Thiết kế chế tạo dao phay lăn trục vít

Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi các kỹ sư và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng và biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các ngànhkinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi các kỹ sư và các cán bộ

kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng và biết vận dụng sáng tạo những kiếnthức đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế

Trong ngành chế tạo máy, bánh răng là một chi tiết máy phức tạp vì yêucầu thiết kế và chế tạo các loại bánh răng trụ, côn thẳng côn xoắn được dùngnhiều trong truyền động ôtô, máy kéo, máy bay, máy công cụ trong ngành đo

kỹ thuật và nhiều ngành khác

Dụng cụ cắt răng là một yếu tố quan trọng để gia công bánh răng và lànhân tố quan trọng có ảnh hưởng đến sự chính xác của chi tiết Thiết kế vàchế tạo dụng cụ cắt răng có chất lượng tốt và giá thành hạ là yêu cầu cần thiếtcủa ngành chế tạo máy Thiết kế dụng cụ cắt răng là khâu quan trọng và đầutiên cung cấp cho công nghệ chế tạo những dụng cụ cắt răng cho chất lượngtốt

Môn học dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật là những môn chính của sinh viênchuyên ngành chế tạo máy Trong quá trình 5 năm học và rèn luyện tại trường,thời gian làm đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên hiểu rõ hơn về môn học, trang bịcho sinh viên những kiến thức cơ bản và khả năng vận dụng sáng tạo nhữngkiến thức đã học để làm đồ án cũng như trong công tác sau này Là một sinhviên chuyên ngành cơ khí, trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em được giao

làm đồ án "Thiết kế chế tạo dao phay lăn trục vít'' do thầy giáo Cao Thanh Long hướng dẫn.

Đây là một đề tài khá phức tạp nhưng được sự hướng dẫn chỉ bảo tậntình của thầy hướng dẫn và các thầy cô trong bộ môn, cùng với sự nỗ lực củabản thân đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình Mặc dù vậy đồ án tốtnghiệp của em vẫn không tránh khỏi những vấp váp và thiếu sót

Em rất mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo hướng dẫn vàcác thầy cô giáo trong bộ môn giúp em hiểu sâu hơn về môn học cũng nhưphương pháp để thiết kế và chế tạo dụng cụ cắt một cách hợp lý hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Cao Thanh Long và các thầy cô trong

tổ bộ môn

Thái Nguyên, ngày 20 - 5 - 2010

Sinh viên

Nguyễn Phạm Thạch

PHẦN ITỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG

I TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG

Cơ cấu bánh răng là cơ cấu có khớp cao dùng để truyền chuyển động giữahai trục với tỷ số truyền với tỷ số truyền xác định nhờ sự ăn khớp giữa haikhâu có răng gọi là bánh răng Nếu 2 trục song song với nhau ta có cơ cấubánh răng phẳng

Truyền động bánh răng được rất dùng nhiều trong các ngành chế tạomáy vì có các ưu điểm nổi bật như: Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệusuất cao, tỷ số truyền không thay đổi, làm việc chắc chắn và bền lâu

Hình 1

*Tuỳ theo vị trí tương đối giữa các trục có thể chia thành truyền động bánh

răng ra các loại:

- Truyền động bánh răng trụ bánh

răng thẳng (hình 1a), răng nghiêng (hình

1b) hoặc răng chữ V (hình 1c), ăn khớp

ngoài hoặc ăn khớp trong dùng để truỳên

động giữa các trục song song

- Truyền động bánh răng nón ( hình

1d), răng thẳng răng cong hoặc răng

nghiêng (hình 1e) dùng để truyền động

giữa các trục cắt nhau

- Truyền động bánh răng - thanh răng dùng để đổi chuyển động quaythành chuyển Hình2

động tịnh tiến hoặc ngược lại (hình 2 )

* Theo đặc trưng của chuyển động của trục mang bánh răng có:

- Truyền động thường: Trong loại này đường tâm hình học của các trụcbánh răng là cố định

- Truyền động hành tinh: Đường tâm của trục một vài bánh răng là diđộng ( Hình 3)

* Theo biên dạng của răng

- Bánh răng thân khai

Biên dạng của răng là đường thân khai của đường tròn ( hình 1a, 1b, 1c,1d ) Các cặp răng có biên dạng là đường thân khai vòng tròn có nhiều ưuđiểm vì thế hiện nay được sử dụng rộng rãi

công suất là nhiệm vụ chủ yếu) và trong bộ truyền động học (truyền chuyểnđộng đảm bảo tỷ số truyền chính xác là nhiệm vụ chủ yếu) Theo quan hệtruyền phức tạp có truyền động bánh răng hành tinh ( cơ cấu truyền độngbánh răng – cần, trong đó một số bánh răng cùng với cần di động hành tinhđối với bánh răng trung tâm có tỷ số truyền lớn, kích thước nhỏ, hiệu suấtcao); truyền động bánh răng sóng…

1 Bánh răng thân khai

Bánh răng thân khai với biên dạng của răng là đường thân khai vòngtròn, ưu điểm của bánh răng thân khai so với các loại răng khác (bánh răngxycloit) là tính công nghệ cao, dễ chế tạo với độ chính xác cao Vì răng đượcchế tạo bằng dụng cụ cắt có lưỡi thẳng, biên dạng thân khai không nhạy đốivới sai số khoảng cách tâm không làm thay đổi quy luật chuyển động và tỷ sốtruyền

2 Bánh răng xyclôit

Trong bánh răng xyclôit, biên dạng răng của bánh răng là những đườngcong thuộc họ xyclôit Sự phát triển của bánh răng xyclôit gắn liền với côngnghiệp chế tạo đồng hồ

* Đặc điểm của bánh răng xyclôit, phạm vi sử dụng

So với bánh răng thân khai, bánh răng xyclôit có những đặc điểm sau:

- Độ mòn nhỏ hơn trong điều kiện bôi trơn không tốt

- Hệ số trùng khớp của cặp bánh răng xycloit phụ thuộc vào các bánkính của vòng đỉnh răng và vòng sinh, ở bánh răng xycloit vòng đỉnh không

bị hạn chế bởi hiện tượng cắt chân răng còn vòng sinh cũng có thể trọn trongmột phạm vi rộng rãi Do đó trong những điều kiện giống nhau, hệ số trùngkhớp của cặp bánh răng xycloit có thể lớn hơn của cặp bánh răng thân khai

- Trong cặp bánh răng xycloit hệ số trượt biên dạng ở đầu răng và chânrăng là hằng số

- Trong những bộ truyền bánh tăng tốc, đặc biệt đồng hồ bánh răngxyclôit truyền lực rất tốt

Khi xuất hiện việc chế tạo bánh răng xyclôit bằng phương pháp lăn.Nhưng bánh răng có mô đun nhỏ, năng xuất chế tạo tăng lên rất nhiều Nhưngnhững ưu điểm căn bản các bánh răng thân khai đã làm hạn chế việc sử dụngbánh răng xyclôit trong ngành chế tạo máy, ngoại trừ ngành chế tạo đồng hồ.Trong chế tạo máy, bánh răng xyclôit được dùng dưới dạng bánh răng chốt,máy ép, bơm Root

* Ưu nhược điểm của cặp bánh răng xycloit

- Không có khả năng lắp lẫn vì biên dạng răng của mỗi bánh răng phụthuộc vào vòng sinh của bánh răng đối tiếp với nó

- Biên dạng sinh của thanh răng sinh là đường xycloit vì thế việc chếtạo dao khó khăn

- Góc ăn khớp biến đổi trong quá trình chuyển động nên tải trọng ở ổtrục là tải trọng biến thiên

Vì lý do trên, bánh răng xycloit tuy vẫn được dùng nhiều trong kỹ thuậtnhưng phạm vi sử dụng còn bị hạn chế, không rộng rãi như bánh răng thânkhai

3 Bánh răng trụ tròn.

Khi xét sự ăn khớp của các bánh răng trên một tiết diện thẳng góc vớitrục của chúng, chú ý đến chiều dày của bánh răng ta sẽ thấy tuỳ theo hìnhdạng của giao tuyến giữa mặt răng và các mặt trụ đồng trục với trục quay củabánh răng (mỗi giao tuyến này được gọi là một đường răng trên mặt trụ tươngứng) sẽ có nhiều kiểu bánh răng trụ tròn khác nhau:

- Bánh răng trụ tròn răng thẳng: Đường răng là đường thẳng

(song song với trục quay của bánh răng)

- Bánh răng trụ tròn răng nghiêng: Đường răng là đường xoắn ốc

trụ tròn

- Bánh răng trụ tròn răng chữ V: Đường răng là hai đường xoắn

ốc trụ tròn nối tiếp và đối chiều nhau

3.1 Bánh răng trụ tròn răng thẳng.

Bánh răng trụ tròn răng thẳng có thể coi là một hình trụ do một tiết diệnvuông góc với trục của nó vạch ra, khi tịnh tiến dọc theo trục ấy Bề dày củabánh răng trụ tròn giới hạn bởi hai mặt phẳng vuông góc với trục quay củabánh răng

Về đặc tính ăn khớp của bánh răng trụ tròn răng thẳng: Do chế tạo vàlắp ráp không thể chính xác tuyệt đối đồng thời do biến dạng của trục bánhrăng trong quá trình truyền lực các răng không thể tiếp xúc nhau dọc suốtđường tiếp xúc lú thuyết Chiều dày của bánh răng cành lớn sự tiếp xúc càngkhó hoàn toàn Đây cũng là một nhược điểm của bánh răng trụ tròn răngthẳng

3.2 Bánh răng trụ tròn răng nghiêng

Bánh răng trụ tròn răng nghiêng dùng để truyền chuyển động quay giữahai trục song song và chéo nhau trong không gian

Trong truyền động trục song song góc nghiêng của các đường răngtrên hình trụ lăn của cả hai bánh răng ăn khớp ngoài là bằng nhau về giá trị vàngược hướng xoắn Còn đối với truyền động trục chéo nhau, góc nghiêng củađường răng trên hai bánh răng là khác nhau

Trong các hộp giảm tốc bánh răng nghiêng được sử dụng rất rộng rãi.Thường gặp nhất là bánh răng trụ tròn răng thân khai nghiêng là cặp bánhrăng có mặt răng đối tiếp là mặt xoắn ốc thân khai

Đặc điểm ăn khớp của bánh răng trụ tròn răng nghiêng

Bánh răng nghiêng biên dạng thân khai có hệ số trùng khớp lớn Trongthực tế, có khi gặp những cặp bánh răng nghiêng có hệ số trùng khớp đến 20.Cùng với hệ số trung khớp lớn, quá trình ăn khớp thực hiện theo từngtiết diện đường tiếp xúc nằm chéo trên mặt răng và chiêu dài đường tiếp xúcthay đổi từ một điểm thành đường ngắn rồi tăng dần chiều dài sau đó lại giảmdần đến khi thành một điểm Nên bánh răng nghiêng làm việc êm Thườngdùng bánh răng nghiêng ở những bộ truyền cao tốc

Trên các mặt trụ lăn, góc nghiêng của răng đối ứng nhau

Số răng tối thiểu ít hơn 17 nên kích thước gọn hơn

Nhược điểm của bánh răng nghiêng khi ăn khớp có phản lực chiều trục.Lực này có khuynh hướng đẩy bánh răng theo chiều trục do đó phải có biệnpháp cố định bánh răng trên trục, phải dùng ổ chặn

Để khắc phục nhược điểm của bánh răng nghiêng đồng thời vẫn giữđược những ưu điểm của chúng người ta dùng những bánh răng chữ V hoặcbánh răng nghiêng đối xứng

Hai bánh răng nghiêng có chiều nghiêng ngược nhau, được

ghép lại với nhau ta được bánh răng chữ V Trong bánh răng

chữ V các lực tác động theo chiều trục của từng cặp bánh răng

nghiêng sẽ tự triệt tiêu

Bánh răng chữ V khắc phục được nhược điểm của bánh

răng nghiêng là khi ăn khớp có phát sinh lực theo chiều dọc trục

Hình 4

3.2 Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn (bánh răng Nôvicốp)

M.N Nôvicốp đã đề xuất một kiểu ăn khớp với biên dạng răng là cungtròn Loại bánh răng này ngày càng được áp dụng rộng rãi trong ngành chếtạo máy, nhờ khả năng truyền tải lớn.

- Cấu tạo mặt răng: Biên dạng răng (biến dạng lõm và lồi là những cungtrong bán kính R1 và R2 xấp xỉ bằng nhau cho nên biên dạng răng tiếp xúctheo điểm: điểm M Các cung tròn này thực hiện chuyển động xoắn vít dọctheo bánh răng sẽ tạo nên mặt răng

- Sự khác nhau giữa ăn khớp Novikov với ăn khớp thân khai là đường ănkhớp không nằm theo chiều ngang mà nằm theo chiều cao tạo thành góc 90ºvới phương của răng

- Đặc điểm ăn khớp: ở mỗi tiết diện, hai răng chỉ tiếp xúc tại một điểm

M, nên s = 0 Để đảm bảo ăn khớp liên tục, trong kiểu ăn khớp Nô vi kốp,phải sử dụng bánh răng nghiêng với hệ số trùng khớp chiếu trục >1

Trong quá trình ăn khớp điểm tiếp xúc của răng sẽ di chuyển dọc theođường tiếp xúc giữa hai hình trụ lăn Đường này chính là đường ăn khớp.Khoảng cách từ gốc ăn khớp đến đường ăn khớp gọi là hệ số dịch chỉnh e Hệ

số dịch chỉnh e có quan hệ với tốc độ trượt của các bề mặt răng Khi chạynhanh các răng ăn khớp với nhau trên toàn bộ chiều cao nên ăn khớp điểm trởthành ăn khớp đường

Trong thực tế do biến dạng đàn hồi, hai mặt răng sẽ tiếp xúc theo mộttiết diện nhỏ Diện tích này sẽ phát triển rất nhanh trong thời gian chạy màinhờ quanh điểm tiếp xúc Khe hở rất nhỏ

- Bánh răng nghiêng biên dạng cung tròn

Khả năng truyền tài lớn: vì hai biên dạng lồi,

lõm tiếp xúc với nhau nên bán kính cong tương

đương lớn ứng suất tiếp xúc phát sinh sẽ nhỏ, khả

năng truyền tải có thể lớn hơn 1,5 lần so với bánh

răng thân khai có cùng kích thước (độ cứng

HB < 320 và vận tốc vòng v  12m/s) Hình 5

Khi cắt bằng phương pháp bao hình thanh răng sinh của bánh răngNôvicốp có cấu tạo rất phức tạp khó chế tạo.

Ưu điểm của bánh răng Novikov là khả năng chịu tải trọng lớn, chịu màimòn cao và làm việc êm vì ăn khớp Novikov ăn khớp theo chiều cao nên cácbánh răng có dạng răng nghiêng Bánh răng Novikov được ứng dụng trongcác máy móc chịu tải trọng lớn, làm việc trong thời gian dài

4 Truyền động bánh răng không gian

Cơ cấu bánh răng không gian dùng để truyền chuyển động quay giữa các trục không song song với nhau Khi hai trục giao nhau người ta sử dụng cặp bánh răng nón và khi hai trục chéo nhau ding cặp bánh răng trụ chéo, cặp bánh răng hypoid và cặp trục vít – bánh vít

4.1 Bánh răng trụ chéo

Cặp bánh răng trụ chéo là cặp bánh răng trụ tròn ngoại tiếp có gócnghiêng không đối xứng ( 12 ) dùng để truyền chuyển động giữa hai trụcchéo nhau ( Hình 1e)

Vì hai trục không song song nên hai mặt lăn của hai bánh răng chỉ tiếpxúc nhau tại một điểm

- Cấu tạo mặt răng

Trong các loại bánh răng trụ chéo thường gặp nhất là bánh răng trụ chéovới mặt răng xoắn ốc thân khai (còn gọi là bánh răng xoắn thân khai) Vì vậycấu tạo mặt răng và các thông số của bộ truyền giống như bánh răng nghiêng

Do tiếp xúc điểm, nên phần làm việc trên mặt răng của mỗi bánh răngtrụ chéo chỉ là một đường cong nào đó nằm chéo trên mặt răng, các điểm cònlại trên mặt răng không làm việc Hiện tượng này là hiện tượng trượt tươngđối dọc đường răng làm cho mặt răng của cặp bánh răng trụ chéo chóng mòn

và mòn không đều

4.2 Cơ cấu trục vít

Cặp Trục vít – Bánh vít dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trụcchéo nhau ( thông thường là trực giao)

Bánh vít là một bánh răng thân khai, trục vít- bánh vít cững ăn khớpđiểm như cặp bánh răng trụ chéo Vì vậy việc tính toán tỷ số truyền của trụcvít – bánh vít tương tự như với cặp bánh răng trụ chéo Tuy nhiên vì ren củatrục vít quấn nhiều vòng theo đường xoắn ốc trên mặt trụ tròn, cho nên trụcvít hay sử dụng góc =90º-1 gọi là góc xoắn ốc của ren hay cho góc 1.

Hình 5

Vì ren quấn nhiều vòng nên số răng Z1 của bánh 1 ( thường là số đầumối ren ) chỉ cần ít ( thông thường Z1 = 1 – 4) trong khi đó số răng của bánh 2thường rất nhiều cho nên tỷ số truyền của cặp trục vít – bánh vít có thể rấtlớn Đây là ưu điểm của loại truyền động này

* Trục vít hình trụ

Cặp trục vít trụ tròn – bánh răng thân khai có tất cả các khuyết điểm củacặp bánh răng trụ chéo Để khắc phục khuyết điểm đó người ta thay đổi cấutạo mặt răng bánh vít: răng bánh vít được cắt bằng dao phay lăn có hình dạnghoàn toàn giống như trục vít và quá trình chuyển động khi cắt giống y nhưquá trình ăn khớp giữa trục vít bánh vít, do đó mặt chân răng của bánh vítkhông phải là mặt trụ tròn như mặt trụ chân răng của bánh răng thân khai nữa

mà là một mặt xoay có đường sinh là một cung tròn gọi là mặt xuyến chânrăng Loại truyền động với bánh vít như trên không phải tiếp xúc điểm màtiếp xúc đường Để tăng chất lượng ăn khớp, phần giữa của mặt trụ đỉnh răng

của bánh vít, từ chỗ là một mặt trụ tròn cũng được đổi thành một mặt xuyến

mà đường sinh là một cung tròn bao lấy trục vít ứng với  gọi là góc ôm củabánh vít

Góc nghiêng của bánh vít , trục vít khác nhau nhiều, nên vận tốc trượttương đối theo dọc răng sẽ rất lớn Vì vậy: hiệu suất của cơ cấu trục vít thấpnhiệt độ ở vùng tiếp xúc sẽ rất cao

Hình 6

Nếu cắt trục vít – bánh vít bằng một mặt phẳng chứa đường tâm của trụcvít và thẳng góc với trục chính của bánh vít sẽ thấy tiết diện của trục vít làmột thanh răng ( hình 6) và ở mặt cắt này – thường gọi là mặt cắt chính – sự

ăn khớp của trục vít- bánh vít là quá trình ăn khớp của một thanh răng và mộtbánh răng

Trục vít hình trụ phụ thuộc vào loại hình bề mặt dùng làm mặt răng củatrục vít

- Các loại mặt dùng để làm mặt răng của trục vít: mặt xoắn ốc acsimet,convolut và mặt xoắn ốc thân khai

+ Trục vít acsimét: là trục vít mà mặt ren là mặt xoắn ốc acsimet Mătxoắn ốc này là quỹ tích chuyển động của một đường thẳng luôn luôn dựa trênmột đường xoắn ốc trụ tròn và giao nhau với trục của hình trụ một góc không đổi Trục vít acsimet ( hình 7a) có cạnh răng thẳng trong mặt cắt dọcchứa đường tâm trục vít Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang (vuônggóc với trục) là đường xoắn ốc acsimet

+ Trục vít convolut: là trục vít mà mặt ren là đường xoắn ốc convolut.Mặt xoắn ốc này là quỹ tích chuyển động của một đường thẳng luôn tiếp xúcvới một hình trụ tròn tại các điểm trên một đường xoắn ốc và làm với đườngxoắn ốc này một góc  không đổi Khi góc =0 ta có mặt xoắn ốc thân khai.Vậy mặt xoắn ốc thân khai là trường hợp đặc biệt của mặt xoắn convolut Khibán kính của mặt trụ cơ sở bằng không, mặt xoắn ốc convolut biến thành mặtxoắn ốc acsimet, do đó mặt xoắn ốc acsimet cũng là trường hợp đặc biệt củamặt xoắn convolut Trục vít convolut (hình 7b) có cạnh ren thẳng trong mặtcắt pháp tuyến, giao tuyến của mặt ren với mặt cắt ngang là đường thân khaikéo dài

Hình 7+ Trục vít thân khai (hình 7c) có cạnh ren thẳng trong mặt cắt tiếp xúcvới mặt trụ cơ sở Giao tuyến của mặt ren với mặt cắt nganh là đường thânkhai

* Trục vít glôbôit ( Trục vít lõm)

Hình 8

Trường hợp này ren không nằm trên mặt trụ tròn mà nằm trên mặt xuyến(hình 8) Đặc điểm của loại truyền động này là không những bánh vít bao lấytrục vít mà trục vít cũng bao lấy bánh vít và đường tiếp xúc rất có lợi cho việctăng khả năng chịu tảI, do đó loại trục vít này truyền được công suất lớn hơncác loại trục vít thường

4.3 Bánh răng nón

Trong bộ truỳên bánh răng hình nón, răng phân bố trên hình nón cắt.Bánh răng nón dùng để truyền chuyển động giữa hai trục giao nhau

Hình 8Dựa vào dạng đường sinh trên bánh răng dẹt sinh người ta chia bánhrăng nón làm nhiều loại

4.3.1 Bánh răng nón răng thẳng, răng nghiêng

Bánh răng nón răng thẳng: đường răng chụm vào đỉnh bánh răng (h5.a)Đường răng nghiêng tiếp xúc với vòng tròn bán kính P (h5.b)

4.3.2 Bánh nón răng xoắn.

Đường răng là cung tròn bán kính ri (h5.c)

Đường răng là đường xoắn ốc Acsimets (h5.d)

Đường răng là đường thân khai của vòng tròn bán kính P (h5.e)

Hình 94.3.3 Cặp bánh răng Hypoit

Cặp bánh răng hypoit là cặp bánh răng nón răng xoắn có các góc

nghiêng không đối xứng ( 1  2 ) dùng để truyền chuyển động quay giữa hai trục chéo nhau

HìnhTrong trường hợp hai bánh răng hypoit là bánh răng nón răng nghiêng thì hai mặt răng chỉ tiếp xúc nhau tại một điểm Ngoài cặp bánh răng tiếp xúc điểm còn có những loại bánh răng hypoit răng xoắn tiếp xúc đường

PHẦN II:

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG RĂNG

Truyền động bánh răng theo phương pháp ăn khớp, được sử dụng rộngrãi trong ngành cơ khí Bánh răng cần có độ bền và tuổi thọ cao để trong quátrình làm việc không gây tiếng ồn và có hiệu suất làm việc cao Chất lượngtruyền động chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác chế tạo bánh răng

Độ chính xác của bánh răng gia công phụ thuộc vào độ chính xác củadụng cụ cắt răng và các phương pháp gia công răng, cách hình thành prôfinrăng

Hiện nay đang sử dụng hai phương pháp để cắt răng của bánh răng

- Phương pháp định hình (còn gọi là phương pháp chép hình)

- Phương pháp bao hình

Trong quá trình cắt răng có các điểm chung sau:

+ Có nhiều răng cùng tham gia cắt, lực cắt lớn và luôn thay đổi

+ Tốc độ cắt tại các điểm trên lưỡi cắt là khác nhau.

+ Lưỡi cắt có hình dáng phức tạp, các chuyển động trong quá trình cắtcũng rất phức tạp nên các thông số hình học của dao trong quá trình cắtthường không đạt trị số hợp lý

+ Dao đòi hỏi có độ chính xác cao, đắt tiền, tuổi bền lớn

1 Cắt răng theo phương pháp định hình (chép hình)

Là phương pháp gia công răng bằng dao phay (hoặc chuốt) Có biêndạng lưỡi cắt răng dao giống biên dạng rãnh giữa hai răng của bánh răng giacông Trong quá trình cắt prôfin của dụng cụ cắt ở tất cả các điểm trùng vớiprôfin rãnh giữa hai răng của bánh răng gia công Nó gồm các loại sau:

Đặc điểm của phay định hình:

- Đạt độ chính xác thấp ( cấp 7,8) khó khăn trong việc điều chỉnhchính xác vị trí tương đối giữa dao và chi tiết gia công Năng suất thấp nhưnglại tương đối đơn giản

- Thường là sản xuất cho bộ truyền bánh răng có tốc độ thấp.Trong sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối đối với những bánh răng có mođunlớn, phương pháp này chỉ gia công phá

- Dao có biên dạng của rãnh răng tuy nhiên rãnh răng lại thay đổitheo mođun và số răng Do đó, để đảm bảo tính thiết kế, dao phay định đượcsản xuất theo bộ 8, 15 và 26 con với cùng modun và góc ăn khớp Mỗi daoding để sản xuất một loại bánh răng trong phạm vi số răng nhất định và cóhình dáng răng gần đúng.( với với m < 8 dùng bộ 8 dao, 8  m  16 dùng bộ

15 dao, 16m dùng bộ 26 dao)

1.2 Dao chuốt răng định hình

Gia công bánh răng bằng phương pháp chuốt định hình cho năng suấtcao và độ chính xác cao, thường dùng ở dạng sản xuất loạt lớn hàng khối

HìnhTheo phương pháp này, dao chuốt có profil giống profil của rãnh răng,

có thể chuốt một rãnh hoặc nhiều rãnh cùng lúc

Phương pháp chuốt được sử dụng để gia công bánh răng thẳng và bánhrăng nghiêng ăn khớp trong và ăn khớp ngoài

1.3 Dao bào răng định hình

Bào răng định hình được thực hiện trên máy bào răng với dao định hìnhcũng có profil giống profil rãnh răng hoặc dao thông thường với dưỡng Khigia công các rãnh răng thì cũng dùng đầu phân độ cho từng răng

Phương pháp này dùng chủ yếu để gia công thô các bánh răng ăn khớpngoài và trong có mođun lớn

1.4 Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng của phương pháp cắt răng định hình

Khi cắt răng theo phương pháp này thường xảy ra các chuyền động sauđây:

- Chuyển động cắt chính: do dao đảm nhận

- Chuyển động phân độ của phôi

- Chuyển động chạy dao: do dao hoặc phôi đảm nhận

- Chuyển động để cắt hết chiều sâu của rãnh răng

* Ưu điểm

- Việc cắt đơn giản có thể được thực hiện trên các máy phay (vạn năngchuyên dùng) dùng đầu phân độ vạn năng hoặc đĩa chia độ đơn giản thao táccũng đơn giản

- Với m  10 Phương pháp này chiếm ưu thế vì khi đo chế chế tạo cácloại dao theo phương pháp bao hình rất tốn kém và hơn thế nữa với m  10thường chỉ dùng cho các bộ truyền có độ chính xác không cao, chịu tải nặng

* Phạm vi sử dụng:

Được sử dụng gia công răng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ hoặcsửa chữa các bộ truyền có độ chính xác không cao và mô đuyn của bánh răng

lớn Còn được sử dụng bánh răng chữ V không có rãnh thoát dao (dao phayvấu môđun).

2 Cắt răng theo phương pháp bao hình.

Là phương pháp cắt răng mà biên dạng răng của bánh răng gia côngđược hình thành nhờ đường bao của vị trí liên tiếp các lưỡi cắt của dao Nhưvậy lưỡi cắt chính của dao có thể giống hoặc không giống biên dạng của bánhrăng gia công

2.1 Dao phay lăn răng

Dao phay lăn răng trục vít dùng để cắt răng theo phương pháp bao hìnhdựa trên nguyên lý ăn khớp giữa bánh răng với trục vít Thực chất dao là mộttrục vít trên đó chế tạo rãnh để tạo ra mặt trước của răng và các lưỡi cắt

- Phương pháp này có tính vạn năng cao, sử dụng 1 dao để gia côngnhiều loại bánh răng có số răng khác nhau

- Độ chính xác gia công thấp hơn so với xọc răng

- Năng suất gia công cao

- Cần khoảng thoát dao lớn nên không thể gia công các bánh răng bậc.

- Dao phức tạp khó chế tạo

2.2 Dao xọc răng

Xọc răng là phương pháp cắt bao hình, ở đây dao xọc có dạng bánh răng( hình chậu ) hay dao có dạng thanh răng ( hình lược)

* Xọc răng bằng dao xọc dạng bánh răng

Phương pháp này có thể gia công bánh răng thẳng răng nghiêng răng bậc

mà khoảng cách giữa các bậc nhỏ và đặc biệt để sản xuất bánh răng ăn khớptrong

Hình : Sơ đồ xọc răng bằng dao xọc bánh răng

Về bản chất dụng cụ cắt là một bánh răng mà mặt đầu được tạo thànhmặt trước còn các mặt bên được tạo thành mặt sau của lưỡi cắt Trong qúatrình gia công, dụng cụ cắt chuyển động cắt theo hướng dọc trục của bánhrăng và cùng với chi tiết có chuyển động quay cưỡng bức

* Xọc răng bằng dao xọc dạng thanh răng

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc ăn khớp của bánh răng và thanhrăng Dao có dạng thanh răng với profil hình thang chuyển động cắt theohướng vuông góc với mặt đầu của bánh răng gia công

Hình : Sơ đồ xọc răng bằng dao dạng thanh răngPhương pháp này dùng để gia công chính xác bánh răng thẳng, nghiêng,bánh răng chữ V Dao thanh răng chế tạo đơn giản và rẻ tiền hơn so với daoxọc dạng bánh răng, tuy nhiên máy để xọc răng bằng dao dạng thanh răng lạirất phức tạp cho nên phương pháp này ít được sử dụng hơn phương pháp xọcbằng dao dạng bánh răng.

Đặc điểm của xọc răng

-Phương pháp này đạt độ chính xác tương đối cao do dao dễ chế tạochính xác Độ bang bề mặt tốt vì phôI được cắt liên tục theo chiều dài củarăng

-Là phương pháp duy nhất có thể gia công bánh răng bậc nhỏ, bánh răngtrong

-Do có chuyển động tịnh tiến khứ hồi nên có lực quán tính sẽ gây va đập

vì thế không nâng được vận tốc cắt nên năng suất không cao

- Khi cắt răng nghiêng thì dao khó chế tạo và cần phải có bạc dẫnchuyên dùng

2.5 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng của gia công răng bằng phương

pháp bao hình

* Ưu điểm

- Cho năng suất cao vì liên tục (do nó nhắc lại sự ăn khớp giữa bánhrăng với bánh răng hoặc trục vít với bánh răng)

- Chất lượng tốt: do tránh được nhược điểm phương pháp định hình vì

nó chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của dao và mô đuyn của bánh răng giacông mà không phụ thuộc vào số răng của bánh răng được cắt

* Phạm vi sử dụng

Vì những ưu điểm trên mà hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trongsản xuất bánh răng nhất là trong sản xuất loạt lớn hàng khối

PHẦN IITHIẾT KẾ DAO PHAY LĂN RĂNG

I CÔNG DỤNG PHẠM VI SỬ DỤNG, PHÂN LOẠI

1 Công dụng phạm vi sử dụng

Dao phay lăn răng là dụng cụ gia công răng được dùng nhiều phổ biến,

nó dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoài (và một phần cho bánh răng ănkhớp trong) răng thẳng, răng nghiêng (răng xoắn), bánh răng chữ V và còn đểgia công bánh vít nữa

Dạng profin răng dao phay phụ thuộc vào dạng prôfin của bánh răng giacông vì vậy dạng prôfin của răng dao phay có thể là thân khai xyclôit,Nôvicốp vv

2 Phân loại

- Dựa vào số đầu mối dao phay lăn răng phân thành :

* Dao phay lăn răng một đầu mối

* Dao phay lăn răng nhiều đầu mối

- Dựa vào dạng prôfin của trục vít người ta phân biệt:

+ Dao phay lăn Acsimet

+ Dao phay lăn răng Côvôliut

+ Dao phay lăn thân khai

- Dựa vào kết cấu của dao phay lăn được phân thành dao phay lănnguyên khối chuôi rời hoặc chuôi liền, ở loại này dao phay được chế tạo từmột phôi hoàn chỉnh

Dao phay ghép được chế tạo để cắt các loại bánh răng có mô đun lớn(m>10mm)

3 Nguyên lý làm việc của dao phay lăn răng

Quá trình hình thành profin của răng bánh răng bằng dao phay lăn tương

tự như quá trình ăn khớp của bánh răng gia công với trục vít (trục vít có thểnhư bánh răng nghiêng với số răng bằng số đầu mối của trục vít)

Thực chất dao là một trục vít trên đó tạo ra các rãnh để tạo ra mặt trướccủa răng và lưỡi cắt Để tạo ra một góc sau của răng dao mặt sau của răng daođược hớt lưng theo đường xoắn Acsimét.

Muốn cho bánh răng nghiêng ăn khớp đúng thì răng của chúng phải ănkhớp chính xác với cùng một thanh răng không gian (kiểu dạng sinh) (h6)Muốn vậy, phải yêu cầu cả hai bánh răng này có bước răng và góc prôfinrăng bằng nhau đo trong tiết diện NN thẳng góc với hướng răng của thanhrăng Trong tiết diện thẳng góc vào hướng đường xoắn trên mặt trụ chia trungbình, dao phay phải có bước răng tu và góc prôfin  tương ứng bằng bước t1

và góc prôfin 1 của tiết diện pháp tuyến theo mặt trụ chia của bánh răng giacông:

u t

Trong đó  - Góc vít của dao phay theo mặt trụ chia (trung bình) cóđường kính dtb

Gải các phương trình trên ta có:

Muốn cho đường xoắn của dao phay và các răng của bánh răng tiếpxúc với cùng một thanh răng không gian trục dao phay phải đặt nghiêng mộtgóc  với tiết diện pháp của thanh răng và do đó cả của bánh răng

Để đơn giản hoá vấn đề, chúng ta khảo sát dao phay để gia công bánhrăng thẳng Trên bánh răng đó tiết diện pháp của răng trùng với tiết diện mặtđầu và trục của dao phay để dùng gia công bánh răng đó nghiêng 1 góc  vớimặt đầu của bánh răng

Theo điều kiện ăn khớp, dao phay và bánh răng gia công quay liên tụcquanh trục của chúng Khi dao phay quay một vòng thì bánh răng quay mộtbước (dao phay một đầu mối) hoặc quay 1/z vòng - ở đây z là số răng củabánh răng.

Khi quay, trục vít một đầu mối sẽ lần lượt ăn khớp với tất cả các răngcủa bánh răng Do đó mỗi rãnh răng của bánh răng được gia công bởi tất cảcác răng của dao phay một đầu mối Các răng này bố trí trên chiều dài phầnlàm việc của đường tạo hình Khi sử dụng dao phay nhiều đầu mối, mỗiđường ren cũng gia công thành rãnh răng nhưng sau đó đường ren này khôngcắt thành rãnh tiếp theo mà cắt rãnh nằm cách rãnh đầu tiên một số rãnh bằng

số đầu mối của dao phay Những rãnh ở giữa sẽ được gia công bởi các đườngren khác của dao phay nhiều đầu mối Như vậy sau một vòng quay của daophay bánh răng sẽ quay một số bước răng và một số rãnh răng sẽ được giacông Số rãnh đó bằng số đầu mối của mô đun dao phay

II CHỌN VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT

1 Yêu cầu chung

Để đảm bảo thực hiện gia công cắt gọt phần cắt của dao trực tiếp làmnhiệm vụ cắt để tạo phôi và tạo hình Để nâng cao năng suất cắt, nâng caochất lượng bề mặt gia công phần cắt của dao không những phải có hình dánghình học hợp lý mà còn phải đảm bảo được chế tạo từ loại vật liệu thích hợp

Vì vậy vật liệu chế tạo cắt còn phải có đầy đủ những yêu cầu cơ bản về tínhnăng cắt, tính công nghệ và tính kinh tế

Trong quá trình gia công bằng cắt, dụng cụ cắt chịu tác động của lựccắt, lực ma sát, rung động, nhiệt phát sinh trong quá trình làm việc trongkhoảng thời gian dài Nên đòi hỏi vật liệu dụng cụ cắt cần phải đảm bảo cácyêu cầu sau đây:

1.1 Độ cứng

Là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của tải trọng ngoài thôngqua mũi đâm

Để vật liệu cắt có thể cắt đi một lớp vật liệu gia công và chuyền nóthành phoi, độ cứng của vật liệu dụng cụ cắt phải có trị số vượt quá độ cứngcủa vật liệu gia công khoảng HRC 20.

Thông thường, trị số của vật liệu dụng cụ cắt phải đạt HRC 58 trở lên.Tuy nhiên việc tăng độ cứng kéo theo sự tăng độ dòn

Vì vậy các mác vật liệu dụng cụ khác nhau tương quan tối ưu xác địnhđược độ cứng của vật liệu dụng cụ có liên quan đến độ cứng vật liệu gia công

1.2 Độ bền cơ học

Khi cắt dụng cụ cắt chịu tải trọng rất cao Mặt khác trong quá trình giacông có sự thay đổi liên tục của lực cắt (do hiện tượng vật lý xảy ra trong quátrình cắt, do cắt không liên tục ) có trị số từ không đến trị số lớn nhất

Vì vậy vật liệu dụng cụ cắt cần phải kết hợp độ cứng cao với khả năngchịu kéo nén tốt, có giới hạn cao của độ dai va đập và độ bền mỏi, để đảm bảophần cắt của dụng cụ cắt ổn định ở tải trọng cao trong các điều kiện như trên

mà không bị phá huỷ dòn và không bị biến dạng dẻo

Do đó yêu cầu quan trọng thứ hai của vật liệu dụng cắt là đạt được độbền cao

1.3 Độ bền nhiệt (tính cứng nóng)

Độ bền nhiệt đặc trưng bởi nhiệt độ tới hạn ổn định trong quá trình cắt

mà khi đó vật liệu dụng cụ cắt không thay đổi hoặc mất đi tính chất cắt củamình

Thường xác định bởi nhiệt độ tối hạn mà tại đó độ cứng phần cắt củadụng cụ cắt không thay đổi không giảm quá một trị số cho phép ( HRC58)

Đây là một yêu cầu quan trọng của vật liệu dụng cụ cắt, bởi trong quátrình cắt, từ phôi truyền tới dụng cụ cắt một dòng nhiệt lớn do đó ở phần cắttạo thành một trung tâm nhiệt độ cao (có thể từ 600 9000C) ở nhiệt độ caonhư vậy, lại chịu tải trọng lớn nhưng bề mặt tiếp xúc của dụng cụ cắt (vớiphôi) mất độ cứng ban đầu, bị mềm đi nhanh chóng, bị mài mòn dần đến pháhỏng dụng cụ, dụng cụ cắt sẽ không tiếp tục cắt được

Độ bền mòn của dụng cụ cắt phụ thuộc vào độ cứng, độ bền cơ học và

độ bền nhiệt độ của chính nó

1.5 Độ dẫn nhiệt (tính dẫn nhiệt)

Để tăng chất lượng dụng cụ cắt là phải nâng cao độ dẫn nhiệt của nó Ởnhững vật liệu dụng cụ cắt có tính dẫn nhiệt tốt cho phép truyền nhanh dòngnhiệt từ vùng cắt ra ngoài, giảm được nhiệt cắt và tăng được độ bền mòn củadụng cụ cắt

3.Tính kinh tế

Vật liệu dụng cụ cắt thường đắt tiền do đó cần phải chọn vật liệu dụng

cụ cắt phù hợp với yêu cầu của chi tiét khi gia công, nhằm giảm chi phí chếtạo dụng cụ cắt cho một đơn vị chi tiết gia công

4 Các loại dụng cụ cắt

4.1 Thép cácbon dụng cụ.

Để đảm bảo cho thép cacbon dụng cụ có đủ độ cứng và có tính chịumòn cao, hàm lượng cacbon chứa trong thép thường vào khoảng 0,65 1,35%

Sau khi nhiệt luyện độ cứng bề mặt đạt được HRC 60  65 còn tronglõi chỉ đạt khoảng HRC 40 Vì độ thấm tôi thấp nên phải tôi trong nước hoặctrong hỗn hợp nước muối Do tốc độ nguội nhanh nên trong khi tôi thường bịbiến dạng, nứt, vỡ Mặt khác thép cacbon dụng cụ rất nhậy cảm với sự quánhiệt Khi quá nhiệt kích thước hạt tăng làm tăng độ dòn và dễ gãy mẻ.

Độ bền nhiệt độ của thép các bon dụng cụ thấp, vào khoảng 200 2500C,

độ chịu mòn kém, tính năng cắt thấp Do đó thép các bon dụng cụ chỉ dùng đểchế tạo dụng cụ cắt làm việc với tốc độ cắt thấp, để cắt vật liệu mềm Thườngchỉ cắt với tốc độ V= 4 -10m/ph

Ưu điểm của thép là dễ mài sắc, dễ đạt độ nhẵn bề mặt cao giá thành rẻ.Hiện nay đang sử dụng một số mác thép các bon dụng cụ sau: CD10A;CD80A; CD90A; CD100A;CD110A; CD120A; CD130A( tương ứng với một

số mác thép của Nga là: Y7A; Y 8A; Y9A ; Y10A; Y11A; Y12A; Y13A) CD

là ký hiệu của thép các bon dụng cụ các chỉ số là số phần vạn của các bonchứa trong thép A là loại thép tốt có hàm lượng S < 0,02% và P <0,03%

Thép CD70A có độ dẻo dai tốt, chịu được va đập nên thường được chếtạo các dụng cụ rèn, nguội như đục

Thép CD8A; CD90A dùng để chế tạo dụng cụ gia công gỗ như daophay, khoét, lưỡi cưa

Thép CD100A, CD110A; CD120A; CD130A, chế tạo mũi doa bằngrèn, tarô, giũa

4.2 Thép hợp kim dụng cụ

Để tăng tính cắt, có thể thêm vào thép cac bon dụng cụ cắt một sốnguyên tố hợp kim như Vonpram - Crôm, Vanađi với hàm lượng khoảng 0,5

0,3% và nhận được thép hợp kim dụng cụ Vonpram có tác dụng làm tăng

độ bền nhiệt độ chịu mòn Crôm để tăng độ thấm tôi và độ cứng Vanađi tạo

ra các bít hạt nhỏ nên có độ cứng và độ bền cao

Thép hợp kim dụng cụ tôi ở nhiệt độ 8200C  8500C trong dầu Sau khinhiệt luyện, đạt độ cứng HRC 62 66

Tuy không cứng hơn thép cácbon dụng cụ bao nhiêu nhưng độ bềnnhiệt của thép hợp kim dụng cụ khá hơn khoảng 3500C  4000C do đó chophép nâng cao tốc độ cắt lên gấp 1,2 - 1,4 lần so với dao làm bằng thépcacbon dụng cụ (V= 12  15 m/ph)

Để chế tạo dụng cụ cắt thường dùng các loại thép hợp kim dụng cụ nhưsau: 90Crsi (9XC);100CrWMn (XBI); 130 Cr12VI (X12); 110Cr6WV(X6B)

Trong đó thép 90CrSi được sử dụng rộng rãi nhất vì các ưu điểm sau:

- Rẻ tiền so với mác thép hơp kim dụng cụ khác

- Độ thấm tôi và tính tôi tốt nên sau khi tôi có thể làm nguội trong dầu.Dụng cụ cắt sau khi tôi ít bị biến dạng, cong vênh

- Phân bố các bít đồng đều nên độ bền nhiệt cao cho phép nâng cao tốc

độ cắt

Tuy vậy thép 90 CrSi còn một số nhược điểm sau

+ Độ cứng ở trạng thái ủ vẫn cao (HB 217 235) do đó khó gia công.+ Khi nhiệt luyện sinh ra lớp thoát các bon ảnh hưởng xấu đến độ cứngtại những chỗ mỏng trên phần cắt của dao Thép 90 CrSi được dùng dễ chếtạo các dụng cụ cắt có biên dạng không mài sau nhiệt luyện, các dụng cụ cókích thước lớn Các dụng cụ gia công ren đặc biệt là các dụng cụ gia công renđặc biệt là bàn ren có bước nhỏ

Thép hợp kim 100 CrWMn có độ thấm tôi tốt, có thể tôi trong dầu và rất

ít bị biến dạng sau khi nhiệt luyện

Do đó thường dùng để chế tạo dao chuốt nhất là dao chuốt có chiều dàilớn và kích thước tiết diện ngang nhỏ, ví dụ như dao chuốt rãnh then

Nhược điểm của thép 100 CrWMn là dễ tạo ra lưới các bít do đó làmcho lưỡi dao làm việc trong điều kiện tác động lớn

4.3 Thép gió

Thép gió còn gọi là thép cao tốc Đó là loại thép hợp kim có hàm lượnghợp kim cao nhất là Vonfram khoảng (6  19%) và Crôm (khoảng 3  4,6%)

Sau khi nhiệt luyện, độ cứng đạt HRC 62  65 Thép gió có độ thấm tôi lớn,

độ bền mòn và độ bền cơ học cao

Độ bền nhiệt khoảng 6000C Vì vậy dao thép gió có thể cắt với tốc độlớn gấp 3  4 lần dao thép các bon dụng cụ Tốc độ cắt lớn nhất của dao đĩathép gió

Vmax = 50 m/ph

Thép gió được chia làm 2 loại:

Thép gió có năng suất thường gồm các mác:

P18; P12; P9; P6M5

Thép gió có năng suất cao, gồm các mác:

P182; P95; P14K5; P9K10; P18K52; P10K55Chữ P: Ký hiệu thép gió;  Va na đi (V)

K: Cô ban (Co); M - Mô líp đen

Các chỉ số đứng sau chữ P; ; K; M biểu thị hàm lượng tính theo phầntrăm của vônfram, vanađi, côban, môlípđen

Thép gió P18 và P9 được sử dụng phổ biến Chúng có độ bền nhiệt vàtính năng cắt như nhau Do đó tuổi bền khi cắt ở tốc độ cao là như nhau Cònkhi cắt ở vùng tốc độ thấp (dao chuốt), dao thép gió P18 có tuổi bền cao hơnthép gió P9 vì độ chịu mòn ở trạng thái nguội của thép gió P18 cao hơn thépP9

Thép gió P9 có hàm lượng Vanađi cao hơn nên cứng hơn, khó mài hơn.Khi mài sắc dễ sinh hiện tượng cháy bề mặt làm độ cứng giảm Thép gió P9

có hàm lượng Vonpram ít hơn nên rẻ hơn Mặt khác do ít Vonopram nênlượng các bít dư ít và có sự phân bố các bít ít nên có sự phân bố các bít đồngđều hơn nên có tính gia công tốt ở vị trí nóng, để rèn, để cán Điều đó quantrọng với dụng cụ cắt có phôi được tạo nên bằng phương pháp biến dạng dẻo

ví dụ như mũi khoan xoắn

Nhược điểm lớn nhất của thép gió là sự phân bố không đồng nhất củacác bít sinh ra trong quá trình biến cứng của thép đúc Do đó làm giảm chất

lượng và cơ tính của thép gió, dẫn đến lưỡi cắt dễ bị mẻ, gẫy, làm giảm tuổibền của dao Vì vậy trước khi gia công cơ phôi thép gió cần phải rèn đi rèn lạinhiều lần để phân bố các bít cho đồng đều.

Đối với dụng cụ cắt có hình dạng đơn giản (dao tiện dao phay, mũikhoét…) làm việc ở vùng tốc độ cao nên làm bằng thép gió P9 Còn đối vớicác loại dao định hình phức tạp, dao cắt ren, cắt răng cũng như đối với dụng

cụ cắt làm việc ở vùng tốc độ thấp (dao chuốt, doa, mũi khoét nhỏ ) nên chếtạo bằng thép gió P18

Thép gió có năng suất cao được chế tạo theo hai hướng:

+ Thêm cô ban: Như thép gió P9R5; P9R10; P10K55; P18K52 Côban làm tăng độ chịu nhiệt, độ cứng do đo làm tăng tính cắt của thép gióNhưng nếu tăng cô ban quá nhiều sẽ làm tăng độ giòn, giảm độ bền Mặt khác

cô ban đắt tiền nên loại thép gío này chỉ dùng để gia công vật liệu khó cắt nhưthép chịu nhiệt, thép không rỉ

+ Thép Vanađi: Như thép gió P99; P144; P182; P102 Thép gióVanađi có độ bền nhiệt và nhất là độ cứng, độ chịu mòn cao hơn thép gió P18.Nhưng nhược điểm của chúng là khó rèn, khó mài sắc Do đó chỉ dùng để chếtạo các loại dao gia công tinh và dao có lưỡi cắt mỏng (dao chuốt, mũi doa,dao cà răng )

Thép gió thường có hàm lượng mô líp đen khoảng 0,3% Để giảm lượngvonpram có thể tăng mô líp đen Khi đó mác thép được ghi thêm chữ M, ví dụnhư P18M, P9M Hàm lượng mô lip đen trong thép gío P18 cho phép đến 1%trong thép gió P9 cho phép đến 0,6% Nói chung tính năng cắt của hai thépgío Vonpram và thép gió mô líp đen tương đương nhau Thép gió mô líp đen

có độ không đồng nhất các bít nhỏ hơn thép gío vonpram Song nhược điểm

cơ bản của thép gió mô líp là làm giảm nhiệt độ tôi và tăng sự thoát các bon

bề mặt Khi tăng hàm lượng mô líp đen Vì vậy để tránh làm hỏng lớp bề mặtcủa dao cần phải tôi trong lò có môi trường bảo vệ

Ở Mỹ thép gió được chia thành làm hai nhóm: Thép gió mô líp đen vàthép gió Vonpfam, theo tiêu chuẩn AISI thép gió mô líp đen gồm có các mácsau: M1, M2, M3, M4, M6, M7, M10, M33, M34, M36, M41, M42, M43,M44, M46, M47.

Nhóm thép gió Vonpram gồm các mác sau: T1, T2, T4, T5, T6, T8 ,T15

Ở Nhật nhóm thép gió Vonfram gồm các sau: SKH2, SKH3, SKH4,SKH10

Nhóm thép gío môlíp đen- Vonfram có các mác sau: SKH52, SKH53,SKH54, SKH55, SKH56, SKH58, SKH59

Các mác thép gió tương đương của các nước giới thiệu ở bảng sau:

POCT19265-73

(Nga)

DIN (Đức)

AISI (Mỹ)

AFNOR (Pháp)

ISO (quốc tế)

Hợp kim cứng có độ cứng lớn: HRA87  92 (lớn hơn HRC70) Độ bềnnhiệt cao:10000C Độ bền mòn cao hơn hẳn thép gió Vì vậy dao hợp kimcứng có thể cắt với vận tốc rất lớn, khoảng 100  500m/ph Năng suất cắt gấp2-3 lần so với dao thép gió Nhược điểm cơ bản của hợp kim cứng là độ bềnuốn kém, độ dẻo thấp Do đó dao hợp kim cứng cần làm việc trong điều kiện

không có va đập, tránh tải trọng thay đổi và hệ thống công nghệ đảm bảocứng vững.

Hợp kim cứng được chia thành ba nhóm

4.4.1 Nhóm một các bít:

Còn gọi là vonfram ký hiệu:BK

Nhóm này được tạo bởi các bít vonfram và dung dịch đặc của nó trong

cô ban Hợp kim cứng vonfram có các mác sau: BK2; BK3; BK4; BK6;BK6M; BK8; BK8M; BK10; BKM; BK15

Chỉ số sau chữ K là số phần trăm cơ bản còn lại là các bít vonfram chữ

A ghi ở cuối chỉ loại các bít hạt nhỏ Chữ B ghi ở cuối chỉ loại các bít hạt lớn.Hợp kim cứng BK2; BK3; BK4; BK6; BK6M; BK8 được dùng để giacông cắt kim loại Trong đó BK8 là loại dùng phổ biến nhất Hợp kim BK4 cótính cắt cao hơn BK8 tốc độ cắt lớn hơn 30  70% và tuổi bền cao hơn từ 2

5 lần tuỳ theo điều kiện gia công Hợp kim cứng BK6M có độ hạt rất nhỏ và

độ xốp rất thấp thường dùng để gia công gang đặc biệt cứng, thép không gỉ.Nói chung hợp kim cứng nhóm một các bít thường dùng để gia cônggang hoặc các loại thép cứng vì chúng có độ dẻo cao, chịu va đập lớn

4.4.2 Nhóm hai các bít

Còn gọi là hợp kim cứng ti tan-vonpram, ký hiệu TK

Nhóm này được tạo hình bởi các bít vonfram, các bít ti tan và dung dịchđặc của chúng trong cô ban Hợp kim cứng ti tan vofram có các mác sau:T5K10; T14K8; T15K6; T15K67; T30K4; T60K6

Chỉ số sau chữ K là số phần trăm cô ban Chỉ số ghi sau chữ T là sốphần trăm các bít ti tan còn lại là các bít vonpram Hợp kim cứng T15K6Tđược chế tạo theo phương pháp công nghệ đặc biệt Do đó khả năng chịu mòntốt hơn loại T15K6 (khi tiện với tốc độ V>60m/ph chịu mòn tốt hơn 2 3lần)

Nói chung hợp kim cứng nhóm hai các bít được dùng để gia công thép ởtốc độ cắt cao vì chúng có độ bền nhiệt cao, độ cứng cao và tính hàn dính

thấp Hợp kim cứng T15K10 có độ bền cao nhưng tính chịu mòn thấp nênđược dùng để gia công thô thép khi cắt gián đoạn với lượng chạy dao lớn vàtiết diện phôi không đều.

Hợp kim cứng T14K8 và T15K6 có độ bền thấp hơn và khả năng chịumòn cao hơn T15K6 được dùng để gia công tinh thép với lượng chạy daotrung bình và tiết diện phôi tương đối đều khi cắt liên tục

Hợp kim cứng T30K4 và T60K3 có khả năng chịu mòn tốt nhưng độbền giòn lớn, nên được dùng để gia công tinh thép với lượng chạy dao nhỏ vàcắt liên tục với tốc độ cắt cao

4.4.3 Nhóm ba các bít

Còn gọi là nhóm hợp kim cứng ti tan, tan tan, vonfram, ký hiệu: TTK.Nhóm này được tạo bởi các bít vonfram, các bít titan, các bít tan tan và dungdịch đặc của chúng trong cô ban Chúng bao gồm các mác sau: TT7K12;TT7K15; TT10K8; TT20K9

Thành phần hoá học của chúng cho trong bảng sau (tính theo %)

Mác hợp kim cứng Cô ban Các bít ti tan Các bít tan

- Tăng độ nhỏ hạt cấu trúc tinh thể nên làm tăng độ chịu mòn

- Giảm xu hướng bị cháy cho tính dẫn nhiệt tăng

- Mở rộng khả năng gia công của hợp kim cứng

Tuy vậy tan tan là nguyên tố hiếm đắt tiền, đắt gấp mấy lần Vonframnên hợp kim cứng nhóm ba các bít có phạm vi sử dụng hẹp thường chỉ dùng

để gia công các loại thép cứng và hợp kim bền nhiệt (không có lớp vỏ cứng

Hợp kim cứng nhóm M có màu vàng độ cứng khoảng 91,8 93,6

Các mác hợp kim cứng tương đương của các nước được giới thiệu ở bảng sau:

DIN (Đức)

Công ty su mit ono (Nhật)

- Vật liệu sứ ít giống tính chất kim loại nên ít có xu hướng hình thànhdính kết với vật liệu gia công Khả năng hình thành leo dao ít Chất lượng giacông tốt nên cho phép để sử dụng cắt thép hợp kim khó gia công.

- Có tính kinh tế cao vì sử là loại vật liệu rẻ tiền