Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
Phần I
Thiêt kế dao phay đĩa mô dun
M = 2,5 ; = 20
0
; n
0
6
I. đặc điểm công dụng và phân loại

Truyền động bánh răng theo phơng pháp ăn khớp đợc dùng rất rộng rãi trong
nghành chế tạo máy. Chất lợng chủ yếu là do độ chính xác chế tạo bánh răng. Quá
trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại rãnh 2 răng để tạo thành profin của răng.
Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu là đảm bảo độ chính xác của profin răng, độ
chính xác bớc răng (khi ăn khớp) độ đồng tâm cao của vòng chia với tâm cao của
bánh răng.
Độ chính xác cuả bánh răng phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ cắt răng,
theo phơng pháp gia công răng. Theo cách hình thành profin răng ta có phơng pháp
gia công răng.
Cắt răng theo phơng pháp chép hình : ổ đây profin răng dụng cụ hay hình
chiếucủa profin là bản chép lại nguyên hình của profin rãnh giữa các rãnh của bánh
răng đợc gia công. Trong quá trình cắt pofin dụng cụ ở tất cả các điểmđều trùng với
profin của rãnh.
Cắt răng theo phơng pháp bao hình : ở đây profin rãnh của bánh răng đợc gia
công là đờng bao của các vị trí khác nhau của lỡi cắt dụng cụ trong quá trình cắt.
Dao phay đĩa modun là dụng cụ gia công răng theo phơng pháp chép hình trên
máy phay chuyên dùng hay vạn năng có đầu phân độ vạn năng hay đĩa phân độ
chuyên dùng, có thể ra công đợc bánh răng trụ, răng thẳng, răng nghiêng và răng chữ
V theo phơng pháp bao hình /không tâm tích.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo

ữ
2
0
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 modun thờng chỉ đạt cấp
chính xác 9, trong một số trờng hợp có thể đạt cấp chính xác 8 nhng dao có
m < 10 nguyên nhân chính hạn chế độ chính xác bánh răng là :
Độ chính xácđồ gá để cắt bánh răngbằng dao phay đĩa modun thờng chỉ đạt
độ chính xác cấp 8.
Với cùng một modun m và số răng z
1
của bánh răng khác nhau. Để cắt chính
xác bánh răng tơng ứng với mọi modun m của bánh răng đòi hỏi số lợng dao rất nhiều
điều đó không phù hợp với sản xuất.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
Hiện nay với mọi modun m ngời ta dùng một bộ dao tiêu chuẩn 8 dao, 15 dao
và đôi khi 26 dao để cắt toàn bộ những bánh răng có số răng z=12
ữ

Dao phay đĩa modun cắt bánh răng cho năng xuất thấp và độ chính xác của độ
bánh răng không cao nhng có thể dùng trên máy phay vạn năng và cắt đợc bánh răng
chữ V do đó dao phay đĩa modun đợc dùng trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc và đặc
biệt là trong công nghệ sửa chữa.
Theo công dụng dao phay đĩa đợc chia làm 2 loại : loại cắt thô thờng có profin
răng hình thang và góc trớc

> 0

3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
+ Thép gió P9, P18. . . :là vật liệu làm dao có tinh cắt tốt và đợc sử dụng rộng
rãi có độ thấm tôi cao có thể cắt với tốc độ cao gấp 2
ữ
4 lần, có tuổi bền gấp 8
ữ
15 lần
so với thép cacbon và thép hợp kim dụng cụ có thể nâng cao tính cắt của thép gió
bằng cách thấm xianua sau khi tôi ram và mài.
+ Thép gió P9 và P18 có tính bền nóng là nh nhau do đó khi cắt ở tốc độ cao
chúng có tuổi bền gần nh nhau. Nhng khi làm việc ở tốc độ thấp thép P18 có độ chịu
mài mòn cao hơn do đó tuổi bền cao hn gấp 2 lần so với dụng cụ làm bằng thép 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 2 có tính năng cao hơn so với P18 nhng độ
không đồng đều cacbon lớn do đó cơ tính kém hơn so với P18.
Vậy qua phân tích ta thấy dao phay đĩa modun là chi tiết dạng đĩa mỏmg, làm
việc tốc độ cắt thấp lực cắt rất lớn. Ta chon vật liệu làm dao là thép gió P18 là thích
hợp nhất.
III-tính toán kết cấu của dao phay:
Tính profin thân khai của lỡi cắt.
Dao phay đĩa modun thực chất là dao phay định hình hớt lng để gia công rãnh
có profin thân khai nên quá trình tính toán thiết kế răng dao phay định hình hớt lng.
Để chế tạo dao phay đĩa modun cần phải tính toán xác định đợc profin của lỡi cắt,
profin dạng khởi thuỷ (dạng tròn xoay khi cha phay rãnh, hớt lng và mài sắc).
Để tính toán kết cấu của dao phay, đĩa modun: m=2,5 dao số 6 để cắt bánh răng
có số răng z=35
ữ
54 (răng).

+ Bán kính vòng chân răng:
)mm(25,415,275,43m)f(rr
i
==+

=
+ Bán kính vòng tròn cơ sở:

cos.
0
rr =

: là góc ăn khớp
)mm(11,4120cos.75,43r20
0
0
0
===>=
ở đây ta tính toán thiết kế dao phay đĩa modun dùng dao cắt tinh. Dao cắt tinh
có
0
0=
. Mặt đáy sẽ chứa trục của dao profin lỡi cắt, trùng với profin của rãnh
bánh răng. Nh vậy profin lỡi cắt là đờng thân khai. Phơng trình đờng thân khai
trong hệ toạ độ đợc biểu diễn:
xĐ

xV
n
i =

tg
z2
g

==
: là góc ăn khớp = 20
0
z : số răng của bánh răng nhỏ nhất trong nhóm z = 35 (răng)
xxtgx =

để xác định đợc x từ phơng trình đờng thân khai :
xx
tgx
=
xx
x
0
x
0
x
arccos
r
r
cos
xcos
r
r
==

Góc thay đổi theo biên dạng thâu khai khi với mọi x thay đổi từ côg thức trên ta xác


xxx
gtan =

0x
=
+ in V
x

xx
Sin.rX =
xx
Cos.rY =
S = 2x
t = Y - r
x
Kết quả tính toán đợc ghi trong bảng sau:
Stt r
x
x

x

x
Sin
x
Cos
x y s t
1 41,11 0
0

7 44,7
1
1
0
2307 3
0
0606 0,05339 0,99857 2,2269 44,64 4,453
8
3,21
8 45,31 1
0
4544 3
0
3343 0,059 0,99825 2,674 45,23 5,349 3,98
9 45,91 2
0
0448 3
0
4747 0,06067 0,98816 2,782 45,366 5,564 4,116
10 46,51 2
0
3200 4
0
1259 0,0719 0,9974 3,3463 46,389 6,6926 5,139
sơ đồ toạ độ các điểm trên biên dạng răng
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
7
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
2. xác định đờng cong chuyển tiếp

i
< r
k
< r
0
đợc biểu diễn dới hình sau:
Từ đây xác định đờng cong chuyển tiếp bằng cách:
- Xác định đoạn thân khai AB theo các điểm tính toán trớc.
- Từ bán kính R
k
ta tìm các điểm cuối cùng là 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
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
9
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
sau:
Vẽ vòng tròn đáy răng tiếp tuyến với đờng m
u
(m
u
tiếp

tuyến đờng châu răng r

1
= (2
ữ
1,6)
= (2
ữ
1,6)22 = 44
ữ
35,2 = 44 (mm)
H : chiều cao răng
H = h
1
+ k + r
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
10
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
h lấy bằng chiều cao propin cộng thêm 1
ữ
2 (mm)
h = h
1
+1 = 5 + 2 =7 (mm)
K : lợng hớt lng răng lấy k = 3,5
r : bán kính vòng tròn của rãnh răng r 1,25 (mm)
H = 7+1,25 + 3,5 = 11,75 (mm)
D = 44 + 2.11,75 = 67(mm)
chọn D = 65(mm)
Chiều dày dao phay đĩa mô đun đợc chọn theo chiều rộng propin chi tiết lấy B =8
(theo STCNCTM) số răng z dao phay đĩa moo đun đợc chọn theo đờng kính ngoài D

đôi khi 45
0
- Chọn góc rãnh răng = 25
0
Dạng đáy răng nên lấy đồng dạng với profin lỡi cắt thì đảm bảo độ bền đồng đều của
răng nhng chế tạo khó khăn, nên thực tế với dao pahy đĩa mô đun có chiều dày B nhỏ
(ứng với m nhỏ ngời ta cần làm răng khẳng song song với trục ) còn dao có chiều dày
b lớn thờng làm đáy răng là đờng gấp khúc
Góc trớc dao phay đĩa mô đun cắt đính

= 0
0
góc nâng = 0
0
vậy mặt trớc của
dao đi qua trục
Góc sau của lỡi cắt đính :
b
= (10 ữ 15) chọn
b
= 12
0
để tạo thành góc sau
ngời ta hớt lng hớng kính theo đờng xoắn ác si mét với hớng hớt lng k = 3,5
(mm)
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
11
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
với dao phay đĩa mô đun góc 6 thờng rất bé nên góc

Để đạt đợc những yêu cầu kỹ thuật cao về độ chính xác, kích thớc hình dáng
hình học và độ nhẵn bề mặt, ngời ta sử dụng phơng pháp gia công tinh, gia công lần
cuối và thiết bị chuyên dùng
Lập quy trình công nghệ chế tạo dụng cụ cần lu ý đảm baỏ các yêu cầu về độ
chính xác các thông số hình học, chất lợng bề mặt cơ lý tính của dụng cụ
Khi lập quy trình công nghệ gia công dao phay đĩa mô đun là chi tiết dạng đĩa,
Khi lập quy trình chế tạo cần chọ quy trình gia công theo chi tiết điển hình
- Quá trình chế tạo cần đảm bảo tính chính xác các thông số hình học ,,
b

đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và độ chính xác kích thớc D,B,A,h,r,d,t
- Vật liệu làm dao là thép gió p18 là loại vật liệu khó khăn, nên khi nhiệt
tránh cong , vênh, nứt độ cứng sau nhiệt luyện đạt 62 ữ 64HRC
- Để nâng cao tính cắt, năng xuất của dao sau khi tổiam và mài cần tiến hành
thấm xiamua
- Với m = 2,5 nên dao là loại nhỏ chế tạo không cần mài propin. các nguyên
công quan trọng nhất trong chế tạo dao phay đĩa mô đun nhỏ là gia công
chuẩn phăy rãnh là hớt lng propin
- Độ đảm bảo mặ đầu không quá lệch cho phép đối với bớc răng vòng không
quá 15
mà
và độ hớng kính không quá 15
mà

II. Xác định dạng sản xuất
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
14
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
1. Dạng sản xuất

N
kh
: sản lơng kế hoạch hàng năm : N
kh
= 30 000 CT/năm
mi : số lợng chi tiết cùng tên trong một sản phẩp
i : hệ số phế phẩm bình quân chọn i =2
i : hệ số dự phàng phế phẩm chọn i = 3
Thay vào công thức ta có :
(CT/năm 31518 )
100
3
1)(
100
2
30000.1(1 Ni =++=
b. Tính khối lợng chi tiết
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
15
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
Để tính khối lợng chi tiết ta coi chi tiét là đĩa tròn xoay có đờng kính ngoài đi qua
đờng kính trung bình của chiều cao răng D
tb
=58 (mm) phía trong đĩa có lỗ d=22
(mm) vậy thể tích chi tiết là
332222
tbCT
dm 0,018064 mm 18064 )22 - 58(
4

.K
t
(1 - )60
K
ca
: số thời gian làm việc trong một ngày ba ca
K
t
: số thời gian làm việc trong một ca 8 giờ
: thời gian (tính theo %) đứng máy sửa chữa theo chế độ = 0,15
= 265.3.8(1-0,15)60 =446760 (phút)
Ni : số lợng sản phẩm trong thời gian t
có N =31518 CT/năm
vậy
c)(phút/chiế 174.14
31518
446760
Ni
T
tn ===
III. Ph ơng pháp tạo phôi
Trong công nghệ chế tạo máy và chế tạo dao ta thờng dùng phôi cán rèn, dập,
đúc,phôi hàn, tuỳ chọn theo kết cấu và chất lợng của dụng cụ cắt, đặc điểm của quá
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
16
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
trình sản xuất, tính kinh tế của các loại thép và giá thành dụng cụ mà lựa chọn cho
hợp lý
1. Phôi rèn

Nội dung 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 đợc 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 sử dụng thuận lợi, định vị dễ dàng chuẩn
xác, thích hợp với từng loại hình sản xuất nhất định.
Đối với sản xuất loạt lớn hàng khối, loạt vừa thì việc chọn chuẩn sao cho khống chế
đợc 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 thủ những lời khuyên :
- Chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá 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 địng vị trùng với gốc kích thớc để sai số chuẩn bằng
không.
Căn cứ vào những lời khuyên ta chọn chuẩn tinh là bề mặt lỗ d = 22 (mm) và mặt
đầu. Mặt lỗ khống chế hai bậc tự do, mặt đầu khống chế ba bậc tự do.

Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
18
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt


ơng án tối u nhất, tức là phơng án mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm báo
yêu cầu của sản phẩm,
Dựa vào các đặc điểm công nghệ của dao phay đĩa mô đun m = 2,5 với dạng
sản xuất loạt lớn trang thiết bị tự chọn ta lập đợc các phơng án công nghệ sau
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
20
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
Lập sơ đồ nguyên công
TT
Tên nguyên công Máy Dao Đồ gá
1 Cắt phôi 8B66 Lỡi ca đĩa

500 Khối v:

= 90
0
2 Tiện mặt đầu khoan lỗ 8B66 Mâm cặp 3 trấu

20 Tiện cắt đứt
a Tiện mặt đầu 1K62 T15K6
b Khoan lỗ

20 1K62 Mũi khoan p18
c Tiện cắt đứt 1K62 Dao tiện cắt đứt
3 Mài thô mặt đầu
a Mài mặt A 3756 Ctr20TB1G Bàn từ
b Mài mặt B 3756 Ctr20TB1G
4 Khử từ
5 Truốt lỗ trụ

19 Tổng kiểm tra
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
21
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt
20 Cắt thử
21 Bao gói
b.Phơng án 2
Phơng án 2 chỉ khác phơng án1 ở nguyên công 8 truốt rãnh then bằng xọc rãnh
then trên máy xọc.
V - Tính toán lựa chọn ph ơng án gia công
A- Xác định thời gian định mức.
1. Phơng án truốt rãnh then
Với phơng án truốt rãnh then ta sử dụng thiết bị
Máy truốt ngang 7510 có các thông số :
- Lực kéo 10 tấn
- Chiều dài con trợt
Lớn nhất 1400 (mm)
Nhỏ nhất 120(mm)
- Tốc độ hành trình làm việc : Max = 3,4(m/ph) ; Min = 0,5(m/ph)
- Tốc độ hành trình ngợc 19(m/ph)
- Công xuất đọng cơ điện 6 Kw
- Giá máy 44.926.000 (đồng) Bảng T1
- Dao truốt : vật liệu p18
Ta có :
0
3
=
;
0

=
b
1
c
em
z.
z
n.b
z
c
: Số răng trong 1 đoạn của dao truốt z
c
= 1
b
m
: Bề mặt truốt b
m
=6,08 (mm)
n
c
: Số rãnh then n
c
= 1
z
1
: Số răng làm việc đồng thời lớn nhất.
Trờng đại học kỹ thuật công nghiệp Thái nguyên trang
Svtk : Ma Kiên Thảo
23
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn Nguyên Lý dụng cụ cắt

t
l
Z
m
1
=+=+=
(mm) 24,183.
1
1.08,6

b
==

Vậy :

===
b
(kg) 9296,9124,18.04,5Fp
Quá trình suốt đảm bảo vì lực truốt gia công nhỏ hơn lực truốt định mức của máy là
mời tấn
- Chế độ cắt
Tốc độ cắt đợc xác định theo tiêu chuẩn, theo biểu 4 đối với vật liệu gia công là thép
P18 cho đợc nhóm tốc độ IV. Tra bảng bảng 5 ta có vận tốc cắt là
v = 3 m/ph
Xác định tốc độ cắt cho phép theo lực truốt và công xuất động cơ. Theo biểu 7 đối
với lực truốt là : P = 91,929 kg - N =6 kw tốc độ cắt cho phép [V] = 4 (m/ph)
Xác định tốc độ cắt lớn nhất của hành trình làm việc của máy. Theo lý lịch máy
7510 tốc độ cắt lớn nhất của hành trình làm việc bằng 3,4 m/ph.
Để tính thời gian chính ta chọn tốc độ cắt nhỏ nhất trong các tốc độ cắt đã tìm đợc
ở trên nghĩa là v = 3 m/ph.

LV
: Chiều dài của phần làm việc của dao truốt L
LV
= 500 (mm)
vq
L
: Chiều dài vợt quá lấy
vq
L
=50 (mm)
L
htlv
= 24 + 500 + 50 = 574 (mm)
K xác đinh theo công thức :
158,1
19
3
1
V
V
1K
ck
=+=+=
với v = 3 (m/phút) ; q = 5 ta có:
(phút) 0738m0
5.3.1000
158,1.574
T
c
==