Dao phay có nhiều loại khác nhau [hình 6.1], song có thể coi dao phay như là một vật thể hình học tròn xoay mà trên các bề mặt [tối đa là 3 bề mặt] có các răng cắt. Tuy có nhiều loại khác nhau nhưng kết cấu của chúng có thể giống như dao phay trụ và dao phay mặt đáy [các răng phân bổ trên mặt trụ và trên mặt đầu]. Do đó ta cần khảo sát kết cấu và thông số hình học của dao phay trụ và dao phay mặt đầu, các loại dao phay khác có thể suy ra từ hai loại dao phay đó [trừ dao phay định hình hớt lưng sẽ khảo sát ở phần sau].
6.2.1.Kết cấu và thông số hình học dao phay hình trụ [hình 6.2]
Dao phay hình trụ [có các răng phân bố trên mặí trụ> rãnh thẳng ω = 0, rãnh xoắn ω ≠0
Thành phần kết cấu [hình 6.2].
D – đường kính ngoài [mm]
L – chiều dài dao [mm]
d – đường kính lỗ gá [mm]
z – số răng dao phay
Mặt trước [1], mặt sau [2], mặt lưng ràng [4], lưỡi cắt [5] răng thẳng ω = 0; răng xoắn [ω ≠ 0]; cạnh viền [3] nằm giữa lưỡi Cắt [5] và mặt sau [2] có chiều rộng khoảng [0,05 ÷ l]mm trên mặt trụ đường kính D; h là chiều cao răng và f là chiều rộng mặt sau.
Các góc của dao phay hình trụ răng xoắn được xét trong hai tiết diên: tiết diện vuông góc với trục AA và tiết diện vuông góc với lưỡi cắt chính NN [hinh 6.2a va 6.2b].
Góc trước và góc sau trong các tiết diện A A và OO như sau:
Bước vòng của dao phay
Góc giữa 2 răng:
Đối với dao phay răng xoắn [ω ≠ 0] thì bước chiếu trục Tt:
Bước pháp tuyến:
6.2.2. Kết cấu và thông số hình học dao phay mặft đẩu [hình 6.3]
Dao phay mặt đầu đường kính nhỏ bằng thép gió thường được chế tạo răng liền, đường kính lớn và bằng hợp kim cứng thì được chế tạo ghép răng [hình 6.4]. Ở dao phay mặt đầu ngoài một số thông số kết cấu tương tự như dao phay trụ răng xoắn còn có một số đặc điểm kết cấu khác.
Mỗi răng của dao phay mặt đầu thép gió có 3 lưỡi cắt [hình 6.3]. Khi phay bằng mặt đầu thì 2-3 là lưỡi cắt chính. 3-4 là lưỡi cắt phụ còn 2-1 không làm việc. Còn khi phay mặt phẳng thẳng đứng thì chỉ có lưỡi 1-2 tham gia cắt, lúc này dao phay mặt đầu làm việc giống như dao phay trụ đứng [dao phay ngón].
Đối với dao phay mặt đầu răng chắp [hình 6.4] mỗi răng như một con dao tiện lắp vào thân dao.
Nó chỉ có một lưỡi cắt chính và một lưỡi cắt phụ. Ngoài ra dể lăng sức bển lưỡi cắt người ta làm thêm một lưỡi nối tiếp có chiểu dài f = [1 ÷ 1,5]mm với góc nghic.ig φu =φ/2 hoặc thay bằng cung tròn bán kính r [hình 6.3b và c].
Các góc của dao được đo trong các tiết diện chính, tiết diện vuông góc với trục và tiết diện chiều trụ.
– Tiết diện pháp tuyến có y và an
– Tiết diện vuông góc với trụ y1 và a
– Tiết diện chiều trụ y2
– Góc nâng của lưỡi cắt λ
62.3 Dao phay định hình hớt lưng
6.2.3.1.Các kiểu dao phay hớt lưng
Dao phay hớt lưng được dùng phổ biến nhất là khi gia công các chi tiết định hình. Một số dao phay hớt lưng đã được tiêu chuẩn hóa: dao phay rãnh lồi và lõm, dao phay đĩa môđun. dao phay lăn răng, dao phay lăn trục then hoa v.v…
Dao phay hớt lưng chia làm 2 nhóm:
– Nhóm không mài hớt lưng: dao phay đĩa mỏđun,…
– Nhóm có mài hớt lưng: dao phay lãn răng, dao phay lăn trục then hoa v.v…
6.2.3.2. Đặc điếm của dao phay hớt lưng
Dao phay hớt lưng đảm bảo được prôfin lưỡi cắt không đổi, sau khi dao mòn được mài sắc lại theo mặt trước. Do dó dao được dùng chủ yếu đé gia công các bc mặt định hình – Dao phay định hình hớt lưng. Nhóm dao có prôfin không mài có nhược điểm:
Độ đảo tâm ở đỉnh dao lớn [khoảng 0,04 H- 0,12mm] do không có nguvên công mài tròn đính dao. Mật khác khi mài lại mặt trước sẽ làm tãng thêm độ đảo tám. Sô’ lượng răng dao ít nên khi phay không cân- bằng, cộng thêm độ đảo tâm của các răng lớn nên chất lượng bề mặt uia công thấp.
Đường cong hớt lưng [hình 6.5]
– Yêu cầu của đường cong hớt lưng
Đường cong hớt lưng phải đảm bảo chiều cao prôfin dao và góc sau không đổi sau mỗi lần mài sắc lại theo mặt trước.
Phương trình độc cực tổng quát của đường cong hớt lưng có dạng:
p = p[θ] [6.4]
Tại điểm bất kỳ trên đường cong ứng vói góc quay 0 và bán kính p, vẽ T-T tiếp tuyến với đường cong hớt lưng [hình 6.5].
N-N vuông góc với bán kính p [tiếp tuyến với vòng tròn bán kính p].
Tại gốc ban đầu θ = 0 điể m E khảo sát trùng Voưis đirnh răng dao phay p = Re Do dó khi θ = 0 thì k = 1 và A = Re. Khi dó dường cong có dạng
Vói Re: bán kính ứng với đỉnh rãng.
Đường cong logarit khó chế tạo [cam hớt lưng] vì ứng với mỏi đường kính dao phay phải có một cam hớt lưng riêng điều này dẫn đến số cam là vô hạn. Do đó trong thực tế đường cong logarit được thay thế bằng đường cong Acsimel.
Phương trình đường xoắn Acsimet trong hệ tọa độ độc cực có dạng:
Trong đó: b – hệ sò không đổi đặc trưng cho đường xoắn Acsimet.
Từ công thức [6.10] ta thấy số của bán kính p tỷ lệ thuận với số gia của góc quay 0. Bưức của đường Sỉ xoắn Acsimei là không đổi. vì vậy dễ chế lạo cam hớt lưng.
Ngoài ra, cam Acsimet có tính vạn năng hơn, nghĩa là có thể dùng để chế tạo đường cong Acsimet hớt lưng trên các dao phay có dường kính khác nhau.
Từ phương trình [6.10] khi góc θ = 2π, nếu bán kính véctơ p = a thì
Đối với một răng dao phay, phương trình đường xoắn Acsimet ở đỉnh răng có thể viết dưới dạng:
Trong đó R là bán kính lớn nhất của dao phay.
Góc sau a là góc giữa tiếp tuyến với đường xoắn S-S và tiếp tuyến với vòng tròn W-W tại điểm khảo sát A [hình 6.6b]. Góc sau a được xác định như sau:
6.2.3.3. Lượng hớt lưng K và góc sau ở đỉnh răng αd
Lượng nâng của đường xoắn Acsimet:
a = K.z [6.14]
Trong đó:
K – lượng nâng của đường xoắn ứngvới một răng và được gọi là lượng hớt lưng
z – số răng dao phay. Từ đó ta có:
Góc sau ỏ’ đỉnh răng ad ứng với p = Re. được xác định:
Re, De – bán kính, đường kính đinh dao phay
ad – góc sau ở đính răng
K – lượng hớt lưng.
Trone thực tế giá trị lượng hớt lưng K = 0.5 -r 1 2mm. Trên các cam hớt lưng người ta ghi rõ trị số hớt lưng K. Dãy kich thước cùa cam thường được xác định theo cấp số nhân nhằm giảm số lượng cam.
Để hớt lưng rãng dao, chuyển động tịnh liến của bàn dao được thực hiện nhờ cam có trị số lượng nâng ứn« với mọi vòng quay của cam, tương ứng với dao quy 1 góc 360°/z
Sau khi chọn góc sau đỉnh ad sè tính dược lượng hơi lưng K và chọn cam tương ứng. Trong nhiều trường hợp trị số K tính ra phải được quy tròn dến giá trị lượng nâng của cam. Do quy tròn nên góc ad không còn đúng như góc ad đã chọn, vì vậy trên bản vẽ chế tạơ người ta không ghi giá trị ad mà chỉ ghi lượng hớt lưng K.
6.2.3.4. Các yếu tố kết cấu của dao phay định hình hớt lưng [hình 6.7]
Các yếu tố kết cấu của dao phay cần xác định l.à đường kính ngoài, đường kính lỗ gá, chiều dài, số răng, góc và dạng rãnh răng.
Đường kính ngoài:D = D1 + 2H [hình 6.7]
D1: Đường kính vòng tròn đáy rãnh
H: Chiều cao răng [hình 6.7a]
Đường kính D1 thường được lấy khoảng [2÷1,6] lần đường kính lỗ gá d [hệ số lớn ứng với dao phay đường kính nhỏ, hệ sô nhỏ ứng phay đường kính lớn].
Chiều cao răng H được xác định như sau:
H = h + K + r
Với: h: chiều cao prôíin chi tiết gia cộng thêm 1÷ 2mm.
K: lượng hớt lưng
r: bán kính đáy rãnh [hình 6.7b]
r: bán kính đáy rãnh [hình 6.7b]
Phần lượn tròn bắt đầu từ điểm M [điểm hớt lưng cuối cùng]. Tâm của vòng tròn lượn bán kính r nằm ờ giữa cung [ có góc tâm ψ. Bán kính r được xác định:
Bán kính R3 đi qua điểm M [hìnli 6.7b] dưDC tính theo cõng thức:
với ξ- hệ sổ tính đến trị sò hót lưns ớ diicrn dao tiện thoát ra khỏi lưng răng [ξ = 4/5…].
Thông thường bán kính đáy rãnh thường lấy khoảng từ [1÷ 5]mm lùy theo kích thước và kiếu dao phay và phụ thuộc vào dạng hớt lưng [mài hoặc khóng mài hớt lưng]. So vói dao phay rãnh nhọn, sò’ kích thước đưừng kính dao phay hớt lưng nhicu lion do dặc diêm vù kêì cấu của chúng [số răng ít, chiều cao răng lớn …]
Đường kính lỗ d được chọn trên cơ sờ dim báo sức ben và độ cứnu của trục gá, ngoài ra còn phụ thuộc vào cliicu cao psròiĩn.
– Chiều dài dao phay hớt lưng dược chọn phụ thuộc vào chiều rộng prôfin chi tiết. Do đó, cùng một dường kính có thể có một nhóm dao phay có chiều dài khác nhau.
– Số răng z dược chọn phải dảm báo sức bền răng dao dù không gian thoát phoi và khả năng mài sắc lại nhiều lần. Để đảm bảo sức bều chiều rộng răng có thể được chọn 0,8 ÷ 1 chiéu cao răng H. Thòng thường số răng dao phay hớt lưng dược chọn [ngược lại với dao phay răng nhọn] cùng giảm khi đường kính dao phay càng lớn.
– Góc rãnh giữa các răng θ tlưực xác định:
Đe đảm báo sức bển răng sau khi mài sắc lại nhiều lần, phía lưng răng làm nghiêng một góc μ so với dường lliắng htrớnig; tâm di C]iia điếm cuối cùng ờ đỉnh rã 11 g hớt lưna. Góc μ dược chọn khoảiiìg 15 ÷20°. Điều đó đảm bao sức bén răng khi mài sắc đến lần cuối. Góc n được chọn phụ thuộc góc ψ [quan hệ qiữa các góc trên dao pliav và Iren cam hói lưng] vù chiều dày phần lưng răng.
6.2.3.5.Dạng đáy rãnh [hình 6.8 – hình 6.9]
Khi prỏfin đối xứng, chiều cao prôlin và chiểu dài dao phay nhỏ thì đáy rãnh thường được chế tạo song song với trục dao. Trong một SC trường hựp để đảm bảo dộ cứng vững răng, đáy rãnh dược chế tạc nghiêng một góc hoặc một số góc so với trục dao [hì nh 6>.8a. b. c].
Đối với các profin đặc biệt đáy rãnh có thể được chế tạo đặc biệt như trên hình 6.9
6.2.3.Dao phay định hình hớt lưng có góc trước Y > 0
Dao phay phần lớn được chế tạo có góc trước Y > 0. Khi Y = 0 thì próíìn lưỡi cắt trong tiết diện chiều trục đồng nhất với prôfin chi tiết được gia công. Nếu Y > 0 thì prôfin dao trong tiết diện chiều trục không giống như prôfin chi tiết vì thế phải tính lại prôfin lưỡi cắt trong tiết diện chiều trục của dao. Dao phay có Y > 0 cắt nhẹ hơn, vì thế chúng cũng được dùng nhiều. Để tính toán prôíìn dao khi Y > 0 có thể dùng sơ đồ tính như hình vẽ 6.10.
Prôíin chi tiết trên hình 6.10 được biểu diễn bởi các diểm 1°, 2°, 3°, 4°. Trên hai hình chiếu [hình chiếu theo phương vuông góc với trục dao – bên phải và hình chiếu theo phương trục dao – bên trái]. Chiều cao chi tiết, ví dụ ứng với điểm
Trong đó R là bán kính đỉnh dao lớn nhất và r2 bán kính ứng với điểm 2°.
Nếu Y = 0, mặt trước đi qua tâm O [mặt phẳng EO] điểm 2′ của dao trên mặt trước [lưỡi cắt] gia công điểm 2° trền profin chi tiết trùng với điểm 2° trên prôfin chi tiết và chiều cao prôfin dao trong tiết diện chiểu trục E2 trùn với chiều cao chi tiết hc. Khi Y>0 [hình 6.10] mặt trước của dao[ lưỡi cắt] không nằm trong mặt phẳng ET hợp với EO 1 góc y. Điểm 2° trên lưỡi cắt dao khi gia công điểm 2° trên prôfin chi tiết nằm trên vòng tròn bán kính r2 và mặt ET [điểm 2° trên hình 6.10]. Từ điểm 2° vẽ đường cong hớt lưng Acsimet song song với đường cong hớt lưng ở đỉnh [điểm E]. Chiều cao prôfin răng dao trong tiết diện qua trục khi Y > 0 là 2° – e2, nằm trong mặt phẳng chiều trục e2 – 2° – 0.
Để thiết kế dao phay định hình khi Y > 0 cần phải tính chiều cao prôfin dao ở tất cả các điểm tương ứng với các điểm trên prôfin chi tiết. Từ sơ đổ trên hình 6.10 ta có:
Từ hình 6.10 tính được θX tại điểm bất kỳ 2° của chi tiết ứng với bán kính r2. Thay θX vào 6.19 tính được kx2. Thay kx2 vào [6.18] tính được chiều cao prôíin rãng dao phay trong tiết diện hướng kính khi Ỵ > 0 ứng với các điểm của prôíìn chi tiết. Trên hình 6.10 đường nét đứt biểu diễn prôfin dao trong tiết diộn hướng kính so với prôíin chi tiết 1°, 2°, 3°, 4° [hình chiếu bên phải] khi Y > 0.
6.2.3.7.Dao phay hớt lưng hai lần [mài hớt lưng]
Đối với dao phay có prôfin mài [mài hớt lưng] số răng được chọn nhỏ hơn loại không mài prôfin để khoảng cách giữa các răng lớn. Song không thể giảm số răng mà tránh được đá không chạm phải răng tiếp theo khi mài hớt lưng. Trong trường hợp đó, không mài hớt lưng trên toàn bộ chiều rộng rảng mà chỉ mài một phần phía trước, còn phần còn lại phía sau không mài [hình 6.11].
Trong quá trình sứ dụng dao phay chỉ mai sắc lại đến hết phần chiều rộng được mài hớt lưng. Đc tránh phần lồi yên ngựa ớ đrinh và hai bên ớ chỗ tiếp giúp giữa phần mài và phần khóng mài. phần không mài phái hạ thấp xuống, do đó các đường cong hớt lưng khi tiộn và khi mài không song song với nhau. Để lưng phần không mài thấp hơn, lượng hớt lưng khi tiện K1 [hình 6.11] phải lớn hơn lượng hớt lưng khi mài [K1 > K].
Với 2 lượng hớt lưng như vậy K, > K dc tránh dược phun lồi yên noựa ớ lưng răng. Bậc yên ngựa đó ảnh hướnu xâu đến sức bền răng dao. Khi liện hớt lưng Kt thường thấy lớn hơn lượng hói lưng K khi mài [1.5÷1,75] lần: K1 > [1,5 ÷ 1,75] K
Thông thường chiều rộng phần mài dược chọn khoảng