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.

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


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


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

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.


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

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



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


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

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


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


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

8
dao

15
dao

12

14

17

21

26

35

÷

÷

÷

÷

÷

÷


răng
135

15

17

19

21

23

26

30

35

42

55

80

÷

÷

÷


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

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

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

- 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


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