thiết kế quy trình công nghệ dao phay lăn răng

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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.
+ Dao phay lăn răng tinh để cắt bánh răng trớc khi cà răng.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______Trang 1
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt


- 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

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.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 2


Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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.
- 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.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 3

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
- 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.
- Thép các bon dụng cụ Y12A, Y13A, thép hộp kim dụng cụ 9 x C. thép
gió P9, P18.
+ Thép các bon dụng cụ Y12A, Y13A có độ thấm tôi thấp do tính thấm
tôi thấp phải tôi trong nớc, khiến cho dụng 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 và
mài. Thép gió P9 và P18 có tính bền nóng là nh nhau do đó khi cắt ở tốc độ
cao chúng có tuổi bền gần 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
t
0
tôi hẹp hơn thép P18 do đó gây khó khăn khi t
0
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 nghiệp______
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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.
*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 l ỡi 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)
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
ở đây n là số đầu mối n = 1.
- Chiều cao đầu răng dao phay :
h
u
= 1,25 m
f
= 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
S
n
=
2

t
n
=
854,7
2
708,15
=
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 chuyển động Cu
1
:
Với Cu
1
= 0,25 x m = 0,25 x 5 = 1,25 (mm)
Cu
1
x hu = hu + Cu
1
; hu = 6,25 + 1,25 = 7,5.
- Chiều cao chân răng hu = 1,25 x m = 1,25 x 5 = 6,25 mm.
- Chiều cao toàn bộ răng.
hu = hu + hu = 6,25 + 7,5 = 13,75 (mm)
- Cn
1
- 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 = 20
0

;

= 0
0
theo bảng 20.


1
= -

= 20
0
- 0
0
= 20
0
- Bán kính vê tròn đầu răng dao phay :
r
1
=
)mm(73,0
20sin
25,0
sin1
C
0
==
=
- Bán kính lợn chân răng r
2

= 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 vậy sẽ giảm sai
số cho phép của dao phay, giảm 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
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ 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 đã quy định đối với dao phay có
m = ( 1
ữ
14 ) thì Den = (63
ữ
180) mm.
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 .
100
1.5
.5,41
Den

f.m
=
= 0,775
= 39,19 => = 39
0
,11.
z =
''11,39
360
0
= 9,20 (răng)
Chọn z = 10 răng
- Lợng hớt lng K
K =
67,612tg.
10
100.14,3
tg.
Z
Den.
0
==

Chọn K = 6,5
( là góc sau của đỉnh răng chọn = 12
0
)
- Lợng hớt lng đầu tiên K
1
( với dao có mài prôfin)

K
1
= (1,2
ữ
1,5) . K = 1,3 . 6,5 = 8,45 ( K
1
= 8,5)
- Đờng kính 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 đ-
ờng 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 th-
ớc, 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
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
= 100 - 2,5 . 5 .1 - 0,2 . 0,5 = 86,2 (mm)
- Tính góc nghiêng thực tế.
sin =
2,86
5
Dtb
m
=
= 0,058 = 3,32 => = 3

0
19
- Bớc rãnh xoắn thực tế.
T = . Dtb . Cotg = 3,14 . 86,2 . cotg 3
0
19 = 4665 (mm)
=> T = 4665
- Góc của rãnh thoát phôi.
Với Z = 10 ( răng) nên lấy = 25
0

- Chiều sâu rãnh có mài prôfin xác định theo công thức
H = hu +
r
2
KK
1
+
+
r - bán kính vê tròn đáy r = ( 1
ữ
3 ) lấy r = 2.
=> H = 13,75 +
2
5,85,6 +
+ 2 = 23,25
- BKC ở đầy rãnh răng.
r
K
=

Z.10
)H2Deu.(
=
679,1
10.10
25,23.2100(14,3
=

- Đờng kính lỗ gá:
du = (0,2
ữ
0,45) Deu = 0,35 . 100 = 35 (mm)
- Đờng kính đoạn lỗ không mài :
d
1
= 1,05 du = 1,05 . 35 = 36,75 (mm)
Chọn d
1
= 37 (mm)
- Đờng kính của 2 gỗ :
D
1
= Deu - 2H - (1
ữ
2) = 100 - 2. 23,25 - 2 = 51,5 (mm)
- Chiều dài của gỗ :
Lg = ( 3,5
ữ
5) mm lấy lg = 5 (mm)
- Chiều dài phần làm việc của dao.

Theo CT : L
1
= Hcotg
1
+ 2 Su
Mà Su =
85,7
2
5.14,3
2
m.
==

=> L
1
= 23,25 . cotg 20
0
+ 2.7,85 = 79,57 (m)
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
Chọn L
1
= 80 (mm)
- Chiều dài toàn bộ dao phay:
L = L
1
+ 2 lg = 80 + 2.5 = 90 (mm)
3/ Các rãnh dọc dao phay.
- Muốn có góc trớc bằng 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 = góc
vít .
Vậy ta có = = 3
0
19
Bớc của rãnh xoắn :
S
K
= . Dtb . Cotg = 3,14 . 86,2 . cotg 3
0
19 = 4665 (mm)
4/ Số l ợng 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 đã chọn bằng 10 và số lợng rãnh
bằng 10, góc rãnh răng đợc xác định theo công thức :
= à +
Với mục đích đảm bảo độ bền của răng đã 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
20
0
.
Sự làm dầy chân răng đó đảm bảo cho các răng bị mòn đã mài sắc đến
lần cuối cùng vẫn không bị gẫy ở chỗ mômen uốn lớn nhất trong quá trình

phay.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
- Chọn góc phải từ vị trí tơng quan giữa các góc trên dao phay và trên
cam hớt lng.
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
C
A
thuộc hình dạng cam .
Trong thực tế thờng làm cam 60
0
và 90
0
. Có nghĩa là

CA +
= 6 đợc
quy tròn theo dãy kích thớc tiêu chuẩn : 18
0
, 22
0
, 25
0

=
)64(
360
ữ
+ (15
ữ
20
0
)
=
)10.5(
360
+ 16 = 23,2
0
Theo dãy tiêu chuẩn lấy = 25
0
Bán kính góc lợn lấy r = 2,25.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 10
60
0
160
0
Hành trình làm
việc của dao
Hành trình
chạy không

k
v

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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.
Góc trớc của đỉnh răng lấy = 0
0
; 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 =
n.Z
Deu.
. tg
b
=> tg
b
=
Deu.
Zn.K

=
207,0
100.14,3
10.5,6
=
=>
b
= 11
0

41
Ta có thể tính góc sau
b
ở tiết diện thẳng góc với 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 :
tg
c
=
Rc
Rc
n
. tg
b
. sin
n
. cos
Rc
n
- bán kính dao : Rc
n
= 50
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 11
I
à
v
k
0
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt

Rc - bán kính vòng tròn chia
Rc =
2
Z.5
=
25
2
10.5
=
=> tg
c
=
25
50
. tg11
0
41 . sin 20
0
. cos 3
0
19
= 0,1378 = 7,84 =>
c
= 7
0
50
tg
c
=
Deu

D
tbT
. tg .
0
3tg.
100
2,86
19 = 2,75 =>
c
= 2
0
45
tg
b
= tg
b
. cos
c
tg
b
= tg11
0
41 . cos 2
0
45 = 0,20 = 11,30
=>
b
= 11
0
18

6/ Tạo hình dao phay lăn răng = ph ơng pháp prôfin thẳng trong tiết
điện pháp tuyến.
- 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 vít của dao phay không lớn ( = 4
0
) thì sự khác nhau giữa
prôfin lỡi cắt và bề mặt thân khai sẽ rất ít do đó đối với dao phay có = 3
0
19
ta lấy góc prôfin răng lấy bằng góc prôfin dạng sinh tức là
n
= = 20
0
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 y
k
của một tâm bất kỳ k ta xác định hoành độ của điểm đó
theo phơng:
y
k

pin V
k

______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
Dấu (+) ứng với đờng xoắn vít phải
Dấu (-) ứng với đờng xoắn vít trái
Với cos
k
= r
0
/y
k
r
0
bán kính trục cơ bản đợc tính r
r
=
2
d
0
Với d
0
=
0
tgcos
m
Cos

0
= Cos . Cos
= Cos 3
0
19 . Cos 20
0
= 0,9382 = 20,24
=>
0
= 20
0
14
tg
0
= tg 20
0
14
d
0
=
'1520tg3cos
5
00
19'
= 13,64 (mm)
r
0
=
82,6
2

64,13
2
d
0
==
r
n
- bán kính trục trung bình tính toán.
r
n
=
)mm(1,43
2
2,86
d
2
1
tb
==
y
k
- toạ độ điểm k bất kỳ ( lấy y
k
= r
n
= 43,1)
Ta có : cos
k
=
1,43

82,6
y
r
k
0
=
= 0,158 = 80,909
=>
k
= 80
0
54
P - thông số của mặt xoắn vít.
P
0
=
501,2
14,3.2
708,15
cos2
mn
2
T
0
===

Vậy ta có x
k
= 2,5 in V 80
0

54
Toạ độ tính toán cho điểm B và C của prôfin răng dao đợc xác định theo
công thức sau :
X
B
= Pin
V

b
X
C
= Pin
V

c
y
B
= r
n
+ hp = 43,1 + 7,5 = 50,6 (mm)
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
y
C
= r
n
- ( hp + 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

y
c
y
K
y
B
V
o
x
Góc tham số
b
và
c
đợc xác định theo CT sau :
Cos
b
=
138,0
)25,61,43(2
64,13
)p''hr(2
d
n
0
=
+
=

+
= 82,05 =>
b
= 82
0
3
Cos
c
=
))5,6.5,025,6(1,43(2
64,13
))k.5,0p'h(r(2
d
n
0
+
=
+
= 0,20 = 78,28 =>
c
= 78
0
17
Vậy ta có :
x
B
= Pin V
b
= 2,5 in V 82
0

3
x
C
= Pin V
C
= 2,5 in V 78
0
17
- 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)
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 14
C
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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)
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
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt

gia công dao phay lăn răng.
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 = 3
0
19 để tạo đợc các răng cắt trên đó chế tạo các rãnh để tạo ra mặt tr-
ớc 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
- 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
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______

Trang 16
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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






+
100
i
1






+
100
i
1

Trong đó :
+ N - là sản lợng hàng năm . N = 10.000 CT/ năm
+ mi - là số lợng chi tiết trên cùng một sản phẩm - mi = 1
+ i - là hằng số phế phẩm bình quân . Chọn i = 2
+ i - là hằng số dự phòng phế phẩm. Chọn i = 3.
Ni = 10.000 x 1






+
100
1
2






+
100
1
3
= 10.506 CT/ năm
b/ Tính khối lợng chi tiết.
- Ta tính khối lợng gần đúng qua đờng kính trung bình tính toán.
V

CT
=
( )
)352,86(
4
90x14,3
dD
4
L.
222
tb
2
=

438414 cm
3
= 0,438414 dm
3
V
CT
= 0,438414
- Khối lợng CT
m = . V
CT

m = . V
CT
= 7,85 x 0,438414 = 3,441 (kg)
Tra bảng : 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 :
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
t
n
=
Ni
T
T - khoảng thời gian làm việc trong năm
Tra sổ tay định mức lao động có : T = 4575 giờ
=> t
n
=
Ni
T
=
435,0
506.10
4575
=
giờ/ chi tiết
III/ Ph ơng pháp tạo phôi
1. Phôi rèn :
- Vật liệu phôi rèn cho cơ tính tốt, dộ bền cao nhng còn có nhợc điểm l-
ợng d ra không lớn, sai số về đờng kính cũng nh kích thớc chiều dài lớn, ph-
ơng 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.
- 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.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
Đối với dao phay lăn răng có đờng kính D
cu
= 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.
- 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 của chi tiết chỉ cho phép sử dụng chuẩn
thô một lần trong cả quá trình gia công.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
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.
- Chuẩn tinh là những bề mặt đã 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.
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 20
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
2. Các ph ơng án về thiết kế quy trình công nghệ gia công dao phay
lăn răng trục vít.
a. Phơng án I:
TT Tên nguyên công Máy Dao Đồ gá
1.
2.
3.
4.
Cắt phôi
Rèn phôi
ủ phôi
a. Tiện mặt đầu
b. Khoan lỗ 10, 34
c. Khoét lỗ
d. Doa lỗ
f. Vát mép 2 x 45
0

8B66

Máy tiện
Rơvôre
Lỡi của đĩa
520
T15K6
P18
P18
P18
Khối V có :
= 90
0
Mâm cặp 3 chấu
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
a. Tiện theo đờng
kính ngoài . 100
b.Tiệnthô 2 gờ 51,5
a. Khoả mặt đầu thứ 2
b. Tiện hốc 37
c. Vát mép 2 x 45
0

Chuốt rãnh then
a. Tiện tinh đờng kính
100
b.Tiện tinh 2 vòng gờ
Phay đờng xoắn vít
Phay rãnh thoát phoi
Phay bỏphần vít nhọn
Tiện hớt lng
Đóng nhãn
Kiểm tra trung gian
Nhiệt luyện
1k62
1k62
1k62
1k62
1k62
7510
1k62
1k62
Ky40
6H82
6H82
K96
313
T15K6
T15K6
T15K6
T15K6
T15K6
P18

T15K6
T15K6
P18
P18
P18
P18
Bộ nhãn
Trục gá mũi tâm
mâm cặp 3 chấu
Bạc dẫn hớng
chĩa tay
Trục gá mũi tâm
tốc kẹp
Trục gá mũi tâm
Bàn phẳng
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 21
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
a.Mài lỗ 35
b.Mài mặt đầu 1
Mài mặt đầu 2
Mài hai gờ 51,5

Mài hớt lng
Mài sắc mặt trớc
Tổng kiểm tra
Cắt thử
Bao gói + xuất xởng
3A228
3756
3826
3A151
3820
3662
5K32
Ctr50MV
2
G
Ctr50MV
2
G
Ctr50MV
2
G
Ctr50MV
2
G
Ctr50MV
2
G
Ctr50MV
2
G

P18
ống kẹp đàn hồi
Bàn từ trục gá
Trụcgá,dỡngđo
Tốc kẹp
Tốc kẹp
b. Phơng án 2 :
Trình tự gia công cũng giống nh phơng án 1 nhng chỉ khác ở nguyên
công VIII. Chuốt rãnh then thay bẳng xọc rãnh then đợc thực hiện trên máy
xọc 7A420.
Với then có chiều rộng b = 10 ; t = 3,1.
v/ Sơ đồ các nguyên công
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 22
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
1. Nguyên công I : Cắt phôi
Máy : 8B66
Dao : lỡi ca đĩa P18 520
B = 4 (mm) ; Z = 72.
Đồ gá : Khối V có = 90
0

2. Nguyên công II : Dập phôi
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 23
n
S
110
0.5
84

1.8
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
Máy : Dập đứng
3. Nguyên công III : ủ phôi
4. Nguyên công IV :
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 24
93
0.5
15
0
104
0.1
0
20 200
230
350
720
850
t (phút)
t
0
C
Nguội
cùng lò
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn : Nguyên lý - Dụng cụ cắt
Tiện mặt đầu sơ bộ. Khoan lỗ 34 ; khoét 34,7. Máy 1b 140
a. Tiện sơ bộ mặt đầu . 100 Dao ; T15k6
b. Khoan lỗ mồi 10 ; khoan 34 Dao P18

c. Khoét 34,7 Dao P18
d. Doa : dao P18
f. Vát mép : 2 x 45
0
5. Nguyên công V :
______Trờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp______
Trang 25
34.7
0.084
91.57
0.365
2 x 45
0
S
2
(S
3
,S
4
)
S
1
n
34.7
0.084
91.57
0.365
2 x 45
0
S

2
(S
3
,S
4
)
S
1
n