Đồ án tốt nghiệp Thiết kế và lập qui trình công nghệ chế tạo dao phay lăn răng

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LƯƠNG THẾ VINH
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Lớp
Ngày giao đề tài
Ngày hoàn thiện

:
:
:
:
:

PGS. TS. Trần Hữu Đà
Nguyễn Xn Hồ
K2 – Cơ Khí
15 – 09 – 2009
04 – 12 – 2009

ĐỀ TÀI:
Phân tích lý thuyết khi thiết kế dao phay lăn răng m6; K = 1.
Lập qui trình cơng nghệ chế tạo dao phay lăn răng m6; K = 1.

Sản lượng: 20.000 chiếc/năm.
Trang thiết bị tự chọn.

Giáo viên hướng dẫn

Nam Định, ngày 15 tháng 09 năm 2009
T.L. Hiệu Trưởng
Trưởng Khoa KTCN

PGS. TS. Trần Hữu Đà

TS. Trần Thọ


2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LƯƠNG THẾ VINH
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NỘI DUNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:
Phân tích lý thuyết khi thiết kế dao phay lăn răng m6; K = 1.
Lập qui trình cơng nghệ chế tạo dao phay lăn răng m6; K = 1.
Sản lượng: 20.000 chiếc/năm.
Trang thiết bị tự chọn.
NỘI DUNG ĐỒ ÁN:

I. Phần thiết kế:
1. Thiết kế dao phay lăn răng m6; K = 1
2. Thiết kế qui trình cơng nghệ chế tạo dao phay lăn răng m6; K = 1
3. Thiết kế đồ gá và chuyên đề
II. Phần các bản vẽ:
1. Bản vẽ thiết kế dao phay lăn răng

1A0

2. Bản vẽ qui trình cơng nghệ chế tạo

4A0

3. Bản vẽ đồ gá, chuyên đề

2A0

III. Phần thuyết minh: 80 – 100 trang A4
IV. Phần chuyên đề: Hớt lưng răng dao sử dụng máy hớt lưng vạn năng K96.

Giáo viên hướng dẫn

Nam Định, ngày 15 tháng 09 năm 2009
T.L. Hiệu Trưởng
Trưởng Khoa KTCN

PGS. TS. Trần Hữu Đà

TS. Trần Thọ

3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LƯƠNG THẾ VINH
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT

.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................
.........................................................................................................................

.........................................................................................................................


4

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................... 9
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT & DAO PHAY LĂN RĂNG. 11
A.

TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT..........................................................11

I.

Tầm quan trọng của dụng cụ cắt................................................................11

II. Đặc điểm của qui trình cơng nghệ chế tạo dụng cụ cắt.............................12
B.

TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG RĂNG.....................................................13

1. Tầm quan trọng của gia cơng bánh răng....................................................13
2. Đặc điểm của q trình cắt răng................................................................14
C.

CÁC LOẠI DỤNG CỤ CẮT RĂNG........................................................16

I.

Các loại dụng cụ gia cơng bánh răng theo phương pháp định hình..........16

1. Dao phay đĩa mơđun..............................................................................16
2. Dao phay mơ đun ngón..........................................................................18
3. Mài răng bằng phương pháp định hình...................................................18

II. Các loại dụng cụ gia cơng bánh răng theo phương pháp bao hình............19
1. Dao xọc răng..........................................................................................19
2. Dao phay lăn trục vít..............................................................................19
3. Dao cà răng.............................................................................................20
4. Mài răng theo phương pháp bao hình.....................................................22
III.

Một số dụng cụ gia cơng bánh răng khác...............................................24

1. Dao lược cắt răng...................................................................................24
2. Dao chuốt răng.......................................................................................25
3. Dao bào răng..........................................................................................25
4. Đầu khôn răng........................................................................................26
D.

CÁC LOẠI DAO PHAY LĂN TRỤC VÍT...............................................26
1. Đặc điểm kết cấu....................................................................................27
2. Phân loại dao phay lăn răng theo cấp chính xác.....................................27
3. Phân loại dao phay lăn theo dạng tạo hình.............................................30
4. Phân loại dao phay lăn răng theo kết cấu dao.........................................33


5
5. Phân loại dao phay lăn răng theo vật liệu chế tạo...................................34
PHẦN II: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC & NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ DAO
PHAY LĂN TRỤC VÍT....................................................................................36

I.

Bộ truyền bánh vít – trục vít......................................................................36
1. Vị trí của bộ truyền trục vít-bánh vít......................................................36
2. Các thơng số hình học của bộ truyền trục vít – bánh vít........................37
3. Các cơng thức tính bộ truyền trục vít-bánh vít trụ..................................39
4. Độ chính xác chế tạo bộ truyền trục vít-bánh vít...................................42

II. Nguyên lý thiết kế dao phay lăn răng........................................................42
1. Tạo hình trục vít cơ sở............................................................................43
2. Tạo góc trước γ, khơng gian chứa phoi..................................................44
3. Tạo góc sau α.........................................................................................44
III.

Các thơng số thiết kế dao phay lăn trục vít.............................................46

1. Đường kính ngồi...................................................................................46
2. Kích thước lỗ gá.....................................................................................47
3. Đường kính vịng chia............................................................................47
4. Chiều dài dao..........................................................................................48
5. Kích thước hình dáng dao......................................................................49
6. Số răng dao phay ZU và dạng rãnh răng.................................................52
IV. Ứng dụng các nguyên lý thiết kế để thiết kế dao phay lăn trục vít có các
thơng số m 6; K = 1..........................................................................................54
1. Các thông số...........................................................................................54
2. Yêu cầu kỹ thuật:....................................................................................56
PHẨN III: THIỂT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO DAO PHAY
LĂN RĂNG m 6, K = 1.....................................................................................58
I.

TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CƠNG...............................................................58
1. Xác định dạng sản xuất..........................................................................58
2. Chọn phôi và phương pháp tạo phôi.......................................................58
3. Chọn chuẩn.............................................................................................59
4. Xác định các bước công nghệ cho từng bề mặt và trình tự thực hiện gia
cơng các bề mặt đó........................................................................................60
5. Lập tiến trình cơng nghệ gia cơng cơ.....................................................62


6
6. Tính lượng dư gia cơng cho một bề mặt và tra cho các bề mặt còn lại.. 64
II. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ..................................................68
1. Ngun cơng 1: Cắt phơi........................................................................68
2. Nguyên công 2: Rèn phôi.......................................................................68
0

3. Nguyên công 3: Tiện thô đường kính ngồi đạt: 166,7  2,5 /L = 100mm,
tiện thô mặt đầu C.........................................................................................69
0

4. Nguyên công 4: Tiện thô đường kính ngồi đạt 166,7  2,5 /L = 65mm
cịn lại. Tiện thô mặt đầu D, khoan lỗ 10 0,1 , khoan rộng lỗ  40 0,1 , khoét
lỗ  40 0,1 .....................................................................................................72
5. Nguyên công 5: Tiện tinh mặt đầu, tiện hốc Φ65 -0,5/l=52mm, vát mép 1 x
450.76
6. Nguyên công 6: Chuốt lỗ trụ 590,03 mm .............................................79
7. Nguyên công 7: Chuốt rãnh then............................................................81
8. Ngun cơng 8: Tiện tinh đường kính ngồi đạt Φ163,2-2,5mm/l =
158mm, vát mép 1mm x 450, tiện 2 gờ Φ90-2,5mm/l = 5mm, xấn rãnh 1 x
1mm.............................................................................................................. 83

9. Nguyên cơng 9: Phay đường vít.............................................................88
10.

Ngun cơng 10: Phay rãnh thốt phoi...............................................89

11.

Ngun cơng 11: Phay phần vít nhọn.................................................91

12.

Ngun cơng 12: Tiện hớt lưng răng dao............................................93

13.

Ngun cơng 13: Đóng nhãn...............................................................95

14.

Ngun cơng 14: Kiểm tra trung gian.................................................95

15.

Nguyên công 15: Nhiệt luyện.............................................................96

16.

Nguyên công 16: Mài mặt đầu đạt 155,6  0,3 mm, mài lỗ đạt

0 ,5

Ф60+0,019mm.................................................................................................. 97
17.

Ngun cơng 17: Mài mặt đầu cịn lại đạt chiều dài l = 160 -1,6mm.....99

18.

Nguyên công 18: Khử từ...................................................................100

19. Ngun cơng 19; Mài đường kính ngồi đạt Ф160 -2,5mm, mài 2 gờ đạt
Ф90-2,5mm................................................................................................... 100
20.

Nguyên công 20: Mài hớt lưng đỉnh răng.........................................101


7
21.

Nguyên công 21: Mài hớt lưng mặt bên prôfin răng.........................102

22.

Nguyên cơng 22: Mài sắc mặt trước với góc trước γ = 0 0.................103

23.

Nguyên công 23: Tổng kiểm tra........................................................105

24.

Nguyên công 24: Cắt thử..................................................................108

25.

Ngun cơng 25: Bao gói, bảo quản, nhập kho.................................108

PHẦN IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.......................................................................109
I.

CHỨC NĂNG, MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ GÁ:............................................109

II. PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN, CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ...............110
1. Chọn đồ gá vạn năng có sẵn:................................................................110
2. Chọn đồ gá chuyên dùng cần thiết........................................................110
III.

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHUYÊN DÙNG.................................................111

1. Xanga đàn hồi, có xẻ rãnh....................................................................111
PHẦN V: MỘT SỐ CHỈ CHỈ DẪN KỸ THUẬT KHI GIA CÔNG BÁNH
RĂNG TRỤ BẰNG DAO PHAY LĂN TRỤC VÍT TRÊN MÁY PHAY LĂN
RĂNG 5K32.....................................................................................................115
I.

Sơ đồ gia công và chế độ cắt...................................................................115
1. Một số sơ đồ khi phay lăn răng............................................................115
2. Sơ đồ gá dao khi phay lăn răng............................................................116

II. Chế độ cắt khi phay lăn răng...................................................................117
1. Chiều sâu cắt........................................................................................117
2. Lượng chạy dao....................................................................................118
3. Tốc độ cắt.............................................................................................118
4. Lực và công suất cắt.............................................................................119
5. Thời gian máy.......................................................................................119
Bảng chế độ cắt khi gia công bánh răng trụ bằng dao phay môđun trục vít.
.................................................................................................................... 119
III.

Sử dụng máy phay lăn răng 5K32........................................................121

1. Các thơng số cơ bản.............................................................................121
2. Mô tả sơ đồ động của máy....................................................................123
3. Điều chỉnh chạc phân độ......................................................................124
4. Điều chỉnh chạc vi sai..........................................................................127


8
5. Các sai lệch xảy ra khi gia công bánh răng trên máy và cách khắc phục.
128
PHẦN VI: CHUYÊN ĐỀ MÀI HỚT LƯNG RĂNG DAO..........................131
I.

LÝ DO CỦA VIỆC HỚT LƯNG............................................................131

II. HỚT LƯNG DAO PHAY LĂN RĂNG..................................................132
1. Tiện hớt lưng........................................................................................132
2. Mài hớt lưng.........................................................................................133
III.

MÁY K96.............................................................................................137

1. Công dụng............................................................................................137
2. Thông số kĩ thuật..................................................................................138
3. Tiện hớt lưng dao phay đĩa môđun với D = 75 mm và số răng z = 7 140
4. Tiện hớt lưng dao phay ren hoặc taro rãnh thẳng.................................141
5. Tiện hớt lưng dao phay lăn trục vít hoặc taro rãnh nghiêng.................143
6. Tiện hớt lưng phần trụ dao phay...........................................................144
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................145


9

LỜI NÓI ĐẦU
“Các sự vật và hiện tượng tồn tại ln vận động và phát triển” - đó là
một phạm trù triết học và nó ln đúng trong mọi trường hợp. Lịch sử loài
người đã trải qua các giai đoạn tiến hoá, một trong những yếu tố giúp con
người phát triển một cách tồn diện như ngày nay đó là nhờ các công cụ sản
xuất. Từ các công cụ bằng đá thơ sơ, qua sự phát triển, tiến hố con người đã
khơng ngừng tìm ra các loại vật liệu mới, sáng tạo ra các loại công cụ mới để
phục vụ đời sống, phục cụ cho sản xuất. Làm cho cuộc sống của con người
ngày càng trở nên đầy đủ hơn, tiện nghi hơn.
Ngày nay với sự tiến bộ của loài người, sự phát triển của khoa học – kỹ
thuật đã đưa con người tiến xa hơn trong việc sáng tạo ra các loại công cụ,
dụng cụ, nhất là các loại dụng cụ cắt – một sản phẩm cơ khí cực kỳ quan
trọng góp phần tăng năng suất lao động, cải thiện chất lượng các sản phẩm cơ
khí.
Qua thời gian học tập tại trường với chuyên ngành Chế tạo máy em đã
tích luỹ được một số kiến thức nhất định về Công nghệ chế tạo máy và Lý

thuyết dụng cụ cắt. Phần đề tài tốt nghiệp của em “Thiết kế và lập qui trình
cơng nghệ chế tạo dao phay lăn răng” được trình bày dưới đây là tổng hợp
những kiến thức mà em đã thu nhận được.
Được sự hướng dẫn tận tình của PGS – TS. Trần Hữu Đà em đã hồn
thành đề tài tốt nghiệp của mình. Nhưng với một thời gian ngắn và vốn kiến
thức thực tế còn nhiều hạn chế, chắc chắn đề tài này còn nhiều thiết sót. Em
rất mong thầy chỉ bào để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nam Định, ngày 09/10/2009
Sinh viên

Nguyễn Xuân Hoà


10

LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Chế tạo máy của em với để tài: “Thiết kế và
lập qui trình cơng nghệ chế tạo dao phay lăn răng” được hoàn thành vào
ngày 26 tháng 11 năm 2009.


11

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT & DAO
PHAY LĂN RĂNG
A. TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ CẮT.
I.

Tầm quan trọng của dụng cụ cắt.

Trong q trình gia cơng cắt gọt dụng cụ cắt đóng một vai trị to lớn, Dụng
cụ cắt là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của q trình gia cơng. Do
vậy việc thiết kế dụng cụ cắt nhằm đáp ứng đòi hỏi của quá trình cắt gọt là hết
sức cần thiết và quan trọng.
Trong nền sản xuất hiện đại sử dụng các máy móc và thiết bị có độ tin cậy
và độ chính xác cao nên các chi tiết máy cần được chế tạo từ các vật liệu có
độ bền cao. Để đáp ứng u cầu đó, địi hỏi q trình gia cơng cắt gọt được
thực hiện trên máy cắt hiện đại với những dụng cụ có tính năng cắt gọt, tuổi
bền cao và kết cấu dụng cụ tối ưu.
Khơng có một yếu tố nào của q trình cơng nghệ lại đóng một vai trò to
lớn trong nền sản xuất như dụng cụ cắt. Trong các đường dây tự động với các
máy tự động, các máy điều khiển theo chương trình số, trên đó lắp một số
lượng lớn dụng cụ cắt. Dù chỉ một trong những dụng cụ đó bị loại ra trước
thời hạn thì khơng tránh khỏi sự ngừng làm việc của máy mà có khi cịn phải
dừng cả dây chuyền. Do vậy việc thiết kế dụng cụ trong sản xuất tự động hoá
thường rất được chú ý trong việc nâng cao tuổi bền dụng cụ …
Năng suất và giá thành sản phẩm của đường dây tự động phụ thuộc nhiều
vào khả năng làm việc của dụng cụ cắt, do vậy dụng cụ cắt sử dụng trong dây
chuyền tự động cần có những yêu cầu chung thống nhất để dây chuyền có thể
làm việc có hiệu quả cao. Những yêu cầu đó là:
- Dụng cụ cắt phải có tính năng cắt tốt và tuổi bền cao.
- Dụng cụ cắt có kết cấu điều chỉnh và thay dao nhanh.
Dụng cụ trên các máy tự động và dây chuyền tự động thường làm việc
trong điều kiện nặng nề hơn so với dụng cụ cho sản xuất tự động hoá
người ta rất chú ý đến việc thiết kế những dụng cụ chuyên dùng cho từng


12
cơng việc cụ thể, để dụng cụ cắt có độ bền và tuổi bền cao, nâng cao năng

suất cắt và chất lượng của chi tiết gia công.
Để dây chuyền tự động hố hoạt động tốt, có hiệu quả cao, cần phải sử
dụng tối đa các dụng cụ tiêu chuẩn hoá. Người thiết kế dụng cụ không chỉ
thiết kế tối ưu hình dạng kích thước của dụng cụ để đáp ứng u cầu kỹ
thuật của chi tiết gia cơng, mà cịn phải cần chú ý đến tính tiêu chuẩn của
dụng cụ nằm để giảm tối đa số dụng cụ và đồng thời để dụgn cụ có tính lắp
lẫn cao. Nhằm giảm thời gian lắp và thay dụng cụ. Vì vậy trong mọi
trường hợp có thể được nên chuyển sang dùng dụng cọ có kích thước đã
được tiêu chuẩn hố.
II.

Đặc điểm của qui trình cơng nghệ chế tạo dụng cụ cắt.

Qui trình công nghệ chế tạo dụng cụ cắt cũng tuân theo những ngun tắc của
qui trình cơng nghệ chế tạo chi tiết máy. Do dụng cụ cắt có thể được coi là
một chi tiết máy đặc biệt, có yêu cầu về độ chính xác gia cơng cũng như chất
lượng bề mặt (độ nhẵn, tính chất cơ lý lớp bề mặt) cao. Do vậy qui trình cơng
nghệ chế tạo nó có những đặc điểm riêng như sau:
1. Vật liệu dụng cụ cắt thường đắt và hiếm, do đó phải tính tốn kết cấu
hợp lý để tiết kiệm vật liệu. Có thể dùng các phương pháp như: tính
lượng dư phù hợp, lắp ghép giữa phần cắt chế tạo bằng vật liệu dụng
cụ, và phần thân chế tạo từ thép kết cấu bằng hàn nối hoặc kết cấu cơ
khí giữa hai phần với nhau. Tuỳ theo kiểu, loại dụng cụ cắt và loại hình
sản xuất mà lựa chọn cho phù hợp.
2. Dụng cụ cắt phải có độ bền và độ cứng cao, do đó đối với những vật
liệu phần cắt là các loại thép (thép Cácbon dụng cụ, thép hợp kim dụng
cụ, thép gió) trong qui trình cơng nghệ nhất thiết phải có ngun công
nhiệt luyện. Đối với từng loại vật liệu và tuỳ theo hình dáng của dụng
cụ phải lựa chọn chế độ nhiệt luyện phù hợp để vừa đảm bảo độ cứng,
độ bền, vừa không bị khuyết tật khi nhiệt luyện (vỡ, nứt, cháy, thốt

cacbon bề mặt …)
3. Dụng cụ cắt địi hỏi độ nhẵn bề mặt cũng như độ chính xác kích thước
cao và lại có độ cứng, độ bền cao. Do đó nhất thiết phải có ngun
cơng mài, các nguyền công gia công tinh và gia công lần cuối như mài
tinh, mài bóng, mài nghiền, mài siêu chính xác …


13
4. Nhiều dụng cụ có hình dáng hình học phức tạp, độ chính xác cao. Do
đó khi chế tạo chúng cần phải sử dụng các thiết bị chuyên dùng có độ
chính xác cao, cũng như địi hỏi tay nghề cơng nhân cao.
5. Dụng cụ là sản phẩm có giá thành cao, do vậy lượng phế phẩm khi chế
tạo trong qui trình phải thấp. Để nâng cao hiệu quả kinh tế của q
trình chế tạo.
B. TỔNG QUAN VỀ GIA CƠNG RĂNG.
1. Tầm quan trọng của gia công bánh răng.
Truyền động bánh răng được sử dụng rất phổ biến trong các bộ truyền cơ
khí để truyền mơmen (M) từ động cơ tới các cơ cấu chấp hành, thay đổi vận
tốc (V), số vòng quay (n) của cơ cấu chấp hành cho phù hợp với từng điều
kiện ứng dụng cụ thể. Với ưu điểm của bộ truyền bánh răng là: kích thước
nhỏ gọn, khả năng tải lớn hơn hẳn so với các bộ truyền (đai, xích), hiệu suất
làm việc cao … Các bộ truyền bánh răng thông dụng nhất đang hiện hữu
trong cuộc sống đó là: hộp số xe máy, ơtơ, đồng hồ cơ …Xa hơn nữa là trong
sản xuất: hộp giảm tốc, hộp số các máy công cụ (phay, tiện, bào, mài …).

Hình 1.1: Các bộ truyền bánh răng thường gặp
Vì vậy việc chế tạo bánh răng là một công việc hết sức cần thiết và quan
trọng. Muốn cho bộ truyền làm việc ổn định, êm, hiệu suất cao  các bánh
răng phải có độ chính xác, độ nhẵn nhất định  phải có một cơng nghệ chế

14
tạo phù hợp để đạt được u cầu đó. Ngồi ra để đạt được năng suất cao &
chất lượng cao khi gia công bánh răng  cần phải dùng dụng cụ cắt phù hợp.
 Cần thiết phải chế tạo dao phay lăn răng để đáp ứng được các yêu cầu
trên.
2. Đặc điểm của q trình cắt răng.
Gia cơng răng là quá trình cắt lớp kim loại ở rãnh 2 răng để tạo prơfin của
răng. Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu là đảm bảo độ chính xác prơfin
răng, độ chính xác bước răng khi ăn khớp, độ đồng tâm của vòng chia với tâm
quay của bánh răng
Theo cách hình thành prơfin răng, việc gia cơng răng được chia thành 2
phương pháp định hình và bao hình
Đặc điểm chung của các phương pháp gia cơng răng
- Trong q trình cắt, tiết diện cắt luôn thay đổi theo từng răng và có
nhiều răng cùng tham gia cắt. Do đó lực cắt lớn và luôn thay đổi
- Tốc độ cắt thay đổi theo từng điểm trên lưỡi cắt
- Lưỡi cắt có hình dạng phức tạp, các lực tác động trong quá trình cắt
rất phức tạp nên các thơng số hình học của dao trong q trình cắt
thường khơng đạt trị số hợp lý
- Dao địi hỏi phải có độ chính xác cao, tuổi bền tốt
a. Phương pháp định hình
Cịn gọi là phương pháp chép hình. Đó là phương pháp cắt răng
bằng dao định hình có biên dạng rãnh giữa 2 răng của bánh răng. khi
gia công bằng phương pháp này thường sử dụng các loại dao sau: Dao
phay đĩa môđuyn, dao phay vấu môđuyn, dao chuốt bánh răng
 Ưu điểm của phương pháp định hình:
+ Thao tác cắt đơn giản, có thể thực hiện được trên các máy phay vạn
năng, máy phay chuyên dùng với đầu phân độ vạn năng hoặc đĩa chia độ đơn
giản. Với bánh răng có m ≥ 10, gia công bằng phương pháp này chiếm ưu thế

hơn vì các bánh răng có mơđuyn lớn thương chỉ dùng cho các bộ truyền chịu


15
tải trọng nặng và khơng u cầu độ chính xác cao, nên chế tạo bằng phương
pháp bao hình sẽ rất tốn kém
 Nhược điểm của phương pháp định hình:
+ Năng suất cắt thấp vì q trình cắt khơng liên tục do có chuyển động
quay phân độ, thời gian chạy khơng lớn.
+ Độ chính xác gia cơng thấp thường chỉ đạt cấp 8, 9 do 2 nguyên nhân
sau:
Dao phay môđuyn được chế tạo thành bộ. Mỗi dao trong bộ đảm
nhiệm cắt bánh răng cùng mơđuyn có số răng thay đổi trong phạm vi qui định.
Trong khi đó để gia cơng chính xác bánh răng bằng dao phay đĩa mơđuyn
phải có điều kiện: Với một bánh răng có số răng Z, phải có một dao phay
mơđuyn tương ứng. Do vậy để bảo đảm tính kinh tế, nên phải chấp nhận sai
số.
Độ chính xác của đồ gá để cắt răng bằng phương pháp định hình
thường chỉ đạt cấp 8 nên khi phân độ thường gây sai số bước vòng làm giảm
độ nhẵn bề mặt răng gia công
Gia công bánh răng bằng phương pháp định hình được sử dụng ở dạng
sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, hoặc trong sửa chữa các bộ truyền có độ chính
xác khơng cao và mơđuyn của bánh răng lớn.
(a)
Dao phay
Bánh răng

Đ Ư ờng thâ
n khai

(b)
Dao phay
Bánh răng

Đ Ư ờng th©
n khai

Hình 1.2: Hai phương pháp gia cơng bánh răng
(a) – phương pháp định hình; (b) – phương pháp bao hình
b. Phương pháp bao hình
Cịn gọi là phương pháp lăn răng: Đó là phương pháp cắt răng mà biên
dạng răng của bánh răng gia cơng được hình thành bởi đường bao của vị trí
liên tiếp các lưỡi cắt của dao trong quá trình cắt


16
Phương pháp bao hình dựa trên nguyên tắc ăn khớp giữa bánh răng với
bánh răng (như xọc răng), hoặc giữa bánh răng với trục vít (như lăn răng),
hoặc giữa bánh răng với thanh răng (như cắt răng bằng dao lược răng)
 Ưu điểm của phương pháp bao hình:
Có độ chính xác gia công và năng suất cắt cao do quá trình bao hình là
một quá trình liên tục và điều hồ, khơng có chuyển động phân độ, khơng có
khoảng chạy khơng của bàn máy. Đồng thời có thể dùng một dao để cắt các
bánh răng có cùng mơđuyn nhưng có số răng khác nhau. Vì trong quá trình
bao hình, hình dáng răng dao không phụ thuộc vào số răng cần gia công
Các loại dao thường dùng để cắt răng bằng phương pháp bao hình: Dao
phay lăn răng, dao xọc răng, dao cà răng, dao lược răng
Gia công bánh răng bằng phương pháp bao hình được sử dụng trong
sản xuất loạt lớn và hàng khối
C. CÁC LOẠI DỤNG CỤ CẮT RĂNG

I. Các loại dụng cụ gia công bánh răng theo phương pháp định hình
1. Dao phay đĩa mơđun
Dao phay đĩa mơđun được dùng để cắt thô và cắt tinh các bánh răng trụ
răng thẳng, cắt thô các bánh răng nghiêng, cắt thô và đôi khi cả cắt tinh các
bánh răng côn thẳng, trục răng, trục then hoa thân khai theo phương pháp
định hình. Dao phay này được chế tạo theo 2 loại: loại thơ có prơfin lưỡi cắt
khơng được mài để cắt thơ và loại tinh có prơfin lưỡi cắt được mài.
Dao phay đĩa môđun được hớt lưng prôfin răng, các lưỡi cắt có dạng thân
khai. Trên các răng của dao phay thô, người ta tạo ra các rãnh để làm vụn
phoi. Góc trước của dao phay γ = 5 ÷ 10 0, góc sau α = 10 ÷ 15 0. Trên các dao
phay tinh thì γ = 00.
Về lý thuyết thì các bánh răng có số răng khác nhau, cần có dao phay riêng
cho từng bánh răng. Trong thực tế cho phép sai số về prôfin răng nên một con
dao phay (có mơđun đã cho) có thể gia cơng được một số bánh răng khác
nhau trong giới hạn nhất định. Khi đó prơfin của răng dao được lấy theo
prơfin của bánh răng có số răng nhỏ nhất trong nhóm đó. VD: prơfin của dao
số 5 được tính theo chân răng của bánh răng có số răng z = 26.


17
Người ta chế tạo 1 bộ gồm 8 dao để cắt các bánh răng có mơđun tới 8mm
và một bộ 15 con dao để cắt các bánh răng có mơđun > 8mm. Số dao trong bộ
được chọn theo số răng của bánh răng gia công
Bảng 1.1: Bộ dao phay môđun đĩa, mm
Số hiệu dao
Bộ

1

1

½

2

2½

3

3½

4

4½

5

5½

6

6½

7

7½

8

Số răng của bánh răng được gia cơng Z

8
dao

15
dao

12

14

17

21

26

35

÷

÷

÷

÷

÷

÷

13

16

20

25

34

36

12

13

14

55

135

÷

÷

13
4

Thanh

răng
135

15

17

19

21

23

26

30

35

42

55

80

÷

÷

÷

÷

÷

÷

÷

÷

÷

÷

÷

16

18

20

22

25

29

34

41

54

79

134

÷
Thanh
răng

Hình 1.3: Gia cơng bánh răng bằng dao phay đĩa môđun
Để cắt thô và cắt tinh các bánh răng trụ cấp chính xác 9 người ta chế
tạo loại dao phay lắp ghép có năng suất cao.
Khi cắt thơ các bánh răng có mơđun lớn và trung bình người ta dùng
dao phay môđun hợp kim cứng, loại dao này cho phép cắt tương đương với
việc cắt bằng dao thép gió và giảm thời gian cơ bản từ 2 ÷ 2,5 lần.
2. Dao phay mơ đun ngón
Dao phay mơđun ngón dùng để cắt răng thẳng, răng nghiêng của bánh
răng trụ và cắt răng chữ V của các bánh răng khổng lồ (m = 10 ÷ 50mm).


18
Dao phay mơđun ngón gồm 2 phần: Phần lưỡi cắt 1 và phần chi 2 để
kẹp vào trục chình của máy.
Hình 1.4:
(a) Dao phay mơđun
ngón

a

(b) Gia cơng bánh
răng bằng dao phay
mơđun ngón

Phần cắt của dao có thể liền một khối, có thể lắp ghép và cũng có thể
hàn mảnh hợp kim. Dao phay thơ được chế tạo có góc trước γ = 5 ÷ 10 0 và
các rãnh để bẻ phoi. Cịn dao phay tinh thì góc trước γ = 0 0. Prôfin của răng
dao được mài và hớt lưng. Đối với bánh răng trụ răng thẳng thì prơfin của dao
phay được lấy theo dạng chân răng của bánh răng, đối với bánh răng có dạng
răng nghiêng và răng chữ V thì prơfin răng dao khác với prơfin chân răng của
bánh răng gia cơng, trong trường hợp này cần có tính tốn riêng về prơfin của
răng dao phay.
3. Mài răng bằng phương pháp định hình
Bằng việc sử dụng đá mài định hình có dạng thân khai, việc mài bánh răng
được sử dụng như một phương pháp gia công tinh sau khi đã gia cơng thơ (tạo
hình) bằng các phương pháp gia cơng khác.

Hình 1.5: Sơ dồ mài răng bằng đá mài định hình


19
II.

Các loại dụng cụ gia công bánh răng theo phương pháp bao
hình.
1. Dao xọc răng
Dao xọc răng được chế tạo theo 5 loại và 3 cấp chính xác.

Dao xọc cấp chính xác AA được dùng để cắt bánh răng cấp chính xác 6,
cịn dao xọc cấp chính xác A dùng cắt bánh răng cấp chính xác 7 và dao cấp
chính xác B được dùng để gia công bánh răng yêu cầu cấp chính xác 8.

Hình 1.6: Cắt bánh răng bằng dao xọc răng

2. Dao phay lăn trục vít
Dao phay lăn trục vít cịn gọi là dao phay lăn răng dùng để cắt bánh
răng theo phương pháp bao hình, dựa trên nguyên lý ăn khớp giữa bánh răng
vơi trục vít. Thực chất dao phay lăn răng là một trục vít, trên đó chế tạo các
rãnh xoắn để tạo ra mặt trước của răng và các lưỡi cắt. Để tạo ra góc sau, mặt
sau của răng dao được hớt lưng theo đường Acsimet. Dao phay lăn trục vít có
một hoặc nhiều đầu mối. Dao có 1 đầu mối bảo đảm độ chính xác gia công
cao nên được dùng để gia công tinh. Dao có nhiều đầu mối cho năng suất cắt
cao nên dùng để gia công thô bánh răng.
Dao phay lăn răng dùng để gia cơng bánh răng trụ ăn khớp ngồi răng
thẳng, răng xoắn, gia công bánh răng chữ V, bánh vít. Đơi khi cịn gia cơng
bánh răng ăn khớp trong.


20
Q trình gia cơng bánh răng bằng dao phay lăn trục vít thường có 3
chuyển động cắt sau: chuyển động quay trịn của dao quanh trục của nó là
chuyển động cắt chính. Chuyển động quay trịn của phơi quanh trục của nó là
chuyển động chạy dao vịng. Chuyển động tịnh tiến của dao dọc trục phôi là
chuyển động chạy dao hướng trục. Trong đó chuyển động quay của phơi có
mối liên kết động học với chuyển động quay của dao hình thành nên chuyển
động bao hình.

Hình 1.7: Cắt bánh răng trụ răng thẳng bằng dao phay lăn răng

3. Dao cà răng.
Dao cà răng được chế tạo theo 2 loại và 3 cấp chính xác: khi gia cơng
bánh răng có số răng Z > 40 thì dao cà răng cấp AA dùng cho bánh răng cấp
chính xác 5; dao cà răng cấp chính xác A dùng cho bánh răng cấp chính xác 6
và cấp chính xác B dùng cho bánh răng cấp chính xác 7.
Loại 1 là các dao có mơđun 1 ÷ 1,75mm, có đường kính danh nghĩa
vịng chia 85 và 180mm, góc nghiêng β của răng dao trên vịng tròn chia là β
= 50; 100; 150.
Loại 2 là các dao cà răng có mơđun 2 – 8mm, đường kính danh nghĩa
vịng chia 180 và 250mm, góc nghiêng β của răng dao trên vịng chia là β =
50÷150.

Hình 1.8: Dao cà dạng răng

Hình 1.9: Rãnh thốt phoi trên dao cà


21

Hình 1.10: Cà răng bằng dao cà
dạng bánh răng

Ứng với mỗi kích thước của dao cà răng người ta chế tạo theo 2 hướng
nghiêng của răng (phải và trái). Dao cà răng có dạng một bánh răng được tơi
cứng và mài prơfin răng, có răng thẳng hoặc răng nghiêng với số rãnh thoát
phoi khá lớn, được phân bố hai bên mặt răng. Dao cà răng loại 1 có các rãnh
thốt phoi xun suốt, cịn dao cà răng loại 2 thì khơng có rãnh thốt phoi
xun suốt được phân bố song song với mặt đầu hoặc vng góc với hướng
răng và rãnh thốt phoi có dạng hình thang. Loại dao cà có các rãnh thốt
phoi song song với mặt đầy được dùng nhiều. Độ bền vững của các răng nhỏ

có dạng rãnh hình thang cao hơn độ bền cứng vững của các răng nhỏ có rãnh
ở 2 mặt bên song song, điều kiện cắt gọt kém hơn.
Thông thường dao cà răng được chế tạo từ thép gió. Độ cứng của phần
răng dao HRC = 62 – 65. Độ nhám bề mặt bên của răng dao Rz = 1,6μm.
Kích thước của dao cà răng được chọn theo khả năng lớn nhất của máy
cà răng, đặc biệt là khi gia công các bánh răng có số răng nhỏ. Số răng của
dao cà răng không được là bội số chẵn của số răng bánh răng cần gia cơng.
Góc chéo của β bảo đảm cho điều kiện cắt tốt nhất là β = 10 ÷ 15 0 khi ăn khớp
ngoài và khoảng β = 30 khi ăn khớp trong.


22
3
4

Hình 1.11:

5
2

1

0,015 - 0,025

Prơfin răng của dao phay chưa cà
và bánh răng trước khi cà

Tăng góc chéo β lên sẽ cải thiện điều kiện cắt nhưng lại làm giảm tác
động dẫn dao cà răng vào chân răng của bánh răng cần gia công, sai lệch của
prôfin răng tăng lên. Để cà các răng do dao phay lăn răng hoặc dao xọc răng

tạo nên thì cần phải có prơfin biến đổi (hình vẽ 1.11). Phần dày thêm “2” ở
phần đầu răng của dao dùng để cắt phần “l” của răng phần bánh răng cần gia
công để đảm bảo khe hở của đầu răng dao cà khi cà răng.
Trị số cắt sâu vào cần thiết là 0,015 ÷ 0,025mm, phải lớn hơn lượng dư
cần hớt đi “5” theo một bên răng. Cạnh vát “3” trên răng của dao phay được
làm để vát đi một lượng không lớn “4” trên đỉnh răng của bánh răng cần gia
công.
Trong sản xuất hàng khối và hàng loạt lớn, cũng như khi chế tạo các
bánh răng chịu tải lớn và các bánh răng không ồn, người ta thường chế tạo
dao cà răng và các loại dao phay cho từng loại riêng biệt.
Để có các cặp liên hợp, thường người ta chế tạo một dao cà có prơfin
răng dạng thân khai tinh xác, cịn khi có dạng răng điều chỉnh để bù lại biến
dạng khi nhiệt luyện và làm giảm các mức ồn. Các rãnh thoát phoi của dao cà
khi cà tiếp xúc và cà tiến dao theo hướng kính, được bố trí theo đường xoắn
vít, cốt để thay cho lượng chạy dao dọc khi lấy phoi. Khi cà răng hướng kính,
răng của dao cà nằm trong hướng dọc trục có dạng cong nên cần phải tính
tốn để tạo ra bánh răng hình trống.
4. Mài răng theo phương pháp bao hình.
Dựa theo nguyên lý làm việc của thanh răng ăn khớp với bánh răng mà
thanh răng có cùng mơđun và góc ăn khớp với bánh răng gia cơng. Khi mài
răng thường sử dụng các loại đá mài:
- Mài răng bằng đá mài có prơfin hình thang của một răng thanh răng.


23

Hình 1.12 : mài răng bằng đá mài có prơfin hình thang.
Theo phương pháp này có thể mài bằng một đá có prơfin hình thang
của một thanh răng (a) hoặc dùng 2 đá đĩa đặt nghiêng 1 góc sao 2 mặt cơn
của 2 đá tạo ra prơfin hình thang của 1 răng thanh răng.

- Mài răng bằng 2 đá đĩa nghiêng góc bằng góc ăn khớp.
Hai đá mài đĩa được đặt một góc
bằng góc ăn khớp sao cho đá tạo ra
với mặt bên của răng một thanh răng
tưởng tượng mà bánh răng gia cơng
được lăn theo thanh răng này.

Hình 1.13: mài răng bảng 2 đá đĩa
nghiêng góc bằng góc ăn khớp
- Mài răng bằng 2 đá đĩa có trục quay vng góc với trục bánh răng
Hai đá mài được đặt song
song và có trục quay vng
góc với trục bánh răng gia
cơng.

Hình1.14 : Mài răng bằng 2 đá đĩa có trục
quay vng góc với trục bánh răng


24

- Mài răng bằng đá mài dạng trục vít.
Phương pháp này cho năng suất gia cơng
cao vì q trình được thực hiện liên tục
và đồng thời trên 1 số răng.
Đá mài được chế tạo theo dạng trục vít
có đường kính đá khoảng 300 ÷ 400mm
Hình 1.15: Đá mài dạng trục
vít

III.

Một số dụng cụ gia công bánh răng khác.

1. Dao lược cắt răng
Dao lược cắt răng được chia ra loại răng thẳng và loại răng nghiêng,
làm việc theo phương pháp cắt lăn và tiến dao ngang theo chu kỳ.
Dao lược răng thẳng (Hình 1.3a) được dùng để gia cơng tinh các bánh
răng trụ răng thẳng và răng nghiêng ăn khớp ngoài, các răng cổ trục, bánh
xích, cũng như răng chữ V có rãnh chia giữa các răng lớn.
Dao lược răng thẳng có 2 răng (tới mơđun m = 50mm) và 3 răng (tới m
= 40mm) răng có chiều cao và prơfin góc thay đổi (hình 1.3b) để cắt thơ các
bánh răng có mơđun trung bình và lớn bằng phương pháp tiến dao ngang.
Loại dụng cụ này đạt năng suất cao.
(a)

(b)

20°

20°
15°

15°

15°

15°

A

Theo A

(a) – Răng thẳng

Hình 1.16: Dao lược cắt răng
(b) răng thẳng có chiều cao và góc prơfin thay đổi


25
Dao lược răng nghiêng dùng thuận lợi khi gia công các bánh răng trụ
răng nghiêng có đường thốt dao bị hạn chế, có góc nghiêng hướng răng lớn,
cũng như các bánh răng chữ V có rãnh chia hẹp. Chiều dài bước răng nghiêng
so với răng thẳng giảm đi do đó thời gian gia công rút ngắn lại. Prôfin của
răng dao lược có dạng tiêu chuẩn và dạng biến đổi.
Khi gia cơng bánh răng qua một vài bước cắt thì lượng dư lấy theo một
mặt răng trước khi gia công tinh (với góc prơfin α = 200) bằng 0,5 + 0,15 m
Dao lược gia công tinh thông thường chỉ gia công một bên của răng,
như vậy việc cắt thô răng được thực hiện sâu hơn 0,05 môđun so với cắt tinh.
Lượng dư cho một bên của răng để mài bánh răng có mơđun m < 10mm bằng
0,11 + 0,15 mơđun, đối với m > 10mm thì lấy bằng 0,26 mơđun. Số răng của
dao phay giảm đi khi môđun răng tăng lên. Dao có mơđun từ 1 – 1,75mm có
24 răng, cịn với mơđun từ 24 – 50mm thì có 2 – 3 răng.

Dụng cụ cắt có 1 răng khi gia cơng các bánh răng có mơđun cực lớn
vượt q giới hạn, tính năng của máy. Ưu điểm của việc gia cơng bằng dao có
1 răng là tính vạn năng. Loại dụng cụ này đặc biệt thuận lợi khi gia công các
bánh răng có số răng ít.

Nếu khi gia cơng các bánh răng có mơđun nhỏ và trung bình, năng suất
cao nhất được đảm bảo bằng cách dùng dao phay môđun trục vít, khi gia cơng

các bánh răng có mơđun cực lớn năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất là
dùng phương pháp bào răng bằng dao lược.