Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên” với sản lượng 8000 chi tiếtnăm, điều kiện sản xuất tự do.

Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Lời nói đầu
Hiện nay trong các nghành kinh tế nói chung và đặc biệt là nghành cơ
khí đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến
thức cơ bản vững chắc và tơng 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 nghành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân.
Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và
làm quen với nhiệm vụ thiết kế,trong chơng trình đào tạo, đồ án môn học công
nghệ chế tạo máy là không thể thiếu đợc đối với sinh viên chuyên nghành chế
tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hớng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy
giáo: Phí Trọng Hảo, em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo
máy đợc giao. Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên
quan và cả trong thực tế, tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý
muốn vì thiếu kinh nghiệm thực tế, thiết kế. Do vậy 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 em hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng nh hoàn thiện
hơn vốn kiến thức em vẫn mong đợc học hỏi.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Phí Trọng Hảo đã hớng dẫn em hoàn
thiện đồ án môn học này.
Hà Nội ngày 29 tháng 11 năm 2003
Sinh viên: Ngô Mai Duy.

1

Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học
Công Nghệ Chế Tạo Máy
I:Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Theo đề bài thiết kế:
Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên
với sản lợng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.
Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một
loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với
nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó.
Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi
tiết này

(thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết

khác (nh là trục khuỷu) hoặc ngợc lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để
đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ).
Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao:
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.
+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.
II:Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ. Cụ
thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:
2

Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

- lỗ 1 dùng để dẫn dầu vào trong lỗ đầu nhỏ (trong lỗ đầu nhỏ có lắp
bạc thay).
- Hai đờng tâm của hai lỗ đầu to và đầu nhỏ phải song song với nhau và
cùng vuông góc với mặt đầu tay biên . Hai đờng tâm của hai lỗ đầu to và dầu
nhỏ phải đảm bảo khoảng cách A=230 -0,4, độ không song song của hai tâm lỗ
là 0,03 mm trên l = 100 mm (0,03/100), độ không vuông góc của tâm lỗ so với
mặt đầu là 0,02 mm trên trên toàn bề mặt. Hai lỗ thờng có lắp bạc lót có thể
tháo lắp đợc.
Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đa ra một số nét công nghệ
điển hình gia công chi tiết tay biên nh sau:
+ Kết cấu của càng phải đợc đảm bảo khả năng cứng vững.
+ Với tay biên, với kích thớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập
và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của tay biên.
+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của
chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với
tay biên các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ.
+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng
một lúc.
+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn
tinh thống nhất.
Với tay biên , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc
để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên
công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên
không gia công. Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay

đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu.
III:Xác định dạng sản xuất:
Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây:
N = N1m(1 + /100)
Trong đó:
3


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm;
N1 : 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. = 0,214.7,852 = 1,7 kg
Theo bảng 2 trang 13 Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:
Dạng sản suất: Hàng loạt lớn
IV: Xác định phong pháp chế tạo 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.
Trong trờng hợp trọng lợng của chi tiết ( biên liền)khoảng 1,7 kg (< 10

kg) thì ta chọn phôi là cán định hình.
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:

V: Tính toán và thiết kế.
1.

Lập thứ tự các nguyên công, các bớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị,

kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)
1.1. Lập sơ bộ các nguyên công:
- Nguyên công 1 : Phay mặt đầu to đạt kích thớc 47.5, gia công trên máy
phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đờng kính tối thiểu là 200

mm và sau đó có thể mài phẳng ( đạt đợc độ nhám Ra = 1,25 - cấp độ
bóng cấp 7) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau.

4


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

- Nguyên công 2 : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thớc 420,030 và vát
mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép
để đạt đợc độ nhám Ra = 1,25.
- Nguyên công 3: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên, gia công trên
máy phay nằm ngang bằng dao phay ngón.
- Nguyên công 4: Gia công mặt lắp bu lông đầu to của càng, gia công
trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu đạt kích thớc bằng 35mm.
- Nguyên công 5 : Gia công 2 lỗ lắp bu lông đầu to đạt kích thớc 12, gia
công trên máy khoan bằng mũi khoan.
- Nguyên công 6 : Gia công lại đầu to tay biên sau khi lắp ghép tay biên
với nửa đầu to bằng bu lông_đai ốc M10 trên máy phay đứng bằng dao
phay đĩa ba mặt có đờng kính tối thiểu là D=200mm để đạt đợc kích thớc 470,1.
- Nguyên công 7: Khoét, doa lỗ dầu đầu to đạt kích thớc, gia công trên
máy khoan với mũi khoét có đờng kính 69.5 và mũi doa có đờng kính
70.
- Nguyên công 8: Phay hạ bậc đầu nhỏ tay biên trên máy phay ngang
bằng dao phay đĩa ba mặt để đạt đợc kích thớc 37 0,1
- Nguyên công 9: Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2
mũi có đờng kính 8 và 4.
- Nguyên công 10 : Kiểm tra Độ song song của hai lỗ biên không đợc

quá 0,08 mm, độ vuông góc của cả hai lỗ với mặt đầu tơng ứng không
vợt quá 0,08 mm, độ song song của hai mặt đầu không vợt quá 0,08
mm.
1.2. Thiết kế các nguyên công cụ thể:
1.2.1.

Nguyên công I : Phay mặt đầu

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và
cần phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử

5


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khía
nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của lực kẹp từ
hai phía cùng tiến vào, phơng của lực kẹp cùng phơng với phơng
của kích thớc thực hiện. Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta
cần gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công
bởi vậy ta dùng cơ cấu bàn phân độ.

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82.. Công suất của máy N m =
7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió,
có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay CNCTM tập 1):

D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng.
Lợng d gia công: Phay 2 lần với lợng d phay thô Zb1 = 2.5 mm và lợng
d mài thô Zb2 = 0.5 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 2.5
mm, lợng chạy dao S = 0.1_ 0.18mm/răng, tốc độ cắt V =32.5 (30,5
hoặc 27,5)m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-225 (Sổ tay CNCTM tập2): k1 = 1

6


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI của bề mặt gia công và
chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM tập): k2 =
0,8
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5132 (Sổ tay CNCTM2)- k3 = 1.
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 32,5.1.0,8.1 = 26 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =

1000.v t 1000.26
=
= 33.12 vòng/phút
.d
3,14.250

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt
thực tế sẽ là:
Vtt =

.d .n m 3,14.250.30
=
= 23,56 m/phút.
1000
1000

Lợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.26.30 =101,4 mm/phút. Theo
máy ta có Sm = 95 mm/phút.
1.2.2.

Nguyên công II:Khoét, Doa, vát mép lỗ 42+0.03

1.2.3.

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ cần đảm bảo độ

đồng tâm tơng đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi
và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một

7


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp
vào đầu biên nhỏ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm
(hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoàI của đầu nhỏ tay
biên hạn chế 2 bậc tự do).
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đờng kính mũi khoan
lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình max = 35mm. Công
suất của máy Nm = 6 kW
Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 41.5 mm( có các
kích thớc sau: L = 262ữ308 mm, l = 101ữ220 mm). Mũi Doa có lắp
mảnh hợp kim cứng, chuôi lắp D = 42mm, L= 40ữ55mm, l=32mm,
d=16ữ32mm ( Tra theo bảng

4-47, 4-49 Sổ tay CNCTM tập 1).

Lợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoét Zb1 = 1,25 mm và
lợng d Doa Zb2 = 0,25 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 1,25 mm,
lợng chạy dao S=1 mm/vòng(0,9ữ1,1), tốc độ cắt V =72 mm/phút.
Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền,

B5-109 Sổ tay CNCTM tập

2, k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay
CNCTM t.2, k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác của hợp kim cứng, B5-109
Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1
Vt = Vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 = 72 m/phút.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =

1000.v t 1000.72
=
= 709,68 vòng/phút
.d
3,14.29

8


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 696
vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lợng chạy dao S = 1 mm/vòng(1ữ1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt =

1000.v t 1000.10
=
= 106,2 vòng/phút
.d
3,14.30

Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 87

vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
1.2.4.

Nguyên công III:Phay mặt lắp ghép hai nửa tay biên.

Lập sơ đồ gá đặt: Để đảm bảo sự đồng phẳng của cả hai bên mặt
lắp ghép do đó khi gia công ta phay một lần cho cả hai phía. Dùng
dao phay mặt đầu để phay nên ta có sơ đồ định vị nh sau: Định vị
bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do. Dùng chốt trụ ngắn ở lố đầu nhỏ
tay biên hạn chế 2bậc tự do. Và một chốt tỳ ở đầu to tay biên để hạn
chế 1 bậc tự do.

9


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp thẳng đứng. Dồn
kẹp đợc đặt ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững.
Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H82. Công suất của máy
Nm = 10kW
Chọn dao: Phay bằng dao phay mặt đầu chắp bằng thép gió, có các
kích thớc sau ( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy
tập 2):
D = 63 mm, số răng Z = 14 răng.
Lợng d gia công: Phay 2 lần với lợng d phay thô Zb = 1,5 mm, lợng d
phay tinh Zb = 0,1mm.Tổng lợng d là 1,6 mm.
Chế độ cắt:

Bớc 1:Phay thô.
Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lợng chạy dao răng S =
0.12 0.2mm/răng, lợng chạy dao vòng S = 1,68 2,8mm/vòng,
tốc độ cắt Vb = 43 m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTM tập
2. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,06
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và
chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8
K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k4 = 1
Vậy tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 29,17m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =

1000.vt 1000.29,17
=
= 147 vòng/phút
.D
3,14.62

Theo máy ta chọn n=150 vòng/ phút.

10


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.
Vận tốc cắt thực:

Đồ án công nghệ CTM.

Vt =

.D.n
= 29,6 m/phút
1000

Lợng chạy dao m/ phút S=SV.n=(252 420) mm/ phút.
Chọn theo máy S = 350 mm/ phút.
Lợng chạy dao cho 1 vòng SV =350/150 = 2,33 mm/ vòng.
Công suất cắt Nc = 1,2 Kw.
Bớc 2: Phay tinh.
Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lợng chạy dao răng S =
0.5mm/ vòng, lợng chạy dao vòng S = 1,68 2,8mm/vòng, tốc độ
cắt Vb = 54 m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTM tập 2. Các
hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,06
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và
chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8
K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k4 = 1
Vậy tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 36,6 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =

1000.vt 1000.36,6
=
= 185 vòng/phút
.D
3,14.63

Theo máy ta chọn n=190 vòng/ phút.
Vận tốc cắt thực:

Vt =

.D.n
= 37,68 m/phút
1000

Lợng chạy dao m/ phút S=SV.n=95mm/ phút.
Chọn theo máy S = 95 mm/ phút.
lợng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
1.2.5.

Nguyên lông IV:Phay mặt đầu hai lỗ bu lông.

11


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do,chốt trụ
ngắn ở lỗ 42 hạn chế 2 bậc tự do. Một chốt tỳ hạn chế 1bậc tự
do ở đầu lỗ tay biên.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp thẳng đứng. Dồn
kẹp đợc đặt ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững.

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H82. Công suất của máy
Nm = 10kW
Chọn dao: Chọn dao phay ngón bằng thép gió có: D = 63 m.
Lợng d gia công: Phay 1 lần với lợng d Zb = 1,5 mm.
Chế độ cắt:
Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm.
Lợng chạy dao răng S = 0,08mm/răng,
Lợng chạy dao vòng Sv = Sr.Z = 0,08.3 = 0,24 mm /vòng.
Tốc độ cắt Vb = 27 m/phút.
Tốc độ quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
12


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.
nt =

Đồ án công nghệ CTM.

1000.vt 1000.27
=
= 573 vòng/phút
.D
3,14.16

Theo máy ta chọn n=600 vòng/ phút.
Vận tốc cắt thực:

Vt =

.D.n

= 30,14 m/phút
1000

Lợng chạy dao m/ phút S=SV.n=0,24.600 = 144 mm/ phút.
Chọn theo máy S = 150 mm/ phút.
Lợng chạy dao cho 1 vòng SV= 150/600 = 0,25 mm/ vòng.
1.2.6.

Nguyên công V: Gia công lỗ lắp bu lông 12

Lập sơ đồ gá đặt: Lỗ lắp bu lông vừa là lỗ lắp ghép, vừa là lỗ định vị
hai nửa taybiên nên nó cần đợc gia công với độ chính xác cấp 7, độ
bóng cấp 6.
Để đảm bảo độ vuông góc của 2 lỗ với mặt lắp ghép, ta dùng sơ đò
định vị nh sau: Dùng mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do dịnh vị vào mặt
đầu của tay biên. Dùng 1 mặt phẳng nữa để hạn chế 2 bậc tự do. Một
chốt trám hạn chế 1 bậc tự do định vị vào lỗ đầu nhỏ của tay biên.

13


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay tại
đầu to của chi tiết.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay tại
đầu to của chi tiết.
Chọn máy: Máy khoan nằm đứng 2A125. Công suất của máy N m =

2,8kW.
Chọn dao: Chọn dao theo bộ kiến nghị gia công lỗ ta có:
Chọn mũi khoan ruột gà 11,7mm.
Mũi doa thép gió 12 mm.
Chế độ cắt:
Bớc 1: Khoan.
Chiều sâu cắt t = 5,85 mm, lợng chạy dao dọc trục S = 0.2mm/vòng,
Tốc độ quay trục chính n = 1250 vòng/phút.
Tra theo máy chọn n = 1350 vòng/ phút.
Tốc độ cắt: Vt =

.D.n
= 29,23 m/phút.
1000

Momen khoan: Mx = 534 Kg.mm
Công suất cắt: NC =

M .n
= 0,5 Kw.
975.1000

Bớc 2: Doa.
Chiều sâu cắt t = 0,15 mm,
Lợng chạy dao dọc trục S = 0.2mm/vòng, chọn theo máy S = 0,17
mm/ vòng.
Tốc độ cắt: Vt = 8m/ phút.
Tốc độ quay trục chính: nt =

1000.vt 1000.8

=
= 254,7 vòng/phút
.D
3,14.10

Tra theo máy chọn n = 267 vòng/ phút.
Vận tốc cắt thực:
1.2.7.

Vt =

.D.n
= 8,4 m/phút.
1000

Nguyên công VI:Phay lại mặt đầu to của tay biên.

14


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Lập sơ đồ gá đặt: Sau khi lắp ghép hai nửa tay biên lại với nhau bằng
bu lông-đai ốc M12, hai nửa đầu to của tay biên sẽ bị lệch nhau. Do
đó để gia công nguyên công tiếp theo là gia công lỗ 70 ta phải gia
công lại mặt đầu to. Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song
song và cần phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi
vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp hạn chế 5 bậc tự do: mặt phẳng hạn chế

3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong 42 hạn chế 2
bậc tự do.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của lực kẹp từ
hai phía cùng tiến vào.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất của máy Nm = 7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió,
có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo
Máy tập 1):
D = 160 mm, d = 40 mm, B = 18 (22)mm, số răng Z = 18 răng.
Lợng d gia công: Phay tinh 1 lần với lợng d phay Zb2=0,2 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 0,2
mm, lợng chạy dao S = 0,13 (0.1 0.18)mm/răng, tốc độ cắt V =
25 (24,5)m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI của bề mặt gia công và
chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2-

k2 =

0,8
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5132 Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8.
Vậy tốc độ tính toán là:
Vt=Vb.k1.k2.k3= 25.1.0,8.0,8 = 16 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

15


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

nt =

Đồ án công nghệ CTM.

1000.v t 1000.16
=
= 31.85 vòng/phút
.d
3,14.160

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt
thực tế sẽ là:
Vtt =

.d .n m 3,14.160.30
=
= 15,072 m/phút.
1000
1000

Lợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.18.30 =70,2 mm/phút. Theo
máy ta có Sm = 60 mm/phút.
1.2.8.

Nguyên công VII:Khoét, doa lỗ 70.

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoàI của phôI và độ vuông
góc của tâm lỗ và mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của
hai lỗ A = 1650.1 bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc
tự do định vị vào mặt đầu, một bạc côn chụp vào đầu biên to hạn chế

hai bậc tự do và có tác dụng định tâm và một chốt chám định vị vào lỗ
42 vừa gia công ở nguyên công trớc hạn chế 1 bậc tự do chống
16


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

xoay( hoặc một khối V di động định vị vào mặt trụ ngoài của đầu to
tay biên hạn chế 1 bậc tự do và chốt trụ ngắn định vị lỗ 30 hạn chế hai
bậc t do còn lại).
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đờng kính mũi khoan lớn nhất
khi khoan thép có độ bền trung bình max = 75mm. Công suất của
máy Nm = 13 kW
Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 69.5 mm, Mũi
Doa bằng thép gió D = 70mm,Vát mép bằng thép gió D = 75mm
( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1):
Lợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoét Zb1 = 1,25 mm và lợng d Doa Zb2 = 0,25 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 1,25 mm,
lợng chạy dao S = 1 mm/vòng(1ữ1,3), tốc độ cắt V = 86 (hoặc
96)mm/phút. Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2,
k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay
CNCTM t.2, k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109
Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1
vt = vb.k1.k2.k3 = 86.1.1.1.1 = 86 mm/phút.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt =

1000.vt 1000.86
=
= 369,7 vòng/phút
.d
3,14.69

Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 500
vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lợng chạy dao S = 1,17 (1,0 ữ 1,5 )mm/vòng, tốc độ cắt V = 10
mm/vòng.
17


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =

1000.vt 1000.10
=
= 45,5 vòng/phút
.d
3,14.70

Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 50
vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
1.2.8: Nguyên công VIII: Phay hạ bậc đầu nhỏ.
Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và
cần phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta
sử dụng cơ cấu kẹp hạn chế 5 bậc tự do: mặt phẳng hạn chế 3 bậc
tự do, chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong 70 hạn chế 2 bậc tự
do.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của lực kẹp từ
hai phía cùng tiến vào.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất của máy Nm = 7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió,
có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo
Máy tập 1):
D = 160 mm, d = 40 mm, B = 18mm, số răng Z = 18 răng.
Lợng d gia công: Phay 2 lần: với lợng d phay lần 1 là Zb1 = 3 mm lợng
d phay lần 2 là Zb2=2 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 3 mm,
lợng chạy dao S = 0,13 (0.1 0.18)mm/răng, tốc độ cắt

V=

25 (24,5)m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI của bề mặt gia công và
chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM20,8

18

k2 =


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5132 Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8.
Vậy tốc độ tính toán là:
Vt=Vb.k1.k2.k3= 25.1.0,8.0,8 = 16 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt =

1000.v t 1000.16
=
= 31.85 vòng/phút
.d
3,14.160

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt
thực tế sẽ là:
Vtt =

.d .n m 3,14.160.30
=
= 15,072 m/phút.
1000
1000

Lợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.18.30 =70,2 mm/phút. Theo

máy ta có Sm = 60 mm/phút.
1.2.9: Nguyên công IX: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ
Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo độ xuyên tâm
của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu nhỏ, độ đồng tâm tơng đối của 2
lỗ với nhau và với hình tròn ngoàI và nghiêng 45 o so với mặt phẳng
đối xứng của tay biên , bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc
tự do nh sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị
vào mặt trụ trong của lỗ 42 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định
vị vào lỗ 70 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp vuông góc với phơng của kích thớc thực hiện.

19


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đờng kính mũi khoan lớn nhất
khi khoan thép có độ bền trung bình max = 25mm. Công suất của
máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thớc nh sau d = 8 mm và mũi khoan có d
= 4mm (Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy
tập 1):
Lợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoan 1 Zb1 = d1/2 = 4mm
và lợng d khoan lần 2 Zb2 = d2/2 =2 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 8, chiều sâu cắt t
= 4 mm, lợng chạy dao S = 0,17 (0.14ữ0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V
= 27,5 m/phút. Ta có các hệ số:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác của vật liệu mũi khoan,
k1 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút.

20


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =

1000.v t 1000.27,5
=
= 1469 vòng/phút
.d
3,14.6

Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm =
1360vòng/phút
Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 2. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lợng chạy dao

S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt

V=

43 m/phút. Ta có các hệ số:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,
k1 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 43.1.1.1.1 = 43 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công
thức:
nt =

1000.v t 1000.43
=
= 6847 vòng/phút
.d
3,14.2

Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm =
1360vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
1.2.10:Nguyên công IX:Kiểm tra
Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ 42 và 70
Kiểm tra độ không vuông góc giữa đờng tâm lỗ và măt đầu.

21


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

2.

Đồ án công nghệ CTM.

Tính lợng d của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác

của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
Tính lợng d của bề mặt 70+0,046.
+Độ chính xác của phôi dập .
+Trọng lợng phôi: 1.7 kg.
+Vật liệu phôi: thép 45.
Qui trình công nghệ gồm hai nguyên công hai bớc nguyên công : khoét
và doa. Chi tiết đợc định vị mặt phẳng đầu (hạn chế 3 bậc tự do), chốt trụ ngắn
ở lỗ 42+0,033

(hạn chế 2 bậc tự do), khối V tuỳ động định vị vào đờng kính

ngoài của đầu biên lớn (hạn chế 1 bậc tự do).
Công thức tính lợng d cho bề mặt trụ trong đối xứng 70+0,046:
Zmin = Rza + Ti + a2 + b2
22


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Trong đó :
RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại.
Ta : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại.
a : Sai lệch về vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại ( độ

cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song ).
b : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện.
Theo bảng 10 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:
Rz = 160 àm
Ti = 200 àm
Sai lệch vị trí không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:
2
a = c2 + cm

Giá trị cong vênh c của lỗ đợc tính theo cả hai phơng hớng kính và hớng trục:
c= ( k .d ) 2 + ( k .l ) 2 = ( 0,6.70) 2 + ( 0,6.47 ) 2 = 50,6 àm.
Trong đó:
- k lấy theo bảng 16 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo MáyIII.
- l,d là chiều dài và đờng kính lỗ.
Giá trị cm (Độ xê dịch phôi dập ) đợc tra theo bảng 3.77 Sổ tay Công nghệ
Chế Tạo Máy tập 1, cm = 0.35mm = 350àm.
a = 50,6 2 +350 2 = 353,6 àm.
Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:
1 = k.a đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô (hệ số
chính xác hoá).
1 = 0,05.353,6 =17,7 àm.
Sai số gá đặt chi tiết b ở bớc nguyên công đang thực hiện đợc xác định bằng
tổng véctơ sai số chuẩn c và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá:
b = c2 + k2
Trong đó:

23


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

c : sai số chuẩn( khi gốc kích thớc không trùng với chuẩn định vị)
c = 0.2 + 2.e (chọn e = 0- không tồn tại độ lệch tâm)
c = 0,2mm = 200àm.
k: sại số kẹp chặt (Bảng 24) k = 80 àm
b = c2 + k2 = 80 2 + 200 2 = 215.41 àm.
Bây giờ ta có thể xác định lợng d nhỏ nhất theo công thức:
2.Zmin = 2.(RZi-1 + Ti-1 + i21 + i2 )
= 2.(160 + 200 + 353,6 2 + 215,412 )
= 2.774 = 1548 àm.
Lợng d nhỏ nhất của khoét (gia công thô):
2.Zmin = 1548 àm.
Tính lợng d cho bớc gia công tinh( doa):
1 = k. = 0,05.353,6 = 17.7 àm.
b = 0,05.215,41 = 10,771 àm.
RZi = 50 àm.
Ti = 50 àm.
( sau khi khoét thô đạt cấp chính xác 3 theo Bảng 13 )
2.Zmin = 2.(50 + 50 + 17,7 2 + 10,7712 )
= 2.120,7 = 241,4 àm.
Vậy lợng d nhỏ nhất của bớc nguyên công doa (gia công tinh) là:
2Zmin=242àm.
Ta có thể lập đợc bảng tính toán lợng d nh sau:
Bớc
Phôi
Khoét
Doa

RZa Ti
àm àm
160 200
50 50

a
àm
353,6
17,7

b
àm

Zmt
àm

dt
àm
68,256
215.41 774 69,804
10,771 121 70,047

24


àm
400
120
46

Dmin
Dmax 2Zmin 2Zmax
mm
mm
àm
àm
67,86 68,26
69,684 69,804 1544 1824
70
70,046 242
316
Tổng 1786 2140


Ngô Mai Duy: Lớp CTM5-K44.

Đồ án công nghệ CTM.

Kiểm tra kết quả tính toán:
+ Sau khi doa: 2Zmax - 2Zmin = 316 242 = 74 àm.
+ Sau khi khoét: 2Zmax 2Zmin = 1824 1544 = 280 àm.
+ Hoặc : 2Z0 max 2Z0 min = 2140 1786 =354 àm.
+phôi - 2 = 400 46 = 354 àm.
3.

Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia

công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá):
Nguyên công 7:Gia công lỗ đầu to để đạt kích thớc 70+0,046 và cấp

nhẵn bóng

Ra=1,25 àm. Ta có các thông số đầu vào:

Gia công trên máy khoan đứng với công suất động cơ Nm = 7kW.
Mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng
D = 69,5 mm.
Mũi doa bằng thép gió: D = 70 mm.
Vát mép bằng thép gió: D = 75 mm.
(Tra theo bảng 4 47, 4 49 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1).
3.1. Bớc khoét.
Ta có:
- Chiều sâu cắt: ở đây chiều sâu cắt chính là lợng kim loại bị cắt đi,
vì thế ta có t=1,25 mm
- Lợng chạy dao: Tra bảng 5 26 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II)
ta chọn lợng chạy dao vòng là: S = 1,5 mm/ vòng.
- Tốc độ cắt: V mm/ p.
Tốc độ cắt đợc tính theo công thức: V =

CV .D q
.kV
T m .t x .S y

Trong đó: Cv , m , x , y , q :hệ số mũ.
Tra bảng 5 29 (Sổ tay CNCTM tập II) với vật liệu gia công là
thép 45, vật liệu lỡi cắt là thép T15K6 . Có :
CV = 1,8;

q = 0,6;

x = 0,2;

25

y = 0,3;

m = 0,25.