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

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

ϕ
= 1,26
ϕ
Lượng chạy dao: S
dọcmin

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy phay hạng nhẹ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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