Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dao cắt giấy

Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
Lời mở đầu
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định
trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc. Nhiệm vụ của công nghệ
chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh
tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm
đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với
việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại. Việc phát triển
nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng đại học.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi
hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản t-
ơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết
những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào
tạo kĩ s 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 nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,
điện lực ...vv
Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và
giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo , đồ án
môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc 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 cô giáo
Nguyễn Kim Nga 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 do thiếu
thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo
trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần
thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn.
Ngày 20 tháng 11 năm 2002
SV Bùi Nam Phơng.

1
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
Chơng một
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Theo đề bài thiết kế:
Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết dao cắt giấy
với sản lợng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.
Dao cắt giấy là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng đĩa( B<= 0,25 D), chúng là
một loại chi tiết hình tròn có chiều dày nhỏ hơn nhiều so với đờng kính chi tiết.
Dao cắt giấy có chức năng xén, cắt giấy vì vậy nó không phảI chịu lực lớn nhng nó
chịu màI mòn khá cao, lỡi cắt phải rất sắc mới đảm bảo công việc xén cắt.do đặc thù của
điều kiện làm việc nên dao không thể đợc mài sắc thờng xuyên ,vì vậy dao đợc làm bằng
thép hợp kim.
Điều kiện làm việc của dao :
+Trong quá trình làm việc lỡi cắt luôn chịu ma sát và mài mòn .
+ Lực cắt nhỏ , nhiệt độ làm việc không cao.
+ Thời gian làm việc liên tục.
Nhìn chung điều kiện làm việc của dao không đén nỗi khắc nghiệt lắm
Điều kiện kỹ thuật.
Bề mặt làm việc chủ yếu của dao cắt giấy là bề mặt lỡi cắt của dao. Cụ thể ta cần
đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:
+ Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu là 0,01 mm
+ Độ không song song giữa 2 mặt đầu là 0,1 mm.
+ Độ cứng đạt 52 55 HRC.
+ Đờng kính lỗ đạt CCX7 110
+0,03
.
+ Lỡi cắt có độ nhám R
a
=0,63.

+Mặt đầu có độ nhám đạt R
a
=1,25
+ Độ nhám các bề mặt còn lại đạt R
a
=2,5.
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng nh những yêu cầu
kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công. Nó có ý nghĩa quan trọng trong
việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lợng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ
giá thành sản phẩm.
Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chi tiết có những điểm cần chú ý sau:
2
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
+ Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạng hớng kính
cần đợc lu ý.
+ Kết cấu của dao phải đợc đảm bảo độ đảo mặt đầu.
+ Với dao, kích thớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm bảo
cơ tính của dao.
+ Chiều dày dao mỏng nên khi nhiệt luyện có hiện tơng cong vênh, phảI
đảm bảo độ cong vênh là 0,08 trên 25mm
+ Trừ hai mặt của lỡi cắt , các bề mặt còn lại không đòi hỏi phảI yêu cầu cao khi
gia công.
+ Kết cấu của dao thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.
+ các lỗ rất thuận lợi trong việc sản xuất loạt lớn.
Nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong việc sản xuất loạt lớn
3. Xác định dạng sản xuất:
Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây:
N = N

1
m(1 + /100)
Trong đó:
N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm;
N
1
: Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm;
m : Số chi tiết trong một sản phẩm;
: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)
N = 8000.1.(1 + 6%) = 8480 ( sản phẩm).
Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phảI xác định trọng lợng của chi tiết.
Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:
Q = V. = 0,2.7,852 = 1,6 kg
Theo bảng 2 trang 13 Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:
Dạng sản suất: Hàng loạt lớn
4. Chọn ph ong pháp chọn phôi:
4.1. Phôi ban đầu để rèn và dập nóng:
Trớc khi rèn và dập nóng kim loại ta phảI làm sạch kim loại, cắt bỏ ra từng
phần nhỏ từng phần phù hợp đợc thực hiện trên máy ca
4.2. Rèn tự do:
4.3. Dập lần 1:
4.4. Dập lần 2:
4.5. Cắt bavia:
4.6. Bản vẽ lồng phôi:
3
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra đợc lợng d theo bảng 3-9 (Lợng d
phôi cho vật rèn khuôn ) Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy. Các kích thớc của vật rèn
khuôn, đợc xác định đối với các bề mặt gia công của chi tiết khi làm tròn sẽ tăng l-
ợng d lên với độ chính xác : + 0,5 mm. Trị số lợng d cho trong bảng cho đối với bề

mặt R
z
= 80; nếu bề mặt gia công có R
z
= 20 ữ 40 thì trị số lợng d tăng 0.3 ữ 0.5
mm; nếu bề mặt có độ nhấp nhô thấp hơn thì trị số lợng d tăng thêm 0.5 ữ 0.8 mm.
Trong trờng hợp này bề mặt gia công của ta có R
a
= 1.25 (cấp nhẵn bóng : cấp 7 có
R
z
= 6.3). Ta có các lợng d tơng ứng nh sau:
5. Lập thứ tự các nguyên công, các b ớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt,
chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)
5.1. Lập sơ bộ các nguyên công:
- Nguyên công 1 Tiện mặt đầu đạt kích thớc 29

0,03
, gia công trên máy tiện ngang
bằng dao tiện mặt đầu và tiện lỗ đạt kích thớc 109

0,035
bằng dao tiện lỗ
- Nguyên công 2 : Tiện mặt đầu còn lại đạt kích thớc 26,5

0,021
, vát mép,tiện bậc,
tiện côn
- Nguyên công 3 : Tiện bậc đạt kích thớc giữa hai mặt đầu bằng 15,8

0,02
,vát mép,
tiện côn trong
- Nguyên công 4 : Khoan 6 lỗ 8 trên máy khoan cần
4
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
- Nguyên công 5 : Xọc rãnh then 20 x 3 trên máy xọc
- Nguyên công 6 : Nhiệt luyện để ổn định tổ chức
- Nguyên công 7 : Mài mặt đầu nhỏ trên máy mài phẳng để đạt độ bóng bề mặt
R
a
=2,5
- Nguyên công 8 : Mài lỗ 110 trên trên máy mài tròn để dạt độ bóng bề mặt R
a
=2,5.
- Nguyên công 9 : Mài mặt côn trong của lỡi cắt trên máy mài tròn để đạt độ bóng
bề mặt R
a
=0,63.
- Nguyên công 10 : Mài mặt côn ngoài của lỡi cắt trên máy mài tròn để đạt độ bóng
bề mặt R
a
=0,63.
- Nguyên công 11 : Kiểm tra Độ song song của hai mặt đầu dao không đợc quá
0,01mm, độ vuông góc giữa lỗ tâm với mặt đầu của lỡi cắt dao không vợt quá
- 0,05 mm,
Thiết kế các nguyên công cụ thể:
Nguyên công I : Tiện mặt đầu , tiện lỗ

109

+0,03
.
1.1. Định vị:
Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài. Định vị và kẹp chặt trên mâp cặp 3 chấu tự định
tâm hạn chế 5 bậc tụ do.
Chọn máy:
Máy tiện vạn năng T620. Công suất của máy N
m
= 7(Kw)
Chọn dao:
Tiện mặt đầu: dùng dao 21060-058-BK8 (dao tiện phá cong gắn mảnh hợp
kim cứng BK8 với các kích thớc H=25, B =16)
( Bảng 4.14-trang 315-Sổ tay gia công cơ)
Tiện lỗ: dùng dao 2152-16-BK8 (dao tiện lỗ gắn mảnh hợp kim cứng BK8
với các kích thớc H=20, B =20)
( Bảng 4.19-trang 321-Sổ tay gia công cơ)
Lợng d gia công:
Tiện mặt đầu:
+tiện thô 1 lần với lợng d : Z
b1
= 3 mm.
Tiện lỗ :
Tiện 2 lần với lợng d:
+tiện thô :2Z
b1
= 5mm
+tiện tinh :2Z
b2
=4mm
5

Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
1.4 Chế độ cắt:
1.5.1. Chiều sâu cắt:
Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công theo một phía của từng bớc công nghệ.Cụ
thể:
- Tiện mặt đầu: t =3(mm).
- Tiện lỗ:
+ tiện thô: t =2,5(mm)
+tiện tinh: t =2(mm)
1.5.2. Lợng chạy dao:
- lợng chạy dao cho tiện mặt đầu: S = 0,3 (mm/vòng)
(bảng 5-72 trang 64 STCN t2).
Vào gần tâm (khoảng 0,5 bán kính), lợng chạy dao S = 0,15(mm/vòng).
- lợng chạy dao cho tiện lỗ:
Tiện thô: S= 0,3 (mm/vòng) (bảng 5-61 trang 53 STCN t2).
Tiện tinh: S = 0,2(mm/vòng) (bảng 5-62 trang 54 STCN t2).
1.5.3. Tốc độ cắt:
a. Tiện mặt đầu:
Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (1)
Tiện mặt đầu: V
b
= 75(m/ph).
V
t
= V
b
. K
1
.K
2

.K
3
.
Trong đó:
- K
1
: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K
1
=0,83.
- K
2
: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K
2
=0,8.
- K
3
: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao. Với dao BK8 thì K
3
=1.
V
t
= 75 . 0,83 . 0,8 . 1 =49,8 (m/ph).
n
t
=
)./(33,81
195.
1000.8,49
.
1000.

phv
D
V
t
==

6
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
chọn theo máy có: n
m
= 80 (v/ph).

)./(49
1000
195.80
1000
..
phm
Dn
V
m
tt
===



Tiện lỗ

109: Theo bảng 5-64 trang 56 (1).
Tiện thô(đến : V

b
= 216(m/ph).
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
V
t
= 216 . 0,83 . 0,8 . 1 = 143,42 (m/ph).
n
t
=
)./(12,234
195.
1000.42,143
.
1000.
phv
D
V
t
==

chọn theo máy có: n
m
= 253 (v/ph).

)./(155
1000
195...253
1000
..
phm
Dn
V
m
tt
===



Tiện tinh: V
b
= 229(m/ph).
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K

3
.
V
t
= 229. 0,83 . 0,8 . 1 = 152,06 (m/ph).
n
t
=
)./(21,248
195.
1000.06,152
.
1000.
phv
D
V
t
==

chọn theo máy có: n
m
= 253 (v/ph).

)./(155
1000
195..253
1000
..
phm
Dn

V
m
tt
===



Nguyên công 2 : Tiện mặt đầu còn lại đạt kích thớc 26,5

0,021
, vát mép,tiện bậc, tiện côn
Định vị:
Chuẩn định vị là mặt trụ trong. Định vị và kẹp chặt trên mâp cặp 3 chấu tự định tâm hạn
chế 5 bậc tụ do.
Chọn máy:
Máy tiện vạn năng T620. Công suất của máy N
m
= 7(Kw)
Chọn dao:
Tiện mặt đầu,vát mép : dùng dao 21060-058-BK8 (dao tiện phá cong gắn
mảnh hợp kim cứng BK8 với các kích thớc H=25, B =16)
7
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
( Bảng 4.14-trang 315-Sổ tay gia công cơ)
Tiện bậc: dùng dao 21001-004-BK8 (dao tiện khỏa mặt gắn mảnh hợp kim
cứng BK8 với các kích thớc H=20, B =16)
( Bảng 4.12-trang 314-Sổ tay gia công cơ)
Tiện côn : dùng dao 21041-001-BK8 (dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng
BK8 với các kích thớc H=20, B =16)
( Bảng 4.13-trang 315-Sổ tay gia công cơ)

Lợng d gia công:
Tiện mặt đầu:
Tiện 2 lần với lợng d:
+ tiện thô: Z
b1
= 1,5 mm.
+ tiện tinh : Z
b2
=1mm
+ vát mép : Z
b
=2mm
Tiện bậc :
Tiện 2 lần với lợng d:
+tiện thô : Z
b1
= 3,5mm
+tiện tinh : Z
b2
=1,5mm
Tiện côn:
Tiện 2 lần với lợng d:
+tiện thô : Z
b1
= 5,5mm
+tiện tinh : Z
b2
=1,6mm
1.5 Chế độ cắt:
1.5.4. Chiều sâu cắt:

Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công theo một phía của từng bớc công nghệ.Cụ
thể:
- Tiện mặt đầu:
+ tiện thô: t =1,5(mm)
+tiện tinh: t =1(mm)
+ vát mép : t =2(mm)
- Tiện bậc :
+tiện thô : Z
b1
= 3,5mm
8
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
+tiện tinh : Z
b2
=1,5mm
- Tiện côn:
+tiện thô : Z
b1
= 5,5mm
+tiện tinh : Z
b2
=1,6mm
1.5.5. Lợng chạydao:
- lợng chạy dao cho tiện mặt đầu:
Tiện thô: S = 0,3 (mm/vòng)
Vào gần tâm (khoảng 0,5 bán kính), lợng chạy dao S = 0,15(mm/vòng).
Tiện tinh : S=0,2(mm/vòng)
Vào gần tâm (khoảng 0,5 bán kính), lợng chạy dao S = 0,15(mm/vòng).
(bảng 5-72 trang 64 STCN t2).
- lợng chạy dao cho tiện bậc:

Tiện thô: S= 0,3 (mm/vòng)
Tiện tinh: S = 0,1(mm/vòng)
- lợng chạy dao cho tiện côn:
Tiện thô: S= 0,3 (mm/vòng)
Tiện tinh: S = 0,1(mm/vòng)
1.5.6. Tốc độ cắt:
Tiện mặt đầu:
Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (2)
Tiện thô: V
b
= 75(m/ph).
V
th
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
Trong đó:
- K
1
: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K
1
=0,83.
- K
2

: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K
2
=0,8.
- K
3
: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao. Với dao BK8 thì K
3
=1.
9
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
V
t h
= 75 . 0,83 . 0,8 . 1 =49,8 (m/ph).
n
t
=
)./(50,145
109.
1000.8,49
.
1000.
phv
D
V
t
==

chọn theo máy có: n
m
= 160 (v/ph).

)./(78,54
1000
109.160
1000
..
_
phm
Dn
V
m
thtt
===


tơng tự tiện tinh: V
n_t
= 74,54(m/ph).
Tiện bậc:
Tiện thô: V
n_th
= 54,78(m/ph).
Tiện tinh: V
n_t
= 82,12(m/ph).
Tiện côn :
Theo bảng 5-64 trang 56 (2).
Tiện thô: V
b
= 260(m/ph).

V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
V
t
= 260 . 0,83 . 0,8 . 1 = 172,64 (m/ph).
n
t
=
)./(25,323
170.
1000.64,172
.
1000.
phv
D
V
t
==

chọn theo máy có: n
m

= 320 (v/ph).

)./(171
1000
170...320
1000
..
phm
Dn
V
m
tt
===



Tiện tinh: V
b
= 330(m/ph).
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.

V
t
= 330. 0,83 . 0,8 . 1 = 219,12 (m/ph).
n
t
=
)./(28,410
170.
1000.12,119
.
1000.
phv
D
V
t
==

chọn theo máy có: n
m
= 401 (v/ph).

)./(16,214
1000
170..401
1000
..
phm
Dn
V
m

tt
===


10
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
Nguyên công 3 : Tiện bậc đạt khích thớc giữa hai mặt đầu bằng 15,8

0,02
, tiện côn trong.
Định vị:
Chuẩn định vị là mặt trụ trong. Định vị và kẹp chặt trên mâp cặp 3 chấu tự định tâm hạn
chế 5 bậc tụ do.
Chọn máy:
Máy tiện vạn năng T620. Công suất của máy N
m
= 7(Kw)
Chọn dao:
Tiện bậc: dùng dao 21001-004-BK8 (dao tiện khỏa mặt gắn mảnh hợp kim
cứng BK8 với các kích thớc H=20, B =16)
( Bảng 4.12-trang 314-Sổ tay gia công cơ)
Tiện côn : dùng dao 21041-001-BK8 (dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng
BK8 với các kích thớc H=20, B =16)
( Bảng 4.13-trang 315-Sổ tay gia công cơ)
Lợng d gia công:
Tiện bậc :
Tiện 2 lần với lợng d:
+tiện thô : Z
b1
= 9mm

+tiện tinh : Z
b2
=2mm
Tiện côn:
Tiện 2 lần với lợng d:
+tiện thô : Z
b1
= 4mm
+tiện tinh : Z
b2
=1,9mm
Chế độ cắt:
Chiều sâu cắt:
Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công theo một phía của từng bớc công nghệ.Cụ
thể:
- Tiện bậc :
+tiện thô : Z
b1
= 9mm
+tiện tinh : Z
b2
=2mm
- Tiện côn:
+tiện thô : Z
b1
= 4mm
11
Đồ án môn học Bùi Nam Phơng - CTM8-K43
+tiện tinh : Z
b2

=1,9mm
Lợng chạy dao:
- lợng chạy dao cho tiện bậc:
Tiện thô: S= 0,3 (mm/vòng)
Tiện tinh: S = 0,1(mm/vòng)
- lợng chạy dao cho tiện côn:
Tiện thô: S= 0,3 (mm/vòng)
Tiện tinh: S = 0,1(mm/vòng)
Tốc độ cắt:
Tiện bậc:
Tiện thô: V
n_th
= 54,78(m/ph).
Tiện tinh: V
n_t
= 82,12(m/ph).
Tiện côn :
Theo bảng 5-64 trang 56 (2).
Tiện thô: V
b
= 216(m/ph).
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K

3
.
V
t
= 216 . 0,83 . 0,8 . 1 = 143,7 (m/ph).
n
t
=
)./(280
172.
1000.7,143
.
1000.
phv
D
V
t
==

chọn theo máy có: n
m
= 254 (v/ph).

)./(140
1000
172...254
1000
..
phm
Dn

V
m
tt
===



Tiện tinh: V
b
= 229(m/ph).
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
V
t
= 229. 0,83 . 0,8 . 1 = 152,1 (m/ph).
n
t
=
)./(7,284
170.
1000.1,152

.
1000.
phv
D
V
t
==

12