Nghiên cứu độ bóng của chi tiết gia công trên máy phay đứng trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN TRỌNG THẮNG

NGHIÊN CỨU ĐỘ BÓNG CỦA CHI TIẾT GIA
CÔNG TRÊN MÁY PHAY ĐỨNG TRONG ĐIỀU
KIỆN SẢN XUẤT HÀNG LOẠT LỚN

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. PHẠM VĂN BỔNG

Hà Nội – Năm 2012

1


MỤC LỤC
TRANG BÌA PHỤ...................................................................................................

1

MỤC LỤC.................................................................................................................

2

LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................

6

LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................

7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT............................

8

DANH MỤC CÁC BẲNG.....................................................................................

10

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ..............................................................

11

PHẦN MỞ ĐẦU......................................................................................................

14

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG PHAY.

16

1.1. Tổng quan về công nghệ gia công Phay......................................................

16

1.1.1. Khái niệm về gia công Phay....................................................................

16

1.1.2. Đặc điểm chuyển động trên máy phay.................................................

16

1.1.3. Phân loại máy phay...................................................................................

17

1.1.4. Các phương pháp gia công phay...........................................................

19

1.1.5. Các loại dao phay......................................................................................

20

1.1.6. Khả năng gia công các dạng bề mặt của máy Phay...........................

27

1.2. Máy Phay đứng................................................................................................

35

1.2.1. Khái niệm về máy Phay đứng.................................................................

35

1.2.2. Các bộ phận chính của máy Phay đứng...............................................

35

1.2.3. Công dụng của máy Phay đứng.............................................................

36

1.2.4. Nguyên lý chuyển động của máy Phay đứng.......................................

36

CHƯƠNG 2. ĐỘ NHÁM BỀ MẶT VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ
CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT.

37

2.1. Tổng quan về nhám bề mặt...........................................................................

37

2.1.1. Khái niệm về Nhám...................................................................................

37

2


2.1.2. Các chỉ tiêu đánh giá nhám bề mặt.......................................................

38

2.1.3. Ảnh hưởng của nhám bề mặt…….……………………………………

39

2.1.4. Cơ chế hình thành độ nhám………….………………………………...

41

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám khi Phay...........................................

42

2.2.1. Ảnh hưởng của các thông số mang tính chất in dập hình học của
dụng cụ cắt và chế độ cắt.…………………………….………………...

42

2.2.2. Ảnh hưởng của chế độ cắt……………………………………………..

42

2.2.2.1. Ảnh hưởng của tốc độ cắt v…………………………………….

42

2.2.2.2. Ảnh hưởng của lượng chạy dao S................................................

43

2.2.2.3. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt t………………………………...

43

2.2.3. Ảnh hưởng của vật liệu gia công............................................................

44

2.2.4. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội...................................................

44

2.2.5. Ảnh hưởng của rung động của hệ thống công nghệ……….……….

44

2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng bề mặt……………………………….

44

2.4. Phương pháp đảm bảo chất lượng bề mặt……………………………….

44

2.5. Các phương pháp xác định độ chính xác gia công...................................

45

2.5.1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm.....................................................

45

2.5.2. Phương pháp xác suất thống kê.............................................................

45

2.5.3. Phương pháp tính toán phân tích..........................................................

49

2.6. Qui luật phân bố độ chính xác gia công......................................................

51

2.6.1 Qui luật phân bố chuẩn( Qui luật GAUSS).........................................

51

2.6.2. Quy luật phân bố chuẩn Logarit............................................................

57

2.6.3. Qui luật xác suất đều................................................................................

58

2.6.4. Quy luật phân bố hình tam giác.............................................................

60

2.6.5. Quy luật phân bố lệch tâm......................................................................

61

2.6.6. Quy luật môđun hiệu hai thông số.........................................................

63

3


2.6.7. Tổng hợp các quy luật..............................................................................

65

2.6.8. Kết luận chương 2.....................................................................................

68

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA
CHẾ ĐỘ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY.

69

3.1. Xây dựng hệ thống trang thiết bị thực nghiệm.........................................

69

3.1.1. Mục tiêu thực nghiệm...............................................................................

69

3.1.2. Xây dựng sơ đồ thực nghiệm tổng thể..................................................

69

3.1.3. Xác định chế độ cắt dùng trong thực nghiệm.....................................

70

3.1.4. Dụng cụ cắt dùng trong thực nghiệm...................................................

70

3.1.5. Phôi dùng trong thực nghiệm……………………………………...

71

3.1.6. Máy Phay dùng trong thực nghiệm………………………………..

72

3.1.7. Thiết bị đo độ nhám bề mặt…………………………………………...

72

3.2. Tiến hành thực nghiệm...................................................................................

74

3.2.1. Trình tự thực hiện.....................................................................................

74

3.2.2. Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa độ nhám Ra, Rz với chế độ cắt..

75

3.2.3. Các hàm quan hệ của Ra và chế độ cắt................................................

77

3.2.4. Các hàm quan hệ của Rz và chế độ cắt................................................

82

3.3. Kết luận chương 3............................................................................................

87

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN BỐ ĐỘ NHÁM
BỀ MẶT TRONG SẢN XUẤT LOẠT LƠN THEO QUY LUẬT GAUSS

88

4.1. Tiến hành thực nghiệm...................................................................................

88

4.1.1. Trình tự thực hiện.....................................................................................

88

4.1.2. Xác định đặc tính của phân bố, đồng thời xây dựng đường cong
lý thuyết và đường cong thực nghiệm..................................................

90

4.1.3. Đánh giá các thông số của quy luật phân bố nhờ khoảng tin cậy..

96

4.1.4. Kiểm tra giả thuyết về quy luật phân bố..............................................

96

4


4.2. Kết luận chương 4............................................................................................

99

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO...............

100

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................

101

5


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng bản luận văn này hoàn toàn do tôi làm ra dưới sự chỉ đạo
của các nhà giáo hướng dẫn khoa học và bộ môn Công nghệ chế tạo máy Viện Cơ Khí
– Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Những nội dung trong luận văn này là trung
thực và là công trình nghiên cứu của tôi.
Hà nội, ngày 25 tháng 03 năm 2012
Học viên
Trần Trọng Thắng

6


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Văn Bổng và GS.TS Trần Văn Địch đã
hướng dẫn và giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài, tổ chức thực nghiệm đến quá trình
viết và hoàn chỉnh Luận văn.
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Chế tạo máy, viện
Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Xin cám ơn Ban lãnh đạo Viện đào tạo Sau
đại học và Viện Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi
để tác giả hoàn thành bản Luận văn này.
Tác giả cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường ĐHCN Hà Nội, Ban chủ
nhiệm Trung tâm Cơ khí đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả thực hiện đề tài.
Do năng lực bản thân còn nhiều hạn chế nên Luận văn không tránh khỏi sai sót, tác
giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy (cô) giáo, các nhà khoa học và

các bạn đồng nghiệp.

Tác giả

Trần Trọng Thắng

7


DANH MỤC CÁC KÌ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
KÍ
HIỆU

Ý NGHĨA

ĐƠN VỊ
mm/ph

S

Lượng chạy dao……………………………………………….

v

Tốc độ cắt………………………………………………………

m/ph

t

Chiều sâu cắt...............................................................................

mm

Ra

Sai lệch số học trung bình của profin......................................

Rz

Chiều cao mấp mô profin theo mười điểm.............................

α

Góc sau của dao.........................................................................

Độ

β

Góc cắt của dao..........................................................................

Độ

ϕ

Góc nghiêng chính.....................................................................

Độ

ϕ1

Góc nghiêng phụ........................................................................

Độ

γ

Góc trước của dao......................................................................

Độ

λ

Góc nâng lưỡi cắt.......................................................................

Độ

ϕ(x)

Mật độ chính xác………………………………………………

x

Đại lượng ngẫu nhiên................................................................

σ

Sai số bình phương trung bình của đại lượng ngẫu nhiên
(của x từ X )...............................................................................

X

Giá trị trung bình (kỳ vọng toán học của x)...........................

e

Cơ số logarit tự nhiên (e = 2,71828)........................................

P

Xác suất………………………………………………………...

Φ(t)

Hàm Laplace..............................................................................

F(x)

Hàm tích phân………………………………………………....

n

mm/vg

Số lượng của đại lượng ngẫu nhiên (số chi tiết trong loạt

8

mm

cái


được kiểm tra).............................................................................
τ

Hệ số độ lệch đỉnh......................................................................

α

Hệ số độ không đối xứng..........................................................

xi

Giá trị trung bình của khoảng chia…………………………..

mm

fi

Tần số thực nghiệm (số chi tiết) trong khoảng chia..............

cái

c

Giá trị của khoảng chia………………………………………

mm

s

Sai lệch bình phương trung bình.............................................

mm

f’

Tần số lý thuyết..........................................................................

cái

mx

Tần suất xuất hiện của chi tiết..................................................

cái

f

Tần số thực nghiệm....................................................................

cái

σ0

Giới hạn tin cậy..........................................................................

N 'x

Tần số tích lũy lý thuyết...........................................................

cái

Nx

Tần số tích lũy thực nghiệm.....................................................

cái

9


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Bảng chế độ cắt khi gia công thép C45………………………………..

70

Bảng 3.2: Thành phần hoá học và cơ tính của vật liệu gia công thép C45……..

71

Bảng 3.3 : Bảng chế độ cắt và kết quả đo................................................................

74

Bảng 3.4 : Bảng kết quả đo 9 mẫu…………………………………………………

74

Bảng 4.1: Bảng chế độ cắt và kết quả đo khi thực nghiệm………………………

88

Bảng 4.2: Bảng phân bố thực nghiệm của x đối với thép C45 …………………

90

Bảng 4.3: Bảng xác định đặc tính của phân bố đối với thép C45……………….

91

Bảng 4.4: Tính tần số lý thuyết của quy luật chuẩn đối với thép C45…………..

92

Bảng 4.5: Tọa độ các điểm của đường cong phân bố chuẩn ……………………

93

Bảng 4.6 Tính tần số lý thuyết của quy luật chuẩn bằng hàm Φ(t) đối với thép
C45 ……………………………………………………………………...

95

Bảng 4.7: Tính λ đối với thép C45 theo công thức (4.8)………………………...

97

Bảng 4.8. Tính λ đối với thép C45 theo công thức (4.9)………………………..

97

Bảng 4.9. Tính chỉ tiêu χ2 đối với thép C45……………………………………..

98

10


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình và đồ thị

Trang

Hình 1.1: Các dạng bề mặt gia công trên máy Phay …......................................

16

Hình 1.2: Chuyển động cơ bản trên máy Phay............ ........................................

17

Hình 1.3: Một số loại máy phay điển hình ……………………………………...

17

Hình 1.4: Yếu tố cơ bản của dao cắt …………………………………………….

20

Hình 1.5: Đặc điểm cấu tạo dao phay …………………………………………..

21

Hình 1.6: Cấu tạo răng dao phay trên mặt trụ dạng răng nhọn .......................

23

Hình 1.7: Các dạng lưng dao phay răng nhọn ....................................................

23

Hình 1.8: Đặc điểm của góc trước γ ……………………………………………

24

Hình 1.9: Các bộ phận trên răng dao mặt đầu răng chắp ................................

25

Hình 1.10: Các góc hình học của răng dao mặt đầu chắp .................................

26

Hình 1.11: Dao phay trụ ………………………………………………………….

28

Hình 1.12: Trục gá dao phay trụ, dao phay đĩa trên máy phay ngang……….

29

Hình 1.13: Gá dao phay trụ lên trục chính máy phay ngang …………………..

29

Hình 1.14: Sử dụng hai giá đỡ dao để tăng độ cứng vững…………...………

29

Hình 1.15: Dao phay mặt đầu răng liền và răng chắp……………………........

30

Hình 1.16: Phân loại rãnh ,bậc thẳng góc…………….…………………………

31

Hình 1.17: Dao phay đĩa điển……………………………………………………

32

Hình 1.18: Các dạng mặt cong…………………………………………………...

33

Hình 1.19: Các chuyển động của dao khi phay mặt cong……………………...

34

Hình 1.20: Máy phay đứng.....................................................................................

35

Hình 1.21: Sơ đồ động của máy phay đứng 6A54………………………………

36

Hình 2.1: Chiều cao mấp mô……………………………………………………..

37

Hình 2.2: Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt Ra tới độ mòn U của chi tiết…….

39

Hình 2.3: Quá trình ăn mòn hóa học trên bề mặt chi tiết máy………………...

40

11


Hình 2.4: Các góc độ của dao phay và hình dạng bề mặt chi tiết sau khi phay

41

Hình 2.5: Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công………

42

Hình 2.6: Ảnh hưởng của lượng chạy dao S tới chiều cao nhấp nhô tế vi Rz..

43

Hình 2.7: Đường cong phân bố kích thước thực nghiệm……………………..

46

Hình 2.8: Đường cong phân bố kích thước chuẩn Gauuss……………………..

46

Hình 2.9: Đường cong phân bố kích thước y1 và y2……………………………

47

Hình 2.10: Đường cong phân bố kích thước..........................................................

47

Hình 2.11: Đường cong phân bố không đối xứng……….………………………

48

Hình 2.12: Đường cong phân bố kích thước của 2 nhóm chi tiết trên 2 máy
khác nhau................................................................................................
Hình 2.13: Đường cong phân bố có tính đến các sai số ngẫu nhiên và sai số

hệ thống………………………………………………………………..

48
48

Hình 2.14: Đường cong phân bố thực kích thước………………………………

50

Hình 2.15: Chu kỳ điều chỉnh lại máy……………………………………………

50

Hình 2.16. Đường cong lý thuyết của quy luật phân bố chuẩn ……………….

52

Hình 2.17. Ảnh hưởng của X tới vị trí của đường cong phân bố……………...

52

Hình 2.18. Ảnh hưởng của σ tới hình dáng của đường cong phân bố chuẩn...

52

Hình 2.19. Đường cong tích phân của quy luật phân bố chuẩn………………

53

Hình 2.20. Các đường cong phân bố bị lệch so với đường cong chuẩn

a,b – không đối xứng; c – đỉnh nhọn và đỉnh tù…………………...

56

Hình 2.21. Đường cong phân bố chuẩn logarit…………………………………

57

Hình 2.22. Đồ thị phân bố đều của hàm vi phân……………………………….

58

Hình 2.23: Đồ thị hàm tích phân của quy luật xác suất đều…………………...

60

Hình 2.24. Đồ thị của quy luật phân bố hình tam giác…………………………

61

Hình 2.25: Đồ thị quy luật phân bố lệch tâm…………………………………..

62

Hình 2.26: Các dạng đường cong phân bố φ(p) khi ρ 0……………………………………..

64

12

Hình 2.27. Tổng hợp các quy luật phân bố (quy luật chuẩn và quy luật phân
bố đều)…………………………………………………………………

68

Hình 3.1: Dao phay răng chắp HKC…………………………………………….

70

Hình 3.2: Phôi thép C45 dùng trong thực nghiệm……………………………...

71

Hình 3.3: Máy phay đứng Frejoth……………………………………………….

72

Hình 3.4: Sơ đồ đo nhấp nhô tế vi bề mặt............................................................

72

Hình 3.5: Máy đo nhám SJ-400…………………………………………………..

73

Hình 3.6: Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa Ra với tốc độ cắt v và lượng chạy
dao S……………….………...…………………………………………..
Hình 3.7: Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa Rz với lượng chạy dao S và tốc
độ cắt v…………………………………………………………………...

Hình 3.8: Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa Ra với chiều sâu cắt t và tốc độ
cắt v………………………………………………………………………
Hình 3.9: Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa Rz với tốc độ cắt v và chiều sâu
cắt t……………………………………………………………………….
Hình 4.1 Đường cong phân bố thực nghiệm của quy luật chuẩn của thép
C45………………………….…………………………………………….
Hình 4.2. Xây dựng đường cong phân bố lý thuyết của quy luật chuẩn theo 4
Hình 4.3: Các đường cong phân bố chuẩn của thép C45 (a – đường cong lý
thuyết; b – đường cong thực nghiệm)….………..…………………….

13

75
76
76
76
91
93
94


PHẦN MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
- Hiện nay, ở Việt nam máy công cụ được sử dụng rất nhiều ở các cơ sở sản
xuất. Tuy nhiên, hiệu quả khai thác các máy gia công chưa cao. Nguyên nhân chủ yếu
là do việc vận hành và sử dụng máy chưa hợp lý. Do đó, việc chọn phương án nghiên
cứu trên máy công cụ là để góp phần nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng máy móc
thiết bị.
- Chế độ cắt là thông số quan trọng của quá trình công nghệ ảnh hưởng lớn đến
độ nhám của chi tiết gia công. Nó là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kỹ

thuật của quá trình công nghệ: độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt gia công,
cơ tính bề mặt sau gia công, độ mòn dao, mức độ tiêu hao năng lượng, tính an toàn của
quá trình...
- Nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám và chất lượng bề mặt
gia công trên các máy vạn năng là một vấn đề thực sự cần thiết.
II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu chính của luận văn là thiết lập mối quan hệ giữa một số yếu tố ảnh
hưởng đến độ nhám bề mặt để từ đó chọn chế độ cắt hợp lý khi gia công tinh đồng thời
kiểm tra quy luật phân bố độ nhám trong quá trình cắt sản xuất hàng để giúp cho người
vận hành máy có thể xác định thời điểm thay dao khi gia công loạt lớn.
III. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu độ bóng của chi tiết gia công trên máy
phay đứng trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn.
- Phạm vi nghiên cứu: Do điều kiện thời gian và trang thiết bị còn hạn chế nên
luận văn chỉ dừng lại ở mức khảo sát ảnh hưởng chế độ cắt đến độ nhám bề mặt để
đánh giá sự phù hợp của chế độ cắt tinh theo khuyến cáo của nhà sản xuất đồng thời
tìm ra quy luật phân bố độ bóng, độ nhám của chi tiết khi gia công trên máy phay đứng
trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn.

14


IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm.
- Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ bóng độ
nhám của chi tiết khi gia công trên máy phay đứng.
- Thực nghiệm cắt thử để kiểm chứng cơ sở lý thuyết về quy luật phân bố của độ
bóng, độ nhám khi gia công trên máy phay đứng trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn.
V. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Ý NGHĨA KHOA HỌC

Bằng cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, luận văn đã đưa
ra được các hàm toán học mô tả mối quan hệ giữa chế độ cắt và chất lượng bề mặt làm
cơ sở để chọn chế độ gia công tinh hợp lý.
Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Kết quả nghiên cứu, khảo sát sự ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám và chất
lượng bề mặt chi tiết khi gia công trên máy phay đứng có ý nghĩa thực tiễn như sau:
- Giúp cho việc lựa chọn chế độ cắt hợp lý.
- Làm cơ sở cho việc nghiên cứu các khía cạnh khác như: các yếu tố ảnh hưởng
đến độ nhám của chi tiết trong quá trình cắt, điều khiển thích nghi quá trình cắt và các
nghiên cứu về mòn dụng cụ, tuổi bền dụng cụ.

15


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG PHAY
1.1. Tổng quan về công nghệ gia công Phay:
1.1.1. Khái niệm về gia công Phay:
Máy phay là loại máy công cụ dùng để gia công một hay nhiều bề mặt trên một
sản phẩm, chi tiết gia công. Chi tiết được cắt bởi một hoặc nhiều dao phay có một lưỡi
cắt hoặc nhiều lưỡi cắt, chi tiết gia công được kẹp chặt vững chắc trên bàn máy của
máy phay hay đồ gá kẹp trên bàn máy sau đó dao sẽ tiến hành cắt phôi.
Máy phay là loại máy công cụ vạn năng có thể điều khiển vận hành thông dụng
như các loại máy công cụ khác, máy phay không chỉ dùng để phay các mặt phẳng, các
bề mặt định hình phức tạp mà còn gia công bánh răng, cắt ren, khoan, khoét, doa và
xọc. Tính vặn năng của máy phay đã chứng tỏ rằng đây là một loại máy không thể
thiếu trong xưởng máy công cụ.
Máy phay thuộc nhóm máy gia công cắt gọt kim loại như máy tiện, bào, khoan,
doa...
Công dụng: để gia công các loại mặt phẳng, mặt nghiêng, mặt cong, gia công
các loại rãnh, bậc, gia công bánh răng, bánh vít và một số bề mặt khác.

Hình 1.1: Các dạng bề mặt gia công trên máy
1.1.2. Đặc điểm chuyển động trên máy phay:
- Đặc điểm chuyển động trên máy phay (Hình 1.2)
+ Chuyển động chính : Trục chính mang dao quay tròn tại chỗ tạo ra tốc độ cắt
V và có thể quay được hai chiều.

16


+Chuyển động chạy dao: Bàn máy mang phôi tiến thẳng đến dao để dao cắt gọt,
thực hiện chuyển động chạy dao S.

Trục chính
máy phay
V
dao phay

Phôi

S
bàn máy phay

Hình 1.2: Chuyển động cơ bản trên máy Phay.
1.1.3 Phân loại máy phay:
Có nhiều loại máy phay với đặc điểm cấu tạo, công dụng khác nhau. Trong đó
có một số loại điển hình sau:
- Máy phay bàn công xôn (Hình 1.3 a)
- Máy phay bàn không công xôn (Máy phay bộ liền – Hình 1.3 b)
- Máy phay giường một trụ, hai trụ (Hình 1.3 c,d)

- Máy phay chép hình (Hình 1.3g)
- Máy phay rãnh then (Hình 1.3 h)

17


Hình 1.3: Một số loại máy phay điển hình
Ngoài ra còn các loại máy phay khác như máy phay răng, ren, máy phay điều
khiển theo chương trình…
Bên cạnh đó người ta có thể phân loại máy Phay theo khả năng công nghệ và
phạm vi sử dụng, máy phay sẽ được phân thành 2 nhóm là máy phay vạn năng và máy
phay chuyên dùng [6].

18


- Máy Phay vạn năng: có khả năng thực hiện nhiều công việc phay khác nhau,
được sử dụng phổ biến trong các phân xưởng, xí nghiệm cớ khí sửa chữa, bao gồm các
loại như sau:
+ Máy phay bàn công xôn (có máy phay đứng, máy phay ngang, máy phay ngang
vạn năng, máy phay dụng cụ vạn năng .v.v)
+ Máy phay bàn không công xôn (còn gọi là máy phay bệ liền) gồm có 2 loại là
có bàn gá quay và không có bàn gá quay.
+ Máy phay giường: có loại một trụ và loại hai trụ.
- Máy chuyên dùng: chỉ dùng để thực hiện một dạng công nghệ nhất định, gồm
các loại máy như: máy phay rãnh then, máy phay chép hình, máy phay bánh răng .v.v.
1.1.4. Các phương pháp gia công phay: [1]
Khi phay bằng các dao phay hình trụ, dao phay đĩa, người ta phân biệt hai loại: Phay
nghịch (phay ngược chiều chuyển động chạy dao) và phay thuận (cùng chiều chuyển
động chạy dao).

Phay nghịch là quá trình phay khi chiều chuyển động của dao phay và của chi
tiết ngược nhau (hình 2.2, a, b).
Phay thuận là quá trình phay khi chiều chuyển động của dao phay và chi tiết
trùng nhau (hình 15, c, d).
Khi phay nghịch, chiều dày cắt thay đổi từ 0 tại điểm A (điểm vào của răng) đến
cực đại tại điểm B (điểm ra của răng). Khi phay thuận, chiều dày cắt thay đổi từ cực
đại ở điểm B (điểm vào của răng) đến 0 ở điểm A (điểm ra của răng). Vì vậy khi phay
nghịch, quá trình cắt xảy ra êm hơn, vì chiều dày cắt tăng dần, do đó tải trọng của máy
cũng tăng dần. Khi phay thuận xảy ra hiện tượng và đập lúc răng bắt đầu tiếp xúc với
chi tiết, vì lúc này chiều dày cắt là lớn nhất. Như vậy, phay thuận chỉ có thể tiến hành
trên các máy có độ cứng vững tốt, và chủ yếu ở các máy không có khe hở tiếp xúc giữa
trục vít me - đai ốc dẫn. Nhưng phay thuận cho ta độ chính xác cao hơn phay nghịch.

19


Góc nghiêng của lưỡi cắt chính khi phay thuận có trị số dương, còn khi phay
nghịch có trị số âm (không phụ thuộc vào hướng của rãnh xoắn ốc).
Trong những điều kiện giống nhau thì tuổi bền của dao phay khi phay thuận cao
hơn phay nghịch (tuổi bền của dao là thời gian làm việc liên tục của dao giữa hai lần
sửa).
Nhược điểm chính của phương pháp phay nghịch là ở chỗ dao phay luôn luôn
có xu hướng nâng chi tiết lên khỏi bàn máy.
1.1.5. Các loại dao phay:
a. Đặc điểm:
Để cắt gọt kim loại, người ta sử dụng các loại dụng cụ cắt có hình dạng, kích
thước khác nhau, nhưng phần cơ bản của chúng đều có hình dáng giống nhau như một
cái nêm (Hình 1.4), ta hãy hình dung cái nêm (4) (như cái lưỡi rừu) dưới tác dụng của
lực (P) đang chêm vào súc gỗ (1) để tách ra mảnh phoi (2) – Mặt trên (3) đối diện với
mảnh phoi (2) gọi là mặt trước (hoặc mặt thoát); mặt dưới (5) đối diện với bề mặt đã bị

cắt của súc gỗ (mặt đã gia công) gọi là mặt sau (hoặc mặt sát) – giao tuyến (6) giữa mặt
trước (3) với mặt sau (5) gọi là mũi nêm (lưỡi cắt) góc β hợp bởi giữa mặt (3) và (5)
gọi là góc nêm. Góc nêm β lớn hay nhỏ có ảnh hưởng đến khả năng dễ cắt hay khó
cắt và độ bền (cứng vững) của nêm[1].

Hình 1.4: Yếu tố cơ bản của dao cắt

20


Hình 1.4 b: Thể hiện một dao bào B dưới tác dụng của lực P đang cắt vào phôi
A. Phần cắt gọt của dao (mũi dao) có hình dạng giống như chiếc nêm. Mặt trước (1)
của mũi dao hợp với mặt phẳng (2) vuông góc với mặt chờ gia công và đã đi qua mũi
dao (5) tạo thành góc (γ) gọi là góc trước (góc thoát), mặt sau (4) hợp với mặt đã gia
công (3) tạo thành góc( α ) gọi là góc sau (góc sát) góc nêm ( β ) là góc hợp bởi giữa
mặt trước (1) và mặt sau (4) của mũi dao [1].
Góc α , β, γ là các yếu tố hình học cơ bản của các loại dụng cụ cắt
Độ bền, tính năng cắt gọt của dao phụ thuốc chủ yếu vào các góc α , β, γ.
Dao phay là một loại dụng cụ cắt có nhiều lưỡi cắt, mỗi lưỡi cắt được gọi là
răng dao có cấu tạo giống như một dao tiện (hoặc dao bào) đơn giản (Hình 1.5 a) giữa
thân dao (1) với răng dao (2) có thể chế tạo liền một khối, bằng cùng một loại vật liệu
(Hình 1.5 b); cũng có thể chế tạo bằng hai loại vật liệu khác nhau, sau đó ghép lại với
nhau (Hình 1.5 c).

Hình 1.5: Đặc điểm cấu tạo dao phay
b. Phân loại dao Phay:
-Phân loại theo hình thức chế tạo: có hai loại
+ Dao răng liền (Hình 1.5 a,b): Thường áp dụng cho những dao phay có hình
dáng, kết cấu phức tạp, kích thước nhỏ dao phay định hình. Vật liệu làm dao là thép

21


gió, cắt gọt với tốc độ cắt trung bình (V ≤ 50m/p). Khi một hoặc hai răng dao bị gấy,
mẻ phải loại bỏ cả con dao.
+ Dao răng ghép (Hình 1.5c): áp dụng cho những dao có hình dáng, kết cấu đơn
giản, kích thước lớn .Vật liệu làm thân dao bằng thép bình thường (CT 45), răng dao có
thể làm bằng thép gió và thường là bằng hợp kim cứng có khả năng cắt gọt với tốc độ
cao. Khi 1 ÷ 2 răng dao hư hỏng có thể thay thế dễ dàng, còn thân dao vẫn được sử
dụng lâu dài.
- Phân loại theo công dụng.
+ Dao phay mặt phẳng: có dao phay trụ nằm, dao phay trụ đứng (dao phay mặt
đầu)
+ Dao phay rãnh, bậc thẳng góc, rãnh then, cắt đứt : có các loại dao phay đĩa,
phay ngón, dao phay cưa.
+ Dao phay rãnh góc nhọn, rãnh chữ T, rãnh chữ V :có dao góc đơn, dao phay
góc kép, dao phay chữ T, dao phay hình đuôi én
+ Dao phay mặt cong: Có dao phay ngón, dao phay định hình lồi, lõm
+ Dao phay bánh răng: Có dao phay đĩa mô đun và dao phay ngón mô đun
c. Cấu tạo răng dao phay:
- Dạng răng nhọn trên mặt, trụ mặt côn.
+ Các bộ phận của răng dao (Hình 1.6)
1-

Lưỡi cắt

2-

Lưng răng: có dạng lưng thẳng, lưng gấp khúc, lưng cong.

3-

Mặt trước (mặt thoát)

4-

Mặt sau ( mặt sát)

5-

Me răng: là một đường viền trên lưỡi cắt (1) do khi mài tạo góc

sát để lại với chiều rộng 1.5 ÷ 2mm (thường bằng chữ f).

22


Hình 1.6: Cấu tạo răng dao phay trên mặt trụ
dạng răng nhọn
+ Các mặt phẳng tọa độ để xác định các góc hình học của răng dao
+ Mặt phẳng cơ bản: Là mặt phẳng vuông góc với véc tơ chuyển động chính
(V), của dao. Trên hình 1.6: đường a –a là vết của mặt phẳng cơ bản đi qua tâm dao và
qua lưỡi cắt của dao.
+ Mặt phẳng cắt gọt: Là mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng cơ bản, chứa véc
tơ chuyển động chính (V) và tiếp tuyến với lưỡi cắt chính của dao khi dao quay cắt gọt
– trên hình 1.6; đường b – b là vết của mặt phẳng cắt gọt.
+ Mặt cắt gọt: Là mặt cong khi dao quay cắt gọt tạo ra trên phôi. Ngoài ra trên
phôi còn có mặt chờ gia công A, mặt đã gia công B.
g

g

g

b

b

a

Lưng thẳng

b
a

Lưng gấp khúc

a

Lưng cong

Hình 1.7: Các dạng lưng dao phay răng nhọn
+ Các góc hình học của răng dao:
+ Góc trước (góc thoát)

23


Định nghĩa: là góc hợp bởi giữa mặt trước răng dao với mặt phẳng cơ bản đi qua
lưỡi cắt của răng dao tại điểm quan sát – kí hiệu γ - đơn vị tính (độ).

g>

g=

°

0

g<

°

°

0

0

b

b
a

a

b

a

Hình 1.8: Đặc điểm của góc trước γ

góc γ : góc có

- Đặc điểm của
thể lớn hơn 00 và ≤ 00 (Hình 1.8).

- Khi lớn hơn 00 từ (50 ÷ 200) : răng dao sắc, dễ cắt gọt, dễ thoát phoi. Cắt gọt
nhẹ, nhưng răng dao yếu dễ gẫy, mẻ. Góc γ > 00 ứng dụng cho dao bằng thép gió.
-Khi γ ≤ 00 từ (00 ÷ -200); răng dao tù, kém sắc, khó cắt gọt (cắt gọt nặng nề),
khó thoát phoi, nhưng độ cứng vững dao cao, khó gẫy mẻ. Góc γ ≤ 00 ứng dụng với
dao bằng hợp kim cứng, hợp kim gốm.
+ Góc sau (góc sát): là góc hợp bởi giữa mặt sau răng dao với mặt phẳng cắt gọt
.Kí hiệu: α đơn vị tinh (độ)
Đặc điểm: góc sát α luôn luôn > 00. Trị số dao động trong khoảng từ 100 ÷ 250
tuỳ theo từng loại dao và đặc điểm gia công. Khi góc α tăng, dao sắc, lâu mòn nhưng
độ cứng vững kém; khi góc α giảm, dao tù, nhanh mòn nhưng độ cứng vững cao.
+ Góc nêm (góc sắc): Là góc hợp bởi giữa mặt trước và mặt sau răng dao – kí
hiệu: β

- đơn vị tính (độ).

- Ảnh hưởng của góc β : khi góc β tăng, dao tù, kém sắc, khó cắt gọt nhưng độ
cứng vững cao, ít gẫy mẻ. Khi góc β giảm ảnh hưởng ngược lại. Góc β lớn ứng dụng
cho dao gia công thô, dao bằng hợp kim cứng; Góc β nhỏ áp dụng cho gia công tinh
dao bằng thép gió.

24


trị số của góc β phụ thuộc vào góc γ và α .
Khi γ ≥ 00 : β = 900 – ( γ + α )

Khi γ <00 : β = γ + (900 - α )
Ngoài ba góc cơ bản α , β , γ ảnh hưởng quyết định đến độ bền và khả năng cắt
gọt của răng dao. Trên hình 1.6 còn có góc cắt δ là góc hợp bởi giữa mặt trước răng
dao với mặt phẳng cắt gọt δ = β + α .
- Dạng răng chắp trên mặt đầu:
+ Các bộ phận của răng dao (Hình 1.9)
1-

Mặt trước (mặt thoát)

2-

Lưỡi cắt chính

3-

Lưỡi cắt phụ

4-

Mũi dao

5-

Mặt sau (sát) chính

6-

Mặt sau (sát) phụ

1

n

3
4
2

6

5

1
2

5

6

3

5

3

2
4

S

Hình 1.9: Các bộ phận trên răng dao
mặt đầu răng chắp
+ Các góc hình học của răng dao

25