Thiết kế và lập trình công nghệ chế tạo máy dao phay lăm răng module m = 4mm

Tài liệu tham khảo Thiết kế và lập trình công nghệ chế tạo máy dao phay lăm răng module m = 4mm

Trường đhbk hà nội cộng hoà xã hội chủ nghĩa việi nam

Khoa cơ khí độc lập – tự do – hạnh phúc

Bộ môn gcvl & dccn

-Nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên : Đinh Thị Phương

Thiết kế và lập trình công nghệ chế tạo máy dao phay lăn răng module m=4mm

2.Số liệu ban đầu:

- Dao phay lăn răng dùng để cắt bánh răng hình trụ có m=4(mm) ;0=200;f=1 cấp chính xác B

- Dạng sản xuất hàng loạt nhỏ

- Điều kiện thiết bị : các thiêt bị nhà máy Dụng cụ cắt số 1và một số nhàmáy cơ khí ở Việt Nam

3.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Trình bày đặc tính cơ bản của bánh r ăng thân khai

- Trình bày nguyên lý gia công bánh răng bằng phương pháp

bao hình của dao phay lăn răng

- Thuyết minh phần tính toán thiết kế dao

- Thuyết minh phần lập trình công nghệ, chế độ cắt, lượng dư

- Thuyết minh phần thiết kế đồ gá

- Thuyết minh phần điều chỉnh dao tiện hớt lưng

- Thuyết minh phần tính toán điều chỉnh đá mài để mài sắc và hớt lưngdao phay lăn răng

- Thuyết minh phần tính toán sai số khi mài mặt trước dao phay lăn răng

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Họ và tên sinh viên: Đinh Thị Phương

: Lương Thị Ngọc Quyên

: Phạm Tiến Thành

Lớp : CTM_KII _Z113

Chuyên ngành : Chế tạo máy

1.Đề tài thiết kế :

Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo ra phay lăn răng module m = 4mm

2.Khối lượng của đồ án

1, Phần thuyết minh:…… trang

2, Phần bản vẽ: 08 bản A0

3.Nôị dung nhận xét :

- ………

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tuyên Quang Ngày15 tháng 03.năm 2006

Giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của giáo viên duyệt

Họ và tên sinh viên: Đinh Thị Phương

: Lương Thị Ngọc Quyên

: Phạm Tiến Thành

Lớp: CTM_KII _ Z113

Chuyên ngành: Chế tạo máy

1.Đề tài thiết kế :

Thiết kế và lập quy trình công nghệ chế tạo ra phay lăn răng

2.Khối lượng của đồ án

1, Phần thuyết minh:… trang

2,Phần bản vẽ:…08……bản A0

3.Nôị dung nhận xét :

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

………

………

………

………

……… ………

………

………

………

Tuyên Quang Ngày 15 tháng 03năm 2006

Giáo viên duyệt

Lời nói đầu

Trong công nghiêp cơ khí các nhà máy là tổ hợp của nhiều loại chi tiết lắpghép với nhau.nhờ đó mà nó được thực hiện qua những nhiệm vụ nhất định.Bánh răng là một loại chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong các loại máy,với tác dụng truyền động, muốn chế tạo thì phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuậtvới năng xuất cao, giá thành hạ vì vậy việc tính toán thiết kế để chế tạo ra nó

đóng vai trò rất quan trọng

Dao phay lăn răng là loại dụng cụ gia công bánh răng theo phương pháp baohình cho năng xuất cao và đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật Song công nghệ chếtạo dao phay lăn răng có nhiều khó khăn do dao có hình dạng về hình học rấtphức tạp yêu cầu đảm bảo các thông số kết cấu c ao, đIều kiện gia công khó choviệc tính toán thiết kế, chế tạo các thiết bị gá lắp , lập trình công nghệ hợp lý,tính toán các thông số gá đặt để hớt lưng và mài sắc dao nhằm nâng cao độ chínhxác khi chế tạo dao phay lăn răng là cần thiết

Được sự phân công của khoa cơ khí và các thầy trong bộ môn GCVL và DCCNchúng em được dao nhiệm vụ : “ thiết kế và lập quy trính công nghệ chế tạo daophay lăn răng” với các thông số ban đầu:

6 đIều kiện thiết bị : các loại máy, thiết bị có ở nhà máy dụng cụ cắt số

1 và các nhà máy cơ khí việt nam

Đồ án phải giải quyết các công việc sau:

1 Chọn phương án thiêt kế và tính toá n thiết kế dao phay lăn răng m=4(B)

2 Lập quy trình công nghệ chế tạo với điều kiện sản xuất hàng loạt nhỏ và

điều kiện máy móc trang thiết bị trong nước

3 Tính toán thiết kế đồ gá

4 Lý thuyết tính toán thông số công nghệ để tạo hình bề mặt răng cắt

5 Nội dung của đồ án là phong phú , có nhiều phần lý thuyết khó và phứctạp

Được sự giúp đỡ tận tình của PGS TS Trịnh Minh Tứ và các thầy trong bộ mônGCVL và DCCN đến nay chúng em đã hoàn thành đò án theo nội dung đượcgiao

Mặc dù đã có nhiều cố gắng t rong việc tìm tòi học hỏi nhiều tài liệu có liênquan, được sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Trịnh Minh Tứ, các thầy trong bộmôn GCVT và DCCN và các bạn trong lớp, song, do còn có hạn chế về khả năngnhận thức và kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trìnhlàm đồ án

Vì vậy chúng em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy tronghội đồng chấm tốt nghiệp bộ môn để đồ án của chúng em được hoàn chỉnh hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS TS Trịnh Minh Tứ, cảm ơn các thầytrong bộ môn cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp đã hướng dẫn, giúp đỡ và đónggóp ý kiến giúp chúng em hoàn thành đồ án này

Tuyên Quang, Ngày tháng 3 năm 2006

Nhóm sinh viên thực hiện:

Đinh Thị Phương Lương Ngọc Quyên

Phạm Tiến Thành

Chương I:

Tổng quan về dao phay lăn răng

I - Tìm hiểu về bánh răng thân khai

Bánh răng là một loại chi tiết có thể giúp chúng ta truyền chuyển động từ nhỏ

đến lớn nên nó được dùng rất phổ biến trong máy móc cơ khí hiện nay So vớichuyển động cơ khí thì truyền chuyển động bánh răng có một số ưu điển sau:

Ưu điểm:

- Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn

- Tỷ số truyền không thay đổi

- Hiệu xuất cao có thể đạt 0,970,99

Nhược điểm:

- Chế tạo phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao

- Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn

Truyền động bánh răng có nhiều loại nhưng trong đó truyền động bánh răngthân khai được dùng phổ biến rộng rãi nhất vì bánh răng được gia công bằn gcông cụ cắt gọt có cạnh thẳng để đảm bảo độ chính xác cao không bị ảnh hưởngbởi sai số khoảng cách trục (do đó không làm thay đổi quay luật và tỷ số truyền) Profile thân khai:

Khi 2 chi tiết (bánh răng – Bánh răng, Bánh răng – Thanh răng, Bánh răng –trục vít) ăn khớp với nhau các Profile của răng là bao hình của nhau trong

chuyển động tương đối giữa chúng nên về nguyên tắc khi chọn đường cong dùnglàm profile thứ nhất bằng phương pháp bao hình ta luôn xác định đươc dạng

đường cong đối tiếp làm profile bánh răng thứ 2 thoả mãn điều kiện chuyển động Nói cách khác, có điều kiến tỉ số truyền bằng hằng trong thực tế hay dùngdạng đường cong như đương xycloit, cung tròn , đương thân khai

- h” Chiều cao chân răng (từ vòng tròn chia đến vòng tròn đáy răng)

- h’ Chiều cao đỉnh răng(từ vòng tròn chia đến vòng tròn đỉnh răng)

Cho một đường thẳng  lăn không trượt trên một vòng tròn âm 0 và bánkính r0 khi đó quỹ đạo của một điểm M bất kỳ trên đường thẳng  chính làmột đường thân khai, như hình vẽ:

Vòng tròn (0,r0) gọi là vòng tròn của đường thân khai

1.2- Tính chất đường thân khai:

* Gọi một điểm M trên đường thân khai, M0 là chân của đường thân khai nàytrên vòng tròn cơ sở và N là tiếp điểm của vòng tròn cơ sở, với đường tiếptuyến của nó kẻ từ điểm M ta có:

1.3Đặc điểm của đường thân khai:

Trong ăn khớp của 2 profin thân khai của cặp bánh răng, các điểm tiếp xúcnằm trên đường ăn khớp, có nghĩa là đường pháp tuyến chung cho cạnh răngthân khai tại bất kỳ vị trí tiếp xúc nào đều đi qua một điểm cố định trên

đường tiếp tuyến với vòng tròn cơ sở của bánh răng Đường thân khai dùnglàm cạnh răng bánh răng thì sẽ đảm bảo tỷ số truyền cố định

1.4- Phương trình đường thân khai :

Phương trình đường thân khai cần thiết cho việc nghiên cứu chế độ ăn khớpcủa bánh răng và ta dùng toạ độ cực để biểu diễn đường thân khai

Ta lấy tâm O của vòng tròn cơ sở làm gốc toạ độ và cho trục OX đi qua

điểm M0 là chân của đường thân khai trên vòng tròn cơ sở

Khi đó một điểm M bất kỳ trên đường thân khai được xác địn h bằng các toạ

Với x là góc giữa bán kính véc tơ rx và bán kính r0 nối tâm của vòng tròn cơ

sở và tâm của đường thân khai tại M Góc x cũng là góc giữa pháp tuyến của

đường thân khai tại M và vận tốc của điểm M khi vòng tròn cơ sở quay quanh

O do đó góc  gọi là góc áp lực

1- Các đặc tính của quá trình gia công Profile bánh răng :

- Quá trình cắt răng là quá trình cắt bỏ lớp kim loại ở rãnh răng để tạo nênrãnh răng Đảm bảo độ chính xác của răng chủ yếu đảm bảo độ chính xáccủa profin răng, độ chính xác bước răng( khi ăn khớp), độ đồng tâm củavòng chia với tâm quay của bánh răng

- Theo cách hình thành profin răng người ta chia việc gia công răng thànhphương pháp định hình và phương p háp bao hình:

1.1 Cắt răng theo phương pháp chép hình :

Profile răng dụng cụ hoặc hình chiếu profile đó là bản chép lại nguyên hìnhcủa profile rãnh giữa các răng của bánh răng được gia công Trong quá trình cắtprofile dụng cụ ở tất cả các điểm đều trùng với profin rãnh Dụng cụ làm việctheo phương pháp này là dao phay đĩa mô đun, dao chuốt

1.2 Cắt răng theo phương pháp bao hình:

Profile của bánh răng gia công là đường bao các vị trí khác nhau của lưỡi cắtdụng cụ trong quá trình cắt Dụng cụ l àm việc theo phương pháp này là dao bào,dao xọc, dao phay, dao cà, bánh mài

Nhìn chung các phương pháp gia công này có những đặc điểm sau:

- Trong quá trình cắt, tiết diện cắt luôn thay đổi theo từng răng và khi giacông thì một số răng dao cùng cắt mộ t lúc

- Tại từng điểm của lưỡi cắt lực tác dụng khác nhau Thường ở mỗi điểmcủa lưỡi cắt thì tốc độ cắt cũng khác nhau và lượng chạy dao cũng khácnhau (xọc răng, lăn răng)

- Vì lưỡi cắt có hình dạng phức tạp, chuyển động tương đối của lưỡi cắt sovới phôi cũng phức tạp nên góc mài sắc cũng như góc cắt thường không

đạt được trị số của điều kiện cắt hợp lý

- Đối với dao cắt răng thì yêu cầu độ chính xác cao( chính xác về thiết kế,

về chế tạo, nhiệt luyện, mài sắc) có thể cắt với năng suất lớn, tuổi bền cao

- Dụng cụ cắt chiếm 50% giá thành sản phẩm do đó phải xuất phát từ quyluật cắt mà lựa chọn dụng cụ cắt có kết cấu hợp lý và chế độ cắt hợp lý

2- Cắt răng bằng phương pháp dùng dao phay đĩa mô đun( Phương pháp chép hình) :

- Dao phay thực hiện chuyển động quay tròn còn phôi thì thực hiện chuyển

động chạy dao Các chuyển động này có thể thực hiện trên máy phayngang

Sau khi cắt xong một răng thì dùng đầu phân độ quay chi tiết đi một góc đểcắt răng tiếp theo và cứ như vậy đến khi gia công hết bánh r ăng Trongphương pháp này, profin dao phay( hay hình chiếu của nó trên mặt đầu củabánh răng gia công) phải hoàn toàn giống như profin rãnh giữa các răng củabánh răng được gia công

Như vậy rãnh sẽ chép hình đúng profin bộ phận làm việc của răng dao Do

đó phương pháp này được gọi là phương pháp chép hình

- Sai số của phương pháp này sinh ra là độ không chính xác của đầu phân

độ, dao phay và của máy

- Muốn đảm bảo độ chính xác của profin răng thì cứ một mô đun m, một sốrăng Z cần một dao cắt riêng Nh ưng như vậy thì cần một số lượng daophay khá lớn do đó người ta chế tạo dao phay ra từng bộ gồm 8, 15 hoặc

26 con dao Các bộ dao được tính theo mô đun, còn trong một bộ thì mỗidao có thể gia công một phạm vi số răng nhất định Do đó mà độ chínhxác gia công bằng dao phay mô đun thấp Ngoài ra do phải phân độ để cắttừng răng một, do hình dạng của lưỡi cắt khó chọn phù hợp với chế độ cắthợp lý nên năng suất thấp

- Có thể tăng năng suất bằng cách dùng hai dao cắt đồng thời: dao thứ nhấtbằng hợp kim có profin hình thang dùng để cắt thô rãnh răng, dao thứ haidùng để cắt tinh

- Dao phay đĩa mô đun được thiết kế như dao phay đĩa định hình thôngthường Mặt sau của dao tạo nên bằng cách hớt lưng theo đường ácsimet

- Đặc tính về kết cấu của dao phay đĩa mô đun:

+ Hình dạng răng dao phụ thuộc vào mô đun và số răng của bánhrăng gia công

+ Khi góc mài dao thay đổi thì đồng thời cũng làm thay đổi profilerăng dao

+ Thường góc trước dao  = 0 Góc trước  > 0 làm cho điều kiệncắt tốt hơn nhưng sẽ làm cho profin răn g thay đổi sau mỗi lần màilại mặt trước Góc sau tại mỗi điểm trên lưỡi cắt có khác nhau.+ Khi mài lại răng dao thì mài theo mặt truớc và tất cả các răng phảimài theo cùng trị số của góc trước

+ Độ mòn dao được xác định theo mòn mặt sau: Gia công thô hs =0,8 1 mm, khi gia công tinh hs = 0,25  3 mm

- Công thức tính lượng chạy dao phút Sph của dao phay đĩa mô đun tiêuchuẩn thép gió:

s ph

C

Z – số răng dao phay

n – số vòng quay trong 1 phút Khi phay thô bằng dao phay có răng gắn hợp kim cứng thì khi cắt thép chọnlượng chạy dao theo răng Sz= 0,1 0,12 mm; khi cắt gang chọn

- Tốc độ cắt bằng dao phay lăn răng được tính theo công thức sau:

D: là đường kính dao phay, mm

n : là số vòng quay của dao phay trong một phút (vòng/ phút )

- Lượng chạy dao dùng để tính toán khi phay là Svg là lượng dịch chuyểncủa phôi khi quay một vòng Khi gia công tinh thì Svg không quá 1mm/vòng Khi gia công thô Svg phụ thuộc độ cứng vững của máy và chọnkhông quá 12 mm/vòng

0 cos

h

n n

hZ Z

tn : là bước răng dao phay

- Tốc độ cắt dựa vào tuổi bền của dao phay là một hàm số của lượng chạydao vòng Svg của phôi, của mô đun bánh răng gia công, và còn phụ thuộcvật liệu gia công và vật liệu làm dao

Các công thức tính tốc độ cắt cho vài trường hợp:

- Phương pháp chép hình có ưu điểm thiết bị rẻ tiền nhưng số dao nhiều hơn

do phải dùng theo bộ, độ chính xác gia công không cao

- Phương pháp bao hình độ chính xác gia công cao hơn, số lượng dao dùng

ít hơn, chỉ cần dùng 1 dao trên một loại mô đun phay được các bánh răng

có số răng khác nhau nhưng giá thành dao đắt hơn

III Tìm hiểu về dao phay lăn răng :

1 Công dụng, nguyên lý làm việc và các loại kết cấu dao phay lăn răng: 1.1 Giới thiệu về dao phay lăn răng :

Dao phay lăn răng là dụng cụ dùng để gia công bánh răng ăn khớp ngoàirăng thẳng, răng nghiêng, bánh vít bằng phươ ng pháp bao hình

Dạng profile dao phụ thuộc vào dạng profin răng của bánh răng gia công, cóthể là thân khai, xiclôit, Quá trình hình thành profile của răng bánh răng bằngdao phay lăn răng tương tự như sự ăn khớp bánh răng gia công với trục vít Đểtạo thành mặt trước của dao người ta làm các rãnh dọc, thường là rãnh xoắn Còn

để tạo góc sau thì phải hớt lưng các mặt sau của răng Kết cấu và thông số hìnhhọc của dao phay lăn răng khá phức tạp

Về mặt kết cấu người ta chia dao phay lăn răng t hành hai loại chính:

- Dao phay lăn răng răng liền: Là dao được chế tạo từ một phôi hoàn chỉnh

- Dao phay răng chắp: Là dao được chế tạo riêng phần lưỡi cắt bằng vật liệucắt ghép với thân dao chế tạo từ vật liệu kim loại không mang tính cắt gọt,thường dùng dao răng chắp gia công bánh răng có mô đun m >10.

- Nếu dựa vào số đầu mối, thì người ta phân ra dao phay một đầu mối vàdao phay nhiều đầu mối

1.2- Nguyên lý làm việc của dao phay lăn răng :

Dao phay lăn răng làm việc theo nguyên lý bao hình có t âm tích Quá trìnhhình thành profin răng bánh răng bằng dao phay lăn răng tương tự như quátrình ăn khớp giữa bánh răng gia công với trục vít( Trục vít được coi như bánhrăng nghiêng có số răng bằng số đầu mối của trục vít) Để tạo ra mặt trướccủa răng và các lưỡi cắt, trục vít được chế tạo có các rãnh dọc ( thường là rãnhxoắn) Để tạo ra góc sau thì các mặt sau của răng được hớt lưng

Theo nguyên lý ăn khớp, muốn cặp bánh răng nghiêng ăn khớp đúng thìcác răng của chúng phải ăn khớp chính xác với cù ng một thanh răng khônggian (kiểu dạng sinh)

tb u tb

u

d

m d

Theo nguyên lý ăn khớp dao phay và bánh răng gia công liê n tục quay xungquanh trục của chúng, khi dao phay quay một vòng( dao một đầu mối) thìbánh răng gia công quay được một bước, tức là

1

1

Z (z1 là số răng bánh rănggia công)

dao phay bố trí di chuyển dọc theo trục dao Trong quá trình cắt chi tiết quayliên tục trên mỗi lưỡi cắt củ a dao sẽ tạo hình một điểm của profile răng bánhrăng gia công.

Profile răng được tạo thành bởi tất cả các lưỡi cắt của các răng của đường vít daophay trên đoạn làm việc Các lưỡi cắt của răng dao tiếp tuyến với profile lýthuyết của bánh răng Quỹ tích c ác điểm tiếp xúc là đường tạo hình Đường tạohình đi qua cực tạo hình P ( điểm tiếp xúc của tâm tích chi tiết và tâm tích dao ).Profile bánh răng là thân khai nên đường tạo hình tiếp tuyến với vòng tròn cơ sởcủa đường thân khai

Để xác định chiều dài phần làm việc và chiếu dài của dao phay cần xác định vịtrí giới hạn của các điểm tạo hình, nghĩa là các điểm giới hạn gia công được.Các điểm giới hạn là giao điểm của các đường tạo hình với vòng tròn đỉnh răngdao phay (thanh răng khởi thuỷ K2)

Các điểm giới hạn khả năng làm việc của đường tạo hình xác định chiều dàitạo hình L của dao phay đi theo hướng tâm tích dao trong hình chiếu lên mặt

2.Nguyên lý thiết kế dao phay lăn răng:

Dao phay lăn răng trong phạm vi thiết kế là loại dao phay hớt lưng có prôfinmài Dùng để gia công các chi tiết có bề mặt định hình như:bánh răng , bánh vít,ren, trục then hoa

* Đường cong hớt lưng của dao phay :

Đường cong hớt lưng có thể là: đường xoắn Acsimet, đường x oắn lôgarit, đườngthẳng và các đường khác Song thực tế hay dùng đường xoắn Acsimet, số gia củacác véc tơ bán kính tỷ lệ thuận với số gia góc độc cực Bởi vậy, có thể gia côngcam bằng cơ khí trên bất kỳ các máy có chuyển động quay và chuyển động tịnhtiến ứng với số gia nói trên Ngoài ra cam này còn c0s tính chất vạn năng

* Phương trình đường xoắn Acsimet:

 = B.

Trong đó : - bán kính độc cực

- góc độc cực

B – hệ số không đổi

Từ phương trình trên ta có độ nân g của đường xoắn là không đổi sau một vòngquay.

*Đường cong hớt lưng:

lượng nâng của đường xoắn: a = k.Z

Trong đó : k – lượng nâng đường xoắn ứng với một bước răng (trị số hớtlưng)

Trong đó : D - đường kính dao phay

- góc giữa tiếp tuyến và đường xoắn Acsimet

Iv- cơ sở lý thuyết thiết kế dao phay lăn răng :

1, Các bề mặt xoắn vít và sự tạo hình của chúng :

Dao phay lăn răng được hình thành từ mặt vít cơ bản là mặt vít kẽ , nghĩa là bềmặt xoắn đó một đường sinh thẳng chuyển động xoắn tạo thành Cách hìnhthành được mô tả trên hình

Trong không gian ba chiều , dựng hệ trục 0xyz , trục 0z thẳng đứ ng được dùnglàm đường trục của chuyển động vít và là của bề mặt vít Dựng một mặt trụ trònxoay, bán kính là r0 , gọi là mặt trụ cơ sở hay mặt trụ dẫn Trên mặt trụ dựng một

đường vít xuất phát từ điểm G nằm trên 0x có bươc xoắn là H , góc nghiêng của

đường vít là  và góc nâng là = 900-

Bước xoắn của đường vít (cũng là của mặt vít) tính theo :

H= 2.ro.cotg (1-1)

Đường thẳng AB tiếp xúc với bề mặt trụ , đồng thời tựa trên đường vít tại

điểm N và hợp với 0z một góc  tuỳ ý Cho AB thưc hiện hai chuyển động :mộtchuyển động tịnh tiến dọc trục 0z với tốc độ là v và một chuyển động quay

quanh trục 0z với tốc độ góc là  Hai chuyển động này quan hệ vơi nhau , saocho một điểm bất kỳ ví dụ M(x,y,z) thuộc AB quay được một vòng quanh 0z thì

đồng thời cũng chạy dọc theo phương 0z một lượng là H

ở đây p là tham số mặt xoắn vít (chuyển động vít)

Kết quả là đường thẳng AB sẽ tạo ra một bề mặt vít , gọi là mặt vít kẻ

Một điểm M(x,y,z)thuộc AB là một điểm chạy , đồng thời sự chuyển độngcủa AB theo quay luật (1-1) , thì toạ độ của M là xM,yM,zM chính là phương trìnhbiểu diễn mặt vít

Ta viết phương trinh mặt vít kẻ :

Đặt MN=t , trên MN đặt một vectơ chỉ phương đơn vị  Phương trình vectơ củamặt vít được viết như sau:

OM = OM'+ MM' ON' N'NNCCM

Trong toạ độ Đề các thì toạ độ của điểm M được viết như sau:

x = r0.cos- t.sin.sin

y = r0.sin + t.sin.cos (1-3)

z = p. + t.cos

ở đây p. = N’N và t.cos = CN = NM cos

Phương trình (1-3) là phương trình tham số của bề mặt vít kẻ trong hệ toạ độ đềcác Oxyz

Nó có thể biểu diễn 4 dạng bề mặt xoắn vít khác nhau thường gặp trong thực tếkhi thay đổi một vài thông số trong phương trình đó là :mặt vít có tên là

“Côngvôluýt”, mặt vít Acsimet và mặ t vít thân khai

1.1 Mặt xoắn vít Acsimet:

Là mặt xoắn vít được tạo thành do đường thẳng AB cắt trục chuyển động vít

Oz dưới một góc  (khi cho ro =0).Nếu đường thẳng AB vuông góc với trục Ozthì bề mặt xoắn vít được gọi là bề mặt hêlicôit (mặt trước các loại dao phay lănkhi= 0)

Do đó mặt vít Acsimet có phương trình là :

x = -t.sin.sin

y = t.sin.cos (1-4)

z = p. + t.cos

Mặt xoắn vít Acsimet kín có những đặc tính sau :

 Mặt vít này không khai triển được trên mặt phẳng hay bề mặt bất kỳ nào

mà nó chỉ tạo hình đúng bằng đường thẳng Đặc tính này của mặt xoắnAcsimet kín là nguyên nhân gây ra sai số khi mài mặt trước dao phay lănrăng bằng đá mài côn đĩa

 Giao tuyến của mặt xoắn Acsimet kín vớ i mặt phẳng vuông góc với trục

Oz (z = 0) là đường cong acsimet.Từ (1 -4) nếu cho z = 0 ta có phươngtrình :

p = B.

 B = p.tg

Đây là phương trình đường Acsimet trong hệ toạ độ cực

 Khi cắt mặt xoắn Acsimet kín bằ ng một mặt phẳng đi qua trục chuyển

động vít ta được giao tuyến là đường thẳng nghiêng vứi trục một góc

Đặc tính này cho phép dùng lưỡi cắt thẳng để tạo hình bề mặt xoắn vít dễdàng và đạt độ chính xác prôfile

Ví dụ như mặt phẳng chứa trục x= 0 (hoặc y = 0) sẽ cho giao tuyến là đườngthẳng:

Mặt xoắn vít Côngvôluýt không khai triển được trên mặt phẳng nên không thểtạo hình bởi mặt phẳng hoặc một mặt bất kỳ khác, mà xhỉ có thể tạo hình chínhxác bằng đường thẳng

* Giao tuyến của mặt xoắn vít Côngvôluýt với mặt phẳng chiều trục (chứaOz) là đường cong Thực vậy , trong phương trình tổng quát cho x = 0 hoặc y = 0

và dùng phép thế ta sẽ được phương trình cong 2 toạ độ

Ví dụ cho y = 0 ta sẽ có phương trình :

x = r0/cos

z = p. + r0cotg.tg

Đây là phương trình biểu diễn đường cong phẳng quan hệ giữa z và x có mộttham số là

* Giao tuyến của mặt xoắn vít côngvôluý t với mặt phẳng vuông góc với

đường vít hoặc rãnh vít là đường thẳng Do đó có thể dùng lưỡi cắt thẳng để tạohình trục vít này và kiểm tra độ chính xác prôfin dễ dàng

* Giao tuyến của mặt xoắn vít côngvôluýt với mặt phẳng vuông góc với trục

là đường thân khai kéo dài Từ phương trình tổng quát ta cho z = 0

0 k 

r  với hệ số k = 2p2tg2

* Giao tuyến của mặt xoắn vít côngvôluýt với mặt phẳng tiếp xúc với mặt trụ

Oz, ở đây có thể lấy mặt phẳng y = r0 hoặc x= r0 ta được :

z = p.- x.cos



1.3 Mặt xoắn vít thân khai :

Khi đường sinh tạo nên mặt vít convoliut nghiêng với trục một góc s bằnggóc nghiêng của đường xoắn vít trên mặt trụ dẫn hướng thì mặt convoliut khaitriển được trên mặt phẳng, như vậy có thể tạo được bằng mặt phẳng Mặt vít này

cos sin sin

sin sin cos

0 0

t z

t r

y

t r

Mặt xoắn vít thân khai có những đặc điểm sau :

 Cắt mặt vít bằng mặt phẳng z =0 (mặt phẳng vuông góc với Oz)sẽ chogiao tuyến là đường thân khai Thay z = 0 vào phươ ng trình tổng quát ta

được :

t = p./cos do đó ta có : p  =

-

 tg

tg

r0

Ta có phương trình giao tuyến:

) cos (sin

) sin (cos

y

tg r

2.Thiết kế profile dao phay lăn răng:

Bề mặt khởi thuỷ của dao phay lăn răng là bề mặt vít của trục vít khởi thuỷ(trục vít cơ bản) Để tạo thành dao phay lăn răng thì trên trục vít cơ bản có cácrãnh dọc thoát phoi, có mặt trước và các mặt sau hớt lưng để tạo góc sau dương.Lưỡi cắt là giao tuyến của mặt trước và mặt sau Thiết kế dao phay lăn răng dựatrên cơ sở của sự ăn khớp giữa trục vít thân khai với bánh răng thân khai, vềnguyên lý thì bánh răng thân khai chỉ ăn khớp đúng với trục vít thân khai mặtkhác để tìm profin lưỡi cắt cần phải xác định phương trình của mặt trước, phươngtrình của mặt vít cơ bản và giao tuyến của hai bề mặt này đó là profin cần tìm.Nhưng mặt sau dao phay phải tạo thành góc sau dương nên mặt sau không thể làmặt của trục vít cơ bản mà là mặt xoắn vít Ascimet Để đảm bảo cho profin lưỡicắt khi mài sắc lại( tức là khi thay đổi vị trí của mặt trước) không thay đổi hoặcthay đổi không đáng kể thì mặt sau phải được hớt lưng hướng trục Đến nay việchớt lưng hướng trục dao phay lăn răng rất khó thực hiện Vì vậy thiết kế daophay lăn răng trên cơ sở trục vít thân khai là trục vít khởi thu ỷ vẫn không đảmbảo được profin lưỡi cắt chính xác, mà việc chế tạo rất khó khăn Do đó daophay lăn răng thường được thiết kế theo phương pháp gần đúng, đảm bảo độchính xác của profin lưỡi cắt theo yêu cầu kỹ thuật cho phép

Trục vít thân khai được thay thế bằng trục vít convoliut hoặc trục vít Acsimet đó

là các trục vít cơ sở gần đúng, tạo điều kiện chế tạo thuận tiện

3 Trục vít cơ bản:

Bánh răng thân khai chỉ có thể ăn khớp đúng được với trục vít thân khai Cáctrục vít dạng khác không ăn khớp đúng được với bánh răng thân khai Vì vậy đểgia công trục vít chính xác bánh răng thân khai, lưỡi cắt của dao phay lăn răngphải nằm trên bề mặt của trục vít thân khai có các kích thước tương ứng với kíchthước của bánh răng gia công Trục vít mà t rên cơ sở của nó được dùng để thiết

kế dao phay lăn răng gọi là trục vít cơ bản trên hình 8 mô tả mặt vít của trục vítcơ bản và các lưỡi cắt của dao phay lăn răng

Dao phay lăn răng được chế tạo trên cơ sở trục vít cơ bản có mặt vít cơ bản.các lưỡi cắt của dao phay là giao tuyến của mặt trước (rãnh dọc) và mặt sau củarăng dao để có góc sau mặt saucủa dao không thể trùng với mặt vít cơ bản mà

phải xê dịch đi một lượng so với mặt vít cơ bản các mặt sau của dao răng phaycũng là những mặt xoắn vít Vì vậy về một phía mặt sau có góc xoắn và bước lớnhơn góc xoắn và bước của mặt vít cơ bản, còn phía kia thì ngược lại Như vậy saumỗi lần mài sắc lại lưỡi cắt của dao phay lăn răng (giao tuyến của mặt trước mặtsau)sẽ xê dịch so với vị trí ban đầu và vào gần trục dao hơn.

Để đảm bảo gia công chính xác lưỡi cắt của dao phay sau khi mài lại phảinằm trên mặt xoắn trên trục vít cơ bản Vì vậy xác định prôfile dao phay lăn răngphải tuân theo các bước sau :

a) Xác định phương trình của bề mặt trụ c vít cơ bản (trục vít thân khai)

b) Xác định mặt trước răng dao phay (rãnh dọc)

c) Prôfile lưõi cắt của dao phay là giao tuyến trục vít cơ bản và mặt trước d) Mặt sau của dao phay lăn răng phải là mặt xoắn mà giao tuyến của nó vớimặt trước phải tạo nên lưỡi cắt trên bề mặt của trục vít cơ bản

Như vậy, muốn có bánh răng thân khai, cần phải làm sao cho prôfile daophay dùng để gia công được thiết kế trên cơ sở của trục vít thân khai Song trongthực tế khó thực hiện được vì: prôfile lưỡi cắt được thiết kế trên cơ sở trục vítthân khai có dạng đường cong Hớt lưng hướng kính như hiện nay vẫn dùng đểchế tạo dao phay lăn răng không đảm bảo được prôfile lưỡi cắt không đổi khimài sắc lại Phương pháp hớt lưng hướng kính được dùng hiện na y chỉ đảm bảotạo đúng được các mặt sau xoắn trong trường hợp lưỡi cắt có prôfin thẳng

Do đó, dao phay lăn răng để gia công bánh răng thân khai hình trụ hiện nay

được thiết kế theo các phương pháp gần đúng

V- các phương pháp thiết kế gần đú ng

Để xác định prôfile lưỡi cắt dao phay lăn răng người ta dùng hai phươngpháp gần đúng sau đây:

1 - Profile thẳng trong tiết diện hướng trục :

Dao phay được chế tạo theo phương pháp này có profin trong tiết diện chiềutrục là thẳng Trục vít thân khai được thay thế bằng trục vít thẳng hướng trục đó

là trục vít Acsimet

Nếu trục vít cơ bản là trục vít thân khai thì giao tuyến của nó với tiết diện quatrục là đường cong Toạ độ xk, yk của điểm K trên đường đó trong hệ trục vuônggóc Oxy có trục Ox trùng với trục của trục vít và trục Oy đi qua giao điểm của

đường cong đó với mặt trụ cơ sở bán kính r0 được xác định theo công thức:

k k

k k

r y

inv p x

Dấu ‘+’ ứng với mặt xoắn phải

Dấu ‘-’ ứng với mặt xoắn trái

Ta có profile răng dao khi thay trục vít thân khai bằng trục vít Acsimet:

Các phuơng pháp gần đúng xác định profile dao phay lăn răng

(a)

A N N

Trục va hình

yC ra

Giao tuyến của trục vít Acsimet với mặt phẳng qua trục là đường thẳng(

đường sinh của trục vít ).Đường si nh này được chọn đi qua hai điểm B và C củaprofin dao phay

Hai điểm này trong quá trình cắt sẽ gia công hai điểm B’ và C’ ngoài cùngcủa đoạn profin thân khai của bánh răng

Để giảm sai số profin răng dao khi mài sắc ( theo mặt trước) hai điểm B và C

được chọn như sau:

* Điểm B trên đầu răng dao được chọn trong tiết diện tính toán

* Điểm C ở chân răng được chọn trong tiết diện cách mặt trước ( chưa màisắc) một đoạn bằng 0,5 bước vòng

Tiết diện tính toán cách mặt trước một đoạn bằng 0,1  0,25 bước vòng(thường chọn bằng 0,15), vì vậy điểm C được chọn cách tiết diện tính toán một

đoạn bằng 0,35 bước vòng

Như vậy, khoảng cách từ mặt trụ trung bình tính toán của dao phay lănrăng đến điểm B là h’’ bằng chiều cao làm việc theo chân răng của bánh răngh”pl: h’’ = h’’pl

Khoảng cách từ mặt trụ trung bình tính toán của dao phay đến điểm C là h’pbằng tổng chiều cao đoạn làm việc của đầu răng h’’pl và một lượng hớt lưng bằng0,35K

Ta có:

K h

h p'  pl'' 0 , 35

Ta có profile răng dao phay khi thiết kế gần đúng:

'

k h

r y

inv p x

h r y

inv p x

pl tbt c

c c

p tbt B

B b

d r

pl tbt c

p tbt o

tbt tb

35 , 0 2

cos

cos 2

cos tg  m

d 

Trong đó:  là góc nâng của đường vít trên mặt trụ trung bình tính tính toán

0 là góc nâng của đường vít trên mặt trụ cơ sở

Ta có quan hệ  và0 như sau: cos0 = cos cos

: là góc profin tại điểm có bán kính bằng bán kính của mặ t trụ trung bình tínhtoán rtbt

từ hình vẽ trên ta thấy, góc profin trục vít Acsimet thay thế đi qua các điểm B vàC

( gócv) được tính theo công thức:

C B

C B v

y y

x x

h

inv inv

p tg

pl p

c v

v

35 , 0

) (

' ''  

pl p

c v

v

m

k m

h h

inv inv

tg

35 , 0

cos 2

) (

' ''

v

m k

inv inv

tg

35 , 0 2 cos 2

) (

I mà là profin đường 5 có hiện tượng cắt lẹm ở chân răng, đầu răng và có độcong lớn Bánh răng có profin như vậy có lợi cho quá trình ăn khớp

Góc profin của trục Acsimet cơ bản là góc gần đúng vì thế có thể được xác

định theo công thức đơn giản hơn, đảm bảo độ chính xác thực tế:





 cot  cos

Vì mặt sau răng dao phay là mặt xoắn acsimet khác với bề mặt của trục vítcơ bản, nên góc profin răng dao phay trong tiết diện qua trục đối với dao phayxoắn theo hướng phải có thể tính theo công thức:

k

u v

uf

S

Z K g

ut

S

Z K g

Đối với dao phay lăn răng xoắn trái thì ngược lại

Góc chiếu của profile răng dao phay lăn răng trên mặt phẳng chiều trục :

tgch = tgu

0

1 t S

S K



2.Profile thẳng trong tiết diện pháp tuyến với rãnh răng:

Thiết kế profin dao phay lăn răng theo phương pháp này tức là trục vít thânkhai cơ bản đựoc thay thế bằng trục vít có profin răng thẳng ở tiết diện pháptuyến Tiết diện pháp tuyến N – N thẳng góc với đường vít nằm trên mặt trungbình của dao phay và đi qua điểm giữa rãnh răng

Dao phay được thiết kế theo phương pháp này, profile của trục vít thay thế

được xác định bằng hai cách:

* Profile trong tiết diện pháp tuyến của trục vít được chọn đú ng bằng profindạng sinh của bánh răng gia công, đồng thời góc profile răng dao phay u đượcchọn bằng góc profile của dạng sinh bánh răng gia công 

* Khi góc xoắn vít  của dao phay không lớn (<30) thì sự khác nhau giữagóc profin răng dao và trục vít thân khai ít, do đó đối với dao phay có <30, gócprofile răng lấy bằng góc profile của dạng sinh tức là u =  Khi góc  lớn hơnthì lưỡi cắt của dao phay sẽ xê dịch nhiều so với bề mặt của trục vít thân khai cơ

sở Do mong muốn làm cho sai lệch của profin lý thuyết là ít nhất và hợp lý nhất

mà dẫn đến việc tạo ra các kết cấu dao phay có góc profin hiệu chỉnh, có nghĩa

u  Hayu =  

ở hình vẽ trên cho biết mặt cắt giữa trục vít cơ bản của phương pháp tạo hìn hgần đúng và mặt phẳng tiếp tuyến với mặt trụ cơ sở của mặt vít thân khai trục vítcơ sở Vết của tiết diện bề mặt thân khai khi cắt bởi mặt phẳng này có dạng

Khi chọn góc profile dao phay nhỏ hơn profile cuă rạng sinh u =- thìxảy ra hiện tượng cắt chân răng, đồng thời đầu răng dao phay dày ra (đường 4).Dùng loại dao phay này để gia công bánh răng thì ta được đầu răng d ày và chânrăng bị cắt nhiều Do đó phương pháp này thiếu cơ sở

Nếu dao phay có góc bằng góc của dạng sinh u = thì sai số có trị số trungbình.Trong trường hợp này sai lệch ở đỉnh răng và chân răng dao phay xấp xỉbằng nhau (đường 3) Sai lệch đó đảm bảo hiện tượng cắt chân răng và đầu răngtương ứng của bánh răng

Do đó đối với dao phay lăn có   30 có thể dùng cách tạo hình theo tiết diệnpháp tuyến hoặc có góc profile của dao u =  hoặc với góc profile lớn hơn

Dao phay lăn răng có profile thẳng trong tiết diện chiều trục (đường) cho tasai số nhỏ nhất.

So sánh hai phương pháp gần đúng khi th iết kế dao phay lăn răng ta thấyrằng: dao phay lăn răng được thiết kế theo phương pháp có profile thẳng trongtiết diện chiều trục cho ta sai số nhỏ nhất, đồng thời dao được thiết kế theophương pháp này dễ chế tạo và dễ kiểm trađộ chính xác hơn so với ph ương pháp

so với phương pháp profile trong tiết diện pháp tuyến

Trị số các sai số phương pháp tạo hình gần đúng dao phay lăn răng:

Bên cạnh đó phương pháp tạo hình gần đúng dao pahy lăn răng theo cơ sở trụcvít côngvôluýt có sai số lớn hơn và không thể kiểm tra chính xác pofile răng daotrong tiết diện pháp

VI Kết cấu và các thông số cơ bản để chế tạo dao pha y lăn răng:

Ta có sơ đồ kích thước kết cấu và các thông số hình học cơ bản của daophay lăn răng như hình vẽ:

1 - Đường kính dao phay: D e

Đường kính ngoài của dao De ảnh hưởng đến năng suất và độ chính xác giacông Đường kính ngoài De lớn năng suất cắt và độ chính xác gia công cao,vì khi

De tăng thì góc xoắn vít giảm, tăng số răng, làm tăng khả năng cắt và điều kiệnthoát phoi, tăng độ cứng vững và còn làm nguội lưỡi cắt tốt hơn

Tuy nhiên khi De tăng sẽ tiêu hao nguyên vật liệu, góc tiếp xúc giữa dao và chitiết tăng lên, tăng mô men xoắn Ngoài ra De còn bị khống chế bởi các kích các

bộ phận kẹp dao trên máy và không gian cho phép của máy Vì vậy lựa chọn D ecủa dao phay có thể dựa vào góc nâng của răng  để giảm nhám bề mặt răng,nâng cao độ chính xác gia công

Khi lựa chọn De cần chú ý đến chiều sâu rãnh Hk, đường kính lỗ d và kích thước

p ở thân dao để thoả mãn:

d p H

Chú ý chọn kích thước đường kính d phù h ợp tiêu chuẩn đường kính lỗ củadụng cụ cắt (bảng 4 –106 STCNCTMT1).

3- Chiều dài dao phay: L

Chiều dài dao phay phải đảm bảo chiều dài tạo hình đúng các răng bánhrăng, đồng thời đảm bảo cắt sơ bộ một lượng dư cần thiết tránh hiện tượng quátải ở các răng tạo hình đầu tiên

Ta có công thức tính L như sau:

u u

S L

Chiều dài toàn bộ dao phay bao gồm cả chiều dài hai vòng gờ:

Thông thường số răng dao phay được chọn Zu = 816, phụ thuộc vào đườngkính và chiều cao răng dao phay Góc trước ở đỉnh răng dao phay thường lấybằng không,(đ=0) Cho nên khi tạo rãnh thoát phoi mặt trước dao phay là mặtxoắn vít Mặt vít này vuông góc với đường vít hình trụ tính toán trung bìnhcủa mặt răng nghĩa là trên mặt trung bình tính toán góc nghiêng của rãnh  bằnggóc xoắn vít  của răng

Khi đó:

k u k

u

S

t tg

S

t tg

  sin 2 

Chiều sâu của rãnh được xác định theo công thức:

r K K h

 

5- Đường kính trung bình tính toán: D tbt

Đường kính trung bình tính toán Dtbt của dao phay lăn răng là đường kínhquy ước cần thiết trong việc tính toán dao phay Khi mài Deu giảm và do đó Dtbtthực tế cũng giảm và khi đó  tăng lên, dẫn đến  cũng thay đổi theo

Độ giảm sai số  và  so với tính toán đường kính trung bì nh của dao phaykhi thiết kế phải chọn trong tiết diện cách mặt trước một khoảng  = 0,10,25bước vòng

Ta có công thức tính toán bước vòng như sau: Dtbt = Deu – 2.h’

u– 2..KTrong đó:

- K là lượng hớt lưng khi mài

- h’

ulà chiều cao đầu răng của profin dao phay

-  là hệ số xác định trong khoảng,  = 0,11,25

Theo đặc tính về kết cấu công nghệ dao phay lăn răng cắt bánh răng trụ chia

ra làm các giai đoạn sau :

+ dao phay module nhỏ : m đến 1,5 mm

+ dao phay module trung bình : m đến 1,5 8 mm

+ dao phay module lớn : m đến 8 mm

- Về kết cấu chia ra dao có chuôi, dao chuôi rời, dao chắp Về độ chính xáctheo tiêu chuẩnOCT 9324- 60 Có dao phay công dụng thấp A, B, C vàcấp chính xác AA

- Về số đầu mối có dao phay 1 đầu mối và nhiều đầu mối

- Dao phay lăn răng chế tạo với mặt bên có prôfile thẳng ở tiết diện pháptuyến trên cơ sở trục vít cônvôluýt hay ở tiết diện chiều trục – trục vítAcsimet thay thế cho trục vít cơ sở là trục vít thân khai

Chương II Tính toán thiết kế dao phay lăn răng

Dao phay lăn răng cần chế tạo có mô đun m = 4 là loại dao có môđun trungbình Với môđun này, kích thước c ủa dao không lớn lắm Để đơn giản choquá trình gia công chế tạo, ta chọn kết cấu dao phay nguyên khối

các răng cắt, tạo không gian để hớt lưng và mài sắc người ta tạo các rãnhdọc dao Đối với dao phay lăn răng cấp chính xác B, người ta làm rãnh dọctheo đường vít Mặt trước của răng dao là mặt xoắn Acsimet, hướng của

đường vít ngược và thẳng góc với hướng của đường vít răng dao trên trụchia trung bình tính toán

phụ thuộc vào số lát cắt để tạo ra profin ở mỗi phía răng của bánh răng

Số đường ren nprf được xác định bởi tỷ số chiều dài L và bước của đườngren – tđường ren

duongren prf

t n

Z L Z t

L Z

n

u duongren u

prf prof

.

.



Như vậy, để profin chi tiết chí nh xác ta cần phải tăng số lát cắt của dao Từcông thức trên ta thấy rằng, nếu tăng số đầu mối n của dao thì độ chính xác củaprofin bánh răng gia công sẽ giảm Vì vậy đối với dao phay lăn răng có số đầumối không lớn và có cấp chính xác A , người ta thườ ng lấy số đầu mối n = 1 đểquá trình tính toán và chế tạo trục vít dễ dàng

 Chọn góc trước trên đỉnh  d :

Nếu tăng góc trước  lên thì điều kiện cắt được cải thiện nhưng trong trườnghợp này cần phải hiệu chỉnh profin răng Đối với dao phay lăn ră ng việc tínhtoán hiệu chỉnh d > 0 khá phức tạp vì ngoài kích thước hình học còn phải xét

đến chuyển động tạo hình Vì vậy người ta thường chọn góc trước d = 0 đểsai số của bánh răng gia công là nhỏ nhất

Với tn là bước của ren một đầu mối

3- Chiều cao đầu răng: h1

h1=1,25.m.f = 1,25.4.1 = 5(mm)

( với hệ số chiều cao răng f = 1)4- Chiều cao chân răng: h2

h2 = 1,25.m.f = 1,25.4.1 = 5(mm)

( với hệ số chiều cao răng f = 1)

5 – Chiều cao toàn bộ profin( theo ăn khớp tiêu chuẩn): h

r2= 0,3.m = 0,3.4 = 1,2(mm)

9 – Đường kính ngoài của dao De:

De được xác định phụ thuộc cấu tạo kết cấu của máy và được tiêu chuẩnhoá.Theo bảng 4-106 STCNCTMT1 có: De = 80 mm ( Tra theo m = 4, cấp chínhxác B, dao phay loại II liền khối)

  

cos = 1- 4,5

80

1 4

= 0.775   = 39012’

Vậy Z = 0 0'

12 39

360

= 9,18 răng lấy tròn theo tiêu chuẩn Z = 9 răng

11 – Trị số hớt lưng khi tiện ( lần 1) k :

9

80



 tg tg

Z

D e  



với  là góc sau trên đỉnh răngNếu = 100 thì 0 3,14.100 0

Với dao có mài :k1 = (1,21,5).k = (1,21,5).4 = (67,5)

Tra theo bảng 9 – VIII HDTKDCCKLT2 ta có k1 tiêu chuẩn: k1 = 7 mm

13- Đường kính trung bình tính toán Dt:

Dt = De – 2,5.m – 0,2K = 80 –2,5.4 – 0,25.5 =69 mm ( với răng có profin mài)

14 – Góc xoắn của rãnh vít:

69

1 4

với n là số đầu ren trục vít

15 – Bước lý thuyết của rãnh xoắn vít T:

T = .Dt.cotg =.69.cotg3020’ = 3739,3(mm)

Chon theo tiêu chuẩn ta có T = 3710(mm)

16 – Bước răng trong tiết diện dọc trục:

' 20 3 cos

56 , 12

17 – Góc của rãnh thoát phoi: 

Với Z = 9; thì = 220 (theo bảng 8-VIII HĐTKCC tập 2)

18 – Chiều cao rãnh thoát phoi của dao có mài profin( chiều cao răng): H

10

) 17 2 80 (

10

) 2 (

lấy theo tiêu chuẩn rk= 1,5 mm.

20 - Đường kính lỗ gá( trục cán dao): d

d = De – 2H – 0,8.m – 7 = 80 – 2.17 – 0,8.4 – 7 = 35,8(mm)Theo bảng 9 – VIII HDTKCC T2 chọn tiêu chuẩn có d = 27 mm

21 - Đường kính lỗ không lắp ghép:d1

` d1 = 1,05.d = 1,05.27 = 28(mm)

22 - Đường kính gờ D1

D1`= De – 2H – (12) = 80 – 2.17 – (12) = 44 (mm)

Theo tiêu chuẩn bảng 4 – 106 STCNCTMT1 có D1 = 44 mm

23 – Chiều dài gờ: Lg

chọn theo bảng 8-VIII HĐTKCC tập 2 ta có Lg = 3,5(mm)

24 – Chiều dài phần làm việc của dao phay:L1

chọn theo bảng 8-VIII HĐTKCC tập 2 với m = 4

9 5

II - Điều kiện kỹ thuật.

Các điều kiện kỹ thuật của dao phay lăn răng có modun m = 4, cấp chính xác

B được trình bày ở bảng 11- VIII HDTKDCC tập 2 là:

1- Vật liệu làm dao bằng thép gió P18

2- Độ cứng sau khi tôi HRC = 6265

3- Sai lệch của bước răng theo phương pháp tuyến:0,040 mm ( bảng 11 –VIII)

4- Sai lệch lớn nhất chiều dài ba bước: 0,025mm ( bảng 11 – VIII)

5- Sai lệch góc profin: = 0,0250 = 15’( bảng 13 – VIII)

6- Độ đảo hướng kính đường kính ngoài trong giới hạn 1 vòng ren :0,060mm ( bảng 11 – VIII)

7- Độ đảo hướng kính của gờ: 0,020mm( bảng 12 – VIII)

8- Độ đảo mặt đầu của gờ: 0,020mm( bảng 12 – VIII).

10- Sai lệch chiều dày răng: 0,030 mm( bảng 12 – VIII)

11- Sai lệch của rãnh vít theo mặt trước của răng +50 mm( bảng 12 – VIII).12- Sai lệch hướng kính của mặt trước ở điểm bất kỳ trên chiều caoprofin:0,07mm( bảng 12 – VIII)

13- Sai số lớn nhất của bước vòng rãnh xoắn: 0,050 mm( bảng 12 – VIII).14- Hiệu số giới hạn khoảng cách từ đỉnh răng dọc theo rãnh thoát phoi đếntrục dao phay:0,020 mm( bảng 12 – VIII)

15- Sai lệch đường kính ngoài: 0,020mm(tra theo B9)

16- Sai lêch đường kính lỗ gá: +0,023 mm ( tra t heoA1)

17- Sai lệch giới hạn chiều dài dao: - 0,74 mm (tra theo B)

2 - Điều kiện làm việc và yêu cầu đối với vật liệu gia công dụng cụ cắt.

Muốn hớt đi một lượng kim loại dư thừa ra khỏi bề mặt cần gia công để đạt

được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, trên các máygia công kim loại bằng cắt ta phải dùng các dụng cụ thường gọi là dụng cụcắt

Dụng cụ cắt gồm hai phần: Phần cắt và phần thân

Phần cắt có nhiệm vụ ăn sâu vào vật liệu được cắt có tác dụng như một lưỡidao nên nó phải được làm từ vật liệu riêng biệt có những tính năng cần thiết

để đảm bảo cắt được và giữ được tính năng trong thời gian dài ( như độ cứng,

độ chịu mài mòn )

* Độ cứng:

- Khi tạo phoi lưỡi cắt phải chịu một áp lực rất lớn tạo ra công cơ học táchkim loại ra khỏi vật liệu gốc, mặt khác vật liệu gia công trong cơ khíthường là thép, gang có độ cứng cao do đó để cắt đư ợc vật liệu làm phầncắt dụng cụ phải có độ cứng cao hơn 60  65 HRC Để đạt được điều nàydao phải được làm bằng thép có lượng C tối thiểu là 0,7% và qua tôi cứngsau đó ram thấp thành mactenxit.

* Độ bền cơ học:

- Dụng cụ cắt thường làm việc trong điều kiệ n rất khắc nghiệt: tải trọngkhông ổn định, nhiệt độ cao, ma sát lớn, rung động dễ làm lưỡi cắt củadụng cụ mẻ Do đó vật liệu làm phần cắt dụng cụ cần có độ bền cơ học(sức bền uốn, kéo, nén, va đập ) càng cao càng tốt

được tính cắt cao trong một thời gian dài

* Tính chịu mài mòn:

- Làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, ma sát lớn( mặt trước tiếp xúc vớiphoi mặt sau tiếp xúc với phôi) thì sự mòn dao là điều thường xảy ra.Thông thường vật liệu càng cứng thì tính chống mòn càng cao Nhưng khicắt nhiệt độ dến 700  8000C thì sự mòn cơ học không là chủ yếu nữa mà

ở đây sự mài mòn chủ yếu do hiện tượng chảy dính là cơ bản N goài ra sựgiảm độ cứng phần cắt do nhiệt độ cao càng làm cho hiện tượng mòn xảy

ra khốc liệt Vì vậy vật liệu làm phần cắt dụng cụ phải có tính chịu màimòn cao

- Tính chống mòn của thép phụ thuộc những yếu tố sau:

+ Độ cứng càng cao tính chịu mòn càng tố t Khi độ cứng  60 HRC thì cứmột đơn vị tuổi bền của dao được tăng lên khoảng 25 30%

+ Lượng các bít dư càng cao thì tính chống mòn càng cao do đó thép làmdụng cụ cắt có lượng C 1% đôi khi đến 1,5% đặc biệt có thể tới 2%

* Tính công nghệ:

- Tính thấm tôi tốt

- Khả năng chịu gia công áp lực ở trạng thái nóng

- Khả năng chịu gia công áp lực ở trạng thái ủ

- Tính mài sau khi tôi tốt

- Dễ rèn, dễ cán, dễ tạo hình bằng cắt gọt, dễ nhiệt luyện

Ngoài ra vật liệu làm phần cắt dụng cụ phải có tính dẫn nhiệt tốt, độ dai chống

va đập cao và giá thành rẻ

* Chọn vật liệu làm dao:

Các loại vật liệu chế tạo dụng cụ cắt gồm có:

- Thép các bon dụng cụ như: C45, CT45, CT30,

- Thép gió là loại vật liệu có cơ tính tốt, chịu va đập, chịu mài mòn và có độcứng nóng cao giá thành vừa phải phù hợp chế tạo dao phay lăn răng

- Hợp kim cứng có độ cứng cao, chống mài mòn tốt, tính cứng nóng caonhưng chịu va đập kém và giá thành cao

Từ đó việc chọn thép gió chế tạo dao phay lăn răng là hợp lý nhất Với vậtliệu làm dao bằng thép gió, thì có thể đạt tốc độ cắt từ 35  80 m/ph cao gấp

35 lần so với thép các bon dụng cụ

Thép gió(HSS – High Speed Steel – Thép cắt ở tốc độ cao) có tính cắt cao hơnhẳn các loại thép các bon nêu trên, do đó từ khi thép gió ra đời, nó đã tạo ramột cuộc cách mạng về cắt gọt và năng suất gia công, làm xuất hiện một thế

- Những nguyên tố hợp kim này hợp với C tạo nên cácbit kim loại có độcứng cao, chịu mài mòn tốt, trong đó cácbit Vonfram(WC) đóng vai trònòng cốt Cácbit này ở nhiệt độ  6000c sẽ không thoát ra khỏi nmạngMactenxit, nên vật liệu vẫn giữ được tính cắt tốt

- Tác dụng chủ yếu của Crôm là tăng độ thấm tôi, Vanadi tạo thành cácbitVanadi có độ cứng cao, chịu mài mòn tốt, Coban không tạo thành cácbit

mà hoà tan vào sắt, khi lượng các bon lớn hơn 5% thì tính chịu nhiệ t củathép gió được nâng cao.

- Thép gió với năng suất thường: Tính cứng và tính nóng 6156200c gồm:P18(80W18Cr4V),P9, M2, P6M5,

- Thép gió năng suất cao: Là loại thép gió có tính cứng nóng cao hơn,khoảng nhiệt độ 6306500c, có thể cắt đến tốc độ 40m/ph, có tính chốngmài mòn cao như:P18K52, T15, P12S4K5, T4

Vì vậy ta chọn thép gió P18 làm vật liệu để chế tạo dao phay lăn răng

2 Đăc điểm của thép gió P18:

 Ưu điểm:

-Tính chịu nhiệt cao hơn hẳn so với thép cácbon dụng cụ, có thể chịu đượcnhiệt độ cắt gọt cao 5600C 6000C

- Tính chịu mài mòn cao (gấp 2 lần P9)

- Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 6265 HRC

- Công nghệ chế tạo không đòi hỏi khắt khe, dễ chế tạo, dễ mài lại

 Nhược điểm:

- Chế độ nhiệt luyện phức tạp, đòi hỏi thiết bị phức tạp

- Dẫn nhiệt không tốt, cần chú ý khi nhiệt luyện để tránh nứt, cong, vênh Thành phần hoá học của thép gió P18:

Chiêù dày ở tiết diện pháp tuyến Sn= 6,283