ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Đồ án Công nghệ CTM
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Lời nói đầu
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết
dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của
công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của
ngành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là
mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta. ssss
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời
với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát
triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi
hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ
bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải
quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình
đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị
cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông
vận tải, điện lực ...
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học
và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ
án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh
viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo
hướng dẫn, đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy
Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót em rất mong
được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy để
lần thiết kế sau này được hoàn thiện hơn .
1
1
Đồ án Công nghệ CTM

Em xin chân thành cảm ơn. Phần I:
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết gia công:
Càng là loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song
song với nhau hoặc tạo vơí nhau một góc nào đó.
Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến 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 dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng (khi cần
thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ).
Chi tiết yêu cầu thiết kế là càng gạt của bánh răng. Chi tiết này có nhiệm vụ
gạt bánh răng vào các vị trí ăn khớp khác nhau nhằm thay đổi tỉ số truyền của
bộ truyền.Thường chi tiết được sử dụng trong các bộ truyền của các máy công
cụ.
Do đặc điểm là loại càng gạt kéo đẩy nên các bề mặt làm việc của càng gạt
gồm có:
-Các mặt đầu của càng là các mặt tiết xúc với bánh răng và mặt đầu của mặt
trụ lắp vào trục gạt trong quá trình làm việc của càng gạt.
-Mặt trụ trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với mặt trụ của trục gạt.
-Mặt trụ trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với khe bánh răng trong quá
trình bánh răng làm việc.
-Lỗ chốt có nhiệm vụ chống di chuyển dọc trục của càng gạt lỗ (lỗ côn).
Do tính chính xác của bộ truyền dộng nên cần chú ý một số kích thước của càng
gạt.
-Khoảng cách tâm do sự phụ thuộc vào khoảng cách giữa các bộ truyền bánh
răng có sẵn trong máy, nó quyết định kích thước của bộ truyền.
-Kích thước trục lỗ phải chế tạo chính xác đảm bảo độ đồng tâmvới trục gạt.
-Chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh răng chế tạo chính xác đảm bảo cho
quá trình tháo lắp dễ dàng, vị trí tương đối so với khe bánh răng để không gây
va đập khi gạt.
2

2
Đồ án Công nghệ CTM
-Đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ cơ bản để cơ cấu gạt êm.
Từ các yêu cầu trên ta có các điều kiện kỹ thuật khi chế tạo chi tiết:
-Mặt đầu càng được gia công đạt độ bóng RZ20 tương đương với ▼5 .
-Các lỗ cơ bản cần gia công đạt độ chính xác
03,0
20
+
φ
và
1,0
42
+
φ
;
II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
Do mặt đầu của chi tiết khá mỏng đồng thời tay đòn cũng rất mỏng dẫn đến,
trong khi gia công cũng như trong quá trình làm việc, độ cứng vững của chi tiết
bị hạn chế. Để tăng tính cứng cho chi tiết cần thiết kế thêm gân tăng cứng.
Do yêu cầu lắp ghép giữa mặt trụ nhỏ φ20 của chi tiết và trục gạt nên sau khi
gia công phải tiến hành vát mép lỗ để cho quá trình lắp ghép được dễ dàng.
Bên cạnh đó, do lỗ chốt được gia công trên bề mặt trụ, do đó nên thiết kế đồ
gá dẫn hướng để thuận lợi cho quá trình gia công.
III. Xác định dạng sản xuất.
Số liệu ban đầu:
Sản lượng hàng năm : 3.000.
Trong sản xuất ta thường gặp các loại sản xuất sau:
+ Sản xuất đơn chiếc.
+ Sản xuất hàng loạt (lớn , vừa, nhỏ )

+ Sản xuất hàng khối.
Muốn định dạng sản xuất ta phải xá định hai thông số là:
+Sản lượng hàng năm (N)
+ Trọng lượng (Q)
Xác định sản lượng hàng năm (N):
)
100
1).(
100
1.(.
1
βα
++=
mNN
Trong đó :
N: Số chi tiết sản xuất trong một năm.
N
1
: Số sản phẩm sản xuất trong một năm.
m : Số chi tiết trong một sản phẩm (m =2).
3
3
Đồ án Công nghệ CTM
β: Số chi tiết chế tạo thêm để dự trũ (5 ÷ 7 %).
α: Số chi tiết phế phẩm khi đúc (3÷6 %).
⇒α=5%
)
100
6
1).(

100
5
1(2*3000
++=⇒
N
N = 6678 ( chiếc).
Sau khi xác định được sản lượng hàng năm N, ta phải xác định trọng lượng của
chi tiết . Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:
).(. kGVQ
γ
=
;
Q: trọng lượng chi tiết.
V: Thể tích chi tiết
γ: Trọng lượng riêng của vật liệu.
Ta đi xác định thể tích của chi tiết.
Có
)/(8,6
3
dmkg
Gang
=
γ
V là thể tích của chi tiết.
V = V
1
+V
2
+ V
3

+ V
4
.
V
1
: Là thể tích đầu nhỏ
= 3,14.(19
2
-10
2
).25 = 20,49(cm
3
)
V
2
: Là thể tích đầu to.
V
2
=
hRtRn )..(
22
−
π
/2
= 3,14.(31
2
-21
2
).12/2=9.8(cm
3

).
V
3
=
2/..2/..2/.).(
22
hRthRndhDtDn
ππ
−−−
=
2/8.31.14,32/8.19.14,32/8.100).6238(
22
−−+
=23395mm
3
4
4
Đồ án Công nghệ CTM
= 23.4 (cm
3
).
V
4
: Là thể tích phần gân tăng cứng
V
4
= = 15.50.8/2 =3000
V
4
= 3cm

3

Vậy:
V= 20,49+ 9.8+ 23.4 + 3 = 56.69 (cm
3
).
)(39,01000/8,6.69.56. kgVQ
===⇒
γ
Vậy Q < 4 (kg);
Theo bảng 2 trang 13-thiết kế đồ án CNCTM, ta có:
Dạng sản xuất: Hàng Loạt vvừa.
IV.chọn phương pháp chế tạo phôi
Đối với chi tiết dạng càng ,dạng sản xuất hàng loạt vừa, mặt khác chi tiết dạng
càng làm việc với tải trọng không lớn lắm (gạt bánh răng), ta có thể chọn vật liệu
chế tạo là gang xám.
Chọn gang xám loại GX15-32.
Trọng lượng của chi tiết nhỏ 0,39(kg)
Hình dạng càng đơn giản ,không quá phức tạp.
Để tăng năng xuất và khả năng công nghệ trong chế tạo sản phẩm ta thấy nên
chế tạo sản phẩm kép, đối xứng sẽ thuận lợi cho quá trình gia công và làm
khuôn.
Khuôn sử dụng được chọn theo sổ tay công nghệ chế tạo máy 1 trang172,bảng
3.1, ta chọn phương pháp đúc bằng khuôn kim loại có mặt phân khuôn nằm
ngang. đúc trong khuôn kim loại cóthể tạo ra sản phẩm có chất lượng cao , kích
thước chính xác , độ bang bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao.
V. Bản vẽ lồng phôi
Từ cách chế tạo phôi ở trên, ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3-9(Lượng
dư phôi cho vật đúc bằng khuôn kim loại ) theo sổ tay công nghệ Chế tạo máy
.Các kích thước của chi tiết yêu cầu ,đươc xác định đối với bề mặt gia công của

chi tiết có lượng dư tương ứng như hình vẽ: 2,5 ÷3(mm).
5
5
Đồ án Công nghệ CTM
6
6
Đồ án Công nghệ CTM
PHẦN 11:
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
I.Chọn hướng công nghệ.
Do đặc điểm sản xuất chi tiết là sản xuất hàng loạt lớn nên phương pháp gia
công là phân tán nguyên công.Theo hướng này, quy trình công nghệ được chia
thành các nguyên công đơn giản thường mỗi máy chỉ thực hiện một nguyên công
xác định ,sử dụng đồ gá chuyên dùng .
Phương án gia công là phương án gia công một vị trí, một dao, gia công tuần
tự theo từng mặt.
II.Chọn phương pháp gia công.
Đối với dạng sản xuất hàng loạt và ứng dụng cho chi tiết có hình dạng yêu
cầu, phương pháp gia công được chọn như sau:
+Gia công mặt đầu 1,2,3
Đây là bề mặt làm việc của càng, chọn bề mặt làm chuẩn tinh thống nhất cho
các nguyên công sau:
Gia công độ bóng Rz20 (
∇
5)
Cấp chính xác 10
Theo Sổ tay công nghệ chế tạo máy 1,bảng 3-69, ta chọn phương pháp ta
chọn phương pháp gia công cuối cùng là phay tinh cho các bề mặt gia công có
tiết diện nhỏ, không liên tục.
Các bước gia công:

- Phay thô
- Phay tinh
+Gia công mặt đầu 1', 2' đạt kích thước 25
05,0±
Đây là các bề mặt không làm việc của chi tiết, nhưng là bề mặt cần lắp ghép
nên cần gia công chính xác.
Dung sai T=1 mm tương đương cấp chính xác 15.
7
7
Đồ án Công nghệ CTM
Tuy nhiên yêu cầu độ bóng đạt Rz 40, do vậy với nguyên công này dùng
phương pháp phay thô, sau đó tiếp tục phay tinh đạt cấp chính xác 10 với Rz 40.
Các bước gia công :
- Phay thô
- Phay tinh
+ Gia công mặt đầu 3' đạt kích thước 12±0,1.
Đây là bề mặt làm việc chính của càng
Dung sai chế tạo : T=0,017 tương đương cấp chính xác 9.
Độ bóng Rz 40.
+Gia công lỗ
φ
20
+0,03
Đây cũng là bề mặt lắp ghép của chi tiết .
Độ chính xác yêu cầu đạt cấp độ 7.
Độ bóng yêu cầu đạt Ra 2.5
Do vậy theo bảng 3.87 , sổ tay công nghệ chế tạo máy 1, ta dùng phương pháp
gia công:
- Khoan lỗ
φ

18
- Khoét lỗ
φ
19.6
- vát mép lỗ
- Doa lỗ
φ
20
±
0,03
Như vậy chi tiết gia công đạt chính xác 7 , với độ bóng Ra 2,5.
+ Gia công lỗ
φ
42
+0,1
.
Đây là bề mặt làm việc của chi tiết .
8
8
Đồ án Công nghệ CTM
Do vậy theo bảng 3.87 , sổ tay công nghệ chế tạo máy 1 , ta dùng phương
pháp gia công :khoét lỗ
+vát mép lỗ nhỏ
+ Gia công lỗ φ8
±
0,025

Do vậy theo bảng 3.87 , sổ tay CNCTM 1, ta dùng phương pháp gia công:
Khoan lỗ
Doa lỗ

φ
8
+ Gia công cắt đứt càng
Cắt đứt càng bằng dao phay đĩa trên máy phay ngang.
III.Thiết kế nguyên công.
1.Trình tự tiến hành các nguyên công được cho trong bảng thứ tự sau:
 Nguyên công 1. Phay mặt đáy thứ nhất để xác định chuẩn tinh thống nhất
gia công cho các nguyên công tiếp theo.
 Nguyên công 2. Phay mặt đáy thứ 2.
 Nguyên công 3. Phay mặt đáy thứ 3.
 Nguyên công 4. Khoan , khoét, doa ,vắt mép lỗ đầu nhỏ càng .
 Nguyên công 5. khoét lỗ to của càng .
 Nguyên công 6. Vắt mép đầu nhỏ của càng còn lại.
 Nguyên công 7 . Khoan lỗ chốt đầu nhỏ của càng .
 Nguyên công 8. Kiểm tra càng .
 Nguyên công 9. Cắt đứt càng .

IV.Tính chế độ cắt cho các nguyên công:
1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy thứ nhất bằng dao phay mặt đầu để xác
định chuẩn tinh thống nhất gia công cho các nguyên công tiếp theo.
* Sơ đồ gá đặt (hình vẽ):
9
9
Đồ án Công nghệ CTM
n
S
* Định vị :
- Chi tiết được định vị ở mặt đáy thứ nhất 3 bậc tư do bằng chốt tỳ ,hai
chốt tỳ phụ có tác dụng tăng độ cứng vững cho chi tiết khi gia công mà không
tham gia khống chế bầc tư do nào.

*Kép chặt:
- Dùng khối V di động ,kẹp chặt chi tiết bằng bu lông
- Khối V di động và khối V cố định cùng tham gia cơ cấu kẹp.
- Hướng của lực kẹp từ phải qua trái, vuông góc với mặt định vị .
* Chọn máy :
-Máy phay đứng 6H12, công suất máy N

m
= 7Kw.
- Kích thước bàn máy 320 x 1250.
- Số cấp chạy dao 12.
- Số cấp tốc độ 12.
-Giới hạn vòng quay từ 50 -: -2240 .
*Chọn dao:
-Chọn dao phay mặt đầu răng chắp hợp kim cứng, tra bảng 4-3, số tay
CNCTM 1, trang 113 , chọn dao có mác BK6,
- Tra bảng 7, sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, ta có tuổi bền danh
nghĩa của dao T
H
= 400, tra bảng 5 - 127, sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II,
trang 115, co tuổi bền thực của dao T
φ
= 180 .Tra bảng 4- 95, sổ tay công nghệ
chế tạo máy tập I , thông số dao Z =8 răng, đường kính dao lón D = 100,
dường kính dao nhỏ d = 32 , B = 50.
*Lượng dư gia công :

-

Lượng dư gia công được tra theo bảng 3- 110, sổ tay công nghệ chế tạo máy

tập 1, trang 259.
-Kích thước max >300
-Kích thước danh nghiã bằng 80.
10
10
Đồ án Công nghệ CTM

⇒
Chọn Z
b
= 3 mm.
- Chia làm hai bước công nghệ :
+ Phay thô 2,5 mm
+ Phay tinh 0,5 mm.
* Chế độ cắt :
a.Phay thô:
- Xác định chế độ cắt cho dao có đường kính lớn và chiều rộng cắt lớn b =
80 mm
- Với chiều sâu cắt t=2,5 mm, tra bảng 5 -125, sổ tay công nghệ chế tạo máy
tập 2, trang 113, ta có lượng chạy dao răng S
z
= 0,2 -: - 0,24(mm/ răng), lấy S
z
=0,2 mm / r,
D = 100, z =8 ,có V
b
= 141 m/ph.
- Tốc độ tính toán :
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5
Trong đó : 3,14.(

2/13).3019
22
−
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang ,k
1
=1,0.
K2:Hệ số diều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim , k
2
= 1,0.
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trang thái bề mặt gia công, k
3
=0,8.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay,
Có B/D =6/100 =0.62
⇒
k4 = 1,0.
K6: Hệ số điều chỉnh cphụ thuộc chu kỳ bền của dao,
Có T
φ
/T
H
= 180/400 = 0.5
⇒
k
4
= 1,25.
K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc goc nghiêng chính, k
5
= 1,0.

⇒
Vt = 141.1,0.1,0.0,8.1,0.1,25.1,0 =117,8 m/phút.
-Tốc độ truc chính :
n
t
= 10000 x Vt/

.D =1000 .117,8/3,14.100 =502 vòng /phút .
Chọn tốc độ máy : n
m
= 475 vòng /phút.
11
11
Đồ án Công nghệ CTM

⇒
Tốc độ căt thực tế :
V
tt
=

.D .n
m
/1000 = 3,14.100.475/1000 =149,2 m/phút.
Lượng chạy dao phút :
Sp = 475.1,6 = 760 mm/phút.
Chọn theo s
n
= 750 mm/phút.
b.Phay tinh:

-Xác định chế độ cắt cho dao có đường kính lớn và chiều rộng cắt lớn b = 80
mm.
- Với chiều sâu cắt t = 0,5 mm, tra bảng 5-37 sổ tay CNCTM tập 2 ,trang 31,ta
có lượng chạy dao vòng:
S
0
= S
z
.Z = 0,8 (mm/vg).
Lượng chạy dao răng S
z
= 0,1 (mm/răng), lấy S
z
= 0,2 (mm/răng)
-Tốc độ cắt, tra bảng 5-127, sổ tay CNCTM tập 2, trang 115, với t = 0,5 mm,
S
z
= 0,1(mm/răng), D=100, z=8, có v
b
= 228m/ph.
-Tốc độ tính toán :
Vt = Vb.k
1
. k
2
. k
3
. k
4
. k

5
Trong đó:
k
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k
1
= 1,0.
k
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k
2
= 1,0.
k
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công, k
3
= 0,8
k
4
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay. k
4
=0,1

k
6
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao
Có
.25,15,0400/180/
6
=⇒==

kTT
H
φ
k
5
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính, k
5
= 1,0.

phutmVt /2,3190,1.25,1.0,1.8,0.0,1.141
==⇒

-Tốc độ trục chính :
12
12
Đồ án Công nghệ CTM

phutvongDVtn
t
/5,1016100.14,3/2,319.1000./.1000 ===
π
Chọn tốc độ máy:
950=
m
n
vòng/phút
Lượng chạy dao phút :
Sp = 950.0,8 = 760 mm/phút.
Chọn theo s
n

= 750 mm/phút.
6H12 149,2 475 2,5 750
319,2 950 0,5 750
Tên máy V(m/phút) n(v/phút) t(mm) S(mm/phút)
2. Nguyên công 2: Phay mặt đáy thứ hai.
* Sơ đồ gá đặt (hình vẽ):
n
S
* Định vị :
- Chi tiết được định vị ở mặt đáy thứ nhất 3 bậc tư do,khối V ngắn cố
định hạn chế 2 bậc tự do, khối V tuỳ động hạn chế 1 bậc tự do.
*Kép chặt:
- Dùng đòn kẹp để kẹp chi tiết
- Hướng của lực kẹp từ trên xuống
13
13