thiết kế máy phay hạng nhẹ phục vụ cơ sở sửa chữa nhỏ

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
HÀ NỘI.
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Sinh viên thực hiện: Lê Đình Huân
Trần Quốc Toản
Mạc Tuấn Tú
Lớp: KKTL 02 Ngành học: Cơ Tin Kỹ Thuật
Cán bộ hướng dẫn: TS. Bùi Quý Lực
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
Ngày hoàn thành:
Nội dung đề tài:

THIẾT KẾ MÁY PHAY HẠNG NHẸ PHỤC VỤ CƠ SỞ SỬA CHỮA NHỎ
-Số cấp tốc độ của hộp tốc độ: Z = 16; n
đc
= 950 v/ph
Số vòng quay: n
min
= 40 v/ph;
ϕ
= 1,26
ϕ
-Số cấp tốc độ hộp chạy dao: Z =16

ϕ
= 1,26
ϕ
Lượng chạy dao: S
dọcmin

= S
ngangmin
= S
đứngmin
= 14 mm/ph
Số lượng bản vẽ A
0
:
Hà Nôi, ngày…….tháng 01 năm 2008
Cán bộ hướng dẫn Chủ nhiệm khoa
(Ký tên và ghi rõ họ tên) (Ký tên và ghi rõ họ tên)
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 1 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………….
Hà Nội, ngày……tháng 01 năm 2008
Cán bộ hướng dẫn
TS. Bùi Quý Lực
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 2 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Hà Nội, ngày ……tháng 01 năm 2008
Cán bộ duyệt
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 3 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang trên con đường tiến hành công
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Với mục tiêu mà đại hội đảng toàn quốc lần thứ
X đã đề ra đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát triển
theo hướng hiện đại. Đóng góp vào sự phát triển chung đó, ngành cơ khí một ngành
chủ lực là nền tảng cơ bản cho mọi ngành khác phát triển, cũng đang cố gắng cải
tiến công nghệ kỹ thuật, hiện đại hóa nhằm góp phần thúc đẩy nhanh sự phát triển
của đất nước.
Nói đến ngành cơ khí thì máy công cụ đóng một vai trò rất quan trọng để sản
suất ra các chi tiêt, chế tạo nên các máy phục vụ cho các ngành công nghiệp khác.
Trong đó máy phay chiếm một tỷ lệ khoảng 15% đến 20% tổng số máy công cụ
trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ
thuật hiện đại trên thế giới đã ra đời nhiều loại máy công cụ hiện đại, ứng dụng
thành tựu của công nghệ thông tin tạo nên những chiếc máy công cụ tự động, linh
hoạt được điều khiển theo chương trình số. Nhưng máy công cụ vạn năng vẫn
chiếm một phần đáng kể trong ngành công nghiệp chế tạo. Trong đó máy phay
được sử dụng khá rộng rãi vì nó có cấu trúc động học đơn giản, khả năng tạo hình

của máy là do dạng hình học của dao phay quyết định khi tiếp xúc với bề mặt gia
công. Máy phay ngày càng được cải tiến và đưa vào công nghệ cao nhằm nâng cao
phạm vi sử dụng. Mặc dù vậy đặc biệt là các nước đang phát triển như nước ta thì
việc sử dụng máy công cụ vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng vẫn đang
được sử dụng phổ biến rộng rãi và có hiệu quả.
Là sinh viên khoa cơ khí – Cơ tin kỹ thuật, Trường ĐHBK Hà Nội. Qua thời
gian học tập và rèn luyện tại trường, chúng em được giao đề tài tốt nghiệp “ Thiết
kế máy phay hạng nhẹ phục vụ cơ sở sửa chữa nhỏ”. Với thời gian là 10 tuần, được
sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo tiến sĩ Bùi Quý Lực và sự lỗ lực của
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 4 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
bản thân, chúng em đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù vậy với
thời gian và trình độ có hạn, do tính chất phức tạp của công việc tính toán, hơn nữa
đây lại là đề tài thiết kế đầu tay nên không thể tránh khỏi những sai sót nhất định.
Chúng em rất mong được sự giúp đỡ, chỉ bảo, đóng góp của các thầy.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo_tiến sĩ Bùi Quý Lực và các thầy
trong khoa đã giúp đỡ chúng em để hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Hà Nội, ngày……tháng 01 năm 2008
Nhóm sinh viên
LÊ ĐÌNH HUÂN
TRẦN QUỐC TOẢN
MẠC TUẤN TÚ
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 5 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
PHẦN MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN CHUNG VỀ MÁY PHAY
I- CÔNG DỤNG, VAI TRÒ VÀ GIÁ TRỊ CỦA MÁY PHAY TRONG PHÂN
XƯỞNG CƠ KHÍ.

1.Công dụng máy phay.
Máy phay là loại máy được dùng phổ biến và có khả năng công nghệ tương
đối rộng rãi. Cụ thể:
+ Phay mặt phẳng bằng các loại dao phay hình trụ, dao phay mặt đầu…Có
thể gia công các loại mặt phẳng như:
- Mặt phẳng nghiêng.
- Mặt phẳng nằm ngang.
- Mặt phẳng đứng…
Ngoài ra người ta còn dùng tổ hợp dao phay để phay mặt phẳng, tổ hợp dao
phay được hình thành bằng các dao phay tiêu chuẩn, các dao phay chuyên dùng…
+ Phay bậc, phay rãnh, cắt đứt một phần và cắt đứt chi tiết. Phay rãnh, phay
then hoa bằng các loại dao phay đĩa, dao phay ngón, dao phay mặt đầu. Ngoài ra
còn dùng tổ hợp dao phay đĩa để gia công một nhóm chi tiết giống nhau có hai bậc,
hai hoặc nhiều rãnh…
+ Phay rãnh định hình, rãnh chữ T và rãnh đuôi én. Rãnh định hình gồm các
loại sau:
- Rãnh lõm cung tròn.
- Rãnh hình tam giác.
- Rãnh hình thang, profin định hình…
Bằng các loại dao phay hình bán nguyệt, dao phay một góc, hai góc:
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 6 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
+ Phay mặt định hình được hình thành từ các mặt cơ sở như: mặt trụ, mặt
côn. Các loại mặt định hình gồm có:
- Mặt định hình xoay.
- Mặt định hình cong khép kín có đường sinh thẳng, các mặt định
hình này là những mặt trụ được giới hạn bằng hai mặt phẳng đáy.
- Mặt định hình không gian phức tạp gồm các loại: bề mặt cánh quạt
tuabin, khung xe ô tô, khuôn ép bề mặt răng của bánh răng, bề mặt

then hoa, bề mặt rãnh xoắn và ren…
2.Vai trò của máy phay.
Trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí máy phay đóng vai trò quan trọng
nhờ vào khả năng công nghệ rộng rãi của chúng, vì thế trong sản xuất hàng loại lớn
và hàng khối thì máy phay hầu như hoàn toàn thay thế cho máy bào, máy xọc.
Nếu so sánh về khả năng công nghệ, độ chính xác gia công, tốc độ cắt, năng
suất làm việc cũng như phạm vi điều chỉnh của máy phay có nhiều ưu thế hơn máy
bào. Nhưng trong một số trường hợp sử dụng máy bào có hiệu quả hơn máy phay
như:
- Khi gia công các chi tiết dài và hẹp.
- Khi gia công phá vật đúc có lượng dư gia công lớn.
Nếu dùng máy phay thì phải bóc lượng dư bằng hai lần chạy dao. Trong khi
đó máy bào có khả năng bóc đi lớp kim loại trong một lần chạy dao. Thời gian phụ
(gồm thời gian gá đặt và tháo chi tiết) của máy bào lớn hơn, còn thời gian kết thúc
của máy phay lớn hơn. Do đó máy bào được tồn tại trong sản xuất đơn chiếc và
hàng loạt nhỏ, còn máy phay được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 7 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
3.Vị trí của máy phay.
Máy phay được sử dụng phổ biến trong các nhà máy và phân xưởng cơ khí,
do đó nó có vị trí quan trọng trong việc gia công chi tiết điển hình. Nhờ khả năng
công nghệ rộng rãi mà số máy phay chiếm khoảng 15
÷
20% tổng số máy trong các
nhà máy, phân xưởng cơ khí. Khi gia công trên máy phay có thể đạt độ chính xác
cấp 2 đến cấp 8, độ nhám bề mặt cấp 4 đến cấp 6. Nếu coi máy tiện đứng vị trí thứ
nhất thì máy phay đứng vị trí thứ hai về tổng số máy và tính vạn năng. Hiện nay
người ta đã chế tạo được các loại máy phay điều khiển theo chương trình số đã

được lập trước. Các máy này dùng để gia công các chi tiết có hình dạng phức tạp
như: Cam, mẫu chép hình, cối dập… Với độ chính xác cao.
II- NGUYÊN LÝ CẮT GỌT KHI PHAY.
1.Thực chất đặc điểm.
Phay là một phương pháp gia công cắt gọt kim loại. Đó là quá trình cắt đi
một lớp kim loại (gọi là lượng dư gia công để tạo thành phoi) trên bề mặt của phôi
để được chi tiết có hình dáng, kích thước, độ chính xác, độ bóng theo yêu cầu kỹ
thuật trên bản vẽ. Quá trình đó được thực hiện trên các máy phay (gọi chung là máy
công cụ hay máy cắt kim loại), bằng các loại dao phay, mũi khoan…gọi chung là
dụng cụ gia công cắt gọt.
Phay có thể dùng để gia công tinh, gia công lần cuối để đạt được độ bóng, độ
chính xác cao, dễ cơ khí hóa, cho năng suất cao dùng trong sản xuất đơn chiếc,
hàng loạt và hàng khối. Số lượng nguyên công gia công cắt gọt đạt tới 60
÷
70%
công việc gia công cơ khí thì nguyên công phay cũng chiếm một tỉ lệ lớn. Máy
phay có số lượng nhiều, chiếm một tỉ lệ lớn và giữ một vị trí quan trọng trong các
nhà máy phân xưởng cơ khí.

Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 8 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
2. Sự tạo hình bề mặt và các dạng bề mặt gia công.
Hình dạng bề mặt các chi tiết, dụng cụ gia công cơ khí rất đa dạng. Khi một
điểm chuyển động tạo thành một đường, một đoạn thẳng (gọi là đường sinh)
chuyển động liên tục dựa trên một đường khác (gọi là đường chuẩn) tạo thành một
mặt. Đó là quỹ đạo của một điểm hay một đường.
Chuyển động tương đối giữa đường sinh và đường chuẩn gọi là chuyển động
tạo hình bề mặt gia công. Đó là chuyển động tương đối giữa dao và phôi. Để hình
thành nên bề mặt gia công. Chúng có thể là chuyển động đơn giản hoặc phức tạp

theo các phương pháp chép hình, bao hình, quỹ tích (theo vết) và phương pháp tiếp
xúc.
3.Chuyển động cơ bản khi phay.
Chuyển động cơ bản là các chuyển động để thực hiện quá trình cắt gọt, hình
thành các bề mặt chi tiết gia công bao gồm:
- Chuyển động chính (chuyển động cắt) là chuyển động chủ yếu thực
hiện quá trình cắt gọt tao ra phoi. Chuyển động chính khi phay là chuyển động
quay tròn của dao phay được truyền dẫn qua trục chính.
- Chuyển động chạy dao S là chuyển động để thực hiện quá trình cắt
tiếp tục và cắt hết chiều dài chi tiết. Đó là chuyển động dọc, ngang hoặc thẳng đứng
của bàn máy phay có gá phôi. Chúng thường vuông góc với trục dao.
4. Thông số hình học của dao phay.
Hình 1.a giới thiệu sơ đồ cắt của một dao phay trụ có nhiều răng. Mỗi răng
tương ứng như một con dao tiện hoặc dao bào như hình 1.b
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 9 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Hình 1. Sơ đồ cắt của dao phay trụ (a)
Và một răng của dao phay (b)
(Tương ứng với lưỡi cắt của một dao tiện)
Hình 2 giới thiệu các bề mặt trên phôi: bề mặt cần gia công I (chưa gia
công), bề mặt đang gia công II- mặt cắt (dao đang tiếp xúc với chi tiết gia công),
bề mặt đã gia công 3 (dao đã đi qua).
Hình 2. Các bề mặt trên phôi.
5. Các thông số của yếu tố cắt và chế độ cắt khi phay.
Hình 3.a giới thiệu một số thông số của chế độ cắt, hình 3.b là các thành
phần lớp cắt khi phay.
a) Tốc độ cắt V là lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trên lưỡi cắt
của dao phay so với chi tiết gia công trong một phút, tính bằng (m/ph)
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 10 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
1000
nD
V
π
=
Trong đó: D – đường kính của dao phay ở thời điểm xét (mm)
n – số vòng quay của dao phay (trục chính) trong một phút (v/ph)
b) Lượng chạy dao S là lượng dịch chuyển dọc, ngang hay thẳng đứng của
phôi (hoặc bàn máy) so với dao, được tính như sau:
nzSnSS
zvph

==
Trong đó: S
ph
- Lượng chạy dao cho một phút (mm/ph)
S
v
- Lượng chạy dao cho một vòng (mm/vòng)
S
z
- Lượng chạy dao cho một răng (mm/răng)
z - Số răng của dao phay.
n - Số vòng quay của dao phay. (vòng/ph)
Hình 3.a. Thông số cắt khi phay.
c) Chiều sâu cắt t là khoảng cách giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa
gia công:
t = H – h

Trong đó: H – là chiều cao phôi trước khi gia công (mm)
h – là chiều cao chi tiết sau khi gia công (mm)
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 11 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Hình 3.b. Thành phần của lớp cắt khi phay bằng dao phay trụ răng thẳng.
d) Chiều rộng lớp phoi cắt B (mm) và diện tích tiết diện lớp phoi cắt.
f = b.S
z
(mm
2
)
Tùy theo loại dao ta có thể xác định chiều rộng phay như sau:
- Với dao phay trụ, chiều sâu phay là kích thước lớp kim loại cắt đi
sau một hành trình phay đo theo phương trục dao.
- Khi cắt bằng dao phay đĩa, chiều rộng phay là chiều dầy của dao
phay (hay chiều rộng rãnh) đo theo phương trục dao.
- Với dao phay ngón, chiều rộng phay chính là đường kính của dao.
Đó cũng là chiều rộng của rãnh.
Khi cắt bằng dao phay mặt đầu, chiều rộng phay là kích thước lớp kim loại
được cắt đi sau mỗi hành trình phay đo theo phương vuông góc với trục dao.
e) Chiều dầy cắt a.
Chiều dầy cắt a là chiều dầy lớp kim loại được cắt đi giữa hai vị trí nối tiếp
nhau của quỹ đạo chuyển động của một điểm trên lưỡi cắt, ứng với lượng chạy dao
cho một răng S
z
đo theo phương vuông góc với lưỡi cắt chính trên mặt đáy (hoặc
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 12 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ

đo theo phương hướng kính của dao). Khi phay thuận, chiều dầy cắt thay đổi từ trị
số a
max
÷
a
min
, ngược lại khi phay nghịch chiều dày cắt lại thay đổi từ trị số a
min
÷
a
max

f) Thời gian gia công T.
T = T
m
+ T
phụ
+ T
phvụ
+ T
ng
Trong đó: T
m
= T
0
– thời gian máy.
T
phụ
– thời gian phụ.
T

phvụ
– thời gian phục vụ.
T
ng
– thời gian nghỉ của công nhân.
Theo sơ đồ hình 4 thời gian máy khi phay có thể tính như sau:
i
S
L
T
ph
m
.
=
Trong đó: L – là hành trình của dao (hoặc bàn máy – mm) được tính nhu sau:
- Dao phay mặt đầu
Khi phay thô L
thô
= B + R – X và khi phay tinh L
tinh
= B + D + 2
22
aRX
−=
- Dao phay hình trụ L = B + Y + 2
Y =
).( tDt
−
D = 2R – đường kính của dao phay.
t – chiều sâu phay.

S
ph
– lượng chạy dao phút (mm/ph)
B – chiều dài phôi.
X – lượng thoát dao.
Y – lượng ăn tới của dao.
i – số hành trình phay.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 13 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Hình 4. Sơ đồ xác định thời gian gia công khi phay.
g) Năng suất cắt L (chiếc/phút).
T
N
1
=
Những biện pháp để nâng cao năng suất là giảm số hành trình chạy dao i,
chọn
min
δ
(lượng dư nhỏ nhất), tăng n nghĩa là tăng tốc độ cắt V và tăng lượng chạy
dao S hợp lý.

6. Độ bóng bề mặt chi tiết gia công.
Hình 5 giới thiệu sơ đồ xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao S đến độ
bóng bề mặt gia công. Khi lượng chạy dao S quá nhỏ ( S < 0,02 mm/vòng), dao
gần như không cắt mà chỉ trượt trên bề mặt, làm biến dạng dẻo, độ bóng giảm.
ngược lại nếu S lớn tạo nên vết nhấp nhô bề mặt lớn và độ bóng giảm.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 14 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

a. Dao phay mặt đầu
b. Dao phay hình trụ
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Hình 5. Sơ đồ xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao
đến độ bóng bề mặt.
a) Mũi dao có bán kính r. b) Mũi dao nhọn tuyệt đối.
- Nếu mũi dao nhọn tuyệt đối (hình 5.b) ta có:
f
lt
= a . b = S . t
Thực tế: f
tt
= f
lt
– f
’
= f
lt
– diện tích tam giác ABC
f
’
=
∆
ABC = (AB . HC) / 2
f
’
= (AH + BH). CH/2 = S . CH/2
= (CH . cotg
ϕ
’

+ CH . cotg
ϕ
) . CH/2
'cotcot
ϕϕ
gg
S
CH
+
=⇒
Vậy S tăng CH tăng và độ bóng bề mặt gia công giảm.
- Nếu mũi dao có bán kính góc lượn r (hình 5.a) ta có:
f
’
= diện tích ABC = diện tích ABOO’ – 2 diện tích CBO.
CH = HI – IC =
4
2
2
S
rr −−

4
2
2
S
rCHr −=−⇒
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 15 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ

4
2
2
222
S
rCHCHrr
−=+−⇒
Vì CH nhỏ nên CH
2
là vô cùng nhỏ được bỏ qua:
r
S
CH
8
2
=⇒
Vậy S không đổi, r càng tăng thì CH càng giảm và độ bóng bề mặt càng
tăng.
7. Hiện tượng vật lý và cơ học xảy ra khi cắt gọt.
Những hiện tượng vật lý và cơ học xảy ra trong quá trình cắt gọt có ảnh
hưởng nhiều đến quá trình gia công như độ bóng, độ chính xác, độ bền của dao,
năng suất cắt gọt… Bao gồm sự hình thành phoi, hiện tượng biến cứng, hiện tượng
lẹo dao, lực cắt và sự rung động khi cắt gọt, sự mài mòn dao, nhiệt sinh ra trong
quá trình cắt gọt v.v…
a) Sự hình thành phoi và các loại phoi.
Khi có ngoại lực tác dụng, dao nén vào phôi tạo biến dạng đàn hồi rồi biến
dạng dẻo và phá hủy để tách ra một lớp kim loại gọi là phoi.
Tùy theo tính chất của vật liệu (dẻo hay dòn), chế độ cắt, các góc độ của
dao…mà phoi có các dạng khác nhau. Căn cứ vào dạng phoi ta đánh giá được chất
lượng dụng cụ, độ bóng, sự tiêu hao năng lượng…

- Phoi vụn sinh ra khi cắt vật liệu dòn, phoi có dạng hạt không đều nhau, lực
cắt thay đổi liên tục, gây rung động nhiều, độ bóng bề mặt kém.
- Phoi bậc ( phoi xếp, phoi mảnh) được tạo ra khi các vật liệu không dòn,
kém dẻo. Phoi được tạo thành từng mảnh, xếp chồng lên nhau nên lực cắt thay đổi
không nhiều và độ bóng cao hơn.
- Phoi dây (cuộn, dải) khi cắt vật liệu dẻo, tốc độ cắt lớn. Trường hợp này
phoi kéo dài ra hoặc cuộn thành từng cuộn, lực cắt ít thay đổi, độ bóng bề mặt cao,
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 16 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
nhưng gây khó khăn cho quá trình cắt, dễ gây tai nạn lao động…Khi đó nên dùng
cơ cấu bẻ phoi ra từng đoạn.
b) Nhiệt cắt.
Trong quá trình cắt, ma sát giữa dao với phôi và giữa dao với phoi phát sinh
nhiệt độ cao, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt, độ bóng, độ chính xác gia công, độ
bền dụng cụ cắt và năng suất cắt. Nhiệt lượng Q sinh ra truyền vào chi tiết (Q
c
≈
4%) truyền vào dao (5
÷
20%) truyền vào phoi và truyền ra không khí (Q
k
≈
4%).
Ta có: Q = Q
c
+ Q
p
+ Q
d

+ Q
k
Để giảm nhiệt cắt Q ta dùng dung dịch trơn nguội với yêu cầu giảm nhiệt độ,
bôi trơn, bền lâu, không ảnh hưởng đến môi trường, không làm gỉ, ăn mòn máy,
dao, chi tiết, đồ gá. Có thể dùng dầu, dung dịch sút…Làm dung dịch trơn nguội.
Hình 6. Sơ đồ phân bố nhiệt cắt.
c) Lực cắt.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 17 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Lực sinh ra trong quá trình cắt rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề
mặt chi tiết gia công, mòn dụng cụ, gây ra dao động ảnh hưởng đến máy móc thiết
bị.
Lực cắt tổng hợp P có thể phân tích thành ba lực thành phần theo ba trục tọa
độ như sau:
- P
z
là lực tiếp tuyến (lực cắt chính, lực vòng) cùng phương và chiều với
véctơ tốc độ cắt. P
z
có giá trị lớn nhất dùng để tính công suất động cơ chính của
máy.
- P
y
là lực hướng kính (lực uốn) tác dụng trong mặt phẳng ngang. Nó có xu
hướng uốn chi tiết và có ảnh hưởng trực tiếp đến độ bóng và độ chính xác gia công.
- P
x
là lực chạy dao (lực dọc) ngược chiều với chuyển động chạy dao, dùng
để tính độ bền của dao và cơ cấu chạy dao.

Theo thực nghiệm ta có:
P
z
: P
y
: P
x
= 1 : 0,4 : 0,25
zzyx
PPPPP )2,112,1(
222
÷≈++=
Hình 7. Lực cắt
d) Sự mài mòn và tuổi bền của dao.
Do tác dụng nhiệt và ma sát, dao bị mòn dần qua ba giai đoạn: mài mòn ban
đầu Oa (mài rà), sau đó là đoạn mài mòn ổn định ab (thời gian làm việc bình
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 18 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
thường – dài nhất). Từ điểm b (t
b
) trở đi, dao bị mài mòn tăng đột ngột và không
thể làm việc được nữa.
Dao có thể bị mài mòn mặt trước, mài mòn mặt sau, cũng có thể bị mài mòn
cả mặt trước lẫn mặt sau.
Người ta quy định tiêu chuẩn làm việc bình thường của dao bằng tuổi bền T
(tính bằng phút). Đó là thời gian quy định mà dao làm việc liên tục giữa hai lần mài
lại dao hoặc thay dao. Ví dụ, với dao thép gió T = 60
÷
90 phút, dao hợp kim cứng

T = 45
÷
60 phút, dao tiện ren, dao định hình, dao bào T = 120 phút. Khi gia công tự
động có thể lấy T = 15
÷
30 phút.
Hình 8. Sự mài mòn dao.
e) Hiện tượng lẹo dao.
Khi gia công vật liệu dẻo trong một số trường hợp ở mặt trước của dao hình
thành lẹo dao. Đó là một mẩu vật liệu gia công có dạng hình chêm gắn chặt vào
mặt trước của dao bị biến dạng mạnh nên có độ cứng cao, mẩu kim loại này liên tục
được tách ra cùng với phoi rồi lại được tạo thành. Thực chất, nó là phần cắt của
dụng cụ và bảo vệ lưỡi cắt khỏi mòn, tuy nhiên nếu mặt trước của dao hình thành
lẹo dao thì chất lượng bề mặt gia công sẽ giảm. Do đó khi gia công tinh cũng như
khi cắt ren lẹo dao là hiện tượng xấu.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 19 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
8. Phương pháp phay.
Khi phay bằng dao phay trụ, dao phay đĩa, ta phân biệt hai phương pháp
phay là: phay thuận và phay nghịch.
a) Phay thuận.
Hình 8.a Giới thiệu phương pháp phay thuận. Tại điểm tiếp xúc M giữa dao
và phôi, véc tơ vận tốc và véc tơ chạy dao trùng nhau, nghĩa là chiều quay của dao
cùng chiều với hướng tiến của phôi.
Đặc điểm của phay thuận:
- Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng ép phôi xuống bàn máy, cần
lực kẹp nhỏ, giảm bớt hiện tượng rung động.
- Chiều dày tiết diện cắt a thay đổi từ a
max

(điểm vào của răng) đến a
min
= 0
(điểm ra của răng), không gây hiện tượng trượt. Nhưng nếu trên bề mặt có lớp vỏ
cứng (bề mặt các chi tiết đúc, rèn, cán…) dao dễ bị mẻ vì sự va đập ban đầu vào
ngay lớp vỏ cứng đó.
- Dao quay cùng chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên không khử hết độ rơ
giữa bàn máy với trục vít me, dễ gây ra dung động.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 20 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Hình 9. Phương pháp phay:
a) phay thuận. b) phay nghịch.
b) Phay nghịch.
Phay nghịch ngược lại với phay thuận. Tại điểm tiếp xúc M giữa dao và phôi,
véctơ vận tốc và véctơ chạy dao ngược chiều nhau (chiều quay của dao ngược
chiều với chiều tịnh tiến của phôi) đặc điểm của phay nghịch.
- Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng có xu hướng nâng chi tiết lên và
dễ gây rung động, lực kẹp phôi cũng phải lớn.
- Chiều dày tiết diện cắt a thay đổi từ a
min
= 0 (điểm vào của răng) đến a
max

(điểm ra của răng), nếu lượng chạy dao nhỏ thì không cắt mà gây hiện tượng trượt.
Vì dao cắt từ dưới lên, chiều dày cắt tăng dần, quá trình cắt êm, tải trọng máy tăng
dần, không va đập vào lớp có vỏ cứng trên bề mặt phôi nên dao không bị mẻ, vỡ.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 21 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ

- Dao quay ngược chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên khử hết độ dơ giữa
bàn máy với trục vít me nên giảm bớt rung động.
Do đó, trong cùng một điều kiện cắt, phay thuận dùng cho gia công tinh nhằm
nâng cao độ nhám bề mặt chi tiết vì trên bề mặt không có lớp vỏ cứng còn phay
nghịch dùng cho gia công thô nhằm nâng cao năng suất quá trình cắt gọt. Tuổi bền
của dao khi phay thuận cao hơn phay nghịch.

Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 22 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
PHẦN I
KHẢO SÁT MỘT SỐ MÁY PHAY
I- MỤC ĐÍCH.
- Phân tích ưu nhược điểm của máy để thiết kế máy mới.
- Khai thác ưu điểm và khắc phục nhược điểm của nó.
- Tìm những số liệu và kết cấu có thể dùng vào việc thiết kế máy mới làm
giảm bớt việc tính toán.
Trong thiết kế:
- Với mục đích khi thiết kế máy phay vạn năng, ta dựa vào việc khảo sát các
máy phay sau:
Tính năng kỹ thuật 6P82 P81 6H82
Bề mặt làm việc 320 x 1250 230 x 1250 320 x 1250
Số cấp tốc độ hộp tốc độ 18 18 18
Tốc độ trục chính 31,5-1600 65-1500 30-1500
Công bội
ϕ
1,26 1,26 1,26
Lượng chạy dao dọc 25-1250 35-980 19-950
Lượng chạy dao ngang 25-1250 35-980 19-950
Lượng chạy dao đứng 25-1250 35-980 19-950

Số cấp tốc độ chạy dao 18 18 18
Công suất động cơ 7,5/2,2 4,5/1,7 7,1,7
Số vòng quay của động cơ 1460 1440 1440
II- NGHIÊN CỨU MÁY PHAY TƯƠNG TỰ 6H82
1. Các bộ phân chính của máy.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 23 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
Máy phay vạn năng 6H82 do LIÊN XÔ sản xuất hình dáng tổng quát của máy
vạn năng 6H82 được trình bày trên hình vẽ.
Tất cả các bộ phận của máy đều lắp trên thân máy (1), consol (2) có thể di
động trên sống trượt phía trên của thân máy và dùng để đỡ một đầu của trục chính
mang dao bằng gối đỡ (3). Hộp chạy dao (4) có thể di động thẳng đứng S
3
trên
sống trượt đứng của thân máy. Bàn trượt ngang (5) thực hiện di động ngang S
1
trên sống trượt của hộp chạy dao và bàn trượt ngang (6).
Hộp tốc độ của máy được đặt phía trong của thân máy. Giữa bàn trượt ngang
và bàn máy có bộ phận quay tròn (7). Để tăng độ cứng vững, ở nhiều máy phay
ngang người ta đặt những dầm chéo nối liền cần đỡ (2) với hộp chạy dao. Các tay
gạt (8) và núm vặn (9) dùng để thay đổi vận tốc của hộp tốc độ.
Hình 10. Dạng tổng quát của máy phay ngang vạn năng 6H82.
• Máy phay vạn năng 6H82 có những đặc tính kỹ thuật sau:
- Kích thước của bàn máy: 320 x 1250 mm.
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 24 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ
- 18 cấp vòng quay trục chính: n = 30
÷

1500 v/ph.
- 18 cấp lượng chạy dao: S
d,n,đ
= 19
÷
950 mm.
- Công suất động cơ điện: N
đc
= 7kw.
2. Xích tốc độ.
Trục chính dao phay quay tròn. Xích nối từ động cơ chính N = 7kw,
n = 1440 v/ph. Trục I
÷
II qua cặp bánh răng
54
26
, từ trục II
÷
III qua khối bánh răng
3 bậc (
36
26
,
33
22
,
39
16
), từ trục III
÷

IV qua khối bánh răng di trượt (
26
39
,
37
28
,
47
18
), từ
trục IV
÷
V dùng khối bánh răng di trượt 2 bậc (
71
19
,
38
82
). Trục dao có 18 tốc độ
khác nhau từ 30
÷
1500 v/ph. Ở đây, có bánh răng dùng chung Z = 39 truyền từ trục
II lên trục III, từ trục III
÷
IV nhằm làm giảm số bánh răng kết cấu gọn nhẹ hơn.
Phương trình xích động:
54
26
.
đc

n
(II)
39
16
33
22
36
19
(III)
39
16
37
28
26
24
(IV)
71
49
38
82
(V) = n
tc
Phương án không gian: 1 x 3 x 3 x 2
Cách bố trí làm cho kết cấu hộp nhỏ gọn, số bánh răng trên trục cuối là ít nhất.
Phương án thứ tự:
Trườg Đại Học Bách Khoa Hà Nội - 25 - Lớp Cơ Tin – KKTL 02