Thiết kế quy trình chế tạo, gia công và đồ gá càng gạt c15

LỜI MỞ ĐẦU.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY.
ĐỀ BÀI:
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ ĐỒ GÁ GIA
CÔNG CÀNG GẠT C15.

1


CHƯƠNG I:
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN
XUẤT.
I.
Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.
Càng gạt là chi tiết dạng càng. Chi tiết dạng càng thường có chức năng
biến đổi chuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong )
thành chuyển động quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ). Ngoài ra chi tiết
2


dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong
hộp tốc độ ).
Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính
xác còn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố
khác cần được gia công.
II.
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
Vật liệu chế tạo chi tiết càng gạt C15 là gang xám 15-32. Đây là loại vật
liệu có tính đúc tốt, ta có thể sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi.
Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiết

không cao. Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chi
tiết.
Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậy
khi gia công ta phải gá đặt nhiều lần (không gia công được các mặt đầu
trong một lần gá), điều này ảnh hưởng đến năng suất gia công.
Độ chính xác của các lỗ chính cao, bề mặt lỗ φ10, φ20 cần gia công đạt
độ nhám Ra = 2,5 (∇6), với dung sai φ10 là ±0,03( tương ứng với cấp chính
xác H7); φ20 là ±0,035 (tương ứng với cấp chính xác H7). Để đạt được yêu
cầu này ta phải gia công qua các bước khoan-khoét-doa.
Các bề mặt đầu cần gia công đạt độ nhám Rz = 20 (∇5), ta có thể gia
công đạt được yêu cầu này bằng phương pháp gia công phay, qua các bước
phay thô và phay tinh.
Độ không song song giữa bề mặt C và B là 0,03; độ không vuông góc
giữa bề mặt D và A là không quá 0,03; độ không song song của các tâm lỗ
cơ bản không quá 0,03/100mm chiều dài. Các yêu cầu kỹ thuật này ta hoàn
toàn có thể đạt được khi gia công trên các máy vạn năng hay các máy
chuyên dùng.
III. Xác định dạng sản xuất.
- Xác định trọng lượng của chi tiết:
Ta có:
Q = V.γ (kg)
Trong đó:
Q : Trọng lượng của chi tiết (kg).
V : Thể tích của chi tiết (dm3).
3
 : Trọng lượng riêng của chi tiết (kg/dm ).
Với gang xám 15-32 ta có γ = 6,8÷7,4 kg/dm3
⇒ lấy γ = 7,1 kg/dm3.
Tính V:
V= 2V1 + V2 +2 V3

V1 : Thể tích khối trụ φ25.
3


V2 : Thể tích khối trụ φ40.
V3 : Thể tích khối càng.
π .25 2
π .10 2
π .6 2
20 20 - 2.
7,5 = 7822,566 mm3
4
4
4
π .40 2
π .20 2
π .12 2
40 40 - 2.
.10 = 35437,165 mm3
V2 =
4
4
4

V1 =

V3 = 25546,72/cos280 = 28933,45 mm3
⇒ V= 2.7822,566 + 35437,165 +2.28933,45 =108949,197 mm3
⇒ V= 0,10895 dm3
⇒ Q = 7,1.0,10895 = 0,773 kg.

- Tính số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm:
N = No.m.(1+α).(1+β) chi tiết/năm.
No : Số lượng sản phẩm yêu cầu (sản phẩm/năm).
M : Số chi tiết đang xét có trong một sản phẩm.
 : Tỉ lệ phế phẩm không tránh khỏi.
 = (3÷6)% ⇒ lấy α= 5 %
β : Tỉ lệ dự trữ trong sản xuất.
β = (5÷7) % ⇒ lấy β = 6 %
Với N0 = 10000
M=1
⇒ N = 10000.1.(1+5 %).(1+6 %) = 11130 chi tiết/năm.
Tra bảng 2 [4] ⇒ dạng sản xuất là hàng loạt lớn.

CHƯƠNG II:
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI.
I. Xác định phương pháp chế tạo phôi.

4


Với chi tiết càng gạt C15 có kết cấu không quá phức tạp ta có thể có
một số phương án chế tạo phôi sau:
1. Phôi dập.
Phôi dập được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng, khi
dập do chi tiết có kết cấu đơn giản nên không có bavia.
Khi dập độ chính xác của phôi dập cao, đặc biệt là kích thước theo
chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn chi tiết. Thông thường độ bóng của
dập thể tích đạt được ∇2÷∇4, độ chính xác ±0,1÷0,005.
Trạng thái ứng suất của phôi dập nói chung là nén khối, do vậy kim

loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn nên cơ tính của phôi dập cao
hơn rèn, vì vậy mà dễ cơ khí hoá và tự động hoá nâng cao được năng suất.
Tuy nhiên, phương pháp chế tạo phôi dập có một số nhược điểm sau:
Thiết bị sử dụng cho dập có công suất lớn, chuyển động đòi hỏi chính
xác cao, chế tạo khuôn đắt tiền.
2. Phôi đúc.
Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám15-32, đây là loại vật liệu có tính
đúc tốt. Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sản
phẩm đúc hạ hơn các dạng sản xuất khác.
Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhược điểm sau:
+ Sản phẩm đúc dễ bị rỗ co, rỗ khí, nứt và lẫn tạp chất,...
+ Khi đúc trong khuôn cát, độ chính xác về kích thước và độ bóng
thấp.
+ Tiêu hao một phần không nhỏ lượng kim loại ở hệ thống rót, đậu
hơi, đậu ngót, ....
Do dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn, phôi có kích
thước không lớn, kết cấu không quá phức tạp, có một số bề mặt không cần
gia công, mặt khác vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32 - đây là loại vật
liệu có tính đúc tốt, nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc, phôi đúc
được đúc trong khuôn cát, làm khuôn trên máy ép và máy rằn.

5


II. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác1 ⇒ lượng dư gia
công cho các bề mặt bên và dưới là : 2,0 mm.
Tra bảng 3-3[1] ⇒ dung sai cho phép của vật liệu đúc.
Tra bảng 3-13[1] ⇒ độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 µm (∇4).
Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi:

CHƯƠNG III:
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT.
I. Xác định đường lối công nghệ:
Dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn qui
trình công nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công, tức qui
trình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản có thời gian như

6


nhau ( nhịp ) hoặc bội số của nhịp. Mỗi máy thực hiện một nguyên công
nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng.
II. Chọn phương pháp gia công.
Ta sử dụng các máy vạn năng và các máy chuyên dùng kết hợp với đồ
gá chuyên dùng.
Để gia công các bề mặt đầu ( A,B,C,D ) đạt Rz = 20 (∇5) , ta có thể
sử dụng phương pháp phay để gia công, phay được tiến hành qua hai bước:
phay thô và phay tinh.
Để gia công các lỗ φ10 và φ20 đạt Ra = 2,5 (∇6) ta tiến hành khoankhoét- doa.
Để gia công các lỗ φ6 và φ12 đạt Rz = 40 (∇4) ta tiến hành khoan.
III. Lập tiến trình công nghệ.
1. Chọn chuẩn.
Do càng gạt C15 là chi tiết dạng càng, có các đường tâm lỗ chính (
φ10 và φ20 ) yêu cầu độ song song cao và độ vuông góc giữa đường tâm lỗ
φ20 và mặt đầu A(D) là 0.03 và yêu cầu độ song song giữa các bề mặt C và
B là 0.03. Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đó ta có thể có các phương án
chọn chuẩn tinh như sau:
+ Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt C và hai lỗ φ10.
Nếu chọn chuẩn tinh như trên thì ta chọn chuẩn thô là bề mặt A và

vành ngoài φ25 để gia công bề mặt C và hai lỗ φ10. Khi kẹp chặt chi tiết lực
kẹp chặt chi tiết W được tác động qua khối V di động (tác động bên ngoài
φ25). Mặt khác do càng có kết cấu kém cứng vững, vật liệu chế tạo càng là
gang xám 15-32, như vậy nếu lực kẹp lớn có thể gây ra biến dạng càng, số
lượng phế phẩm tăng.
+ Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt D và lỗ φ20.
Nếu chọn chuẩn tinh như vậy thì ta chọn chuẩn thô để gia công chuẩn
tinh là mặt A và vành ngoài φ40. Với cách chọn như vậy thì lực kẹp sẽ được
đặt gần vành ngoài φ40 để gia công chuẩn tinh, lực kẹp sẽ không gây biến
dạng phôi. Khi gia công các bề mặt phẳng còn lại ta có thể gia công đồng
thời được các bề mặt C và D bằng dao phay đĩa.
2. Lập tiến trình công nghệ.
1. Nguyên công 1: gia công bề mặt C.
2. Nguyên công 2: gia công bề mặt B.
3. Nguyên công 3: gia công bề mặt A.
4. Nguyên công 4: gia công bề mặt D.

7


Các bề mặt C, B, A, D là các mặt phẳng cần gia công đạt độ nhám
Rz = 20, ta có thể dùng phương pháp phay để gia công. Phay được
tiến hành qua hai bước: phay thô và phay tinh.
5. Nguyên công 5: gia công hai lỗ φ10.
6. Nguyên công 6: gia công lỗ φ20.
Các lỗ φ10 và φ20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5(∇6)đạt được
yêu cầu này ta tiến hành khoan, khoan được tiến hành qua ba bước:
khoan-khoét-doa.
7. Nguyên công 7: vát mép các lỗ.
8. Nguyên công 8: gia công hai lỗ φ6.

9. Nguyên công 9: gia công lỗ φ12.
Các lỗ φ6 và φ12 cần gia công đạt độ nhám Rz = 40 (∇4), ta chỉ
cần tiến hành khoan.
10. Nguyên công 10: tổng kiểm tra.
Kiểm tra độ không vuông góc giữa bề mặt D, A với đường tâm lỗ
φ20.
Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ φ10 và φ20.
Kiểm tra độ không song song giữa các mặt B và C.
IV. Thiết kế nguyên công.
1. Nguyên công I: Phay bề mặt C.
1.1 Sơ đồ gá đặt.

W

Để phay bề mặt C ta hạn chế ba bậc tự do ở bề mặt B, ở đây ta sử dụng
chốt tỳ khía nhám. Lực kẹp W được đặt ở bề mặt D, lực kẹp được sinh ra
từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc.
1.2 Chọn máy.
8


Để gia công bề mặt C ta sử dụng phương pháp phay để gia công, ta tiến
hành phay trên máy phay 6H82.
Một số thông số của máy 6H82:
Số cấp tốc độ trục chính: 18
Phạm vi tốc độ 30÷1500 vòng/phút.
Công suất động cơ chính: 1,7Kw
Kích thước làm việc của bàn máy: BxL = 320x250
1.3 Chon dụng cụ cắt.
Để gia công bề mặt C có bề rộng φ25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu

chế tạo dao là thép gió.
Tra bảng 4.92[1] ⇒ chọn dao phay mặt đầu liền khối đuôi côn loại 1:
Các kích thước cơ bản của dao phay:
Đường kính dao phay: D = 40 mm
Bề dầy dao phay: L = 26 mm
Số răng dao phay: 10
Đường kính lỗ lắp trục: d = 16mm.
Tra bảng 7[4] ⇒ tuổi bền của dao T = 130 phút.
1.4 Tra lượng dư.
Từ bảng 3.94[1] ⇒ lượng dư gia công của phôi đúc: Zb = 2 mm.
Để phay mặt C đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước:
Phay thô: lượng dư cho phay thô là: Zb = 1,5 mm.
Phay tinh: lượng dư cho phay tinh là: Zb = 0,5 mm.
1.5 Tra chế độ cắt.
Chiều sâu phay thô: t = 1,5 mm
Chiều sâu phay tinh: t = 0,5 mm.
* Phay thô:
Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2]
⇒ Lượng chạy dao Sz = 0,15÷0,3 mm/răng.
⇒ Chọn Sz = 0,2 mm/răng ⇒ S = 0,2.10 = 2 mm/vòng
Tra bảng 5.121[2] ⇒ Tốc độ cắt Vb = 34 m/phút
Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6
Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao.
k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay.
k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công.
Tra bảng 5.20[2] ⇒ k1 = 1,15 k2 = 1,0
k3 = 0,89

k4 = 1,0
k5 = 1,0
k6 = 1,0
9


Vt = 34.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.1,0 = 34.1,0235 = 34,799 m/phút
Số vòng quay trục chính:
1000.Vt

1000.35

nt = π .D = 3,14.40 =278,52 vòng/phút
⇒ Chọn nm = 234 vòng/phút.
Tốc độ cắt thực:
Vtt =

nm .π .D 234.3,14.40
=
= 29,4 m/phút.
1000
1000

* Phay tinh:
Từ bảng 5.119[2] ⇒ lượng chạy dao tinh S0 = 1,4÷0,5 mm/vòng
⇒ Chọn S0 = 1 mm/vòng
⇒ Lượng chạy dao răng: Sz = S0/Z = 1/10 =0,1 mm/răng.
Từ bảng 5.121[2] ⇒ tốc độ cắt là: Vb = 49 m/phút
Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6
Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.

k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao.
k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay.
k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công.
Tra bảng 5.20[2] ⇒ k1 = 1,15 k2 = 1,0
k3 = 0,89
k4 = 1,0
k5 = 1,0
k6 = 0,8
Vt = 49.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.0,8 = 49.0,8188 = 40,1212 m/phút.
⇒ Số vòng quay trục chính:
1000.Vt

1000.40,1212

nt = π .D = 3,14.40 = 319,27 vòng/phút
⇒ Chọn nm = 300 vòng/phút.
Tốc độ cắt thực:
Vtt =
2.

nm .π .D 300.3,14.40
=
= 37,699 m/phút.
1000
1000

Nguyên công II.
Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:

10


W

Để gia công mặt B ta hạn chế phôi năm bậc tự do: phiến tì đặt tại mặt
phẳng C hạn chế ba bậc tự do, một khối V ngắn đặt tại vành ngoài của khối
trụ φ25, hạn chế hai bậc tự do. Lực kẹp được đặt tại mặt phẳng A, lực kẹp W
được sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc.
Do nguyên công phay bề mặt B có kích thước và lượng dư như bề mặt
C, nên ta chọn máy, chọn dụng cụ cắt và chế độ cắt hoàn toàn giống nguyên
công I.
Chế độ cắt khi phay thô:
t = 1,5 mm ; Sz = 0,2 mm/răng ; nm = 234 vòng/phút ; Vt =
29,4m/phút.
Chế độ cắt khi phay tinh:
t = 0,5 mm ; S0 = 1 mm/vòng ; nm = 300 vòng/phút ; Vt = 37,699 m/ph.
3. Nguyên công III: Phay mặt đầu A.
3.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

W

W

11


Để phay mặt đầu A ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự
do), các phiến tỳ được đặt tại mặt phẳng C. Để kẹp chặt chi tiết ta đặt lực

kẹp tại mặt B, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc. Để
tăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặt
thêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng D.
3.2 Chọn máy.
Để gia công mặt đầu A có bề rộng φ40 đạt độ nhám Rz = 20 ta dùng
máy phay đứng 6H82.
Một số thông số của máy phay 6H82 được giới thiệu ở nguyên công II
3.3 Chọn dụng cụ cắt.
Chọn dao phay mặt đầu loại 1 (đầu răng nhỏ), loại răng liền khối, vật
liệu chế tạo dao là thép gió.
Từ bảng 4.92[1] ⇒ các kích thước của dao phay mặt đầu:
Đường kính dao : D = 63 mm
Đường kính lỗ lắp trục : d = 27 mm.
Chiều dầy dao: L = 40 mm.
Số răng dao: Z = 14 răng.
Tra bảng 7[4] ⇒ tuổi bền của dao T = 130 phút.
3.4 Tra lượng dư.
Từ bảng 3.94[1] ⇒ lượng dư gia công của phôi đúc: Zb = 2 mm.
Để phay mặt A đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước:
Phay thô: lượng dư cho phay thô là: Zb = 1,5 mm.
Phay tinh: lượng dư cho phay tinh là: Zb = 0,5 mm.
3.5 Tra chế độ cắt:
 Phay thô:
Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2]
⇒ Lượng chạy dao Sz = 0,15÷0,3 mm/răng.
⇒ Chọn Sz = 0,2 mm/răng ⇒ S = 0,2.14 = 2,8 mm/vòng
Tra bảng 5.121[2] ⇒ Tốc độ cắt Vb = 38,5 m/phút
Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6
Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.

k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao.
k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay.
k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công.
Tra bảng 5.20[2] ⇒ k1 = 1,15 k2 = 1,0
k3 = 0,89
k4 = 1,0
k5 = 1,0
k6 = 1,0
⇒ Tốc độ cắt tính toán:
12


Vt = 38,5.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.1,0 = 39,405 m/phút.
⇒ Số vòng quay trục chính:
1000.Vt

1000.39,405

nt = π .D = 3,14.63 = 194,09 vòng/phút
⇒ Chọn nm = 190 vòng/phút.
Tốc độ cắt thực:
Vtt =

nm .π .D 190.3,14.63
=
= 37,605 m/phút.
1000
1000

 Phay tinh:
Từ bảng 5.119[2] ⇒ lượng chạy dao tinh S0 = 1,4÷0,5 mm/vòng
⇒ Chọn S0 = 1 mm/vòng
⇒ Lượng chạy dao răng: Sz = S0/Z = 1/14 =0,07 mm/răng.
Từ bảng 5.121[2] ⇒ tốc độ cắt là: Vb = 55 m/phút
Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6
Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao.
k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay.
k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công.
Tra bảng 5.20[2] ⇒ k1 = 1,15 k2 = 1,0
k3 = 0,89
k4 = 1,0
k5 = 1,0
k6 = 0,8
Vt = 55.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.0,8 = 55.0,8188 = 45,034 m/phút.
⇒ Số vòng quay trục chính:
1000.Vt

1000.45,034

nt = π .D = 3,14.63 = 227,4 vòng/phút
⇒ Chọn nm = 190 vòng/phút.
Tốc độ cắt thực:
Vtt =

nm .π .D 190.3,14.63
=

= 37,605 m/phút.
1000
1000

4. Nguyên công IV: Phay mặt đầu D.
Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

13


W

W

Do hai mặt đầu A và D là giống nhau (là hai đầu của một khối trụ).
Mặt khác theo bảng3.94[1] ⇒ lượng dư cho bề mặt A và D là
Zb = 2mm nên việc thiết kế nguyên công IV giống như nguyên công III.
Chọn máy: 6H82
Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu thép gió liền khối có:
D=63mm ; L = 40 mm ; d = 27 mm.
Chế độ cắt khi phay thô:
t = 1,5 mm ; Sz = 0,2 mm/răng ; nm = 190 vòng/phút ;
Vt = 37,605 m/phút.
Chế độ cắt khi phay tinh:
t = 0,5 mm ; S0 = 1 mm/vòng ; nm = 190 mm/vòng ; Vt = 37,605 m/ph.
5. Nguyên công V: Khoan-khoét-doa hai lỗ φ10.
5.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

W

Để gia công hai lỗ φ10 ta định vị phôi bằng hai phiến tỳ ở mặt phẳng
B, phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do, và hai khối V, một khối V cố định hạn chế
14


hai bậc tự do, một khối V di động hạn chế một bậc tự do. Hai khối V này đặt
ở vành ngoài khối trụ φ25. Lực kẹp W được đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp W
được sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thông qua đòn kẹp. Để tăng cứng vững
cho phôi ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ được đặt tại bề mặt D.
5.2 Chọn máy.
Để gia công hai lỗ φ10 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành
gia công trên máy khoan cần.
Tra bảng 9.22[3] ⇒ chọn máy khoan cần 2H53.
Một số thông số chính của máy khoan cần 2H53:
Số cấp tốc độ trục chính: 12
Phạm vi tốc độ trục chính: 25÷2500 (vòng/phút)
Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm
Công suất của động cơ chính: 2,8 kw
Kích thước bàn máy: bxl = 500x630
Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm
5.3 Chọn dụng cụ cắt.
Do lỗ φ10 cần gia công đạt cấp chính xác ∇6 nên ta tiến hành khoankhoét-doa:
+ Khoan lỗ φ8 ⇒dùng mũi khoan ruột gà, đuôi côn loại I, vật liệu chế
tạo mũi khoan là thép gió.
Tra bảng 4.42[1] ⇒ các thông số của mũi khoan φ8:
Đường kính: d = 8 mm.
chiều dài L = 240 mm .
chiều dài phần làm việc : l = 160 mm.
+ Khoét lỗ φ9,8⇒dùng mũi khoét, vật liệu chế tạo thép gió.
Tra bảng 4.48[1] ⇒ các thông số của mũi khoét:

γ0 = 60÷80 α0 = 80÷100
ϕ0 = 300÷600
ϕ01 = 300
ω0 = 100
ƒ = 0,8÷2 mm
+ Doa lỗ φ10⇒ dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió.
Tra bảng 4.49[1] ⇒ các kích thước của mũi doa:
Đối với kiểu mũi doa liền khối ,chuôi trụ:
Đường kính mũi doa: D= 2÷16 mm
Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 49÷170 mm
Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 11÷52 mm
5.4 Tra lượng dư và chế độ cắt.
- Khoan lỗ φ8: ⇒ t = 4 mm
tra bảng 5.89[2] ⇒ lượng chạy dao S = 0,13÷0,17 mm/vòng
⇒ chọn S = 0,15 mm/vòng.

15


Tra bảng 5.90[2] ⇒ tốc độ cắt khi khoan: Vb = 17,5 m/vòng.
Vt = K1.K2
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỉ số giữa chu kỳ bền thực
tế và chu kỳ bền danh nghĩa. Tra bảng 5.90[2] ⇒ K1 = 1,0
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu khoan.
Tra bảng 5.87[2] ⇒ K2 = 1,0
⇒ Vt = 1,0.1,0.17,5 = 17,5 m/vòng
Tốc độ trục chính:
n=

1000.V 1000.17,5

=
= 696,303 vòng/phút.
π .D
π .8

⇒ Chọn nm = 650 vòng/phút.
⇒ Tốc độ khi khoan thực tế là:
V=

nm .π .D 650.π .8
=
= 16,34 m/vòng.
1000
1000

- Khoét lỗ φ9,8: ⇒ t = 0,9 mm
Tra bảng 5.104[2] ⇒ lượng chạy dao S = 0,7 mm/vòng
Tra bảng 5.106 [2] ⇒ tốc độ cắt khi khoét: V = 27,5 m/phút.
⇒ Tốc độ trục chính n =

1000.V 1000.27,5
= π .9,8 = 893,216 vòng/phút.
π .D

⇒ chọn tốc độ máy nm = 850 vòng/phút.
⇒ tốc độ thực khi khoét là:
V=

nm .π .D 850.π .9,8
=

= 26,17 m/phút.
1000
1000

- Doa lỗ φ10: ⇒ t = 0,1 mm
Tra bảng 5.112[2] ⇒ lượng chạy dao S = 1,7 mm/vòng.
Tra bảng 5.113[2] ⇒ tốc độ cắt khi dao V = 4÷5 m/phút
⇒ chọn V = 4 m/phút.
⇒ Tốc độ trục chính là: n =

1000.V 1000.4
=
= 127,32 vòng/phút.
π .D
π .10

⇒ Chọn nm = 120 vòng/phút.
⇒ tốc độ doa thực tế là:
V=

nm .π .D 120.π .10
=
= 3,77 m/phút.
1000
1000

6. Nguyên công VI: Khoan-khoét-doa lỗ φ20.
6.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt.

16

W

W

Để khoan-khoét-doa lỗ φ20,ta định vị phôi bằng phiến tỳ (hạn chế ba
bậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, và hai chốt định vị ở hai lỗ φ10 ta đã gia công
ở nguyên công trước. ở đây ta dùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và
một chốt chám (hạn chế một bậc tự do). Lực kẹp W được đặt tại bề mặt B.
Cơ cấu kẹp ở đây ta sử dụng hệ thống đòn kẹp liên động.
6.2 Chọn máy.
Ta sử dụng máy khoan đứng 2H135.
Một số thông số của máy khoan đứng 2H135:
- Đường kính lớn nhất khoan được: 35mm.
- Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy: 750 mm
- Số cấp tốc độ trục chính: 12.
- Phạm vi tốc độ trục chính: 31,5÷1400 vòng/phút.
- Phạm vi bước tiến: 0,1÷0,6 mm/vòng.
- Lực tiến dao: 1500 kg
- Mô men xoắn: 4000 kg.cm
- Công suất động cơ chính: 4 kw.
6.3 Chọn dụng cụ cắt.
Để gia công lỗ φ20 đạt ∇6 ⇒ ta tiến hành khoan-khoét-doa:
+ Khoan lỗ φ19.
+ Khoét lỗ φ19,8
+ Doa lỗ φ20.
- Chọn mũi khoan: Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn loại ngắn kiểu I, vật
liệu chế tạo mũi khoan là thép gió.
Tra bảng 4.42[1] ⇒ ta xác định được các kích thước của mũi khoan:

Đường kính: d = 19 mm.
chiều dài L = 310 mm .
17


chiều dài phần làm việc : l = 210 mm.
- Mũi khoét: ta dùng mũi khoét được chế tạo bằng thép gió, mũi khoét số 1.
Tra bảng 4.48 [2] ⇒ các thông số của mũi khoét:
γ0 = 70 ; α0 = 90 ; ϕ0 = 300÷600 ; ϕ01 = 300 ; ω0 = 100 ; ƒ = 0,8÷2 mm.
- Mũi doa: Chọn mũi doa được chế tạo từ thép gió.
Tra bảng 4.49[1] ⇒ Xác định được các thông số của mũi doa:
Dùng mũi doa liền khối đuôi côn:
Đường kính mũi doa: D = 20 mm
Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 138÷344 mm ⇒ chọn L = 200mm.
Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 26÷50 mm ⇒ chọn
l=40mm.
6.4 Tính lượng dư gia công.
Qui trình công nghệ để gia công lỗ φ20+0,035 gồm ba bước: Khoankhoét-doa. Phôi ban đầu là phôi đặc, do vậy bước đầu khoan ta không phải
tính lượng dư gia công.
Ban đầu ta khoan lỗ φ19 từ phôi đặc, sau đó khoét-doa.
Do bề mặt gia công là mặt trong đối xứng nên ta dùng công thức tính
lượng dư sau:
2Zbmin = 2.(Rza + Ta + ρ a2 + ε b2 )
Trong đó:
+ Rza : Chiều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công trước để lại.
+ Ta : Chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trước để lại.
+ ρa : Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trước để lại.
+ εb : Sai số gá đặt ở nguyên công đang thực hiện.
- Khoan lỗ φ19:
Do ban đầu là phôi đặc nên ta không tính lượng dư cho bước này.

Tra bảng 3.87[1] ⇒ sau khi khoan lỗ chất lượng bề mặt lỗ đạt được :
Cấp chính xác 12.
Rza =50 µm ; Ta = 70µm.
Sai lệch không gian tổng cộng: ρa = C0 + ∆2y .L2
Với: C0 : Độ xê dịch tâm lỗ, tra bảng 18[4] ⇒ C0 = 25µm/mm
∆y : Độ sai lệch, tra bảng 18[4] ⇒ ∆y = 0,9µm/mm
L : Chiều dài lỗ gia công, L = 42 mm
 ρa = 25 2 + 0,9 2.42 2 = 45,319µm
Sai số gá đặt khi khoan: εgđ = ε c2 + ε k2 + ε dg2
Giả thiết εđg = 0 ⇒ εgđ = ε c2 + ε k2
18


εc : Sai số chuẩn, do chi tiết xoay khi định vị vào hai chốt mà hai chốt
có khe hở với lỗ định vị.
ρmax = δA + δB + ρmin
δA : Dung sai của lỗ định vị, lỗ định vị được gia công ở nguyên
công trước, giả sử lỗ được gia công đạt yêu cầu ⇒ δA = 0,035mm.
δB : Dung sai đường kính chốt, với chốt trụ và chốt chám theo
tiêu chuẩn (D10; f7) ⇒ δB = -13-(-28) = 15 µm = 0,015mm.
ρmin : Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt: ρmin = 0,013mm.
⇒ Góc xoay lớn nhất của chi tiết: tgα =

δ max
H

với H: khoảng cách giữa hai lỗ chốt.
⇒ tgα =

δ max 0,035 + 0,015 + 0,013

=
= 3,5.10-4 = 0,00035
H
180

⇒ Sai số chuẩn trên chiều dài lỗ: εc = L.tgα = 42.0,00035 = 14,7µm
⇒ εc ≈15µm .
Sai số kẹp chặt: Do lực kẹp W vuông góc với phương kích thước thực
hiện nên sai số kẹp chặt εk = 0.
Vậy εgđ = ε c2 + ε k2 = εc =15µm .
- Khoét:
Tra bảng 3.87[1] ⇒ Rza = 40µm
Ta = 0 µm
Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét:
ρa1 = 0,05.ρa = 0,05.45,319 = 2,266µm.
Sai số gá đặt còn lại sau khoét:
εgđ1 = 0,05.εgđ = 0,05.15 = 0,75µm.
Lượng dư trung gian để khoét sau khoan:
2Zbmin = 2.(Rza + Ta + ρ a2 + ε b2 )
2Zbmin = 2.(50 + 70 + 45,319 2 + 15 2 ) = 335µm
- Doa lỗ đạt φ20:
Tra bảng3.87[1] ⇒ Rza = 3,2µm
Ta = 0 µm.
⇒ Lượng dư nhỏ nhất khi dao:
2Zbmin = 2.(Rza + Ta + ρ a2 + ε b2 )
2Zbmin = 2.(40 + 2,266 2 + 0,75 2 ) = 85µm.

19

BẢNG TÍNH LƯỢNG DƯ KHI KHOAN-KHOÉT-DOA LỖ φ20:
Bướ
c
gia
công

1

Kho
an
Kho
ét
Doa

Các yếu tố lượng dư

Giá trị tính
toán

Rza
(µ
m)

Ta
(µ
m)

ρa
(µ
m)

εb
(µ
m)

2.Zbmi

2

3

4

5

6

50

70

45

40

0

3,2

0

2,2
7
0,1
1

n

(µm)

15

335

0,7
5

85

Kích
thướ
c
(mm
)
7
19,6
15
19,9
5
20,0

35

Dun
g
sai
(µm
)

Kích thước
giới hạn
(µm)
Max

Min

8

9

10

210

19,6
1
19,9
50
20,0
35

19,4
0
19,8
66
20,0
00

84
35

Trị số giới
hạn lượng
dư
2Zma

2Zmi

x

n

(µm
)
11

(µ
m)
12

466

340

134

85

Kiểm tra kết quả tính toán:
Doa: 2Zmax - 2Zmin = 134-85 = 49 (µm)
δ2 - δ1 = 84 - 35 = 49 (µm)
Khoét: 2Zmax - 2Zmin = 466-340 = 126 (µm)
δ2 - δ1 = 210 – 84 = 126 (µm).
⇒ Vậy kết quả tính toán là đúng.
6.5 Tính toán chế độ cắt.
* Khoan lỗ φ19:
- Chiều sâu cắt: t = D/2 = 19/2 = 9,5 mm
- Lượng chạy dao: S
Tra bảng 5.89[2] ⇒ S = 0,52÷0,64 mm/vòng
⇒ Chọn S = 0,6 mm/vòng
- Tốc độ cắt:V
V=

Cv .D q
.K v
T m .S y

Tra bảng 5.38[2] ⇒
Cv = 17,1 q = 0,25
m = 0,125
Tra bảng 5.30[2] ⇒

T = 60 phút
KV = KMv.Kuv.Klv
KMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công.
Kuv : Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt.
20


Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan.
Tra bảng 5.1[2]
 190 
⇒ KMV = 

 HB 

nv

Tra bảng 5.2[2] ⇒ nv = 1,3
Vật liệu gia công là gang xám15-32 ⇒ HB = 190
⇒ KMV = 1
Tra bảng 5.6[2] ⇒ Kuv = 1
Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 ⇒ Klv = 1
⇒ KV = 1.1.1 = 1
17,1.19 0, 25
⇒ Vt = 0,125 0, 4 .1 = 26,25 m/phút
60 .0,6
1000.Vt
1000.26,25
⇒ nt =
=
= 439,796 vòng/phút.

π .D
π .19

Tính nm :
Ta có: nm = nmin.ϕm-1
⇔ 1400 = 31,5.ϕ12-1 ⇒ ϕ11 = 44,44
Tra bảng 8[4] ⇒ ϕ = 1,41
nt

439,796

Mặt khác: ϕx = n = 31,5 = 13,96
min
Tra bảng 8[4] ⇒ ϕx = 11,28
⇒ nm = 11,28.31,5 = 355,32 vòng/phút.
⇒ Vtt =

π .D.n
π .19.355,32
=
= 21,209 m/phút.
1000
1000

Mômen xoắn khi khoan: Mx (Nm)
Mx = 10.CM.Dq.Sy.Kp
Tra bảng 5.32[2] ⇒ CM = 0,021

q=2

y = 0,8

n

 HB 
 =1
 190 

Tra bảng 5.9[2] ⇒ Kp = KMP = 

⇒ Mx = 10.0,021.192.0,60,8.1 = 50,379 Nm = 50379 Nmm
Lực chiều trục khi khoan: P0 (N).
P0 = 10.CP.Dq.Sy.KP
Tra bảng 5.32[2] ⇒ CP = 42,7
q=1
y = 0,8
1
0,8
⇒ P0 = 10.42,7.19 .0,6 .1 = 5391,41 N
Công suất cắt: Ne (kw)
Ne =

M X .n
50,379.355,32
=
= 1,836 kw
9750
9750

Ne = 1,836 kw < Nđc chính = 4 kw

21


⇒ Máy đủ công suất cắt.
* Khoét lỗ φ19,8:
⇒t=

D − d 19,8 − 19
=
= 0,4 mm
2
2

Tra bảng 5.26[2]⇒ Lượng chạy dao S=0,9.Kos=0,9.0,7=0,63
mm/vòng
Tốc độ cắt V (m/phút):
V=

Cv .D q
.k v
T m .t x .S y

Tra bảng 5.29[2] ⇒ Cv = 18,8 q = 0,4
x = 0,1
m = 0,125
Tra bảng 5.30[2] ⇒ T = 30 phút.
Kv = KMV.Kuv.Klv.Knv
KMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công.
Kuv : Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt.
Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan.

Knv : Hệ số điều chỉnh bổ xung.
Tra bảng 5.1[2]
 190 
⇒ KMV = 

 HB 

y = 0,4

nv

Tra bảng 5.2[2] ⇒ nv = 1,3
Vật liệu gia công là gang xám15-32 ⇒ HB = 190
⇒ KMV = 1
Tra bảng 5.6[2] ⇒ Kuv = 1
Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 ⇒ Klv = 1
Tra bảng 5.5[2] ⇒ Knv = 1
Kv = 1.1.1.1 = 1
18,8.19,8 0, 4
Cv .D q
.1 = 53,486 m/phút.
V = m x y .k v = 0,125 0,1
30 .0,4 .0,630, 4
T .t .S
1000.V 1000.53,486
Số vòng quay trục chính: n = π .D = π .19,8 = 859,854 vòng/phút.
nt
859,854
Mặt khác: ϕx = n = 31,5 = 27,3
min

Theo tính toán trên ta có: ϕ = 1,41
Tra bảng 8[4] ⇒ ϕx = 22,56
⇒ nm = 22,56.31,5 = 710,64 vòng/phút.
 nm = 710,64 vòng/phút

22


 vận tốc thực khi cắt là:
V=

nm .π .D 710,64.3,14.19,8
=
= 44,2 m/phút.
1000
1000

Mômen xoắn khi khoét:
Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.KP
Từ bảng 5.32[2] ⇒ CM = 0,085
x = 0,75
KP :Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế.
n

 HB 
 190 
Từ bảng 5.9[2] ⇒ KP = KMP = 
 = 


 190 
 190 

y = 0,8

0, 6

=1

⇒ MX = 10.0,085.0,40,75.0,630,8.1 = 0,2954 (Nm)
Lực chiều trục:
P0 = 10.CP.tx.Dq.Sy.KP
Tra bảng 5.32[2] ⇒ CP = 23,5 x = 1,2
y = 0,4
n

 HB 
 190 
Từ bảng 5.9[2] ⇒ KP = KMP = 
 = 

 190 
 190 

0, 6

=1

⇒ P0 = 10.23,5.0,41,2.0,630,4.1 = 65,054 (N)
Công suất cắt: Ne

Ne =

M X .n
9750

Với nm = 710,64 vòng/phút
⇒ Ne =

0,2954.710,640
= 0,0215 kw
9750

⇒ Ne = 0,0215kw < Nđc = 4kw ⇒ động cơ đủ công suất cắt.
* Doa lỗ φ20+0,035 :
⇒t=

20 − 19,8
= 0,1mm
2

Từ bảng 5.27[2]
⇒ lượng chạy dao S = 2,6.Kos = 2,6.0,8 = 2,08 mm/vòng.
Tốc độ cắt V:
V=

CV .D q
.K V
T m .t x .S y

Từ bảng 5.29[2] ⇒ CV = 15,6 q = 0,2 x = 0,1 y = 0,5

Từ bảng 5.30[2] ⇒ Tuổi bền dụng cụ cắt: T = 60 phút
Kv = KMV.Kuv.Klv.Knv
KMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công.
Kuv : Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt.
Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan.
Tra bảng 5.1[2]
23

m = 0,3


 190 

 HB 

⇒ KMV = 

nv

Tra bảng 5.2[2] ⇒ nv = 1,3
Vật liệu gia công là gang xám15-32 ⇒ HB = 190
⇒ KMV = 1
Tra bảng 5.6[2] ⇒ Kuv = 1
Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 ⇒ Klv = 1
⇒ KV = 1.1.1 = 1
15,6.20 0, 2
.1 = 7,2586 m/phút
V = 0,3 0,1
60 .0,1 .2,080,5

Số vòng quay của trục chính:
1000.V 1000.7,2586
=
= 115,52 vòng/phút
π .D
π .20
nt
115,52
Mặt khác: ϕx = n = 31,5 = 3,667
min

nt =

Theo tính toán trên ta có: ϕ = 1,41
Tra bảng 8[4] ⇒ ϕx = 4
⇒ nm = 31,5.4 = 126 vòng/phút
⇒ Tốc độ thực khi cắt là:
Vt =

n.π .D 126.π .20
=
= 7,92 m/phút.
1000
1000

Mômen xoắn khi cắt: MX
MX =

C P .t x .S zy .D.S
(Nm)

2.100

Từ bảng 5.23[2] ⇒ CP = 92
x = 1 y = 0,75
Sz : Lượng chạy dao răng (mm/răng)
Sz = S/Z = 2,08/12 = 0,1733 mm/răng
⇒ MX =

C P .t x .S zy .D.S 92.0,11.0,17330,75.20.12
=
= 2,965 (Nm)
2.100
2.100

MX = 2,965 Nm
7. Nguyên công 7: Vát mép các lỗ trụ.
Tại nguyên công này ta tiến hành vát mép một đầu cho lỗ trụ φ20 và
hai lỗ trụ φ10. Sơ đồ định vị và kẹp chặt được xác định như nguyên công 6
khi vát mép lỗ trụ φ20, và như nguyên công 5 khi vát mép lỗ trụ φ10.
Các chế độ cắt ta lấy như của bước khoét tương ứng với nguyên công
6 và nguyên công 5:
Vát mép lỗ trụ φ20:
S = 0,63 mm/vòng
V = 44,2 m/phút n = 710,64 vòng/phút.

24


Vát mép lỗ trụφ10:
S = 0,7 mm/vòng

V = 26,17 m/phút n = 650 vòng/phút.

8. Nguyên công 8: Khoan hai lỗ φ6.
8.1 Sơ đồ định vị:

W

W

Để khoan hai lỗ φ6 ta hạn chế sáu bậc tự do của phôi. Để hạn chế sáu
bậc tự do ta dùng phiến tỳ phẳng ( hạn chế ba bậc tự do) đặt ở bề mặt C và
hai chốt, một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế một
bậc tự do). Hai chốt được đặt ở hai lỗ φ10 ( đã được gia công ở nguyên công
5). Lực kẹp W được tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp liên động ren-đai
ốc, lực kẹp được đặt tại bề mặt B.
8.2 Chọn máy.
Để khoan hai lỗ φ6 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành khoan
trên máy khoan cần.
Tra bảng 9.22[3] ⇒ chọn máy khoan cần 2H53.
Một số thông số của máy khoan cần 2H53:
Số cấp tốc độ trục chính: 12
Phạm vi tốc độ trục chính: 25÷2500 (vòng/phút)
Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm
Công suất của động cơ chính: 2,8 kw
Kích thước bàn máy: bxl = 500x630
Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm.

25