THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC CÓ LỖ CÔN VÀ THIẾT KẾ ĐÔ GÁ CHO MỘT NGUYÊN CÔNG PHAY RÃNH THEN

Đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A

Lêi nãi ®Çu
Tr¬c sù ®ßi hái cđa sù nghiƯp c«ng nghiƯp ho¸ - hiƯn ®¹i ho¸ ®Êt níc, cđng
nh yªu cÇuvỊ hiƯn ®¹i ho¸ Qu©n §éingµy cµng cao, th× mét trong nh÷ng nghµnh
cÇn quan t©m ph¸t triĨn m¹nh ®ã lµ c¬ khÝ chÕ t¹o. V× nã ®ãngmét vai trß quan
träng trong viƯc thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c lo¹i m¸y mãc trang thiÕt bÞ cho c¸c nghµnh
kinh tÕ qc d©n, t¹o tiỊn ®Ị cho sù ph¸t triĨn kinh tÕ chung cđa ®Êt níc.
§å ¸n c«ng nghƯ chÕ t¹o m¸y lµ mét néi dung b¾t bc trong ch¬ng tr×nh
®µo t¹o kü s c¬ khÝ. Nh»m gióp cho ngêi häc hƯ thèng l¹i nhìng kiÕn thøc ®· häc,
®ång thêi vËn dơng s¸ng t¹o nh÷ng ®ã vµo qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, chÕ tËãcc chi tiÕt ®¸p
øng yªu cµu trong nhiƯm vơ c«ng t¸c sau nµy. Qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n, ngoµI kiÕn thøc
m«n häc c«ng nghƯ chÕ t¹o m¸y ®ßi hái ngêi thùc hiƯn ph¶I biÕt vËn dơngkÕt hỵp
kiÕn thøc tỉng hỵp cđa nhiỊu m«n häc kh¸ nh: Dung sai, VËt liƯu,C«ng nghƯ kim
lo¹i I, II….th× míi ®¹t ®ỵc kÕt qu¶ cao.
Trong ®å ¸n nµy,sỴ thùc hiƯn thiÕt kÕ “Quy tr×nh c«ng nghƯ” gia c«ng chi
tiÕt:Trơc cã lç c«n vµ thiÕt kÕ ®å g¸ cho mét nguyªn c«ng phay r¶nh then. Chi tiÕt
trơc cã lç c«n cã h×nh d¹ng, kÕt cÊu vµ yªu cÇu kh¸ phøc t¹p gåm: r¶nh then, lç
c«n, lç ∅6 nhá dµI, ren….Do vËy, ph¶I nghiªn cøu, ph©n tÝch tû mØ th× míi ®¹t dỵc
ph¬ng ¸n hùoplý, tèi u.
Qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n, ®ỵc sù híng dÉn tËn t, sù gióp ®ì nhiƯt t×nh cđa thÇy
T¹ §¨ng Doanh vµ c¸c thÇy gi¸o kh¸c trong bé m«n. Nhê vËy mµ ®å ¸n ®ỵc hoµn
thµnh ®Çy ®đ néi dung, yªu cÇu vµ ®ómg tiÕn ®é.
Tuy nhiªn, víi kh¶ n¨ng kiÕn thøc cßn h¹n chÕ, kinh nghiƯm thiÕt kÕ cha
nhiỊu , do vËy trong ®å ¸n nµy sỴkh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt, khiÕm khut.
RÊt mong ®ỵc sù chØ b¶o, gãp ý cđa c¸c thÇy c« ®Ĩ ®å ¸n ®ỵc hoµn thiƯn h¬n.
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!
Häc viªn

Ngun HiỊn
Ch¬ng i: ph©n tÝch chi tiÕt
Ph©n tÝch kÕt cÊu, yªu cÇu kü tht cđa chi tiÕt:
Chi tiÕt cÇn gia c«ng trong ®å ¸n lµ trơc cã lç c«n cã c¸c ®Ỉc ®iĨm kü
tht sau:
Chi tiÕt thc hä trơc cã bËc, ®êng kÝnh lín nhÊt ∅26 vµ chiỊu dµI 140.
Tû sè L/D = 5.38, thc lo¹i thêng, träng lỵng kho¶ng 0.5kg.
−0.08
PhÇn trơ ∅ 26 −0.029 (∅26e7), cã cÊp chÝnh x¸cIT7 vµ cÊp ®é nh¸m 7,
Ra=1.25 nªn ta ph¶I dïng ph¬ng ph¸p mµI sau nhiƯt lun.
1.1.


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A

R¶nh then bxtxL=5x3x35 ®Ĩ trun m« men xo¾n, v× s¶n xt hµng lo¹t ,
®Ĩ t¨ng hiƯu qu¶ kinh tÕ ta dïng dao phay r¶nh then.
Lç c«n 1:24 ®êng kÝnh lín nhÊt ∅18 -0.021, cÊp chÝnh x¸c IT7 , cÊp ®é nh¸m
8 Ra=0.63. §©y lµ mét yªu cÇu cao, ®Ĩ ®¹t ®ỵc ta ph¶I dïng c¸c ph¬ng ph¸p
khoan, kht, doa vµ mµI sau nhiƯt lun.
PhÇn trơ ∅18 dai 55 ®ỵc gia c«ng ren M18x2, do kh«ng cã yªu cÇu g×
®Ỉc biƯt nªn dïng ph¬ng ph¸p gia c«ng th«ng thêng: tiƯn ren. Ph¬ng ph¸p nµy dƠ
gia c«ng trªn m¸y tiƯn vµ hiƯu qu¶ cao.
Lç ∅6 dµI 55cã cÊp ®é nh¸m 7, Ra=1.25, ®©y lµ yªu cÇu cùc kú khỉtng
qu¸ tr×nh gia «ng. Do lç qu¸ nhá kh«ng mµI ®ỵc nªn ®Ĩ gia c«ng nã ta dïng c¸c ph¬ng ph¸p:khoan, kht vµ doa.
1.2. Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghƯ trong kÕt cÊu cđa chi tiÕt:
Tõ h×nh d¹ng, kÕt cÊu vµ yªu cÇu kü tht cđa chi tiÕt, cã nhËn xÐt sau:
Chi tiÕt nhá, nhĐ vµ máng tron qu¸ tr×nh gia c«ng dƠ bÞ bĐp, mÐo lµm

gi¶m ®é chÝnh x¸c. Do vËy , ph¶I dïng c¸c biƯn ph¸p kh¾c phơc nh: dïng m©m cỈp
®µn håi, trơc c«n,mòi chèng t©m…®Ĩ g¸ ®Ỉt.
Chi tiÕt lµm b»ng vËt liƯu thÐp C45, yªu cÇu nhiƯt lun ®¹t ®é cøng HRC
48…52. Do vËy, ph¶I tiÕn hµnh gia c«ng c¾t gät khoan, kht,doa, tiƯn tríc khi
nhiƯt lun. Sau nhiƯt lun sỴ lµm gi¶m cÊp ®é nh¸m vµ cÊp chÝnh x¸c ®I chót Ýt,
cho nªn ta ph¶I mµI c¸c bỊ mỈt lç c«n, trơ ∅26 vµ lµm s¹ch lç ∅6 th× míi ®¶m b¶o
®ỵc yªu cÇu kü tht .
Chi tiÕt kh«ng cã yªu cµu vỊ ®é ®ång trơc, ®ång t©m do vËy cã thĨ gia
c«ng c¸c lç trªn m¸y tiƯn víi ®é chÝnh x¸c t¬ng ®èi cao vµ rÊt thn tiƯn.
1.3. ý kiÕn vỊ nh÷ng s÷a ®ỉi:
§Ĩ dƠ dµng gia c«ng ren M18x2 vµ thn tiƯn trong l¾p ghÐp, tiƯn thªm
r¶nh ë trơ ∅18.
§Ĩ dƠ gia c«ng vµ thn tiƯn trong viƯc ®Þnh vÞ, v¸t mÐp thªm lç c«n vµ lç
∅6.

Ch¬ng ii: chän ph«I vµ ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i
C¨n cø vµo kÕt cÊu cđa chi tiÕt vµ d¹ng s¶n xt lµ lo¹t lín, cã thĨ dïng
c¸c ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«I sau:
1.1. Ph«I ®óc:
NÕu sư dơng ph«I dóc, khi chÕ t¹o ra cã bỊ mỈt xÊu nh: rç khÝ, ®Ëu h¬I,
®Ëu ngãt, ngËm xÜ….Do vËy sÏ lµm t¨ng thêi gian s¶n xt, lµm dơng cơ
c¾t nhanh háng, lµm t¨ng gi¸ thµnh s¶n xt. Trong s¶n xt lo¹t lín , ta kh«ng
dïng ph¬ng ph¸p nµy.
1.2. Ph«I rÌn tù do:
Ph«I cã d¹ng trßn xoay, nhiỊu lç do vËy rÌn tù do sÏ khã kh¨n vµ kh«ng
hiƯu qu¶. Víi s¶n xt lo¹t lín kh«ng dïng ph¬ng ph¸p nµy.
1.3. Ph«I dËp:


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A

Ph¬ng ph¸p nµy t¹o ®ỵc ph«I nhanh, ®é chÝnh x¸c cao, lỵng d gia c«ng Ýt.
Nhng ®Çu t vỊ khu«n dËp lín dÉn tíi chi phÝ gia c«ng cao, kh«ng dïng ph¬ng
ph¸p nµy.
1.4 Ph«I c¸n (Ph«I thÐp thanh):
Do ®é chªnh lƯch kÝch thíc c¸c bËc kh«ng lín (∅26, ∅18)vµ chiỊu dµi
b©c gia c«ng nhá chØ 55mm, cho nªn lỵng d gia c«ng lµ kh«ng lín l¾m khi dïng
ph«I thÐp thanh. V¶ l¹i dïng ph«I thÐp thanh sỴ rÊt thn lỵi v× cã s½n trªn thÞ
trêng, c¬ tÝnh vµyªu cÇu kü tht phï hỵp víi chi tiÕt gia c«ng, chÕ t¹o ph«I
nhanh,gi¶m ®c chi phÝ s¶n xt, t¨ng hiƯu qu¶ kinh tÕ.
Tõ viƯc ph©n tÝch trªn, chän ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«I lµ ph«I thÐp thanh

Ch¬ngiii: LËp quy tr×nh c«ng nghƯ gia c«ng c¬
3.1. Thø tù c¸c nguyªn c«ng:
§Ĩ t¹o ra trơc cã lç c«n, tiÕn hµnh gia c«ng theo thø tù c¸c nguyªn c«ng sau:
• Nguyªn c«ng I : TiƯn mỈt ®Çu, khoan lç ®Þnh t©m, tiƯn th«, tiƯn c¾t ®t.
• Nguyªn c«ng II : Khoan lç c«n Φ14.
• Nguyªn c«ng III : Khoan, kht vµ doa lç Φ6.
• Nguyªn c«ng IV : TiƯn mooc lç Φ18.
• Nguyªn c«ng V : Kht vµ doa lç c«n 1:24.
• Nguyªn c«ng VI : V¸t mÐp, tiƯn r¶nh vµ tiƯn`tinh.
• Nguyªn c«ng VII: Phay r·nh then b = 5.
• Nguyªn c«ng VIII: TiƯn ren M18x2.
• Nguyªn c«ng IX : NhiƯt lun.
• Nguyªn c«ng X : MµI lç c«n 1:24.
• Nguyªn c«ng XI : MµI mỈt trơ Φ26.
3.2. S¬ ®å c¸c nguyªn c«ng:
Theo c¸ch ph©n chia nh trªn cã 11 nguyªn c«ng. Tuy nhiªn, nguªn c«ng

nhiƯt lun kh«ng cã s¬ ®å nguyªn c«ng mµ ta h×nh dung lµ cã nguyªng c«ng
nµy.C¸c s¬ ®å nguyªn c«ng ®ỵc thĨ hiƯn lÇn lỵt nh sau:


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A

Ch¬ng IV: ThiÕt kÕ ®å g¸
4.1. ThiÕt kÕ ®å g¸:
4.1.1 X¸c ®Þnh m¸y:
Trong ch¬ng III, ta ®· x¸c ®Þnh m¸y cho nguªn c«ng phay r·nh then lµ m¸y
phay 6H12 cã c¸c sè liƯu chÝnh nh sau:
-Sè cÊp tèc ®é trơc chÝnh
: 18.
-Ph¹m vi tèc ®é trơc chÝnh
: 30 – 15007 [v/ph].
-C«ng st ®éng c¬ chÝnh
: 7 [kw].
-c«ng st ®éng c¬ ch¹y dao : 1.7 [kw].
-KÝch thíc lµm viƯc bµn m¸y : 320x1250 [mm].
-Sè cÊp bíc tiÕn bµn m¸y : 18.
-HiƯu st
:0.75.
4.1.2. Ph¬ng ph¸p ®Þnh vÞ vµ kĐp chỈt:
§Þnh vÞ chi tiÕt lªn 2 khèi V ng¾n h¹n chÕ 4 bËc tù do, vµ mét trơc c«n
vµo lç c«n h¹n chÕ bËc tù do tÞnh tiÕn.
KĐp chỈt nhê má kĐp.
S¬ ®å kÕt cÊu cđa ®å g¸ ®ỵc thĨ hiƯn ë b¶n vÏ ®å g¸(TËp b¶n vÏ).
4.1.3. TÝnh lùc kĐp cÇn thiÕt:

Trong s¬ ®å trªn, chän L=2.l.
C«ng thøc tÝnh:
N1 =

W .l 2
L

⇒ W=

N 1 .L
l2

CÇn tÝnh ph¶n lùc N1 t¹i bỊ mỈt ®Þnh vÞ cđa khèi V.
S¬ ®å ph¶n lùc gèi tùa ®ỵc thĨ hiƯn nh sau:


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A

Ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc t¸c dơng lªn chi tiÕt khi phay nh sau:
2 N 1 = (2 N 1' + 2 N 2' ). cos 45 0 (1)
S¬ ®å lùc c¾t khi phay nh sau:

Lùc c¾t tiÕp tun ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc;
Rz =

C p .t x .S zy . B u
D q .n w

.z.K

Trong ®ã:
Rz-Lùc c¾t tiÕp tun.
CP-HƯ sè ¶nh hëng cđa vËt liƯu, tra b¶ng 5-41ta cã CP=68.2.
t-chiỊu s©u c¾t, t=3.
Sz-Lỵng ch¹y dao r¨ng, Sz=

n
S ph

z.n

=

54
= 0.0085 [mm/r].
4.1950

B-BỊ réng r¨ng, B=5[mm].
D-§êng kÝnh dao phay,D= 5[mm].
n- cđa Sè vßng quay dao, n=1590[v/ph].
z-Sè r¨ng dao phay, z= 4.
K-HƯ sè phơ thc vËt liƯu, tra b¶ng 5-9 ST CNCTM II,
K=
Trong ®ã;n=1.59, σb=750KG/cm2.
750

⇒ K = ( ) = 1.

750
x, y, u, w, q-C¸c chØ sè mò, tra b¶ng 5-41 ST CNCTM II,
x=0.86; y=0.72; u=1.0; w=o; q=0.786.
1.59

68,2.3 0.86.0,0085 o.72.51.0

.4.1 = 32[ N ] .
⇒ Rz =
5 o.786.1590 o
C¸c thµmh phÇn lùc kh¸c ®ỵc lÊy nh sau:
Lùc híng kÝnh
Py=0,4. 32=13[N].
Lùc ch¹y dao
PS=0,4.32=13[N].
Lùc
Pv=0,9.32=30[N].
§Ĩ chi tiÕt ®ỵc ®Þnh vÞ ch¾c ch¾n trong qu¸ tr×nh gia c«ng th× lùc ma
s¸t t¹i c¸c bỊ mỈt tiÕp xóc (gåm c¸c bỊ mỈt ch÷ V vµ t¹i vÞ trÝ kĐp chỈt) ph¶I
lín h¬n lùc c¾t däc trơc t¹o ra khi phay.


Đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A

§Ĩ ®¬n gi¶n khi tÝnh lùc kĐp, ta cho r»ng chØ cã lùc P S t¸c dơng lªn chi
tiÕt. Trong trêng hỵp nµy c¬ cÊu kĐp chỈt ph¶I t¹o ra lùc ma s¸t lín h¬n lùc
PS. Do ®ã ta ph¶I cã:
2N1.f+ 2(N1’+N2’).f ≥ K.PS

Trong ®ã f lµ hƯ sè ma s¸t, theo b¶ng 434 trang 86 tµI liƯu [7] ta cã
f=0,1
K lµ hƯ sè an toµn; K= K0…K6
K0 - hƯ sè an toµn tÝnh cho tÊt c¶ c¸c trêng hỵp , K0 = 1,5
K1 - hƯ sè tÝnh ®Õn trêng hỵp t¨ng lùc c¾t khi ®é bãng thay ®ỉi, gia
c«ng th« lÊy K1 = 1,2
K2 - hƯ sè t¨ng lùc c¾t khi dao mßn, chän K2 = 1,4
K3 - hƯ sè t¨ng lùc khi gia c«ng gi¸n ®o¹n, K3 = 1,2
K4 - hƯ sè tÝnh ®Õn sai sè cđa c¬ cÊu kĐp chỈt, kĐp chỈt b»ng tay,
ta lÊy K4 = 1,3
K5 - hƯ sè tÝnh ®Õn møc ®é thn lỵi cđa c¬ cÊu kĐp chỈt b»ng tay,
thn lỵi chän K5 = 1
K6 - hƯ sè tÝnh ®Õn m«men lµm quay chi tiÕt, ®Þnh vÞ trªn c¸c phiÕn tú
chän K6 = 1,5
Tõ ®ã ta cã :
K = 1,5.1,2.1,4.1,2.1,3.1.1,5 =5,9
KÕt hỵp víi N1’ = N2’ vµ ph¬ng tr×nh (1) ta cã :
N1

(

≥

K .PS

f.2 2 +2

≥ 159
VËy ta cã N1 ≥ 159 (N)
Do ®ã

W

=

)

=

5,9.13

(

0,1. 2 2 + 2

(N)

)

N 1 .L 159.L
=
l2
l2

= 159.2
= 318
(N)
4.1.4 TÝnh kÝch thíc bu l«ng kĐp:
Theo c«ng thøc trang 510 tµi liƯu [9, ta cã
d ≥ C.
trong ®ã :

C

W
σ

[mm]

- hƯ sè , C = 1,4 ®èi víi ren hƯ mÐt c¬ b¶n
- øng st kÐo, σ = 9 KG/mm2 ®èi víi bu l«ng thÐp 45
W
- lùc kĐp cÇn thiÕt
Thay sè vµo c«ng thøc trªn, ta cã :
σ

d ≥ 1,4.

318
= 2,6
9.9,8

(mm)

§Ĩ t¨ng ®é cøng v÷ng vµ phï hỵp víi kÕt cÊu cđa ®å g¸,
ta chän d = 4
mm
4.1.5 TÝnh sai sè cho phÐp cđa ®å g¸:
Dùa theo ph¬ng ph¸p tÝnh sai sè cho phÐp cđa ®å g¸ trong tµi liƯu [7]
trang 88, ta cã :

Đồ án công nghệ chế tạo máy

[ε ct ] =
Trong ®ã :

[ε ] − [ε
2

gd

2
c

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A
+ ε k2 + ε m2 + ε dc2

]

[ε ct ] - sai sè cho phÐp cđa ®å g¸

[ε ]
gd

1

- sai sè g¸ ®Ỉt, εg® = δ
3
víi δ lµ dung sai cđa nguyªn c«ng phay r·nh. Theo trªn
ta cã δ 0,014
1

3

Suy ra εg® = δ = 0,047

(mm)

= 46,7
( µm)
εc
- Do trong kÕt cÊu nµy chn ®Þnh vÞ trïng víi gèc kÝch
thíc nªn εc = 0
εk
- Sai sè kĐp chỈt do lùc kĐp g©y ra, εk = 0 do lùc kĐp
vu«ng gãc víi ®êng trơc cđa chi tiÕt
εm
- Sai sè do ®å g¸ bÞ mßn g©y ra
εm = β. N
Víi :
β
- HƯ sè phơ thc kÕt cÊu ®å ®Þnh vÞ. Khi
chn tinh lµ khèi V th× β = 0,5..0,8; Ta chän
β = 0,5
N
- Sè chi tiÕt ®ỵc gia c«ng trªn ®å g¸, ta chän
N =1000 chi tiÕt
VËy εm
= 0,5. 1000
= 15,8
(µm)
εdc

- Sai sè ®iỊu chØnh, ta lÊy εdc = 7 µm
Ci cïng ta cã :
[εct] = [ 46,7] 2 − [0 2 + 0 2 + 15,8 2 + 7 2 ]
= 43
(µm)
= 0,043
(mm)
4.2 Nguyªn lý lµm viƯc cđa ®å g¸:
§å g¸ thùc hiƯn nguyªn c«ng phay r·nh then ®· thiÕt kÕ lµm viƯc
theo nguyªn lý nh sau:
• Më c¸c thanh kĐp cµ ®Ỉt chi tiÕt lªn khèi ch÷ V
• KĐp chỈt b»ng c¸c ®ai èc víi lùc kĐp nh ®· tÝnh to¸n ë trªn
• §a kÕt cÊu lªn bµn m¸y b»ng tay. Khi chi tiÕt ®· ë vÞ trÝ cÇn
gia c«ng, ta cè ®Þnh b»ng c¸c bu l«ng kĐp
• Khi gia c«ng xong nguyªn c«ng cđa mét chi tiÕt, th¸o ®ai èc,
më thanh kĐp vµ tiÕp tơc ®a chi tiÕt tiÕp theo vµo gia c«ng.


Đồ án công nghệ chế tạo máy

sè

Nguyễn Hiền – Lớp Vũ Khí A