đồ án kỹ thuật cơ khí Thiết kế quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa môđuyn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN NGUYÊN LÝ VÀ DỤNG CỤ CẮT




ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP


Giáo viên hướng dẫn : TRẦN HỮU ĐÀ
Sinh viên thiết kế : Phạm Văn Lĩnh
Líp : TCZ159

Thái Nguyên 2003
BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
Nam
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN o0o
Khoa Cơ Khí
BỘ MÔN NGUYÊN LÝ & DỤNG CỤ CẮT
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Người thiết kế: PHẠM VĂN LĨNH Líp TCZ159
Ngành : Cơ khí chế tạo máy
Cán bộ hướng dẫn: TRẦN HỮU ĐÀ
Ngày giao đề tài:

Ngày hoàn thành đề tài:
Nội dung đề tài: Thiết kế dao phay đĩa mô đuyn M9 No4
Sản lượng chi tiết : 15000 chi tiết/năm
Số lượng và kích thước bản vẽ: 06 bản Ao
01 A
0
: Bản vẽ chi tiết lồng phôi
02 A
0
: Bản vẽ quy trình công nghệ thu gọn
01 A
0
: Bản vẽ 4 nguyên công cơ bản
01 A
0
: Bản vẽ đồ gá
01 A
0
: Chuyên đề.
Sè trang thuyết minh:
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2003
TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TL/HIỆU TRƯỞNG
(Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa
(Ký tên đóng dấu)
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN



Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2003
Giáo viên hướng dẫn
Trần Hữu Đà
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM








Thái Nguyên, ngày . . . tháng . . . năm 2003
Giáo viên chấm
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 1
PHẦN I- THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUYN
I Đặc điểm, công dụng và phân loại 4
II Chọn vật liệu chế tạo dao 6
III Tính toán kết cấu của dao phay 7
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 3

Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
IV Xác định đường cong chuyển tiếp 11
V Tính toán các kích thước kết cấu 12
PHẦN II- PHÂN TÍCH GIA CÔNG CHI TIẾT
I Phân tích gia công chi tiết gia công 15
II Xác định dạng sản xuất 16
III Phương pháp tạo phôi 18
IV Thiết kế quy trình công nghệ 19
A. Phân tích việc chọn chuẩn 19
B. Trình tự công nghệ gia công 21
PHẦN III- TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ CHO BỀ MẶT φ115
46
I Tính toán lượng dư cho bề mặt 46
II
Tính toán lượng dư cho bề mặt φ115
46
A. Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô φ115
52
III Chọn chiều sâu cắt t 52
IV Xác định tốc độ cắt và số vòng quay n 55
PHẦN IV- THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
I Nhiệm vô, vai trò của đồ gá 74
II
Thiết kế đồ gá mài lỗ φ32 và mài mặt đầu
74
PHẦN V- CHUYÊN ĐỀ
I Hớt lưng răng dao 78
II
Kiểm tra góc sau α

83
Tài liệu tham khảo 85
Lời nói đầu
Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết kiến thức sau thời gian học tập và
nghiên cứu tại trường của mỗi sinh viên trước khi ra trường. Đối với các
trường thuộc khối kĩ thuật nói chung và khoa cơ khí thuộc trường Đại Học
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
KỹThuật Công Nghiệp nói riêng đó là một điều không thể thiếu được cho mỗi
sinh viên sau thời gian học tại trường.
Trong ngành cơ khí chế tạo dao phay đĩa môđuyn, việc nghiên cứu,
tính toán và thiết kế dụng cụ cắt là một việc rất quan trọng đối với nền công
nghiệp còn đang trên đà phát triển của nước ta. Đây là một công việc có thể
nói là khởi đầu và tiến tới gia công những máy chuyên dùng và đẩy cao trình
độ chuyên môn hoá trong sản xuất.
Việc tính toán thiết kế dụng cụ cắt hiện nay đã được hiện đại hoá bằng
cách sử dụng tin học ứng dụng, song sinh viên cần phải nắm vững và hiểu rõ
được những phương pháp tính toán thiết kế mang tính truyền thống để áp
dụng vào thực tiễn sau khi ra trường.
Trong thời gian qua em đã nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài:
“Thiết kế quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa môđuyn"
Đây là một dụng cụ cắt để gia công lỗ chính xác tuỳ theo yêu cầu về
công nghệ gia công, với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Trần Hữu Đà cùng
với các thầy cô, trong bộ môn và sự cố gắng của bản thân. Song ở em còn hạn
chế về kiến thức và tài liệu tham khảo nên đồ án chắc chắn còn nhiều sai sót,
em mong các Thầy, Cô tạo điều kiện để cho em được hoàn thiện hơn với đồ
án tốt nghiệp này.
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 2 năm 2003

Sinh viên thiết kế
Phạm Văn Lĩnh
PHẦN I
THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA MÔĐUYN
I. ĐẶC ĐIỂM, CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
1- Đặc điểm.
Truyền động bánh răng theo phương pháp ăn khớp được dùng rất rộng
rãi trong ngành chế tạo máy, chất lượng chuyển động chủ yếu là do độ chính
xác chế tạo bánh răng. Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại rãnh
hai răng để tạo thành prôpin của răng. Đảm bảo độ chính xác của răng chủ
yếu là đảm bảo độ chính xác của prôpin răng độ chính xác bước răng (khi ăn
khớp) độ đồng tâm cao của lòng chia với tâm quay của bánh răng.
Dao có dạng đĩa tròn và bố trí nhiều răng dao trên mặt trụ được dùng để
cắt bánh răng trụ theo phương pháp chép hình cắt bánh răng nghiêng và răng
chữ V theo phương pháp bao hình không tâm tích trên máy phay chuyên dùng
hoặc vạn năng có đầu phân độ chuyên dùng và đầu phân độ vạn năng.
Độ chính xác của bánh răng phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ
cắt răng theo phương pháp gia công răng. Theo cách hình thành prôpin răng ta
có phương pháp gia công răng.
Cắt răng theo phương pháp chép hình. Ở đây prôpin răng dụng cụ cắt
hay hình chiếu của prôpin là bản chép lại nguyên hình của prôpin rãnh giữa
các răng của bánh răng được gia công. Trong quá trình cắt prôpin dụng cụ ở
tất cả các điểm đều dùng với prôpin của rãnh.
Cắt răng theo phương pháp bao hình. Ở đây prôpin răng của bánh răng
được gia công là đường bao các vị trí khác nhau của lưỡi cắt dụng cụ trong
quá trình cắt.

Dao phay đĩa môduyn là dụng cụ gia công răng theo phương pháp chép
hình trên máy phay vạn năng có đầu phân độ vạn năng hayđĩa phân độ chuyên
dùng, có thể gia công được răng bánh răng trụ, răng thẳng, răng nghiêng, và
răng hình chữ V theo phương pháp chép hình không tâm tính.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 6
n
d
n
d
S
ω
1
ω
2
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
Từ hình trên, ta thấy cắt bánh răng có răng thẳng dao chuyển động quay
xung quanh trục với tốc độ góc ω
1
để tạo thành tốc độ cắt chính, đồng thời
chuyển động tịnh tiến dọc trục phôi để cắt chi tiết hết chiều dài bánh răng.
Sau khi cắt xong một bánh răng, người ta tiến hành phân độ ω
2
để cắt rãnh
răng tiếp theo của bánh răng.
Khi cắt răng nghiêng hay răng chữ V, cần có thân chuyển động ω
3
để
tạo thành hướng răng nghiêng. Từ nguyên lý làm việc, ta thấy prôpin lưỡi cắt

hay hình chiếu của prôpin lưỡi cắt của dao phay đĩa môđuyn trùng với propin
rãnh răng theo điểm tương ứng.
Cắt bánh răng bằng dao phay đĩa môđuyn có năng suất thấp và độ
chính xác không cao. Năng suất thấp là do trong quá trình cắt có hành trình
chạy không và thời gian phụ lớn. Mặt khác dao phay đĩa môđuyn có đường
kính nhỏ góc trước γ = 0, góc sau lưỡi cắt bên nhỏ (α
1
= 1
o
20’ ÷ 2
o
30’) dẫn
đến điều kiện cắt khó khăn, hạn chế tốc độ cắt.
Độ chính xác của bánh răng khi cắt bằng dao phay đĩa môđuyn thường
chỉ đạt cấp chính xác 9 trong một số trường hợp có thể đạt cấp chính xác 8
nhưng dao có m < 10 nguyên chính hạn chế độ chính xác bánh răng là:
- Độ chính xác đồ gá để cắt bánh răng bằng dao phay đĩa môđuyn
thường chỉ đạt cấp chính xác 8 với cùng một môđuyn m và số răng Z
1
của
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
bánh răng khác nhau. Để cắt chính xác bánh răng tương ứng với mọi môđuyn
m và số răng Z
1
thì nhất định phải thiết kế một dao tương ứng. Vậy với mọi
môđuyn m có bánh răng đòi hỏi số lượng dao rất nhiều điều đó không phù
hợp với sản suất.

Hiện nay, với mọi môđuyn m người ta dùng một bộ dao tiêu chuẩn là 8
dao, 15 dao và đôi khi 26 dao để cắt toàn bộ những bánh răng có số răng
Z = 12 ÷ ∞.
Dao phay đĩa môđuyn cắt bánh răng cho năng suất thấp và độ chính xác
của bánh răng không cao nhưng có thể dùng thêm máy phay vạn năng và cắt
được bánh răng chữ V do đó dao phay đĩa môđun được dùng trong sản xuất
nhỏ và đơn chiếc, đặc biệt có trong công nghệ sửa chữa.
Theo công dụng dao phay đĩa được chia làm hai loại:
- Loại cắt thô thường có prôpin răng hình thang và góc trước γ > 0.
- Loại cắt tinh có prôpin thường với biến dạng rãnh răng và góc trước
γ = 0
o
.
Theo kết cấu cụ thể dao phay đĩa môđuyn răng liền và dao phay đĩa
răng chắp.
II. CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO DAO.
Việc chọn vật liệu làm dao là vấn đề quan trọng và quyết định đối với
chất lượng giá thành của dụng cụ cắt. Để chọn vật liệu làm dao cho phù hợp
ta dựa vào một số đặc điểm.
- Loại công dụng, kích thước và điều kiện làm việc của dụng cụ.
- Công nghệ chế tạo dụng cụ.
- Giá thành vật liệu.
Để chế tạo dao phay đĩa môđuyn ta có thể sử dụng các vật liệu nh:
- Thép cácbon dụng cụ X12A thép hợp kim dụng cụ 9XC thép gió P9
hoặc P18.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
- Thép cácbon dụng cụ Y12 có độ thấm tôi thấp do thấm tôi kém nên

phải tôi trong nước làm dụng cụ sau khi tôi đều dỗ bị nứt cong vệnh, về dao
phay đĩa môđun có dạng đĩa mỏng nên vật liệu này không phù hợp.
- Thép hợp kim dụng cụ 9XC dễ thoát cácbon khi nhiệt luyện, độ cứng
ở trạngthái cung cấp và trạng thái ủ cao (HB = 415 ÷ 321và HB = 241 ÷ 197
và ảnh hưởng đến việc chế tạo, tính mài mòn của thép 9XC kém, tính răng cắt
kém hơn nhiều so với thép gió.
- Thép gió P9, P18, là vật liệu làm dao tính cắt tốt và được sử dụng
rộng rãi có độ thấm tôi cao có thể cắt với tốc độ cắt cao gấp 2 ÷ 4 lần. Có tuổi
bền gấp 8 ÷ 15 lần so với thép cácbon và thép hợp kim dạng cụ có thể nâng
cao tính cắt của thép gió bằng cách thấm xianua sau khi 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. Nhưng khi làm việc ở tốc độ thấp thép
P18 có độ chịu mòn cao hơn do đó tuổi bền cao hai lần so vớii dụng cụ làm
bằng P9. Khi nung nóng P9 dễ bị hoá nhiệt khi mài sắc thì độ cứng bề mặt
giảm xuống nên tính mài kém hơn so với P18. So với P18 thì P9 có khoảng
nhiệt độ tôi hẹp hơn do đó gây khó khăn khi nhiệt luyện. Thép P18 φ2 có tính
năng cao hơn P18 nhưng độ không đồng đều cácbon lớn do đó có tính kém
hơn so với P18.
Vậy quá trình phân tích ta thấy dao phay đĩa môđuyn là chi tiết dạng
đĩa mỏng, làm việc tốc độ cắt thấp lực cắt rất lớn. Ta chọn vật liệu làm dao là
thép gió P18 là phù hợp nhất.
III. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỦA DAO PHAY.
Tính prôpin thân khai của lưỡi cắt. Dao phay đĩa môđun thực chất là
dao phay định hình hớt lưng để gia công rãnh prôpin thân khai nên quá trình
tính toán thiết kế răng dao phay định hình hớt lưng. Để chế tạo dao phay đĩa
môđun cần tính toán xác định được prôpin của lưỡi cắt, prôpin dạng khởi thuỷ
(dạng tròn xoay của chưa phay rãnh hớt lưng và mài sắc).
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA

MÔĐUYN
Để tính toán kết cấu của dao phay đĩa môđuyn m = 9, dao sè 4 để cắt
bánh răng các số răng Z = 21 ÷ 22.
+ Bán kính vòng chia:
r =
2
.Zm
=
2
21.9
= 94,5 (mm)
+ Bán kính vòng đỉnh răng:
r
e
= r + (f’ + ε) m
Lấy f’ = 1 ; ε = 0.
⇒ r
e
= 94,5 + (1 + 0) × 9 = 103,5 (mm)
+ Bán kính vòng chia răng:
r
i
= r – (f’ + ε) × m = 94,5 – 9 = 85,5 (mm)
+ Bán kính vòng tròn cơ sở: r
o
= r × cosα
- α là góc ăn khớp; α = 20
o
⇒ r
o

= 94,5 × cos × 20
o
= 88,8 (mm)
Ở đây ta tính thiết kế dao phay đĩa môđun dùng cắt tinh có γ = 0
o
. Mặt
đấy sẽ chứa trục của dao prôpin lưỡi cắt là đường than khai phương trình
đường thân khai.
Phương trình đường thân khai trong hệ toạ độ được biểu diễn:
b)
Gắn vào hệ trục toạ độ XOY vào bánh răng (Hb) có góc không trùng
với tầm bánh răng. Trục OY trùng với trục đối xứng của rãnh bánh răng. Khi
đó toạ độ điểm Mx bất kỳ trên đường thân khai được xác định.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 10
ϕ
x
α
x
θ
x
N
K
Y
max
α
1
α
1
r

1
x
o
r
e
r
g
r
x
B Vßng trßn
c¬ së
θ
o
Vßng trßn chia
δ
x
X
max
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
X = r
x
× sin δ
x

Y = r
x
× cos δ
x
Trong đó: δ

x
= δ
o
+ θ
o
=
t2
π
- tgαδ - α
o

α - là góc ăn khớp; α = 20
o

Z - số răng của bánh răng nhỏ nhất trong nhóm; Z = 21 răng.
θ
x
= tgα
x
- α
x

r
x
=
x
o
r
α
cos

→ cos α
x
=
x
o
r
r
⇒ α
x
= arc.cosα
x

α
x
= arc.cosα
x

Góc α thay đổi theo biến dạng thân khai r
x
thay đổi từ công thức trên
ta xác định được toạ độ của các điểm của prôpin lưỡi cắt răng dao, nối với các
điểm đó lại với nhau ta được prôpin biến dạng gần đúng biến dạng của răng
dao.
Chiều cao của prôpin:
h = r
c
– r
i
= 10 × 3,5 – 85,5 = 18
Như vậy trên lý thuyết số lượng được tính càng nhiều thì prôpin răng

dao cũng tiến gần prôpin của răng dao lý thuyết nói cách khác, số lượng điểm
cần tính càng nhiều thì độ chính xác của lưỡi cắt càng cao.
Với chiều cao h = 48, ta lấy khoảng cách giữa hai điểm là 0,8 để tính
toán biến dạng của răng ứng với r
o
≤ r
x
≤ r
o
và toạ độ các điểm được tính toán
xác định theo các công thức sau:
Cosα
x
=
x
o
r
r

θ
x
= tg α
x
- α
x

δ
x
= δ
o

+ in V α
x
x = r
x
× sin δ
x

y = r
x
× cosδ
x
S = 2
x
tg = Y - r
x
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
Kết quả tính toán được ghi trong bảng sau:
STT r
x
θ
x
δ
x
sinδ
x
cosδ
x

X Y S t
1 88,8 0
0
3
o
42’ 0,0597 0,998 5,297 88,641 10,859 0,159
2 89,6 0
0
04
’
75
’’
3
0
46’75” 0,0605 0,9982 5,4268 89,438
7
10,841
6
0,161
3 90,4 0
0
11’60” 3
0
54’60” 0,0618 0,9981 5,5867 90,2282 11,173
4
0,1718
4 91,2 0
0
23’49” 5
0

65’49” 0,0637 0,9980 5,8094 91,017
6
11,618
8
0,124
5 92,0 0
0
36’49” 3
0
78’49
”
0,0660 0,9978 6,0720 91,797
6
12.144
0
0,2024
6 92,8 0
0
51’05” 3
0
93’05” 0,0685 0,9976 6,0356
8
92,5773 12,071
4
0,2227
7 93,6 0
0
66’57”
’
4

0
08’52” 0,0712 0,9975 6,6643 93,366
0
13,328
6
0,234
8 94,4 0
0
83’07” 4
0
25’07” 0,0741 0,9972 6,7402 94,135
7
13,480
4
0,2643
9 95,2 1
o
01’09” 4
o
43’09” 0,0773 0,9970 7,3590 94,914
4
14,718
0
0,2856
10 96,0 1
o
20’17” 4
o
6217” 0,0806 0,9967 7,7376 95,6832 15,4752 0,3168
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159

Trang 12
11,775
+ 0,02
0,781
+0,02
0,616
+0,02
0,159
+0,02
11,618
+ 0,02
10,859
+ 0,02
10,841
+ 0,02
0,316
+0,02
0,202
+0,02
0,222
+0,02
0,134
+0,02
0,243
+0,02
0,285
+0,02
12,071
+ 0,02
13,144

+ 0,02
13,328
+ 0,02
13,480
+ 0,02
14,418
+ 0,02
15,475
+ 0,02
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
IV. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP
Để xác định đường cong chuyển tiếp tiếp điểm làm việc thực sự cuối
cùng của profin răng thân khai điểm tiếp xúc cuối cùng của prôpin thân khai
được xác định công thức.
R
K
=
22
)()(
∂∂
α+− mtgmr
R
K
=
202
)209()95,94( tg−+−
= 85,93 (mm)
Ta thấy: r
i

= 85,93 (mm)
r
o
= 88,8 (mm)

- Từ đây xác định đường cong chuyển tiếp bằng cách xác định đoạn
thân khai AB theo các điểm đã tính toán trước.
- Từ bán kính R
K
ta tìm thấy điểm cuối cùng làm việc thực sự của
profin thân khai, điểm K từ K xây dựng quỹ đạo đỉnh răng của bánh răng Z
1
hay thanh răng vẽ lên chân răng Z
1
.
Trong thực tế cần chú ý đến độ bền của răng và khả năng chế tạo ta lấy
nh sau:
Vẽ vòng tròn đáy răng tiếp tuyến với đường m
n
, m
x
, tiếp tuyến của
vòng chân răng r
i
tại điểm giữa của bánh răng. Cung ke nối với đường thân
khai tại điểm K và dường m
n
tại điểm O để không cũ gẫy tại điểm K thì tâm O
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 13

r
1
r
k
r
e
r
0
B
K
C
A
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
phải nằm trên pháp tuyến N
K
của đường thân khai theo định nghĩa của đường
thân khai thì N
K
được xác định bởi góc δ
o
và góc áp lực α
K
.
Cos α
k
=
k
r
r

0
Bán kính r của ke tận cùng lớn nhất trong giới hạn cho phép để tăng
tuổi thọ của dao phay.
V. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC KẾT CẤU.
Đường kính ngoài xác định theo công thức:
D
1
= D
1
+ 2H
D
1
đường kính chân răng được lấy theo đường kính đồ gá d; lấy
d = 32mm.
D
1
= (2 ÷ 1,6) d = (2 ÷ 1,6) × 32 = 64 ÷ 51,2 = 64 (mm)
H = h + k + r
h – lấy bằng chiều cao prôpin cộng thêm 1 ÷ 2mm.
h = h
1
+ 1 = 18 + 1 = 19 (mm)
k – lượng hớt lưng răng; lấy k = 7.
r – bán kính vòng tròn của bánh răng; r = 2 (mm)
H = 19 + 2 + 7 = 28 (mm)
D = 64 + 2 × 28 = 120 (mm)
Chọn: D

= 115 (mm)
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159

Trang 14
δ
0
α
K
N
c
d
a
o b
e
f
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
Chiều dày dao phay đia môđuyn được chọn theo chiều rộng prôpin chi
tiết lấy: B = (0,8 ÷ 1) H. Lấy B = 12.
Số răng Z của dao phay đĩa modun được chọn theo đường kính ngoài
D = 115 (mm); chọn Z = 10 răng.
t = 34
+0,28
δ = 25
o
± 10'
b = 8
+0,2
α
đ
= 12
o
d = 32

+ 0,023
Thông số hình học của dao:
Góc rãnh răng S chọn cần đảm bảo góc M = 15
o
÷ 20
o
là phù hợp với
góc của cam hớt lưng và độ bền của răng khi hớt lưng góc λ phù hợp ta có thể
lấy toàn góc λ theo các giá trị 18
o
, 20
o
, 25
o
, 30
o
đôi khi lấy 45
o
.
- Chọn góc rãnh răng S = 25
o
.
Dạng đáy răng nên lấy đồng dạng với prôpin lưỡi cắt khi đảm bảo độ
bền đồng đều của răng như chế tạo khó khăn, nên thực tế với dao phay đĩa
môđuyn có chiều dầy B nhỏ (ứng với m nhỏ, người ta cần làm răng thẳng
song song với trục), còn dao có chiều dầy B lớn thường làm đáy rãnh là
đường gấp khúc.
Góc trước của dao phay đĩa môđuyn cắt tinh γ = 0
o
góc, vuông λ = 0

o
,
vậy mặt trước của dao đĩa qua trục góc sau của lưỡi cắt đỉnh α
b
= 12 ÷ 15
o
.
Chọn α
b
= 12
o
. Để tạo thành góc sau, người ta hớt lưng đường kính theo
đường xoắn ac xi mét với lượng hớt lưng k = 7 (mm).
Với dao phay đĩa môđuyn góc ϕ thường rất nhỏ nên góc α
đ
= 12
o
,
nhưng góc sau bên giảm dần 1 ÷ 2
o
; chọn α
đ
= 12
o
.
Yêu cầu kỹ thuật dao phay đĩa môđuyn:
- Vật liệu thép P18.
- Độ cứng đạt 62 ÷ 65 HRC.
- Độ dẻo hướng kính của lưỡi cắt không quá 0,04.
- Độ đảo mặt đầu không quá 0,03.

Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
- Độ đảo hướng tâm của mặt trước không quá 0,09.
- Toạ độ cao điểm của prôpin chính xác tới +0,02.
Yêu cầu kỹ thuật:
1- Vật liệu P18.
2- Độ cứng phần cắt HRC 62 ÷ 64.
3- Độ đảo đường kính ngoài 0,03 mm.
4- Độ đảo mặt đầu 0,02 mm.
5- Độ bóng mặt trước R
a
= 0,03.
PHẦN II
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 16
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
PHÂN TÍCH GIA CÔNG CHI TIẾT
I. PHÂN TÍCH GIA CÔNG CHI TIẾT GIA CÔNG
Chi tiết gia công là một dung cụ cắt chuyên dùng để gia công bánh răng
theo phương pháp chép hình công nghệ gia công dao phay đĩa môđuyn, chủ
yếu dựa trên nguyên lý chung của công nghệ chế tạo máy. Ngoài ra chế tạo
dụng cụ cứt, phải sử dụng những vật liệu làm dao có độ cứng và sức bền cao
do những yêu cầu về chính xác kích thước hình dáng hình học, độ nhẵn bề
mặt, đặc biệt là tính chất cơ lý cao phần lưỡi cắt của dụng cụ cắt, nên công
nghệ chế tạo dụng cụ cắt còn có những đặc điểm riêng.
Để đạt được những yêu cầu kỹ thuật cao về độ chính xác kích thước
hình dáng hình học về độ nhẵn bề mặt, người ta gia công phương pháp tinh,

gia công lần cuối và thiết bị chuyên dùng. Lập qui trình công nghệ chế tạo
dụng cụ, đảm bảo yêu cầu về độ chính xác và các thông số hình học, chất
lượng bề mặt cơ lý tính của dụng cụ khi lập qui trình công nghệ gia công dao
phay đĩa môđuyn là chi tiết dạng đĩa khi lập qui trình chế tạo, cần chọn qui
trình gia công nghệ theo chi tiết điển hình.
- Qua quá trình chế tạo cần đảm bảo tính chính xác các thông số hình
học α, γ, α
b
đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và độ chính xác kích thước D, B,
H, h, r, d, t.
- Vật liệu làm dao là thép gió P18 là loại vật liệu nhiệt luyện khó khăn,
nên khi nhiệt luyện tránh cong vênh, nứt độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 ÷ 64
HRC.
- Để nâng cao tính cắt, năng suất của dao sau khi tôi ram và mài cần
thấm xianua với m = 9 nên dao có loại nhỏ chế tạo. Các nguyên công quan
trọng nhất trong chế tạo dao phay đĩa môđuyn nhỏ là gia công chuẩn phay
rãnh và hớt lưng prôpin.
- Độ đảo mặt đầu không quá 0,02mm.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
- Khi phay rãnh yêu cầu độ chính xác cao, sai lệch cho phép đối với
bước răng vòng không quá 15 µm và độ hướng kính không quá 15 µm.
II. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
1- Dạng sản xuất
Dạng sản xuất đóng vai trò quan trọng trong chế tạo sản phẩm, ảnh
hưởng nhiều đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Sự chuyên môn bởi biểu hiện qua
sự lặp lại của sản phẩm trên các chỗ làm việc.
- Nếu sự lặp lại càng nhiều, sự chuyên môn hoá càng cao và ngược lại

trình độ chuyên môn hoá ảnh hưởng đến đặc tính công nghệ và các hình thức
tổ chức sản xuất.
- Nó là đặc tính kỹ thuật được xác định bởi chủng loại và qui mô sản
phẩm. Bởi sự lặp lại và khối lượng sản xuất hàng năm. Để thiết kế qui trình
công nghệ đảm bảo chất lượng sản phẩm cao giá thành hạ, ta phải xác định
loại hình sản xuất dựa vào qui mô sản xuất và khối lượng sản phẩm.
Thực tế sản xuất thường có ba dạng:
- Dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
- Dạng sản xuất loạt vừa.
- Dạng sản xuất loạt lớn và hàng khối.
Với yêu cầu thực tế lập qui trình chế tạo dao phay đĩa môđuyn m = 9,
sản lượng kế hoạch là 15.000 ct/năm.
a) Xác định sản lượng cơ khí.
Sản lượng cơ khí hàng năm được xác định theo công thức .
N
i
= N
kh
×

m
i
(1 +
)
100
1(
i
α
+

100
1(
β
+
)
Trong đó:
N
kh
– Sản lượng kế hoạch hàng năm; N
kh
= 15000 (ct/n).
m
i
- Số lượng chi tiết cùng trong một sản phẩm;
α
i
- Hệ số phế phẩm bình quân chọn: α
i
= 2.
β
i
- Hệ số dự phòng phế phẩm; β
i
= 3.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN

Thay các giá trị vào công thức trên ta có.

N
i
= 15000 × 1 (1+
15759)
100
3
1)(
100
3
=+
(ct/năm)
b) Tính khối lượng chi tiết gia công .
Để tính khối lượng chi tiết ta coi chi tiết là đĩa tròn xoay có đường kính
ngoài đi qua đường kính trung bình của chiều cao răng D
tb
= 76 (mm), phía
trong đĩa có lỗ d = 32 (mm).
Vậy thể tích của chi tiết là:
V
ct
=
4
.B
π
(D
tb
2
- d
2
) =

4
12.14,3
(76
2
– 32
2
)
V
ct
= 44763,84 mm
3
= 0,04476 (dm
3
)
Vậy khối lượng của chi tiết được tính nh sau:
G = γ × V
CT
(kg)
V
CT
– thể tích chi tiết.
γ - Khối lượng riêng của thép gió; γ = 7,85 (kg/dm
3
)
G = 7,85 × 0,04476 = 0.35(kg)
Vậy theo bảng 2 – HD ĐACNCTM ta có dạng sản xuất hàng khối lớn.
2. Xác định nhịp sản xuất
Nhịp sản xuất được xác định theo công thức sau:
t
n

=
i
N
T

T – là khoảng thời gian làm việc (phút) trong một năm.
T = 365 × Kc
a
× K
t
(1 - α) × 60
K
ca
- Sè ca làm việc trong một ngày 3 ca.
K
t
- Số giờ làm việc trong mét ca 8 giê.
α - Thời gian tính theo % đứng máy sửa chữa theo chế độ; α = 0,15.
⇒ T = 365 × 3 × 8 (1 - 0,15) × 60 = 446860 (phót)
N
i
- Số lượng sản phẩm trong khoảng thời gian t.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
Có: N
i
= 15759 (ct/năm)
Vậy: T

n
=
15759
446760
1
=
N
T
= 28,349 (phút/chiếc)
III. PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI.
Trong công nghệ chế tạo máy và chế tạo dao ta thường dùng phôi cán
rèn, dập, đúc, phôi hàn tuỳ theo kết cấu chất lượng của dụng cụ cắt. Đặc điểm
của quá trình sản xuất, tính kinh tế của các loại thép và giá thành của dụng cụ
mà lựa chọn cho hợp lý.
1- Phôi rèn.
Vật liệu qua phôi rèn cho cơ tính tốt, độ bền cao, lượng gia công lớn,
loại phôi này chỉ hợp với các chi tiết có đường kính lớn và sản xuất đơn chiếc.
2- Phôi đúc.
Vì yêu cầu kỹ thuật kỹ thuật của dụng cụ cắt đòi hỏi phải có cơ tính cao
đồng đều về tổ chức đạt mà phôi đúc có cơ tính không cao, nên phôi đúc
không đáp ứng được yêu câu.
3- Phôi dập.
Phôi có tổ chức mịn chặt, cơ tính cao có độ chính xác cao so với phoi
rèn tự do, lượng dư gia công nhỏ, độ bóng cao, hình dáng phôi gần như hình
dáng chi tiết, năng suất cao, vật liệu chế tạo khuôn phức tạp đầu tư vốn lớn,
thích hợp với sản xuất hàng loạt.
4- Phôi cán nóng.
Thép được qua cán nhiều lần cơ tính cao, tổ chức kim loại min, chặt
đều có lớp ứng suất dư trên bề mặt, có khả năng chịu xoắn thường chế tạo họ
trục đường kính trung bình cho năng suất cao thích hợp với sản xuất hàng

loạt.
So sánh các phương án trên để quá trình gia công có Ýt mà sớm đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật tiết kiệm vật liệu.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 20
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
Với dao phay đĩa môđuyn, có dạng đĩa tròn xoay đường kính ngoài
D = 115 (mm). Vật liệu P18 sản lượng hàng năm 15.000 (chi tiết/năm), dạng
sản xuất loạt lớn, ta chọn phôi cán răng dạng thanh tròn có đường kính ngoài
gần đường kính ngoài của dao.
IV. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
A. PHÂN TÍCH VIỆC CHỌN CHUẨN
Ý nghĩa của việc chọn chuẩn nhằm mục đích đảm bảo yêu cầu:
+ Đạt chất lượng sản phẩm cao, độ chính xác kích thước hình dáng
hình học.
+ Năng suất cao giá thành hạ.
+ Thiết bị đồ gá, đồ định vị dễ làm việc, kẹp chặt tốt.
+ Đảm bảo tốt lực cắt khi cắt gọt.
Nội dung của việc chọn chuẩn:
Chuẩn thô tạo điều kiện để gia công tạo chuẩn tinh.
Chuẩn tinh thực hiện toàn bộ quá trình gia công cắt gọt.
* Lời khuyên chung khi chọn chuẩn:
Chọn chuẩn sao cho đảm bảo được nguyên tắc định vị 6 điểm trên đồ
gá hay bàn máy.
Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng quá nhiều
vì lực kẹp, lực cắt gây ra, đồng thời cố gắng để lực kẹp nhỏ nhất.
Chọn chuẩn sao cho kết cấu của đồ gá dễ sử dụng, thuận lợi định vị dễ
dàng chính xác, thích hợp với từng loại hình sản xuất nhất định.
Đối với sản suất loạt lớn hàng khối, loạt vừa thì việc chọn chuẩn sao cho

khống chế được thời gian nguyên công một cách chính xác.
a) Chọn chuẩn tinh:
Chuẩn tinh là những bề mặt dùng làm chuẩn đã qua gia công, khi chọn
chuẩn tinh cần tuân theo những lời khuyên sau:
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 21
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
- Chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả qui trình gia công. Nh vậy đồ gá sẽ
giảm đi.
- Chọn chuẩn tinh đảm bảo tính trùng chuẩn cao nhất.
- Chọn chuẩn tinh sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực
cắt, lực kẹp nhỏ nhất.
- Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng
với góc kích thước để sai số chuẩn bằng
không.
Căn cứ vào những lời khuyên, ta
chọn chuẩn tinh là bề mặt lỗ d = 32 (mm)
và mặt đầu mặt lỗ khống chế hai bậc tự
do mặt đầu khống chế 3 bậc tự do.
b) Chọn chuẩn thô:
Chuẩn thô là bề mặt làm chuẩn chưa được gia công, chuẩn thô có ý
nghĩa qui định đối với quá trình công nghệ và ảnh hưởng đến độ chính xác chi
tiết, chọn chuẩn tho đảm bảo yêu cầu.
- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công.
- Đảm bảo độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia
công với bề mặt gia công.
Các lời khuyên khi chọn chuẩn thô:
- Chọn theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết có một bề
mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô.

+ Theo một phương kích thước nhất định nếu chi tiết có hai hay nhiều
bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào có thể chính xác, đối với bề
mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô.
+ Theo một phương kích thước nhất định, nếu chi tiêt scó tất cả các bề
mặt phải gia công, thì nên chọn bề mặt nào phân phối lượng dư nhỏ và đều
nhất làm chuẩn thô.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 22
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
+ Theo một phương kích thước nhất định chi tiết có nhiều bề mặt đủ
làm chuẩn thô, thì chọn bề mặt nào bằng phẳng trơn chu nhất làm chuẩn thô.
Ứng với các bậc tự do cần thiết của chi
tiết chỉ được phép dùng chuẩn thô một lần
làm cho cả quá trình gia công.
Căn cứ vào các lời khuyên, ta chọn bề
mặt trụ ngoài làm chuẩn thô.
B- TRÌNH TỰ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
Sau khi xác định dạng sản xuất, xác định chuẩn thô ta chọn phương án
gia công, cần tiết hành lập một qui trình công nghệgia công thích hợp.
Điều kiện kỹ thuật chỉ tiêu kinh tế giá thành sản phẩm là mục đích đầu tiên
khi đưa ra một trình tự chế tạo sản phẩm cần phải đưa ra các phương án khác
nhau, so sánh và lựa chọn các phương án đó để đưa ra một phương án tối ưu
nhất, tức là phương án mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm bảo
yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
Dựa vào đặc điểm công nghệ của dao phay đĩa modun m = 9, với dạng
sản xuất loạt lớn. Trang thiết bị tự chọn, ta lập các phương án công nghệ gia
công chi tiết sau:
Lập sơ đồ nguyên công
TT Tên nguyên công Máy Dao Đồ gá

1 Cắt phôi 8B66
Lưỡi cưa đĩa P18
D = 520 – Z = 72
Khối V = 4 bậc,
1 bậc chặn.
2
Tiện hai mặt đầu, khoan,
doa lỗ. Tiện mặt đầu
khoan lỗ φ20. Tiện cắt
đứt.
8B66
1K62
1K62
T15K6
Mòi khoan P18
Dao tiện cắt đứt.
Mâm cặp 3 chấu
3
Mài thô hai mặt đầu. Máy
mài tròn ngoài.
1K62 Gr20 TB1G6 Bàn từ
4 Khử từ
5
Truốt lỗ trụ φ21,4
7510 P18 Đệm cầu tự lựa
6 Truốt rãnh then 7316 P18 Bạc dẫn hướng
7 Tiện đường kính ngoài 1K62 T15K6
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 23
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA

MÔĐUYN
Tiện thô
Tiện tinh
1K62
1K62
T15K6
T15K6
8 Vát mép lỗ 1K62

Mâm cặp 3 chấu
9 Tiện Prôpin răng Tiện định hình Trục gá
10 Phay rãnh chứa phoi 6H82 Dao phay góc
Trục gá,mũi tâm,
đầu phân độ
11
Tiện hớt lưng ở đỉnh 2
cạnh bên
K96 Dao tiện hớt lưng
Trụcgá, mũi tâm,
đầu phân độ
12 Đóng nhãn
ΠA413
Bộ nhãn
Bàn phẳng
có chốt
13 Kiểm tra trung gian
14 Nhiệt luyện
15 Mài lỗ và mài mặt đầu 3A227 Gr50TBIG San ga, khí nén
16 Mài mặt đầu còn lại
3Π71

Gr50TBIG Bàn từ
17 Mài hớt lưng và 2 cạnh bên K96 Gr50TBIG
18 Khử từ
19 Mài sắc mặt trước 36614 Đá mài góc
Trục gá,mũi tâm, tốc
kẹp, đầu phân độ
20 Tổng kiểm tra
21 Cắt thử
22 Bao gãi
b) Phương án 2:
Phương án 2 chỉ khác phương án 1 ở nguyên công 6 truốt rãnh then
bằng xọc rãnh then.
TÍNH TOÁN LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG
A. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN ĐỊNH MỨC
1. Phương án truốt rãnh then
Với phương án truốt rãnh then ta sử dụng thiết bị máy truốt ngang 7510
có các thông số:
- Lực kéo 10 tấn
- Chiều dài con trượt: + Lớn nhất 1400 (mm)
+ Nhỏ nhất 120 (mm)
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 24
Đồ án tốt nghiệp  THIẾT KẾ DAO PHAY ĐĨA
MÔĐUYN
- Tốc độ hành trình làm việc: + Max = 5 (m/phút)
+ Min = 0,5 (m/phút)
- Tốc độ hành trình ngược 19 (m/phút).
- Công suất động cơ điện 6 KW.
- Giờ máy 44 × 926.000 (đồng), tra bảng
- Dao truốt: vật liệu P18

Ta có: α = 3
o
; γ = 15
o

S
Z thô
= 0,060 (mm); S
z tinh
= 0,025 (mm)
a) Xác định chế độ cắt.
Lực truốt: P = F × ∑b.
F – lực truốt đơn vị, với thép gió P18 và S
Zthô
= 0,06
S
Z thô
= 0,060 (mm).
Tra bảng 6 (sổ tay định mức T
1
). F
2
× 3,18 kg/mm
∑b – tổng chiều dài lớn nhất của tất cả các lưỡi cắt của các răng truốt
làm việc đồng thời.
∑b =
c
cm
Z
nb .

× Z
1
Z
c
– số răng trong một đoạn của dao truốt; Z
o
= 1
b
m
– bề mặt truốt ; b
m
= 6,08 (mm).
n
o
- số rãnh chọn; n
o
= 1.
Z
1
– số răng làm việc đồng thời lớn nhất; Z
1
=
t
lm
+ 1
lm – chiều dài mặt truốt ở đây ta truốt 3 chi tiết đồng thời;
lm = 8 × 3 = 24 (mm).
t - bước răng dao truốt.
Để tính bước răng dao truốt ta tính diện tích rãnh chứa phôi: F = f × k.
F - diện tích tiết diện phôi.

f = lm × S
zthô
= 24 × 0,06 = 1,44.
Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Lĩnh - Líp TC97 Z159
Trang 25