
lỗ gá đợc tăng lên do đó tăng điều kiện trục gá đảm bảo độ
cứng vững tốt hơn khi kẹp dụng cụ và đảm bảo khả năng
tăng chế độ cắt. Tuy nhiên tăng đờng kính dao phay vật
liệu cấu tạo dao sẽ tốn hơn do đó kéo dài thời gian phay theo
tiêu chuẩn CT0CT 9342 - 60 đà quy định đối với dao phay có
m = ( 1 ữ 14 ) thì Den = (63 ữ 180) mm.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

ở đây ta chế tạo dao phay có m = 5 thì ta chọn đờng

kính dao phay Den = 100 (mm).

+Số răng z =

360


Trong đó cos = 1 - 4,5 .

m.f
5.1
= 1− 4,5.
= 0,775
Den
100

= 39,19 => ϕ = 390,11’’.
z=

360
= 9,20 (răng)
390 ,11' '

Chọn z = 10 răng
- Lợng hớt lng K
K=

Π .Den
3,14.100
.tgα=
.tg120 = 6,67
Z

10

Chän K = 6,5
( α lµ góc sau của đỉnh răng chọn = 120)
- Lợng hớt lng đầu tiên K1 ( với dao có mài prôfin)
K1 = (1,2 ữ 1,5) . K = 1,3 . 6,5 = 8,45 ( K1 = 8,5)τ
- §êng kÝnh trung bình tính toán:
+ Đờng kính trung bình tính toán của dao phay là đờng kính quy ớc để tính toán dao phay, nó đợc dùng để xác
định các góc nghiêng của rÃnh dọc ( mặt trớc) góc nâng của
đờng kính vfa các trị số khác. Sau khi mài sắc lại đờng kính
ngoài dao phay giảm, đờng kính trung bình tính toán dao
phay giảm và do đó giá trị các góc nghiêng và thay đổi.
Để giảm sai lệch các kích thớc, khi thiết kế đờng kính trung
bình tính toán đợc xác định ở tiết điện cách mặt trợt ( 0,1
ữ 0,25 ) bớc vòng.

Dtb = Deu - 2,5 mf - 0,2 K
= 100 - 2,5 . 5 .1 - 0,2 . 0,5 = 86,2 (mm)
______Trờng Đại học Kỹ thuật C«ng nghiƯp______

Trang 9


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- TÝnh gãc nghiªng thùc tÕ.

sin τ =

m
5
=
= 0,058 = 3,32 => τ = 3019’
Dtb 86,2

- Bíc r·nh xo¾n thùc tÕ.
T’ = Π . Dtb . Cotg τ = 3,14 . 86,2 . cotg 3019’ = 4665
(mm)
=> T = 4665
- Góc của rÃnh thoát phôi.
Với Z = 10 ( răng) nên lấy = 250
- Chiều sâu rÃnh có mài prôfin xác định theo công thức
H = hu +

K + K1
+r
2

r - bán kính vê tròn đáy r = ( 1 ÷ 3 ) lÊy r = 2.
=> H = 13,75 +

6,5 + 8,5
+ 2 = 23,25
2

- BKC ở đầy rÃnh răng.
rK =


.(Deu 2H)
3,14(100 2.23,25
= 1,679
=
10.Z
10.10

- Đờng kính lỗ gá:
du = (0,2 ữ 0,45) Deu = 0,35 . 100 = 35 (mm)
- Đờng kính đoạn lỗ không mài :
d1 = 1,05 du = 1,05 . 35 = 36,75 (mm)
Chän d1 = 37 (mm)
- Đờng kính của 2 gỗ :
D1 = Deu - 2H - (1 ÷ 2) = 100 - 2. 23,25 - 2 = 51,5 (mm)
- ChiỊu dµi của gỗ :
Lg = ( 3,5 ữ 5) mm lấy lg = 5 (mm)
- Chiều dài phần làm việc của dao.
Theo CT : L1 = Hcotg α1 + 2 Su

______Trêng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt
Mà Su =

Bé m«n :


Π .m 3,14.5
=
= 7,85
2
2

=> L1 = 23,25 . cotg 200 + 2.7,85 = 79,57 (m)
Chän L1 = 80 (mm)
- ChiỊu dµi toµn bé dao phay:
L = L1 + 2 lg = 80 + 2.5 = 90 (mm)
3/ C¸c r·nh däc dao phay.
- Muèn cã gãc tríc b»ng nhau ở hai bên răng thì rÃnh dọc
phải cấu tạo theo đờng kính mặt trớc của rÃnh thẳng góc với
đờng vít của hình trụ trung bình tính toán nghĩa là trên
mặt trụ tính toán thì góc nghiêng của rÃnh = gãc vÝt τ.
VËy ta cã β = τ = 3019’
Bíc cđa r·nh xo¾n :
SK = Π . Dtb . Cotg β = 3,14 . 86,2 . cotg 3019’ = 4665
(mm)
4/ Số lợng và rÃnh dao phay.
Số lợng rÃnh dao phay ảnh hởng đến số lợng lát cắt tạo
nên prôfin bánh răng ảnh hởng đến chiều cao nhấp nhô sinh
ra bởi quá trình cắt ảnh hởng đến chiều dầy phoi do mỗi
răng cắt ra, ảnh hởng đến độ nhẵn gia công
cố gắng chọn số răng càng nhiều càng tốt. Tuy nhiên đối với
dao phay lăn răng còn có răng hớt lng nên điều này không
phải bao giờ cũng đạt đợc. Mà ta nên chọn số rÃnh = số răng.
Số lợng răng đà chọn bằng 10 và số lợng rÃnh bằng 10, góc
rÃnh răng đợc xác định theo công thức :
=à +


______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 11


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

Với mục đích đảm bảo độ bền của răng đà mài sắc lại

nhiều lần mặt trên rÃnh ở phía lng răng phải làm nghiêng một
góc à so với đờng thẳng hớng tâm đi qua ở đỉnh răng góc à
lấy bằng 15 ữ 200.
Sự làm dầy chân răng đó đảm bảo cho các răng bị
mòn đà mài sắc đến lần cuối cùng vẫn không bị gẫy ở chỗ
mômen uốn lớn nhất trong quá trình phay.
- Chọn góc phải từ vị trí tơng quan giữa các góc trên
dao phay và trên cam hớt lng.
v
k
Hành trình
làm việc
của dao
600
1600




Hành
trình chạy
không
Để tránh hiện tợng đỉnh răng bị chèn dập do dao vào
muộ và tạo thành gồ do dao rút sớm ra khỏi bề mặt răng. Dao
phay gia công cần thiết phải có thêm các góc 1 ; 2 . Tỷ số

A
C

thuộc hình dạng cam .

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 12


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

Trong thùc tÕ thêng lµm cam 600 vµ 900 . Có nghĩa là

A+C
= 6 đợc quy tròn theo dÃy kích thớc tiêu chuẩn : 180 , 220,


250
=


360
+ (15 ữ 200)
(4 ÷ 6)

=

360
+ 16 = 23,20
(5.10)

Theo d·y tiªu chuÈn lÊy θ = 250
Bán kính góc lợn lấy r = 2,25.
v
k
à

I

0
5/ Xác định góc cắt
Trên mỗi răng dao có 3 lỡi cắt, một lỡi cắt ở đỉnh răng
và hai lỡi cắt 2 bên.

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 13


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt


Bộ môn :

Góc trớc của đỉnh răng lấy = 00 ; góc sau của đỉnh

răng và hai bên đợc đảm bảo = cách hớt lng răng theo đờng
xoắn côvôlôít.
Góc sau ở đỉnh răng thuộc vào trị số hớt lng K quan hệ
giữa chúng đợc biểu thị theo CT :
K=

.Deu
. tgb
Z.n

=> tgαb =

6,5.10
K .Zn
= 0,207=> αb = 11041’
=
3,14.100
Π .Deu

Ta cã thÓ tÝnh gãc sau αb ë tiÕt diƯn th¼ng gãc víi trục
dao phay vì mặt sau của răng là mặt xoắn vít nên góc sau
thực tế phải đợc xác định theo hớng đờng vít của dao phay
tại tiết diẹen chính đợc xác định theo công thức :
tgc =

Rcn

. tgb . sin αn . cosτ
Rc

Rcn - b¸n kÝnh dao : Rcn = 50
Rc - bán kính vòng tròn chia
Rc =

5.Z
5.10
= 25
=
2
2

=> tgc =

50
25

. tg11041’ . sin 200 . cos 3019’

= 0,1378 = 7,84 => αc = 7050’
tgτc =

DtbT
86,2
.tg30 19’ = 2,75 => τc = 2045’
. tgτ .
100
Deu


tgαb’ = tgαb . cos τc
tgαb’ = tg11041’ . cos 2045 = 0,20 = 11,30
=> αb’ = 11018
6/ Tạo hình dao phay lăn răng = ph ơng pháp prôfin
thẳng trong tiết điện pháp tuyến.
______Trờng Đại học Kü tht C«ng nghiƯp______ Trang 14


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- Prôfin trong tiết diện pháp tuyến chọn bằng dạng sinh

của bánh răng gia công đồng thời góc prôfin răng dao phay
chọn = góc prôfin dạng sinh trong răng.
Khi góc vÝt cđa dao phay kh«ng lín ( τ = 40) thì sự khác
nhau giữa prôfin lỡi cắt và bề mặt thân khai sẽ rất ít do đó
đối với dao phay có = 3019
ta lấy góc prôfin răng lấy bằng góc prôfin dạng sinh tức là n =
= 200 ta chọn tạo hình dao phay lăn răng ở tiết diện pháp
tuyến theo mặt xoắn côvôlôít hở bởi vì mặt xoắn vít
không khai triển hoặc một mặt bất kỳ khác mà có thể tạo
hình chính xác bằng đờng thẳng giao tuyến của mặt xoắn
vít côvôlôít là một mặt phẳng vuông góc hoặc rÃnh vít là
một đờng thẳng do đó có thể dùng lỡi cắt thẳng để tạo
thành. Trục vít này có thể kiểm tra độ chính xác prôfin răng

dễ dàng giao tuyến của mặt xoắn vít với mặt phẳng đi
qua góc vuông với trục là đờng thân khai kéo dài.
Cho tung độ yk của một tâm bất kỳ k ta xác định
hoành độ của điểm đó theo phơng:
yk pin Vk
Dấu (+) ứng với đờng xoắn vít phải
Dấu (-) ứng với đờng xoắn vít trái
Với cos k = r0/yk
r0 bán kính trục cơ bản đợc tính rr =

d0
2

m

Với d0 = cosτtgτ
0
Cos τ0 = Cos τ . Cos αδ
= Cos 3019’ . Cos 200 = 0,9382 = 20,24
______Trờng Đại học Kỹ tht C«ng nghiƯp______ Trang 15


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

=> τ0 = 20014’


tg τ0 = tg 20014’
5

d0 = cos3019' tg20015' = 13,64 (mm)
d0 13,64
=
= 6,82
2
2

r0 =

rn - b¸n kÝnh trục trung bình tính toán.
1
86,2
dtb =
= 43,1(mm)
2
2

rn =

yk - toạ ®é ®iÓm k bÊt kú ( lÊy yk = rn = 43,1)
Ta cã : cos αk =

r0 6,82
=
= 0,158 = 80,909
yk 43,1


=>k = 80054
P - thông số của mặt xoắn vÝt.
P0 =

T0
mn 15,708
=
=
= 2,501
2Π 2cosτ 2.3,14

VËy ta cã xk = 2,5 in V 80054
Toạ độ tính toán cho điểm B và C của prôfin răng dao
đợc xác định theo công thøc sau :
XB = Pin Vαb
XC = Pin Vαc
yB = rn + h’’p = 43,1 + 7,5 = 50,6 (mm)
yC = rn - ( h’p + 95 K ) = 43,1 - ( 6,25 + 0,5 . 6,5 )
= 33,6 mm
hp = công đoạn làm việc ở đầu răng bánh răng
hn = hp = 6,25

y

B

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiÖp______ Trang 16


Đồ án tốt nghiệp


Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

C

yc

yK

yB

Vo

x
Góc tham số b và c đợc xác định theo CT sau :
Cos αb =

d0
13,64
=
= 0,138
2(rn + h' ' p) 2(43,1+ 6,25)

= 82,05 => αb= 8203’
Cos αc =

d0
13,64

=
2(rn − (h' p + 0,5.k)) 2(43,1− (6,25+ 0,5.6,5))

= 0,20 = 78,28 => αc = 78017’
VËy ta cã :
xB = Pin Vαb = 2,5 in V 8203’
xC = Pin VαC = 2,5 in V 78017

- Yêu cầu kỹ thuật :
1. Vật liệu thép gió P18, đạt độ cứng phần răng cắt
HRC 62 ữ 65
2. Sai lệch bớc răng theo phơng pháp tuyến 0,01(mm)
3. Sai số tính kỹ giới hạn trên độ dài 3 bớc răng
0,015(mm)
4. Độ đảo hớng kính theo đờng kính ngoài trong giới hạn
một đờng vít 0,03 (mm)
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 17


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

5. Sai lệch theo góc prôfin răng 0,015 (độ)
6. Độ đảo hớng kính của vòng gỗ 0,02(mm)
7. Độ đảo mặt đầu của gỗ 0,04(mm)
8. Sai lệch chiều dày răng 0,025(mm)
9. Sai lệch góc cắt 25ữ 15

10. Sai lệch chiều cao răng 0,4(mm)
11. Sai lệch bớc vòng răng của một vòng răng 0,04(mm)

Phần II
Thiết kế quy trình công nghệ
gia công dao phay lăn răng.
______Trờng Đại häc Kü tht C«ng nghiƯp______ Trang 18


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

I/ phân tích tính công nghệ.

- Dao phay lăn răng là dụng cụ cắt kim loại dùng để gia
công bánh răng, dao làm việc trong điều kiện lực cắt lớn,
nhiệt độ cao và chịu mài mòn cao.
- Dao phay lăn răng là chi tiết dạng trục nên khi lập quy
trình cấu tạo dao cần phải dựa vào quy trình công nghệ gia
công chi tiết điển hình ở họ trục.
- Để tạo ra các răng cắt, chúng ta dùng phơng pháp phay
rÃnh xoắn vít với = 3019 để tạo đợc các răng cắt trên đó
chế tạo các rÃnh để tạo ra mặt trớc của răng và lỡi cắt, để
tạo ra góc sau, mặt sau của răng dao đợc hớt lng theo đờng
côvôlôít.
- Để đảm bảo độ cứng của dụng cụ cắt, phải qua
nguyên công nhiệt luyện. Vật liệu làm dao bằng thép gió P18

do đó rất khó khăn trong quá trình nhiệt luyện nên khi nhiệt
luyện phải tránh hiện tợng cong vênh, nứt, độ cứng sau khi
nhiệt luyện phải đạt 62 ữ 64 HRC.
- Để đảm bảo tính chính xác prôfin răng cắt thì phải
mài hớt lng hai mặt bên và hớt lng đỉnh răng.
- Khi gia công để đảm bảo chính xác chúng ta dùng
chuẩn là lỗ và mặt đầu.
- Độ đảo mặt đầu không vợt quá 0,02 (mm)
- Độ chính xác của lỗ đạt I T4, độ nhẵn đạt Ra = 0,63
nên phơng pháp gia công lỗ là phơng pháp mài.
- Sau khi nhiệt luyện nguyên công cuối cần phải mài các
chuẩn công nghệ, mài mặt trớc và , mài hớt lng.
II/ Xác định dạng sản xuất
______Trờng Đại häc Kü tht C«ng nghiƯp______ Trang 19


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- Xác định dạng sản xuất đóng vai trò rất quan trọng

trong quá trình chế tạo sản phẩm ảnh hởng rất nhiều đến
chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, nó phản ánh mối quan hệ giữa
tính chất và nhiệm vụ sản xuất cùng với các biện pháp tổ
chức quản lý sản xuất.
- Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa quan trọng
vì từ đó sẽ biết đợc các điều kiện cho phép về vốn đầu t,

trang thiết bị, nhân lực để tổ chức sản xuất.
a/ Xác định sản lợng cơ khí.
- Sản lợng cơ khí hàng năm - Ni

Ni = N. mi  1+


αi 

100

βi 

 1+

100


Trong ®ã :
+ N - là sản lợng hàng năm . N = 10.000 CT/ năm
+ mi - là số lợng chi tiết trên cïng mét s¶n phÈm - mi = 1
+ αi - là hằng số phế phẩm bình quân . Chọn i = 2
+ i - là hằng số dự phòng phế phÈm. Chän βi = 3.

Ni = 10.000 x 1  1+


2

100


3

1+
= 10.506 CT/ năm
100


b/ Tính khối lợng chi tiết.
- Ta tính khối lợng gần đúng qua đờng kính trung bình
tính toán.
VCT =

.L 2
3,14x90
(
D tb d2 ) =
(86,22 − 352 )
4
4

438414 cm3 = 0,438414 dm3
VCT = 0,438414
- Khèi lỵng CT
m = γ . VCT
m = γ . VCT = 7,85 x 0,438414 = 3,441 (kg)
______Trêng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 20


Đồ án tốt nghiệp


Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

Tra b¶ng : XVI - 1 STT KCN - (III) với khối lợng m
m = 3,441 kg và sản lợng hàng năm là 10.000 CT/ năm
Đây là dạng sản xuất loạt lớn
c/ Xác định nhịp sản xuất
- Nhịp sản xuất đợc xác định theo CT :
tn =

T
Ni

T - khoảng thời gian làm việc trong năm
Tra sổ tay định mức lao ®éng cã : T = 4575 giê
=> tn =

T
4575
= 0,435giê/ chi tiết
=
Ni
10.506

III/ Phơng pháp tạo phôi
1. Phôi rèn :
- Vật liệu phôi rèn cho cơ tính tốt, dộ bền cao nhng còn
có nhợc điểm lợng d ra không lớn, sai số về đờng kính cũng

nh kích thớc chiều dài lớn, phơng pháp này thích hợp với
những chi tiết có đờng kính lớn.
2. Phôi đúc.
- Phôi chế tạo theo phơng pháp này có cơ tính không
cao, giá thành chế tạo lại cao, yêu cầu phải trang bị lớn, năng
xuất thấp, phơng pháp này chỉ phù hợp với chi tiết dạng hộp.
3. Phôi cán nóng.
- Thép đợc qua nhiều lần cán làm cho cấu trúc kim loại
vì qua biến dạng dẻo hạt sẽ nhỏ, không đồng nhất các bít
giảm, do vậy cơ tính đợc nâng cao, có khả năng chịu uốn
xoắn tốt. Nhng còn có nhợc điểm trang thiết bị phức tạp, giá
thành đầu t dây truyền quá lớn.
4. Phôi dập.
______Trờng Đại häc Kü tht C«ng nghiƯp______ Trang 21


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- Cho cơ tính cao, có độ chính xác về kích thớc và

hình dáng, giá thành chế tạo phôi so với chi tiết thành phẩm
cao do chế tạo khuôn, sử dụng các thiết bị lớn, phù hợp với dạng
sản xuất loạt lớn.
*Kết luận :
- Qua phân tích các phơng pháp chế tạo phôi ta thấy với
dạng sản xuất loạt lớn để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật phải tiết

kiệm nguyên vật liệu chúng ta phải chọn phơng pháp tạo phôi
hợp lý.
Đối với dao phay lăn răng có đờng kính Dcu = 96 (mm) và
vật liệu P18 do đó ta chọn phôi là loại thép cán nóng dạng
thanh tròn đặc có đờng kính

ngoài lớn hơn đờng kính

ngoài của dao.
IV/ Thiết kế quy trình công nghệ
1. Chuẩn và chọn chuẩn
- Chuẩn : là tập hợp những đờng điểm, bề mặt của chi
tiết mà căn cứ vào đó ngời ta xác định vị trí của bề mặt
đờng điểm khác của chi tiết đó hoặc chi tiết khác trong
cùng một mối quan hệ lắp.
- Việc xác định chuẩn ở nguyên công, gia công cơ khí
chính xác là sự xác định vị trí tơng quan giữa dụng cụ cắt
và bề mặt cần gia công của chi tiết để đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật và kinh tế ở nguyên công đó.
a/ Chọn chuẩn thô :
Khi chọn chuẩn thô cần chú ý các yêu cầu sau:
- Phân phối đủ lợng d cho các bề mặt gia công.

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 22


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt


Bộ môn :

- Đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tơng quan

giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt sắp gia
công.
Dựa vào những yêu cầu ngời ta đa ra năm điểm cần
tuân thủ khi chọn chuẩn thô nh sau:
- Theo một phơng kích thớc nhất định nếu chi tiết có
nhiều bề mặt gia công thì nên chọn bề mặt nào có độ
chính xác đối với bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn
thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định nếu chi tiết có
tất cả các bê mặt cần gia công thì nên chọn bề mặt nào có
độ phân phối lợng d nhỏvà đồng đều nhất làm chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu chi tiết có
nhiều bề mặt bằng phẳng trơn tru thì chọn bề mặt nào
bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô. ứng với một bậc tự
do cần thiết cđa chi tiÕt chØ cho phÐp sư dơng chn th«
mét lần trong cả quá trình gia công.
Căn cứ vào những lời khuyên trên, căn cứ vào bề mặt
chi tiết gia công ta chọn chuẩn thô bề mặt trụ ngoài khống
chế bốn bậc tự do, mặt đầu khống chế một bậc tự do.

b. Chọn chuẩn tinh.

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiÖp______ Trang 23


Đồ án tốt nghiệp


Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

- Chuẩn tinh là những bề mặt đà qua ít nhất là một lần

gia công, khi chọn chuẩn tinh cần tuân thủ những lời khuyên
sau :
+ Nên chọn chuẩn tinh chính để đảm bảo tính thống
nhất giữa chuẩn lắp giáp và chuẩn gia công.
+ Cố gắng chọn chuẩn định vị dùng với gốc kích thớc
đề sai số chuẩn khác không.
+ Chọn chuẩn tinh sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và
thuận tiện khi sử dụng.
Căn cứ vào lời khuyên trên ta chọn mặt lỗ và mặt đầu
khống chế 5 bậc tự do để có thể gia công chi tiết trong suốt
quá trình công nghệ.

Từ những lời khuyên về thiết kế quy trình công nghệ
chúng ta chọn ra hai phơng án về thiết kế quy trình công
nghệ dao phay lăn răng trục vít.
2. Các phơng án về thiết kế quy trình công nghệ
gia công dao phay lăn răng trục vít.
a. Phơng án I:
TT Tên nguyên công
1. Cắt phôi
2.

Rèn phôi


Máy
8B66

Dao
Lỡi của đĩa

Đồ gá
Khối V có :

520

= 900

______Trờng Đại học Kü tht C«ng nghiƯp______ Trang 24


Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Bộ môn :

3.

ủ phôi

4.

a. Tiện mặt đầu


Máy tiện

T15K6

Mâm cặp 3

b. Khoan lỗ 10,

Rơvôre

P18

chấu

34

P18

c. Khoét lỗ

P18

d. Doa lỗ
f. Vát mép 2 x
5.

450
a. Tiện theo đ-


1k62

T15K6

ờng kính ngoài .
100
6.

b.Tiệnthô 2 gờ
51,5
a.

7.

Khoả

mặt

đầu thứ 2
b. TiƯn hèc φ 37

8.

c. V¸t mÐp 2 x

Trơc g¸ mũi
tâm

1k62


T15K6

1k62

T15K6

1k62

T15K6

mâm cặp 3

1k62

T15K6

chấu

7510

P18

1k62

T15K6

450

Bạc dẫn hớng
chĩa tay


Chuốt rÃnh then

1k62

T15K6

Ky40

P18

10. a. Tiện tinh đ-

6H82

P18

Trục gá mũi

11. ờng kính 100

6H82

P18

tâm

K96

P18


tốc kẹp

313

Bộ nhÃn

9.

12. b.Tiện

tinh

2

13. vòng gờ
14. Phay đờng xoắn

Trục gá mũi

15. vít
16. Phay rÃnh thoát
phoi

3A228

Ctr50MV2G

3756


Ctr50MV2G

tâm
Bàn phẳng

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______ Trang 25