Nhật ký xưởng: Phay lăn răng và mài răng

Nhật ký xưởng — Sản xuất bánh răng: Phay lăn răng và mài răng

Ngày: 2026-07-08 | Chủ đề: Quy trình sản xuất bánh răng | Phiên: 3

I. Phay lăn răng là phương pháp gia công thô chính

Trong toàn xưởng, phay lăn răng chiếm hơn 70% tổng khối lượng gia công thô bánh răng, khiến nó trở thành phương pháp cắt được sử dụng thường xuyên nhất.

Nguyên lý hoạt động: Chuyển động bao hình liên kết dao phay lăn quay và phôi quay. Hãy hình dung dao phay lăn như một thanh răng ảo phân độ không ngừng, do đó mỗi rãnh răng được hình thành trong một lần chạy dao. Năng suất cao và phương pháp phù hợp với nhiều loại chi tiết.

Các thông số khởi đầu:

• Tốc độ cắt v: 25–60 m/phút (HSS); 80–200 m/phút (Carbide)
  • Ghi chú: Xác định bởi vật liệu dụng cụ
• Lượng chạy dao f: 0,5–3,0 mm/vòng
  • Ghi chú: Cao hơn cho gia công thô, thấp hơn cho gia công tinh
• Chiều sâu cắt aₚ: Toàn bộ chiều sâu răng hoặc 2–3 lần chạy dao
  • Ghi chú: Với module > 6, dùng nhiều lần chạy dao
• Dung dịch làm mát: Dầu (khuyến nghị) hoặc nhũ tương
  • Ghi chú: Dầu kéo dài tuổi thọ dụng cụ thêm 30–50%

Phay lăn răng thường đạt cấp GB/T 10095 7–9; cấp 7–8 là nơi hiệu quả kinh tế tốt nhất.

Khắc phục sự cố khi phay lăn răng

• Sườn răng bị xé hoặc nhám — lượng chạy dao quá mạnh, dao phay lăn bị cùn, hoặc tốc độ đặt quá thấp. Giảm lượng chạy dao xuống ≤1,0 mm/vòng và kiểm tra lưỡi cắt của dao phay lăn.
• Chiều dày răng lệch khỏi dung sai — dao được đặt sai hoặc đường kính ngoài của dao phay lăn đã mòn. Cắt một chi tiết thử và kiểm tra chiều dài pháp tuyến chung trước khi chạm vào cài đặt.
• Rung động — độ rơ trong truyền động máy, độ đảo trục chính, hoặc phôi không được kẹp chắc chắn. Kiểm tra độ rơ của máy và áp lực tại tâm ụ sau.

II. Nơi độ chính xác được giành và mất

Phôi → Rèn → Thường hóa → Tiện thô → Tiện bán tinh → Phay lăn răng (7–9)
 ↓
 Thấm cacbon & tôi (biến dạng 0,05–0,15mm)
 ↓
 Mài (4–6) → Bánh răng hoàn thiện

Một sự thật chi phối toàn bộ chuỗi: mài không thể khắc phục sai số tích lũy bước răng (Fₚ) mà phay lăn răng đã tạo vào chi tiết. Chỉ có sai số prôfin và sai số hướng răng phản ứng với mài. Do đó, giới hạn trên của độ chính xác cuối cùng được cố định ở giai đoạn phay lăn răng.

III. Mài răng là bước gia công tinh chính xác

Mài răng, được thực hiện sau nhiệt luyện, là nguyên công tạo ra sườn răng có độ chính xác cao. Bánh răng truyền động hầu hết được mài.

• Phương pháp Mài bằng đá mài trục vít: Bao hình liên tục, giống như phay lăn răng
  • Độ chính xác: ISO 4–6
  • Phù hợp nhất: Module nhỏ và trung bình, khối lượng lớn
• Phương pháp Mài định hình: Hình dạng đá mài sao chép prôfin răng
  • Độ chính xác: ISO 5–7
  • Phù hợp nhất: Module lớn, prôfin đặc biệt
• Phương pháp Mài bằng đá mài đĩa: Hai đá mài đĩa mài cả hai sườn răng
  • Độ chính xác: ISO 3–5
  • Phù hợp nhất: Dụng cụ chính xác cao, bánh răng mẫu

Mối nguy chính: cháy bề mặt do mài

Khi nhiệt mài quá lớn, bề mặt răng có thể tái cứng hoặc bị ram. Các vết nứt tế vi xuất hiện sau đó, và những vết nứt này tạo mầm cho rỗ và bong tróc sớm trong quá trình sử dụng. Để đối phó, dùng đá mài CBN, phun dung dịch làm mát ở áp suất cao, và giữ lượng chạy dao chậm.

IV. Ghi chú từ xưởng sản xuất

1. Tách gia công thô và gia công tinh thành hai nguyên công. Gia công thô cắt sâu và chạy dao nhanh; để lại 0,3–0,5 mm cho lần chạy dao gia công tinh. Trong khi gia công tinh, giảm lượng chạy dao xuống 0,5–0,8 mm/vòng và lắp dao phay lăn mới, sắc — độ nhám bề mặt Ra có thể cải thiện từ 3,2 xuống 1,6.
2. Dự phòng biến dạng trong nhiệt luyện. Sau khi 20CrMnTi được thấm cacbon và tôi, đường kính đỉnh răng tăng khoảng 0,3–0,5% của module. Dành ít nhất 0,15–0,25 mm lượng dư mài cho mỗi sườn răng, nếu không toàn bộ bề mặt răng thân khai không thể được tạo hình.
3. Đá mài CBN hoàn vốn chi phí. Đá mài alumina rẻ hơn 5–10 lần so với đá mài CBN, nhưng đá mài CBN bền hơn 100 lần, cần sửa đá ít hơn nhiều, mang lại tổng chi phí sở hữu thấp hơn, và chịu nhiệt tốt hơn — mỗi điều đó đều làm giảm khả năng cháy bề mặt do mài.
4. Dung dịch làm mát là bắt buộc, không phải tùy chọn. Cháy bề mặt do mài khiến nhiều chi tiết bị phế. Kết hợp đá mài CBN với làm mát lọc áp suất cao (≥10 bar, lưu lượng ≥40 L/phút); không có điều chỉnh thông số nào quan trọng hơn.
5. Mài lại dao phay lăn khi độ mòn kích hoạt. Vượt quá 0,2 mm độ mòn sườn răng, không thể trì hoãn việc mài lại — độ nhám giảm nhanh sau ngưỡng đó. Kiểm tra lưỡi cắt mỗi 50–80 phôi.

V. Tham chiếu thuật ngữ