Thiết kế qui trình công nghệ gia công bộ đầu khoét BT40 theo tiêu chuẩn Nhật Bản

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
TRƯỜNG ĐHSPKT HƯNG YÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI
CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Khoa cơ khí Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Số:……./TN-CK
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Trình độ đại học; Khoá 2005 - 2009
Họ và tên sinh viên : Nguyễn Ngọc Hiến
Lớp : CTK3 S
Ngành đào tạo : CƠ KHÍ CHẾ TẠO
Tên đề tài: Thiết kế qui trình công nghệ gia công bộ đầu khoét BT40 theo
tiêu chuẩn Nhật Bản.
Điều kiện cho trước :
- Bộ đầu khoét tiêu chuẩn Nhật Bản, sản lượng 1250 chiếc/năm.
- Điều kiện xưởng trường.
- Trang bị tự chọn.
Nội dung hoàn thành :
Thuyết minh :
- Phân tích ý nghĩa của đề tài.
- Phân tích chức năng làm việc và tính công nghệ trong kết cấu của chi
tiết.
- Xác định dạng sản xuất đối với chi tiết.
- Chọn phương pháp chế tạo phôi.
- Lập thứ tự các nguyên công, các bước để chế tạo chi tiết.
- Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công
- Thiết kế đồ gá cho nguyên công ( Do giáo viên hướng dẫn chỉ định )
2. Bản vẽ:
- Bản vẽ sơ đồ các nguyên công (A0).
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 1
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
- Bản vẽ lồng phôi (A0).
- Các bản vẽ khác.
3. Thực hành:
- Chế tạo 01 bộ đầu khoét BT40 và gia công thử một chi tiết.
Ngày giao đề : 20/07/09 Ngày hoàn thành : 25/12/09
Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng
ThS: Đỗ Hoài Vũ PGS.TS Trần Vĩnh Hưng
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 2
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
LỜI NÓI ĐẦU
Trong giai đoạn nước ta trên con đường Công nghiệp hoá hiện đại hoá
đất nước cùng với đường lối xây dựng chủ nghĩa xã hội. Nhiều khu công nghiệp
ra đời cùng với nhu cầu đó cần nhiều kỹ sư giỏi, những công nhân có tay nghề
cao và nhiều các trường đào tạo nghề có chất lượng được mở rộng.
Là một sinh viên theo học ngành Cơ khí chế tạo trong thời gian
theo học ở trường chúng em được trang bị những kiến thức cần thiết về lý
thuyết về chuyên ngành và về nghiệp vụ sư phạm cùng với những kỹ năng
nghề cần thiết khác. Với vốn kiến thức đó chúng em mong rằng sau khi ra
trường chúng em có thể góp một phần nhỏ bé của mình vào công cuộc đổi
mới của đất nước và trở thành người có ích cho xã hội.
Sau hơn 4 năm học tập tại trường thời gian qua em được nhận đề tài:“
Thiết kế qui trình công nghệ gia công bộ đầu khoét BT40 tiêu chuẩn Nhật
Bản” do thầy: Đỗ Hoài Vũ hướng dẫn. Đề tài này có tính ứng dụng cao trong
học tập các môn chuyên ngành Khoa cơ khí, sau khi thực hiện đề tài có thể giúp
em hoàn thiện kiến thức chuyên ngành đã học và khả năng nâng cao kiến thức

công nghệ…
Với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn, sự giúp đỡ của
các thầy cô giáo trong khoa, bạn bè trong và ngoài lớp cũng với sự cố
gắng của bản thân đến nay em đã hoàn thành đề tài của mình. Trong quá
trình thực hiện đề tài mặc dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ, kiến thức
và kinh nghiệm còn có những hạn chế nhất định nên không tránh khỏi
những sai sót nhất định. Vì vậy em rất mong có sự đóng góp quý báu của
thầy, cô và bạn bè để đề tài của em được hoàn thiện hơn nữa.
Em xin cám ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Đỗ Hoài Vũ cùng sự
giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa đã tạo điều kiện về máy móc thiết
bị xưởng để cho em hoàn thành đề tài này tốt nhất.
Hưng yên Ngày 20 tháng5 năm 2009
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Hiến

Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 3
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 4
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
PHẦN I : TỔNG QUAN
1.1. Ý nghĩa của đề tài.
Trong những năm gần đây quy mô đào tạo của nhà trường ngày càng được
mở rộng, đáp ứng nhu cầu đó thì cơ sở vật chất của nhà trường đã được nâng cấp
mở rộng. Xưởng cắt gọt là một trong những xưởng trọng yếu của nhà trường nên

cũng được nâng cấp, đặc biệt là xưởng phay đã được đầu tư thêm nhưng x máy
phay mới. Tuy nhiên việc sử dụng nhưng máy phay này chưa đạt hiệu suất cao,
do quá trình thực tập chỉ sử dụng máy với các nguyên công phay thông thường,
giảm khả năng công nghệ của máy.
Việc nghiên cứu, chế tạo bộ đầu khoét BT40 có ý nghĩa thực tiễn cao. Khi
áp dụng vào thực tiễn cho phép mở rộng tính công nghệ của các máy phay. Vì với
bộ đầu khoét BT40 ta có thể gia công các lỗ với kích thước lớn hơn mà việc gia
công sử dụng các dao khoét thông thường không thực hiện được do hạn chế về
kích thước dao.
Ngoài gia việc nghiên cứu, thiết kế bộ đầu khoét BT40 cho phép vận dụng
các kiến thức chuyên ngành vào thực tiễn, nâng cao kỹ năng thiết kế cho các sinh
viên chuyên ngành chế tạo máy.
1.2. Cấu tạo của bộ đầu khoét BT40.
Cấu tạo của bộ đầu khoét BT40 gồm có 2 phần cơ bản : Đài kẹp dao và
phần chuôi côn. Tùy theo định hướng sản xuất khác nhau mà cấu tạo và tương
quan giữa 2 phần này có sự khác nhau.
a) Định hướng theo khả năng đa dạng hóa, khả năng lắp lẫn cao.
Theo hướng này chuôi được chế tạo tách biệt với phần đài gá dao. Chúng
được lắp ghép với nhau thông qua phần chuôi trụ trên chuôi côn. Như vậy ngoài
lắp ghép với loại đài gá dao dạng này chuôi côn còn có khả năng lắp ghép bầu
kẹp khác.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 5
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Cụ thể cấu tạo của bộ đầu khoét gồm có 5 bộ phận sau:
1.Phần chuôi côn.
2.Trục vít.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 6

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
3.Thân dưới đài gá dao.
4.Thân trên đài gá dao.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 7
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
5.Tấm ghép:
Trong đó chuôi côn 1 được chế tạo với độ côn tiêu chuẩn. Chuôi côn được
lắp trên lỗ côn trục chính máy phay và được kẹp chặt bằng lỗ ren M16x2 trên
thân côn. Chuyển động quay được truyền thông qua 2 rãnh đối xứng nằm trên
phần trụ lớn. Phần đầu trụ tham gia lắp ghép với lỗ trụ ở chính giữa phần thân
dưới đài ga dao,chuyển động quay được truyền thông qua chốt trụ Ø6 xuyên suốt.
Thân trên và thân dưới lắp ghép với nhau bằng rãnh đuôi én. Giữa rãnh
đuôi én này có 1 căn đệm cho phép điều chỉnh độ hở của rãnh. Trên thân trên đài
gá dao có lỗ ren M10x1 để thông qua cơ cấu trục vít sẽ điều chỉnh, cho phép thân
trên chuyển động tịnh tiến qua lại dọc theo rãnh đuôi én. Ngoài ra trên phần thân
trên còn có hệ lỗ Ø14 (2 lỗ dọc và 1 lỗ ngang ). Đây là những vị trí để lắp thân
dao khoét. Thân dao khoét được kẹp chặt trên đài gá dao bằng các vít thông qua
hệ lỗ ren trên thân. Chuyển động tịnh tiến giữa thân trên và thân dưới được giới
hạn trong một khoảng nhất định thông qua hệ rãnh và vít trên rãnh đuôi én.
Tấm ghép 5 được định vị và kẹp chặt trên rãnh của phần thân dưới thông
qua hệ gồm 1 chốt trụ và 2 vít ren. Phần lỗ bậc trên tấm ghép 5 là vị trí lắp trục
vít điều chỉnh 4.
b) Định hướng theo tính chuyên dụng hóa.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 8
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí

Theo hướng này phần chuôi côn và phần thân dưới đài gá dao được chế
tạo liền với nhau, các bộ phận khác có kết cấu và chức năng tương tự như trường
hợp a.
1.3. Chức năng làm việc của bộ đầu khoét BT40.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 9
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Bộ đầu khoét BT40 là bộ đầu khoét đa năng gia công trên máy phay. Trên
bộ đầu khoét này có 3 vị trí lắp dao cho phép gia công các lỗ có kích thước khác
nhau. Vị trí của dao được điều chỉnh thông qua trục vít M10x1 với độ chính xác
cao.
1.4. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của cụm chi tiết.
Với bộ đầu khoét BT40 ở đây ta chọn theo phương án b, tức là phần
chuôi côn và phần thân dưới đài gá dao được chế tạo liền với nhau. Trên chi tiết
có nhiều bề mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có một số bề
mặt không phải gia công. Với những bề mặt làm việc đòi hỏi gia công với độ
chính xác cao.
a) Phần chuôi côn.
Phần chuôi côn tham gia lắp ghép côn với lỗ côn của trục chính máy phay vì
vậy phải yêu cầu độ chính xác cao. Ở đây là cấp chính xác 6
÷
7. Lắp ghép côn
được sử dụng vì nó đảm bảo độ kín, độ bền cao, tự định tâm tốt, khả năng tháo
lắp nhanh mà không làm hư hỏng bề mặt lắp ghép của các chi tiết. Chuôi côn
được kẹp chặt bằng lỗ ren M16x2 trên thân thông qua 1 trục dài xuyên suốt trục
chính máy phay. Để đảm bảo tinh lắp lẫn cao thì lô ren trên thân côn được chế tạo
là ren tiêu chuẩn. Để đảm bảo ăn khớp ren giữa trục và lỗ thì yêu cầu độ đồng
tâm giữa lỗ ren và mặt côn là 0.05. Độ vuông góc giữa mặt đầu và tâm côn là
0,05.

Truyền động quay được truyền thông qua hai rẵnh trên phần cổ trụ. Để
truyền động tốt yêu cầu hai rẵnh này phải đảm bảo đối xứng. Kích thước chiều
dài của rẵnh không ảnh hưởng nhiều đến khả năng truyền động vì vậy không yêu
cầu độ chính xác cao.
Tương quan giữa mặt bên và hai rẵnh. Về kết cấu thì sự tương quan này
không ảnh hưởng nhiều đến quá trình làm việc của cơ cấu, tuy nhiên để đảm bảo
tính cân đối và việc điều chỉnh trục vít được thuận lợi thì mặt bên nên nằm ở vị
trí song song với đường nối tâm hai rẵnh.
Vị trí của rãnh đuôi én phải đảm bảo độ vuông góc với mặt phẳng bên. Độ
vuông góc giữa hai yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp tới quan hệ lắp ghép giữa phần
thân trên, trục vít và tấm ghép.
Để đảm bảo độ chính xác về vị trí của trục vít thì lắp ghép giữa rãnh trên
thân chuôi côn với tấm ghép nên chọn là H7/js6. Lắp ghép này đảm bảo định vị
trí của trục.
Phần trụ ngoài không tham gia vào lắp ghép cũng như chức năng làm việc
của chi tiết. Do đó không phải gia công.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 10
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
b) Phần thân trên.
Nhìn vào kết cấu ta thấy chi tiết có kết cấu dạng hộp. Trên thân có nhiều
bề mặt và hệ lỗ yêu cầu phải ra công. Tuy nhiên các bề mặt và hệ lỗ này yêu cầu
độ chính xác khác nhau tùy theo vị trí và chức năng làm việc của chi tiết.
- Mặt đầu 1: Là bề mặt tham gia lắp ghép với chuôi côn, có chuyển động
trượt liên tục trên bề mặt của chuôi côn. Vì vậy yêu cầu độ nhẵn bóng cao.
- Các bề mặt bên thực chất không tham gia vào quá trình làm việc của chi
tiết nên không yêu cầu cao về độ nhám bề mặt. Các kích thước này chỉ yêu cầu
cấp chính xác 10
÷

11. Tuy nhiên để đảm bảo tính cân đối của chi tiết thì các bề
mặt này phải đối xứng nhau.
- Rãnh đuôi én: Để đảm bảo tính đối xứng của cụm chi tiết thì vị trí của
rãnh đuôi én phải nằm chính giữa và vuông góc với các bề mặt bên.
- Lỗ ren M10x1: Tham gia vào lắp ghép ren với trục vít để thực hiện quá
trình điều chỉnh chuyển động tịnh tiến của phần thân trên dọc theo rãnh đuôi én.
Vì vậy lỗ ren đòi hỏi độ chính xác về vị trí và song song với rãnh đuôi én.
- Hệ lỗ lắp dao: Trên thân có ba vị trí lắp dao Φ14. Do trong quá trình làm
việc các vị trí này có vai trò độc lập tương đối với nhau nên không yêu cầu cao về
tương quan giữa các lỗ. Mặt khác lắp ghép dao- lỗ là lắp lỏng và dao được kẹp
chặt nhờ hệ lỗ kẹp chặt nên không yêu cầu cao về độ chính xác của đường kính
lỗ. Với các lỗ này chỉ yêu cầu cấp chính xác 9
÷
10.
- Hệ lỗ kẹp chặt: Để đảm bảo tính kinh tế và tính lắp lẫn cao thì hệ lỗ kẹp
chặt trên thân được chế tạo là các lỗ ren tiêu chuẩn.
PHẦN II: THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ.
2.1. Chọn và xác định dạng sản xuất.
Việc xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất cho chi tiết là việc làm
quan trọng cho các bước thực hiện tiếp theo. Bởi nếu ta xác định không đúng sẽ
ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ theo nguyên tắc nào. Mà quy trình
công nghệ mà ta thiết kế ảnh hưởng đến độ chính xác và chất lượng gia công,
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 11
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
đồng thời quy trình công nghệ này phải đảm bảo được sản lượng đặt ra. Do vậy,
để đạt được chỉ tiêu trên đây thì quy trình công nghệ phải được thiết kế thích hợp
với dạng sản xuất.
Để đảm bảo được sản lượng hàng năm của sản phẩm mà đề tài đặt ra thì ta

phải xác định dạng sản xuất. Từ đó làm cơ sở để thiết kế quy trình công nghệ, đồ
gá cùng các trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành mà vẫn đảm bảo
chất lượng và sản lượng của sản phẩm. Muốn xác định quy mô và hình thức tổ
chức sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm và khối lượng của chi
tiết.
- Bộ đầu khoét BT40 có hình dạng phức tạp, cấu tạo từ nhiều chi tiết riêng
lẻ,với sản lượng 1250 chi tiết/1 năm, tính toán khối lượng các chi tiết chính cho
phép lấy đó làm cơ sở để xác định dạng sản xuất.
Trong chế tạo máy người ta chia ra làm ba dạng sản xuất chính sau đây:
- Sản xuất đơn chiếc;
- Sản xuất hàng loạt (loạt lớn, loạt vừa và loạt nhỏ);
- Sản xuất hàng khối (hàng khối và hàng khối thay đổi).
Mỗi loại sản xuất có những đặc điển riêng phụ thuộc nhiều yếu tố, muốn xác
định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia
công.
Theo phương pháp gần đúng thì sản lượng hàng năm tính theo công thức
sau:
N = N1.m.(1 + ) (Tài liệu [2])
Trong đó:
N – Số chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm.
N
1
– Số sản phẩm cần chế tạo trong một năm theo kế hoạch.
m – Số chi tiết trong một sản phẩm.
α – Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi gây ra.
β – Lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia
công cơ.
Trong điều kiện đồ án các loại có thể chọn
%6%3
÷=

α
và
%7%5
÷=
β
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 12
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Như vậy ta có:
1375)
100
64
1.(1.1250
=
+
+=
N
(chi tiết/năm)
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:
Q = V. (Kg)
Q – Khối lượng chi tiết
( )
kg
;
– Trọng lượng riêng của vật liệu







3
md
kg
;
V – Thể tích của chi tiết
( )
3
dm
;
Để thuận tiện cho việc tính toán thể tích của chi tiết ta xác định thể tích tổng
cộng của cả bộ đầu khoét. Như vậy ở đây ta có thể chia thành các phần để tính
toán.
- Phần côn có thể tích là
1
V
.
- Phần trụ ban đầu ( phần trụ của phôi khi chưa gia công các mặt bậc) với
thể tích là
2
V
.
- Phần thể tích của các mặt bậc (Thể tích các hình viên phân) bị hớt đi trong
quá trình gia công
3
V
.
- Phần thể tích của các lỗ lắp dao và lỗ trên thân chuôi côn
4

V
.
Như vậy ta có :
4321
VVVVV
−−+=
Trong đó
3
1
1
35,7824
2
43,71).45,4432,25(
mmV
V
=
+
=
π
3
2
22
2
250798
4
7864.14,3
4
..
mmV
hd

V
=
==
π
222211113
).(.).(. HhrclrHhrclrV
−−+−−≈
Ở đây:r = 31; H
1
= 18; H
2
= 35; h
1
= 5; h
2
= 17;
)2(2 hrhc
−=
;
α
.01745.0 rl
=
(theo tài liệu [7])
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 13
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Sau khi thay các số liệu và tra bảng (trang 10 Tài liệu [7]) ta được: V
3
=

25922mm
3
= 25,922 cm
3
3
4
222
4
28126
4/)50.16.5,61.14.28.14..2(
mmV
V
=
++=
πππ
Tổng thể tích bộ đầu khoét là:
3
3
321
20457388,0
88,204573
55,281262592225079835,7824
dmV
mmV
V
VVVVV
=
=
−−+=
−−+=

Ta có khối lượng chi tiết là:
Q = 7,852.0,204573 = 1.606 (kg)
Theo bảng 2.6 xác định dạng sản xuất trang 31 sách hướng dẫn thiết kế đồ
án CNCTM_Nguyễn Đắc Lộc ta có:
Dạng sản xuất
Khối lượng (Kg)
<4 4 ÷ 200 >200
Sản lượng hàng năm(chiếc)
Đơn chiếc <100 <10 <5
Loạt nhỏ 100 ÷ 500 1 ÷ 200 55 ÷ 10
Loạt vừa 500 ÷ 5000 200 ÷ 500 100 ÷ 300
Loạt lớn 5000 ÷ 50000 500 ÷ 1000 300 ÷ 1000
Hàng khối >50000 >5000 >1000
Vậy với sản lượng 1375 (chiếc/năm) trọng lượng Q = 1,606 (kg) theo bảng thì
ta có dạng sản xuất là loạt vừa.
2.2 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.
2.2.1. Chọn phôi.
Trong ngành chế tạo máy, tuỳ theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu
chiếm từ 30 ÷ 60% tổng chi phí chế tạo. Phôi được xác định hợp lý sẽ mang lại
hiệu quả kinh tế cao và khi chế tạo phôi phải đảm bảo lượng dư gia công:
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 14
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên liệu.
- Lượng dư quá nhỏ sẽ khó hớt đi các sai lệch của phôi, để phôi thành chi
tiết hoàn thiện làm ảnh hưởng đến các bước nguyên công và các bước gia công.
Như vậy, việc xác định phương pháp tạo phôi phải dựa trên một số cơ sở sau :
- Vật liệu, cơ tính của vật liệu chế tạo của chi tiết.
- Kích thước và hình dáng của chi tiết.

- Khả năng đạt độ chính xác theo yêu cầu của chi tiết.
- Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật sản xuất.
Vì vậy, chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chi
tiết. Ta cần xây dựng các phương án chế tạo phôi khác nhau, phân tích các
phương án để tìm ra phương án chế tạo phôi hợp lý nhất.
Chi tiết “ bộ đầu khoét BT40 ” được làm bằng vật liệu là thép 45 có thành
phần hóa học, đặc tính cơ lý được cho trong bảng sau:
Bảng 1.1 Thành phần hóa học thép 45, % (theo khối lượng).
C Si Mn S P Ni Cr
Không lớn hơn
50,040,0
±
37,017,0
±
80,050,0
±
045,0 045,0
30,0 30,0
Bảng 1.2 Tính chất cơ học của thép 45
MPa
T
,
σ
MPa
bp
,
σ
,%
s
δ

,%
ψ
3
/, cmJC
HB (không lớn hơn)
Không nhỏ hơn Sau cán nóng Sau ủ
360 610 16 40 50 241 197
2.2.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi.
Trong công nghệ chế tạo máy thường sử dụng các loại phôi như phôi cán,
phôi rèn phôi dập và phôi đúc.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 15
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
a) Phôi cán.
Trong ngành chế tạo máy thường sử dụng các loại phôi cán sau đây:
- Phôi cán thương phẩm dưới dạng thép thỏi, dùng để rèn hoặc dập, tạo
nên các phôi của trục lớn, các tay gạt, thanh kéo…
- Phôi cán có prophin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lục năng và
các thanh hình khác, dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay
đổi, các tay gạt, các trục then, các mặt bích…
- Phôi cán định hình phổ thông là các loại thép góc và thép hình I, U được
dùng nhiều trong các kết cấu kim loại.
- Phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng.
- Phôi cán ống – thép ống cán nóng, ép nguội dùng để chế tạo các chi tiết
ống, bạc…
- Phôi có prophin hình bên trong, tạo nên các sườn không bằng phẳng hoặc
tạo ra các hình lòng máng…
- Các phôi có prophin ép nóng có hình dạng phức tạp.
- Phôi cán có prophin theo chu kỳ.

- Phôi cán có prophin theo chiều dọc.
Độ chính xác của phôi cán nóng thường đạt cấp 12
÷
14, còn cán nguội thì
đạt cấp 9
÷
12. Sai lệch giới hạn của kích thước đường kính phôi thép tròn cán
nóng với
φ
60
φ
÷
78 là: Cao +0,2 -0,8 ; nâng cao +0,2 -1,0 ; thường +0,4 -1,0.
(bảng 2.8 Tài liệu [2])
b) Phôi dập.
Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục
răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục
khuỷu.. có các đặc điểm:
- Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia
công.
- Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thước theo chiều cao
và sai lệch giữa hai nửa khuôn. Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được
từ ∆ 2 ÷∆ 4, độ chính xác đạt được ± 0,1 ÷ ± 0,05 .
- Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có
tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn, cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia
công vật phức tạp.
- Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao.
- Hệ số sử dụng vật liệu cao.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 16

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
- Thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, chế tạo khuôn
đắt tiền.
Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt
và hàng khối.
c) Rèn tự do.
Ưu điểm của rèn tự do:
- Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu tư ít.
- Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc như rỗ khí, rỗ co… Biến tổ chức
hạt thành tổ chức thớ, tạo được các tổ chức thớ uốn xoắn, do đó làm tăng cơ tính
sản phẩm.
- Lượng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt .
Các nhược điểm của rèn tự do:
- Độ chính xác kích thước, độ bóng bề mặt kém.
- Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa
các loạt gia công chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và
trình độ tổ chức nơi làm việc.
- Năng suất lao động thấp, lượng dư, dung sai và thời gian gia công lớn,
hiệu quả kinh tế không cao.
Do đó phôi rèn tự do thường được sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt
nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế tạo máy.
d) Đúc trong khuôn kim loại.
Phương pháp đúc trong khuôn kim loại có các đặc điểm sau:
- Có thể tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, kích thước chính xác, độ bóng bề
mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao.
- Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.
- Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt…
- Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót…
- Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng

điền đầy kém. Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt.
e) Đúc trong khuôn cát.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 17
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Phương pháp đúc bằng khuôn cát tương đối phổ biến ở nước ta. Tuy chế
tạo khuôn mẫu rất tốn thời gian, độ chính xác phôi không cao.
* Ưu điểm.
- Có thể đúc được những chi tiết lớn có khối lượng 10 15 tấn, chiều
dày vách bé nhất có thể dạt 3 8 mm, đúc được hững chi tiết có hình dáng phức
tạp mà các phương pháp không làm được, vật liệu làm khuôn dễ kiếm, thời giam
làm khuôn có sự hỗ trợ của máy nên cũng rất nhanh chóng, giảm giá thành cho
chế tạo phôi, tuy vậy năng suất không cao.
Qua những phân tích trên cho thấy có 2 phương pháp chế tạo phôi phù hợp
hơn cả là: Phôi dập và phôi đúc. Ta sẽ làm phép so sánh giá thành phôi để tìm ra
phương pháp tối ưu.
Bảng so sánh giá thành phôi khi sử dụng các phương pháp tạo phôi khác
nhau nhưng không làm thay đổi qui trình công nghệ gia công cơ.
Số liệu tính toán ban đầu
Vật liệu chi tiết: Thép CT45
Khối lượng chi tiết: q = 1,606 kg.
Sản lượng năm: N = 1375 chiếc.
Nhịp sản xuất:
=
nh
t
phút.
Dạng sản xuất: Hàng loạt vừa.
Bản vẽ phôi

Phương án 1 Phương án 2
Số liệu ban đầu để xác định giá thành phôi theo các phương án
Tên các thông số Phương án 1 Phương án 2
Dạng phôi Phôi cán tròn Phôi đúc
Cấp chính xác 2
Nhóm phức tạp 1 1
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 18
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Khối lượng phôi Q 2,024 2,932
Giá thành 1 tấn phôi chuẩn S
ch
9000000 5500000
Giá thành 1 tấn phôi 200000 200000
Giá thành phôi theo phương án 1(phôi đúc) là:
( )
1000
.....
1000
1
phoi
slvlklptcx
ch
ph
S
qQkkkkkQ
S
S
−−







=
Với
=
cx
k
1
=
pt
k
0,86
=
kl
k
0.62
=
vl
k
1
=
sl
k
1
9629
1

=
ph
S
Giá thành phôi theo phương án 2(phôi cán) là:
( )








∑+−−=
cb
phoi
ph
S
S
qQ
QS
S
10001000
.
2
100.60
.
cbdm
cn
TS

S
=
Với
=
S
5500000;
=
ph
S
200000
15860
2
=
ph
S
Chọn phôi là: Phôi đúc trong khuôn kim loại.
2.2.3 Bản vẽ lồng phôi.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 19
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
2.3. Thiết kế sơ bộ tiến trình công nghệ gia công cơ chi tiết.
2.3.1. Xác định đường lối công nghệ.
Dạng sản xuất là loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí, gia
công tuần tự, dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
2.3.2. Phân tích chuẩn và định vị khi gia công.
a) Chi tiết chuôi côn.
Phần côn yêu cầu độ chính xác và độ nhẵn bóng cao nên sau khi tiện phải
qua nguyên công mài. Vì vậy để đảm bảo độ đồng tâm khi tiện và khi mài thì chi
tiết nên được gá trên hai mũi tâm. Chuẩn tinh cho hai nguyên công này là hai lỗ

tâm.
Mặt côn là mặt làm việc chính của chi tiết, nên chọn mặt côn làm chuẩn
tinh thống nhất để gia công các mặt còn lại. Hơn nữa khi chọn mặt côn làm chuẩn
tinh để gia công rãnh đuôi én thì đảm bảo độ đối xứng cao cho rãnh.
Mặt khác ta thấy các kích thước như: chiều dài phần trụ, vị trí các lỗ định
vị và kẹp chặt tấm ghép 5 đều có gốc kích thước là mặt gờ của phần cổ trụ. Các
kích thước này tham gia vào lắp ghép với các bộ phân khác. Vì vậy khi gia công
các kích thước này nên lấy mặt gờ này làm chuẩn định vị. Như vậy sẽ giảm được
sai sô chuẩn.
Ngoài ra hai rãnh trên thân đòi hỏi phải đối xứng, mặt phẳng bên phải
song song với đường nối tâm hai rãnh nên khi gia công rãnh thứ hai phải lấy rãnh
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 20
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
thứ nhất làm chuẩn định vị để đảm bảo tính đối xứng. Khi gia công mặt phẳng
bên cũng phải lấy rãnh này làm chuẩn định vị để đảm bảo độ song song.
Phần trụ ngoài không yêu cầu độ chính xác cao vì nó không ảnh hưởng
đến chức năng làm việc của chi tiết. Do đó mặt trụ này không phải gia công.
b) Chi tiết thân đài gá dao.
Với chi tiết này có rất nhiều bề mặt và lỗ yêu cầu phải gia công với độ
chính xác khác nhau. Ta cần phân tích để tìm ra phương án định vị - kẹp chặt và
trình tự gia công hợp lý nhất.
- Bề mặt trụ
φ
63.5 không yêu cầu độ chính xác cao. Chi tiết đúc trong
khuôn kim loại đáp ứng được yêu cầu này. Vì vậy bề mặt này không cần phai gia
công.
- Trên thân có các kích thước tham gia lắp ghép với các chi tiết khác như:
chiều sâu của rãnh đuôi én, vị trí của lỗ ren M10x1, chiều sâu của hốc… có gốc

kích thước là mặt đầu. Vì vậy khi gia công cần phải chọn mặt đầu làm chuẩn định
vị chính. Như vậy sẽ triệt tiêu sai số chuẩn.
- Để đảm bảo vị trí chính giữa của rãnh đuôi én ta nên dùng ê tô tự định
tâm. Như vậy ở đây chuẩn định vị là mặt phẳng qua tâm chi tiết, kẹp chặt bằng 2
má ê tô.
- Để đảm bảo chọn chuẩn tinh thống nhất thì các nguyên công gia công
các lỗ lắp dao và lỗ kẹp chặt cung nên chon mặt đầu làm chuẩn tinh.
2.3.3 Lập thứ tự các nguyên công.
Sau khi phân tích kỹ tính công nghệ trong kết cấu chi tiết, phân tích chuẩn
và định vị khi gia công ta có thể đưa ra hai phương án gia công như sau:
a) Phương án thư nhất:
+/ Với chi tiết thân côn.
Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan – taro – vát mép lỗ ren M16.
Nguyên công 2: Tiện cổ trục, tiện côn.
Nguyên công 3: Phay hai rãnh đối xứng.
Nguyên công 4: Phay rãnh lắp ghép.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 21
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Nguyên công 5: Khoan, taro hệ lỗ trên rãnh.
Nguyên công 6: Phay rãnh đuôi én.
Nguyên công 7: Khoan – taro lỗ ren M6 trên mặt đầu.
Nguyên công 8: Mài côn.
+/ Với chi tiết thân đài gá dao.
Nguyên công 1: Phay mặt phẳng đáy.
Nguyên công 2: Phay mặt phẳng trên.
Nguyên công 3: Phay hai mặt phẳng đối xứng (dưới).
Nguyên công 4: Phay hai mặt phẳng đối xứng (trên).
Nguyên công 5: Khoan – khoét lỗ lắp dao.

Nguyên công 6: Phay hốc lắp ghép.
Nguyên công 7: Khoan – khoét lỗ lắp dao ngang, khoan lỗ bậc, taro lỗ ren
M10.
Nguyên công 8: Khoan – taro hệ lỗ kẹp chặt.
Nguyên công 9: Phay rãnh đuôi én.
Nguyên công 10: Phay rãnh trên thân đuôi én.
b) Phương án thứ hai.
+/ Với chi tiết thân côn.
Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan – taro – vát mép lỗ ren M16.
Nguyên công 2: Tiện cổ trục, tiện côn.
Nguyên công 3: Tiện đầu trục trụ.
Nguyên công 4: Phay 2 rãnh đối xứng.
Nguyên công 5: Phay rãnh lắp ghép.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 22
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Nguyên công 6: Khoan, taro hệ lỗ trên rãnh.
Nguyên công 7: Phay rãnh đuôi én.
Nguyên công 8: Khoan – taro lỗ ren M6 trên thân đuôi én.
Nguyên công 9: Mài côn.
+/ Với chi tiết thân đài gá dao.
Nguyên công 1: Phay mặt phẳng đáy.
Nguyên công 2: Phay mặt phẳng trên, khoan – khoét – doa lỗ lắp dao.
Nguyên công 3: Phay mặt phẳng bên, phay hốc.
Nguyên công 4: Khoan – taro ren M10, khoan – doa lỗ lắp dao ngang.
Nguyên công 5: Khoan lỗ công nghệ của ren M10.
Nguyên công 6: Khoan – taro hệ lỗ kẹp chặt.
Nguyên công 7: Phay rãnh đuôi én.
Nguyên công 8: Phay rãnh trên thân đuôi én.

Ở phương án thứ nhất với chi tiết thân chuôi côn, bề mặt trụ không gia
công, ở đây chọn chuẩn tinh cho các nguyên công sau là bề mặt côn. Như vậy
khối lượng gia công ít đi khi chọn chuẩn tinh sẽ đảm bảo độ đối xứng của rãnh
đuôi én. Mặt khác khi gia công mặt bên và rãnh ta chọn thêm chuẩn định vị là
mặt gờ cổ trụ như vậy sẽ không xuất hiện sai số chuẩn do bề mặt chuẩn trùng với
gốc kích thước.
Với chi tiết thân đài gá dao ta chọn chuẩn tinh cho các nguyên công sau là
mặt đáy và mặt bên. Ở đây yêu cầu phải gia công các mặt bên đối xứng để làm
chuẩn tinh cho nguyên công sau. Tuy khối lượng nguyên công nhiều hơn nhưng
đảm bảo được độ chính xác gia công.
Ở phương án thứ hai với chi tiết thân chuôi côn ta gia công bề mặt trụ ngoài
và mặt gờ cổ trục để làm chuẩn tinh chính cho các nguyên công sau. Ở đây có
khó khăn khi định vị và kẹp chặt để gia công bề mặt trụ, nhưng phương pháp này
đảm bảo cho gia công các kích thước sau không xuất hiện sai số chuẩn.
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 23
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Chi tiết thân đài gá dao chọn chuẩn tinh cho các nguyên công sau là mặt
trên và hai lỗ trụ lắp dao vuông góc với mặt phẳng này. Như vậy các mặt phẳng
bên không phải gia công. Tuy nhiên ở đây bề mặt trên có diện tích tương đối nhỏ,
khoảng cách tâm hai lỗ ngắn, chiều sâu lỗ ngắn sẽ không đảm bảo cho quá trình
định vị, khi gia công hệ lỗ kẹp chặt và lỗ lắp dao ngang thì không thể định vị
bằng phương pháp này.
Qua những phân tích sơ bộ trên ta chọn phương án công nghệ thứ nhất.
+/ Chi tiết thân côn.
* Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan mồi tâm, khoan – taro – vát mép lỗ
ren M16.
- Sơ đồ định vị và kẹp chặt:
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 24
Trường Đại học SPKT Hưng Yên Đồ án tốt nghiệp
Khoa: Cơ Khí
Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
- Chọn máy: Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng T616. Tính năng kỹ
thuật cơ bản của máy (Tài liệu [5]):
+/ Đường kính lớn nhất của phôi gia công:
φ
320
+/ Khoảng cách giữa 2 mũi tâm: 750mm
+/ Số cấp tốc độ trục chính: Z=12( 44 – 66 – 91 – 120 – 173 – 240 – 350 –
503 – 723 – 958 – 1380 – 1980)
+/ Công suất động cơ của máy N
m
= 4,5 KW.
+/ Đường kính lỗ trục chính 30mm.
+/ Góc quay của bàn dao trên

45
±
.
- Chọn dao: Dao tiện, mũi khoan ruột gà, mũi taro
Dao tiện ngoài thân cong, gắn mảnh hợp kim cứng. (bảng 4-6 Tài liệu
[3]). Các thông số cơ bản của dao: h = 25; b = 16; L = 140; l = 16; R = 1,0.
Mũi khoan ruột gà (bảng 4.41 Tài liệu [3]), mũi khoan bằng thép gió
P18 duôi trụ, với đường kính d = 13 mm, chiều dài L = 102 mm, chiều dài phần
làm việc
l = 51 mm.
Dao tiện trong (bảng 4.13 Tài liệu [3]), dao tiện lỗ có góc nghiêng chính
60 độ với các kích thước cơ bản: h = 16 mm; b = 12 mm; L = 170 mm; P = 80; n

= 6 và
l = 12mm.
Mũi taro ren M16x2 (bảng 4-136 tài liệu [3]), chọn mũi taro có các kích
thước cơ bản: Tổng chiều dài L = 102 mm, chiều dài phần làm việc l = 32 mm,
chiều dài phần côn mũi thô l
1
=12 mm, mũi tinh l
1
= 4 mm.
* Nguyên công 2: Tiện cổ trục, tiện côn.
- Sơ đồ định vị và kẹp chặt:
Giảng viên hướng dẫn: ThS Đỗ Hoài Vũ
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Hiến Page 25