ĐỒ án chế tạo máy: Thiết kế quy trình công nghệ gia công càng gạt

Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN 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: Nguyễn Hiệp Cờng đã hớng dẫn
em hoàn thiện đồ án môn học này.
Hà Nội, ngày 01 tháng 11 năm 2004
Sinh viên: Nguyễn Văn Tuân

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:
Dựa vào đặc điểm kết cấu của chi tiết ta thấy đây là chi tiết dạng càng

1


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng
song song với nhau hoặc tạo 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.
Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần đợc gia công chính xác
còn có những lỗ dùng để kep chặc các rãnh then, các mặt đầu của lỗ và
những yếu tố khác cần đợc gia công.
Nh vậy trong trờng hợp này chi tiét đã cho là tay biên trong động cơ
đốt trong có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pittong thành chuyển
động quay cua trục khuỷu, đây là chi tiết điển hình nhất của chi tiết dạng
càng.
Khi làm việc tay biên chịu: + lực khí thể
+ lực quán tính của nhóm pittông và lực quán
tính của bản thân tay biên.
+ các lực trên đều là lực tuần hoàn,va đập.

II:Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

2


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ, do
vậy cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
+Kích thớc các lỗ đợc gia công đạt cấp chính xác 7-9, độ nhám bề mặt
Ra= 0,63-0,32.
+Độ song song của các tâm các lỗ cơ bản trong khoảng 0,03-0,05 mm trên
100 mm chiều dài.
+Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu trong khoảng 0,05-0,1 mm
trên 100mm bán kính.
+Độ không song song của các mật đầu các lỗ co bản khác trong khoảng
0,05-0,25 mm trên 100mm bán kính mặt đầu.
+Các mặt làm việc của chi tiết đợc nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC.
Từ các yêu cầu kỹ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình
khi gia công chi tiết tay bien nh sau:
+Kết cấu phải bảo đảm khả năng cứng vững
+Với tay biên có kích thớc lớn ta dùng phôi đúc
+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 chi tiết 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 chi tiết phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng
một lúc.
+ Hình dáng của chi tiết 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:
Dạng sản xuất đợc xác định dựa theo công thức tính sản lợng hàng
năm sau đây: N = N 1 .m1 +


+

100

Trong đó:
N : Số chi tiết tổng cộng đợc sản xuất trong một năm

3


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

N1:Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm theo kế hoạch,N1=20.000
chi tiết
m : Số chi tiết trong một sản phẩm
: lọng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi đúc gây ra ( =
3%-6%).Chọn = 4%
: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ ( = 5% - 7%). Chọn =

6%
Thay số ta có:


4 + 6

N = 20000.11 + 100 = 22000 ( sản phẩm/năm).


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.
Với:
V 2,9 dm3
= 7,852 kg/dm3
Q = V. = 2,9.7,852 = 23 kg
Theo bảng 2 trang 13 - HD thiết kế đồ án CNCTM, ta có:
Dạng sản suất: Hàng khối
IV: Xác định phong pháp chế tạo phôi:
Phơng pháp tạo phôi phụ thuộc vào tất nhiều vấn đề nh chức năng và
kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy ,vật liệu sử dụng ,yêu cần kỹ thuật
,hình dáng bề mặt và kích thớc của chi tiết,quy mô và tính loạt của sản
xuất.Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo ,phơng pháp hình thành
phôi ,xác định lợng d gia công cho các bề mặt ,tính toán kích thớc và quyết
định dung sai cho quá trình chế tạo phôi. Chọn phôi là một bài toán không dễ
dàng. Phơng án cuối cùng chỉ có thể đợc quyết định sau khi đã tính toán giá
thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ.
Trong khuôn khổ một đò án môn học không thể trình bày một cách
đầy đủ phơng pháp chế tạo phôi.
Dựa vào kết cấu của chi tiết với đặc trng là chi tiết rát lớn cũng nh

những yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm .Ta chọn vật liệu chế
tạo phôi là thép 45 và phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc trong
khuông cát.
4


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Ta chọn cấp chính xác của phôi là cấp chính xác 1 (bảng 2.12) và sai
lệch kích thớc của phôi đúc đợc tra theo bảng 2.11 và đợc trình bày trong bản
vẽ lồng phôi.
Sau khi phôi đợc đúc xong ta thực hiện cắt tỉa ba via, làm sạch phôi và
kiểm tra kích thớc phôi đúc.
V: Lập thứ tự các nguyên công: (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. Lập sơ bộ các nguyên công:
- Nguyên công 01: Kiểm tra phôi
- Nguyên công 02: Phay hai mặt đầu, gia công trên máy phay ngang
bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó có thể mài phẳng ( đạt đợc độ
nhám RZ 40 - cấp độ bóng cấp 9 ) để làm chuẩn định vị cho các
nguyên công sau.
- Nguyên công 03: Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên
máy doa bằng mũi khoét, doa và dao vát mép.
- Nguyên công 04: Gia công mặt chuẩn phụ và mặt lắp bu lông đầu to
của càng, gia công trên máy phay ngang bằng dao phay mặt đầu.
- Nguyên công 05: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên và vấu khoan
lỗ tâm gia công trên máy phay nằm ngang bằng dao phay đĩa.
- Nguyên công 06: Gia công 2 lỗ lắp bu lông đầu to, gia công trên máy

khoan
- Nguyên công 07: Khoét lỗ lắp bu lông 36 và khoét doa lỗ 34
- Nguyên công 08: Mài mặt ghép tay biên trên máy mài đạt độ nhám 2,5
- Nguyên công 09: Khoan lỗ tâm
- Nguyên công 10: Nguội, lắp ráp nắp biên
- Nguyên công 11: Khoét và doa lỗ đầu to trên máy doa
- Nguyên công 12: Mài phẳng lại hai mặt đầu của tay biên trên máy mài
- Nguyên công 13: ép bạc vào lỗ đầu nhỏ
- Nguyên công 14: Tháo đầu to chi tiết
- Nguyên công 15: Phay rãnh định vị (vấu lỡi gà)
- Nguyên công 16: Khoan lỗ dẫn dầu
- Nguyên công 17: Nguội, lắp ráp
- Nguyên công 18: Doa lại lỗ đầu to
5


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

- Nguyên công 19: Cân trọng lợng
- Nguyên công 20: Sửa nguội,làm sạch
- Nguyên công 21: Kiểm tra và nghiệm thu

2. Thiết kế cụ thể các nguyên công:
2.1. Nguyên công 01 : Kiểm tra phôi
Nội dung nguyên công
Trang bị công nghệ
Thớc
cặp

1.Độ cứng 2630 HRC
2.Kiểm tra các kích thớc đủ lợng d gia
công.
3.Phôi không có các vết nứt,ngậm
xỉ,bavia.

2.2. Nguyên công 02: Phay hai 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 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
6


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

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.
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 = 200 mm, d = 50 mm, B = 20 mm, số răng Z = 20 răng.
2.3. Nguyên công 03: Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên
máy doa toạ độ bằng mũi khoét, doa và dao vát mép.

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 mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định
vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu biên nhỏ hạn chế 2 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 doa toạ độ 2B440A có thể gia công đợc đờng kính lớn nhất
max = 250mm.
Chọn dao: Mũi khoét, mũi doa và dao vát mép
2.4. Nguyên công 04: Phay mặt chuẩn phụ và mặt đầu hai lỗ bu lông.
Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn ở
lỗ 103 hạn chế 2 bậc tự do. Một chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do ở đầu lỗ tay
biên.
7


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN 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 ngang vạn năng 6H82. Công suất của máy N m =
10kW
Chọn dao: Chọn dao phay ngón bằng thép gió có: D = 75 mm, Z = 10

2.5. Nguyên lông 05: Gia công mặt lắp ghép hai nửa tay biên trên máy phay
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 2 bậc tự do. Và một
chốt tỳ ở đầu to tay biên để hạn chế 1 bậc tự do.

8


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN 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 ngang vạn năng 6H82. Công suất của máy Nm = 10kW
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 = 100 mm, d = 32 mm, B = 20 mm, số răng Z = 20 răng.

2.6. Nguyên công 06: Gia công lỗ lắp bu lông
Lập sơ đồ gá đặt: Lỗ lắp bu lông vừa là lỗ lắp ghép, vừa là lỗ định vị hai nửa
tay biên 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.

9

Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

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 đứng 2H175. Công suất của máy Nm = 10kW.
Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà 33mm

2.7. Nguyên công 07: Khoét lỗ lắp bu lông 36 và khoét doa lỗ 34
Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn ở
lỗ 103 hạn chế 2 bậc tự do. Một chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do ở đầu lỗ tay
biên.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp ngang. Dồn kẹp đợc đặt ở
ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2H175. Công suất của máy Nm = 10 kW
Chọn dao: Chọn mũi khoét 36 và 33,5và mũi doa 34
2.8. Nguyên công 08: Mài thô mặt ghép tay biên trên máy mài
Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do. Dùng chốt trụ
ngắn ở lố đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do. Và một chốt tỳ ở đầu to
tay biên để hạn chế 1 bậc tự do.

10


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN 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 mài phẳng 3E711B có bàn chữ nhật. Công suất của máy N m
= 4kW
Chọn dao: Đá mài có D = 300mm,H = 100mm ,d=150 mm
2.9.Nguyên công 09: Khoan lỗ tâm,gia công trên máy khoan bằng mũi
khoan tâm.
Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn ở
lỗ 103 hạn chế 2 bậc tự do. Một chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do ở đầu lỗ tay
biên.

11


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN 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 khoan 2H175 Công suất động cơ chính Nm = 10kW
Chọn dao: Mũi khoan tâm
2.10. Nguyên công 10: Nguội, lắp ráp nắp biên
Nội dung nguyên công
1.Kẹp chặt thân biên lên êtô
2.Làm sạch bavia cả thân và nắp
3.Lắp bạc định vị thân và nắp
4.Lắp 2 bu lông biên,xiết chặt
5.Đóng số thứ tự tren thân và nắp trùng
nhau.

6.Tháo và lấy chi tiết

Trang bị công nghệ

1.Êtô
2.Dũa nguội
3.Búa nguội
4.Bộ chữ số
5.Clê tuýp

2.11. Nguyên công 11: Gia công lỗ đầu to ,gia công trên máy doa toạ độ
bằng mũi khoét, doa và dao vát mép.
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 = 500 0.25
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 nhỏ vừa gia công ở nguyên công
trớc hạn chế 1 bậc tự do chống 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 đầu nhỏ hạn chế hai bậc t do còn lại).

12


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống.

Chọn máy: Máy doa toạ độ 2B440A có thể gia công đợc đờng kính lớn nhất
max = 250mm.
Chọn dao: Mũi khoét,mũi doa và dao vát mép

2.12. Nguyên công 12: Mài phẳng lại hai mặt đầu
Nội dung nguyên công
Trang bị công nghệ
1.Gá chi tiết lên bàn từ
1.Đá mài
2.Mài phẳng chi tiết đạt kích thớc yêu 2.Sao sửa đá
cầu
3.Panme
3.Tháo chi tiết và kiểm tra
4.Bộ căn lá
5.Bàn máp

2.13. Nguyên công 13: ép bạc vào lỗ đầu nhỏ
Nội dung nguyên công
Trang bị công nghệ
1.Làm trơn miệng lỗ đầu nhỏ
1.Bu lông và thanh kẹp rời
2.Lắp bạc đồng vào chày ép bôi dầu bôi 2.Dũa mịn
trơn lên bề mặt ngoài bạc.
3.Chày ép
3.ép bạc vào đầu nhỏ biên đạt kích thớc
yêu cầu.
4.Tháo chi tiết
5.Lấy chi tiết kiểm tra

2.14. Nguyên công 14: Tháo chi tiết

13


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Nội dung nguyên công
1.Kẹp chặt thân biên tren êtô
2.Tháo lỏng thân và nắp
3.Tháo và lấy chi tiết

Đồ án CN CTM

Trang bị công nghệ
1.Êtô
2.Clê tuýp

2.15. Nguyên công 15: Phay rãnh định vị (vấu lỡi gà)
Lập sơ đồ gá đặt: 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.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay tại đầu to
của chi tiết.
Chọn máy: Máy phay 6H82
Chọn dao: Dao phay đĩa co D = 90, Z = 20, B=10
2.16. Nguyên công 16: Khoan lỗ dẫn dầu
Lập sơ đồ gá đặt: Ta dùng sơ đồ 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.

14


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

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 đứng 2H175. Công suất của máy Nm = 10 kW.
Chọn dao: Chọn dao theo bộ kiến nghị gia công lỗ ta chọn mũi khoan ruột gà
15 mm
2.17. Nguyên công 17: Nguội, lắp ráp
Nội dung nguyên công
Trang bị công nghệ
1.Kẹp chặt thân biên tren êtô
1.Êtô
2.Làm sạch ba via cả thân và nắp
2.Dũa nguội
3.Lắp bạc định vị thân và nắp số trên 3.Búa nguội
thân và nắp phải trùng nhau
4.Giẻ lau
4.Lắp hai bu lông biên,xiết chặt
5.Clê tuýp
5.Tháo và láy chi tiết

2.18. Nguyên công 18: Doa lại lỗ đầu to
Lập sơ đồ gá đặt: 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 nhỏ vừa gia công ở
nguyên công trớc hạn chế 1 bậc tự do chống xoay( hoặc một khối V di động

15


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

định vị vào mặt trụ ngoài của đầu to tay biên hạn chế 1 bậc tự do và chốt trụ
ngắn định vị lỗ đầu nhỏ 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 doa toạ độ 2B440A có thể gia công đợc đờng kính lớn nhất
max = 250mm.
Chọn dao: Mũi doa
2.19. Nguyên công 19: Cân trọng lợng

2.20. Nguyên công 20: Sửa nguội, làm sạch
Nội dung nguyên công
Trang bị công nghệ
1.Dũa sạch các bavia còn lại từ nguyên
1.Dũa mịn
công trớc.
2.Giẻ lau
2.Lau chi tiết bằng giẻ lau sạch,thổi 3.Vòi khí nén
bằng khí nén,láy sạch phoi trong lỗ dầu
và các rãnh.
3.Tháo và lấy chi tiết

2.21. Nguyên công 21: Kiểm tra và nghiệm thu

16


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

VI.Tính lợng d của bề mặt nào đó và tra lợng d cho các bề mặt còn lại:
Tính lợng d của bề mặt lỗ đầu nhỏ 103 +0,087
Qui trình công nghệ gồm 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 103 +0,087
(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 103 +0,087 :
2.Zi.min = 2. (Rz.i-1 + Ta.i-1 + i21 + i2 )
Trong đó :
Rz.i-1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại.
Ta.i-1 : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại.
i-1 : 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 ).
i : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện.
Theo bảng 3.2 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:
Rz.i-1+ Ta.i-1 = 600 àm
17


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Sai lệch vị trí không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:
i-1 = cv2 + lk2
Giá trị cong vênh cv của lỗ đợc tính theo cả hai phơng hớng kính và hớng trục:
cv= ( k .d ) 2 + ( k .l ) 2 = ( 0,6.103) 2 + ( 0,6.80) 2 = 78,25 àm.
Trong đó:
- k lấy theo bảng 3.7 - HDTKĐACNCTM
- l,d là chiều dài và đờng kính lỗ.
Giá trị lk sai lệch do độ lệch thao đúc:
lk = 200 2 + 200 2 = 284 àm

= 284 2 + 78,25 2 = 294,6 àm
Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:
1 = k. đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô (hệ số
chính xác hoá).
1 = 0,05.294,6 =14,7 àm.
Sai số gá đặt chi tiết b ở bớc nguyên công đang thực hiện đợc xác
định bằng tổng véctơ sai số định vị đv và sai số kẹp chặt k, nếu không xét
đến sai số đồ gá:
gđ = dv2 + k2
Trong đó:
đv : sai số định vị ( 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 3.13 ) k = 250 àm
gđ = dv2 + k2 = 250 2 + 200 2 = 320 àm.
Bây giờ ta có thể xác định lợng d nhỏ nhất theo công thức:

2.Zi.min = 2. (Rz.i-1 + Ta.i-1 + i21 + i2 )
18


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

= 2.(600 + 294,6 2 + 320 2 )
= 2.1035 = 2070 àm.
Lợng d nhỏ nhất của khoét (gia công thô):
2.Zmin = 2070 àm.
Tính lợng d cho bớc gia công tinh ( doa thô):
Ta có: 1 = 0,05.294,6 =14,7 àm.
gđ = 0,05.320 = 16 àm.
RZi = 50 àm.
Ti = 50 àm.
2.Zmin = 2.(50 + 50 + 14,7 2 + 6 2 )
= 2.122 = 244 àm.
Vậy lợng d nhỏ nhất của bớc nguyên công doa thô là:
2Zmin=244àm.
Tính các giá trị dti,dmin,dmax,Zbmin,Zbmax
Cột kích thớc tính toán trong bảng ta điền từ ô cuối cùng giá trị lớn
nhất của kích thớc theo bản vẽ. Dung sai kích thớc của lồ là 103 +0,087
dt = 103,087
Các ô tiếp theo dti có giá trị bằng kích thớc tính toán của bớc tiếp sau
trừ đi giá trị của lợng d tối thiểu.
Kích thớc tính toán khi khoét sẽ bằng kích thớc khi doa thô trừ đi lợng
d tối thiểu khi doa thô ,còn kích thớc tính toán của phôi sẽ bằng kích thớc
tính toán khi khoét trừ đi lợng d tối thiểu khi khoét:

dt1 =103,087-0,244 = 102,843mm
dtph = 102,843-2,070 = 100,773mm
Dung sai các bớc đợc lấy trog sổ tay CN CTM tập 1:
ph= 800 àmm, 1= 220 àmm, 2= 87 àmm
Cột kích thớc giới hạn dmax nhận đợc bằng cách làm tròn kích thớc tính
toán tới con số có nghĩa của dung sai của bớc tơng ứng theo chiều giảm,còn
dmin nhận đợc bằng cách lấy hiệu của dmax với dung sai của bớc tơng ứng.
Tiện tinh: dmax2 = 103,087 mm; d2min= 103,087-0,087 = 103 mm
Tiện thô: dmax1 = 102,843 mm; d2min = 102,843- 0,22 = 102,623 mm
19


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45
Phôi:

Đồ án CN CTM

dmaxph = 100,773 mm; dminph = 100,773 -0,8 = 99,973 mm
gh
Giá trị lợng d nhỏ nhất giới hạn Z min
bằng hiệu của kích thớc lớn nhất

trên nguyên công đang thực hiện và nguyên công trớc nó. Còn giá trị lợng d
gh
lớn nhất giới hạn Z max
bằng hiệu của các kích thớc giới hạn nhỏ nhất trên

nguyên công đang thực hiện với nguyên công kề ngay trớc nó.
gh
Khoét: Z min

2 = 103,087-102,843 = 0,244 mm = 244 àm
gh
Z max
2 = 103 -102,623 = 0,377 mm = 377àm
gh
Doa thô: Z min
1 = 102,843 -100,773 = 2,07 mm = 2070 àm
gh
Z max
1 = 102,623 - 99,973 = 2,65 mm = 2650 àm

Kiểm tra kết quả tính toán:
+ Sau khi khoét: 2Zmax - 2Zmin = 377 - 244 = 133 àm.
1 - 2 = 220 - 87 = 133 àm
+ Sau khi doa thô:2Zmax - 2Zmin = 2650 - 2070 = 580 àm.
phôi - 2 = 400 - 46 = 580 àm.
Ta có thể lập đợc bảng tính toán lợng d nh sau:
Bớc
công
nghệ

Các thành phần của lợng
d
Rza

Phôi

Ta

a

294,6

b
0

14,7

32
0
16

600

Khoét

50

50

Doa

20

25

-

Lợng
d tính
toán

2Zimin
0

Kích thớc tính
toán
dti(mm)
100,773

Dung

Kích thớc giới hạn

Lợng d giới hạn

àm
800

dmin
99,973

dmax
100,773

2Zmin

2Zmax

2.1035

102,843

220

102,623

102,843

2070

2650

2.122

103,087

87

103

103,087

244

377

2314

3027

Tổng cộng

sai

Bảng lợng d của các bề mặt còn lại tra theo sổ tay công nghệ nh bảng sau
20


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Bề mặt

Kích thớc

1
2
3
4
5
6
7

136
103
195
60
20
50
20

Đồ án CN CTM

Lợng d
Tra bảng
Tính toán
4,5
4
2.1,514
4,5
4
4
4
4
-

Dung sai
1
0,8
1
0,8
0,6
0,6
0,6

VII. 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.
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 195+0,115 và cấp nhẵn
bóng Ra=1,25 àm. Ta có các thông số đầu vào:
Mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng: D = 194,5 mm.
Mũi doa bằng thép gió: D = 195 mm.

Vát mép bằng thép gió: D = 225 mm.
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.
21


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

q
Tốc độ cắt đợc tính theo công thức: V = CmV .xD y .kV

T .t .S

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 = 18;
q = 0,6;
x = 0,2; y = 0,3;
m = 0,25.
-T: Chu kỳ tuổi bền của dao. Theo bảng 5 - 30 (Sổ tay CNCTM tập II)
Ta có : T = 100
-Hệ số dịch chỉnh chung tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ

thể:
kv = knv.kMv.kuv
kmv: hệ số phụ thuộc vào chất liệu của vật gia công. Theo bảng 5 1 (Sổ tay CNCTM tập II). k MV

750

= k n .
B

nv

Theo bảng 5 - 2 (Sổ tay CNCTM tập II): kn = 1, nv = 1
Với thép 45 : b = 750 N/cm2
kMv = 1.
knv: Hệ số điều chỉnh bổ sung phụ thuộc vào tình trạng bề mặt
phôi. Theo bảng5 - 5 (Sổ tay CNCTM tập II)
knv = 0,8.
kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt. Theo bảng5-6 (Sổ
tay CNCTM
tập II): kuv = 1,15.
kv= 1. 0,8. 1,15 = 0,92.
18.194,5 0, 6
.0,92 = 104,76 m/ph.
V=
100 0, 25.1,5 0,3.1,25 0, 2
1000.V

n = .D =

1000.104,76

= 172 vg/ph.
.194,5

Vì tốc độ vòng quay trục chính là vo cấp nên ta có : nm = 172 vg/ph.
Tốc độ thực tế:

V=

.194,5.172
= 105 m/ph.
1000

- Lực cắt Po:
Lực cắt đợc tính theo công thức:
Po = 10.Cp.tx.Syp.kp.Dq
Trong đó: +Cp, q,x,y là các ố mũ và hệ số
Theo bảng 5 - 32 (Sổ tay CNCTM tập II):
22


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Cp = 67,
q = 0,
x = 1,2;
y = 0,65.
Kp-Hệ số tính đến gia công thực tế.Trong trờng hợp này chỉ phụ thuộc vào vật
liệu gia công và đợc xác định bằng: kp= kmp

Theo bảng 5 -9(Sổ tay CNCTM tập II) ta có kp=

0,75
=1
0,75

Po = 10.67.1,251,21,50,65.1.194,50 = 1140 (N).
- Mômen xoắn Mx [Nm]:
Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.kp
Theo bảng 5 - 32 (Sổ tay CNCTM tập II):
CM = 0,09;
q = 1;

x = 0,9;

y= 0,8.

Mx = 10.0,09.194,511,250,9.1,50,8 .1= 296 (N.m).
Công suất cắt đợc tính nh sau:
Ne =

M x .n 296.172
= 5,22 (KW)
=
9750
9750

3.2. Bớc gia công doa:
Ta có:
-Chiều sâu cắt: ở đây chiều sâu cắt chính là lợng kim loại bị cắt đi,

vì thế ta có t = 0,25 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 = 2 mm/ vòng.
-Tốc độ cắt: V (m/ p).
q
Tốc độ cắt đợc tính theo công thức: V = CmV .xD y .kV

T .t .S

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 P6M5 . Ta có :
CV = 10,5;
q = 0,3;
x = 0,2; y = 0,65;
m = 0,4.
-T : Chu kỳ tuổi bền của dao. Theo bảng 5 - 30 (Sổ tay CNCTM tập II)
Ta có : T = 120 phút
-Hệ số dịch chỉnh chung tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ
thể:
kV = knv.kMv.kuv .
KMv: hệ số phụ thuộc vào chất liệu của vật gia công. Theo bảng 5 -1 (Sổ tay
CNCTM tập II). k Mv

750

= k n .
B

nV

23


Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Theo bảng 5 - 2 (Sổ tay CNCTM tập II): Kn = 1.
Với thép 45 : b = 750 N/cm2
kMv = 1.
knv: Hệ số phụ thuộc vào bề mặt phôi. Theo bảng5 - 5 (Sổ tay
CNCTM tập II)
knv = 0,8
kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt. Theo bảng5 - 6 (Sổ tay
CNCTM tập II): kuv = 1
kv= 1. 0,8. 1 = 0,8
10,5.195 0,3
.0,8 = 50,6 (m/ph).
V=
120 0, 4.0,25 0, 2.2 0,65

n=

1000.V 1000.50,6
=
= 82,7 vg/ph.
.D
.195

Ta chọn vòng quay trục của máy nm = 83 vg/ph.
Bảng kết quả tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại
Nguyên công
Gia công mặt đầu
-Phay thô
-Phay tinh
Gia công lỗ nhỏ
- Khoét
- Doa
Gia công mặt chuẩn và mặt lắp bulông

t (mm)

Kết quả tra
S (mm/vg)

V (m/ph)

3,5
1,0

0,1
0,5

35
25

2,5
1,5
2,5

1,5
2,0
0,1

10
9,7
48

3,5
-

0,1
0,45

35,5
27,5

3,5
1,5
1,0

1,0
1,0
1,2

12,9
16,4
6,8

Gia công mặt lắp ghép đầu to và vấu lồi
Khoan lỗ lắp bulông 34
Khoét lỗ 36 và khoét doa lỗ 34
-Khoét lỗ 36
-Khoét lỗ 34
-Doa lỗ 34
Mài mặt ghép đầu to
Khoan lỗ tâm
Mài phẳng mặt đầu

27,5

Phay rãnh định vị

5

0,08

40

Khoan lỗ dẫn dầu

-

0,36

27,5

VIII.Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công:
24

Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45

Đồ án CN CTM

Trong sản hàng khối thời gian nguyên công đợc xác định theo công
thức sau đây:
Tng = Tcb + Tph + Tphv + Tk
Trong đó :
Tng - Thời gian từng chiếc ( thời gian nguyên công ).
Tcb - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình
dạng, kích thớc và tính chất cơ lí của chi tiết, thời gian này có thể đợc
thực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trờng hợp gia công cụ thể
có công thức tính tơng ứng).
Tph - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo
chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra
kích thớc của chi tiết ...). Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể lấy
giá trị gần đúng Tph = 10%Tcb.
Tphv - Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật
(Tphvkt) để thay đổi dụng cụ, mài dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh
dụng cụ (Tphvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy,
thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tphvtc=3%To).
Tk - Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân (Tk = 5%To).
Nh vậy:
Tng = Tcb + Tph + Tphvkt +Tphvtc+ Tk
1. Thời gian cơ bản của nguyên công 02: Phay mặt đầu (phay 1 lần cho cả
2 đầu của tay biên)
Thời gian cơ bản phay đầu to T2.1.
L = 115 mm.

L2 = (2 ữ 5) mm. Chọn L2 = 5 (mm).
-Khi phay thô:
L1 = t ( D t ) + (0,5 ữ 30) = 3,5(200 3,5) + 5 = 31 mm
T2.1.1 =

31 + 115 + 5
L + L1 + L2
=
= 0, 56 phút.
0,1.58
S .n

-Khi phay tinh:
L1 = t ( D t ) + (0,5 ữ 30) = 1(200 1) + 5 = 19 mm
T2.1.2 =

19 + 115 + 5
L + L1 + L2
=
= 0,45 phút.
0,5.40
S .n

T2.1. = 0,56+0,45 = 1,01 phút
Thời gian cơ bản phay đầu nhỏ T1.2.

25