thiết kế quy trình gia công chi tiết tay biên (kèm bản vẽ)

GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Lời nói đầu
Qui trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng cần đạt yêu cầu về các mặt
đầu, độ song song của các lỗ với nhau. Từ các yêu cầu trên, ta phải thiết kế một
qui trình công nghệ hợp lý từ khâu tạo phôi đến khâu tạo thành chi tiết hoàn
chỉnh.
Trên cơ sở đó ta phải thiết kế đồ gá, tính chế độ cắt và xác đònh thời gian
gia công cơ bản cho từng nguyên công một cách hợp lý để đạt hiệu quả kinh tế,
kỹ thuật cao nhất. Những yêu cầu trên được thể hiện trong : ĐỒ ÁN THIẾT KẾ
QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TAY BIÊN.
Các số liệu, thông số do tra bảng hoặc tính toán đều dựa vào các tài liệu
và kinh nghiệm của thầy hướng dẫn .Một sản phẩm có thể có nhiều phương án
công nghệ khác nhau việc thiết kế quy trình công nghệ còn so sánh và chọn lọc
ra được một phương án công nghệ hợp lý nhất đảm bảo yêu cầu về chất lượng,
giá thành rẻ, thời gian, đáp ứng nhu cầu xã hội.
Tuy nhiên, do còn yếu kém về kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh
khỏi những sai sót trong quá trình tính toán cũng như chọn các số liệu. Em rất
mong thầy cô góp ý, bổ sung để kiến thức của em được vững vàng hơn .
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quang Minh

SVTH : Nguyễn Quang Minh

1


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

NỘI DUNG

Lời nói đầu
Nội dung
Phiếu nhiệm vụ
Ý kiến của Giáo viên hướng dẫn
Phần 1: Xác đònh dạng sản xuất
I. Phân tích chi tiết gia công
II.
Xác đònh dạng sản xuất
Phần 2: Vật liệu và phương pháp chế tạo phôi
I.
Vật liệu
II.
Phương pháp chế tạo phôi
Phần 3: Qui trình công nghệ
I. Các qui trình công nghệ
II. Phân tích qui trình công nghệ – Chọn qui trình
Phần 4: Thiết kế nguyên công
Nguyên công 1:Phay mặt phẳng (bề mặt 1,6 )
Nguyên công 2: Phay mặt phẳng (bề mặt 3,8 )
Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 2, vát mép 4
Nguyên công 5: Vát mép 5,10
Nguyên công 6: chuốt rãnh 11
Phần 5: Tính toán lượng dư cho nguyên công 3
Phần 6: Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 3
Phần 7: Tính toán và thiết kế đồ gá cho nguyên

công 3
Kết luận
Tài liệu tham khảo

SVTH : Nguyễn Quang Minh

1
2
3
4
5
5
5
7
8
8
9
10
11
12
14
17
22
26
32
24
28
33
36
37

2


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Ý kiến của Giáo viên hướng dẫn
SVTH : Nguyễn Quang Minh

3


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Vónh Long, ngày……… tháng ……… năm 200……
Giáo viên hướng dẫn

Phần 1:

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I.
1.

Phân tích chi tiết gia công:
Yêu cầu kỹ thuật:

Vò trí tương quan giữa các bề mặt:
+ Độ không song song giữa 2 lỗ Φ12 và Φ20 không quá 0.02
+ Độ không vuông góc giữa các mặt đầu không quá 0.03
Độ nhám bề mặt :
SVTH : Nguyễn Quang Minh

4


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
+ Lỗ (2) có Φ = 12mm làm việc có độ nhám bề mặt tương đối cao
Ra=0.63µm
+ Lỗ(7) có Φ = 20mm làm việc có độ nhám bề mặt tương đối cao
Ra= 2.5µm
+ Các bề mặt 1-3-6-8 có độ nhám RZ= 40µm
+ Các bề mặt còn lại không gia công có Rz= 80µm
+ Các góc lượn R= 4mm
2.

Vật liệu chế tạo:
Tay biên là chi tiết dạng càng, chòu tải trung bình, làm việc trong môi
trường rung động nên vật liệu chế tạo phải đáp ứng được độ cứng vững. Vật
liệu thông thường dùng để chế tạo là thép cacbon, thép hợp kim, các loại
gang xám. Ở đây với chi tiết nầy ta chọn vật liệu là gang xám GX 15 – 32, do
việc chế tạo (đúc ) và gia công cũng như giá thành đối với vật liệu gang xám
thấp.
II.
Xác đònh dạng sản xuất:
Trong chế tạo máy, người ta phân biệt thành 3 dạng sản xuất:


Sản xuất đơn chiếc

Sản xuất hàng loạt ( lớn, vừa, nhỏ )

Sản xuất hàng khối
- Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố
khác nhau. Để xác đònh được dạng sản xuất, ta cần phải tính:
a. Sản lượng hàng năm của chi tiết:
Đây là số chi tiết đựơc sản xuất trong một năm, được tính bởi công thức:

N = N .m.(1 +
0

α +β
)
100

Trong đó:
- N : số chi tiết được sản xuất trong một năm
- N0 : số sản phẩm được sản xuất trong một năm
- m: số lượng chi tiết trong một sản phẩm
- α : % phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc - rèn (α = 3% - 6%)
- β : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ: ( β = 5% - 7% )
Từ phiếu nhiệm vụ, ta có các số liệu:
Số sản phẩm được sản xuất trong một năm là N0 = 16.900 chiếc/năm
Số lượng chi tiết trong một sản phẩm m = 1
Ta chọn:
Phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng là α = 5%
Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ là β = 5%

5+5
N = 16.900 x 1 (1 +
) = 18.590 chiếc/năm
Vậy :
100
b. Trọng lượng của chi tiết: được xác đònh theo công thức:
SVTH : Nguyễn Quang Minh

5


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
Q1 = V.γ (kg )
Trong đó:
Q1: trọng lượng của chi tiết ( kg )
V: thể tích của chi tiết
( dm3 )
γ : trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết
Với chi tiết giá đỡ kẹp là chi tiết dạng càng, vật liệu là gang xám, nên :
Trọng lượng riêng của gang xám là: 7,2 (kg/dm3 )
Và ta phân chi tiết ra thành từng phần nhỏ để tính thể tích của chi tiết, phân tích
chi tiết gia công thành từng vùng, ta tính thể tích từng vùng, sau đó tổng hợp các thể
tích đó lại, ta có thể tích của chi tiết là:

Thể tích vùng 1:
V1 = 6028.8 (mm3)

Thể tích vùng 2:
V2 = 10935 (mm3)


Thể tích vùng 3:
V3 = 11088 (mm3)

Thể tích vùng 4:
V4 = 21449.3 (mm3)

Thể tích vùng 5:
V5 = 728 (mm3)

Thể tích vùng 6:
V6 = 372.28 (mm3)
Vậy: Thể tích của chi tiết là:
V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6
 V = 50600.38 ( mm3 )
 V = 0.0506 ( dm3 ) V =

50600.38

1.000.000

= 0.0506 (dm 3 )

Ta có:
Trọng lượng của chi tiết là:
Q1 = 0.0506 x 7,4 ≈ 0,4 ( kg )

* Cách xác đònh dạng sản xuất:

Dạng sản xuất

Đơn chiếc
Hàng loạt nhỏ
Hàng loạt vừa
SVTH : Nguyễn Quang Minh

Q1 – Trọng lượng của chi tiết
> 200 kg
4 – 200 kg

< 4kg

Sản lượng hàng năm của chi tiết ( chiếc )
<5
< 10
< 100
10 – 55
10 – 200
100 – 500
100 – 300
200 – 500
500 – 5000
6


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
Hàng loạt lớn
Hàng khối

300 – 1000
500 – 1000
5000 – 50.000
> 1000
> 5000
> 50.000
( Thiết kế ĐA-CNCTM – trang 13 )
Từ những kết quả có được qua tính toán, kết hợp với việc tra bảng xác đònh
dạng sản xuất, ta kết luận chi tiết được sản xuất ở dạng sản xuất hàng loạt lớn.

Phần 2:

VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

I. Vật liệu:
Với chi tiết tay biên, ta chọn vật liệu chế tạo là gang xám GX 15-32, grafit dạng tấm
thô. Với vật liệu gang xám GX 15-32 có thành phần hoá học như sau:
SVTH : Nguyễn Quang Minh

7


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
Độ bền
Mác gang
GX 15 – 32

Kéo

Uốn

15

32

Độ cứng
HB
190

Thành phần hoá học ( % )
C

Si

Mn

P
S
Không quá

3,6

2,2

0,6

0,3

0,15

( Thiết kế đúc – trang 48 )
II. Phương pháp chế tạo phôi:
Do vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám, cùng với việc chi tiết được sản xuất hàng
loạt lớn nên chi tiết đựơc đúc cấp chính xác 2, cấp chính xác kích thước IT 15 – IT
16, thuộc nhóm phức tạp II. Chi tiết đựơc đúc trong khuôn bằng kim loại ( khuôn
gang ) và có lõi là kim loại, với mặt phân khuôn nằm ngang. Đúc dưới áp lực thấp.
Sai lệch cho phép về kích thước chi tiết đúc: ± 0,5 ( mm )(B 3-3 tr 174 – ST1 )
Sai lệch về chiều dầy thành gân không gia công: ± 0,4 ( mm )(Tr81 – TKá đúc)
Sai lệch cho phép về khối lựơng: 8% ( bảng 14 – trang 80 – Thiết kế đúc )
Lượng dư lớn nhất để gia công cơ khí vật đúc: 4 (mm) (B19-T83-TK Đúc )
Lượng co theo chiều dài của vật đúc: 1% ( B23-T90-TK Đúc )
Lượng dư gia công của chi tiết:
Các bề mặt gia công

Lượng dư cho phép
( mm )
1,6
3.5
3,8
2,5
( Bảng 19 – trang 84 – TK Đúc )
• Dung sai kích thước chi tiết đúc (mm), lấy theo IT15:
Kích thước danh nghóa
>

0

÷ 6 : 0,480

> 6

÷ 10 : 0,580

> 10 ÷ 18 : 0,700

> 18 ÷ 30 : 0,840

> 30 ÷ 50 : 1,000

> 50 ÷ 80 : 1,200

> 80 ÷ 120 : 1,400

> 120 ÷ 180 : 1,600

• Quá trình hình thành phôi:
Theo [7, trang 63] quá trình hình thành phôi trải qua các bước sau:
- Trước hết bộ phận kỹ thuật phải vẽ bản vẽ vật đúc. Căn cứ vào bản vẽ vật
đúc bộ phận mộc mẫu chế tạo ra mẫu và hộp lõi. Ở bộ phận làm khuôn người
ta dùng mẫu và hỗn hợp làm khuôn để chế tạo ra khuôn. Ở bộ phận làm lõi
người ta dùng hộp lõi và hỗn hợp làm lõi chế tạo ra lõi. Sau khi sấy khuôn và
lõi ta đem lắp ráp khuôn lõi lại với nhau. Tiến hành các bước tiếp theo như rót
kim loại vào khuôn, mởõ khuôn lấy vật đúc, phá lõi khỏi vật đúc, làm sạch vật
đúc và kiểm nghiệm.
SVTH : Nguyễn Quang Minh

8

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
- Chi tiết được làm sạch bằng các thiết bò phun cát khô và phun cát ướt tự
động và bán tự động.
3.

Bản vẽ khuôn đúc:

4.
Các lưu ý khi đúc chi tiết:
Do gang xám dễ đúc do chảy loãng tốt, ít co ngót nên được dùng rộng rãi để
đúc các chi tiết, nhưng trong quá trình đúc cần lưu ý một số việc sau:
Do gang dễ biến trắng nên khi dùng vật làm nguội cần phải thận
trọng
Khi đúc, thông thường, nên rót kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm
đồng đều nhiệt độ, tránh nút nhiệt ở vật đúc
SVTH : Nguyễn Quang Minh

9


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
Tránh bò biến trắng cục bộ. Khi ráp khuôn nên tránh khe hở lớn
giữa ruột vì có thể tạo rìa thừa, gây nứt ở mép cạnh

Phần 3:

QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

I. Các qui trình công nghệ:
Ta có hình vẽ chi tiết lồng phôi và các bề mặt cần gia công:

SVTH : Nguyễn Quang Minh

10


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Qua hình vẽ trên, ta nhận thấy rằng có những qui trình công nghệ như sau:
1. Qui trình công nghệ 1:

STT
1

TÊN NGUYÊNCÔNG
Phay mặt phẳng

2
3

Phay mặt phẳng
Khoan, khoét, doa lỗ Φ
20, vát mép
- Bước 1: Khoan lỗ mồi Φ 9
- Bước 2 : Khoan lỗ Φ 18

- Bước 3 : Khoét thô lỗ Φ 19
- Bước 4 : Khoét tinh lỗ Φ 19.5
- Bước 5 : Doa thô lỗ Φ 19.9
- Bước 6 : Doa tinh lỗ Φ 20
- Bước 7 : Vát mép
4
Khoan, khoét, doa lỗ Φ 12, vát
mép
- Bước 1: Khoan lỗ Φ 10
- Bước 2 : Khoét thô lỗ Φ 11
- Bước 3 : Khoét tinh lỗ Φ 11.5
- Bước 4 : Doa thô lỗ Φ 11.9
- Bước 5 : Doa tinh lỗ Φ 12
- Bước 6 : Vát mép
5
Vát mép
6
Chuốt rãnh
2. Qui trình công nghệ 2:
STT
1

TÊN NGUYÊN CÔNG
Phay mặt phẳng

SVTH : Nguyễn Quang Minh

BỀ MẶT

ĐỊNH VỊ

1-6
3–8
7–9

2-4

5,10
11

BỀ MẶT
1–6
11

ĐỊNH VỊ


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
2
3
4
5

Phay mặt phẳng
Khoan lỗ Φ 18
Khoan lỗ Φ 11
Khoét, Doa, Vát mép
- Bước 1 : Khoét thô lỗ Φ 19

- Bước 2 : Khoét tinh lỗ Φ 19.5
- Bước 3 : Doa thô lỗ Φ 19.9
- Bước 4 : Doa tinh lỗ Φ 20
- Bước 5 : Vát mép
Khoét , doa, vát mép
- Bước 1 : Khoét thô lỗ Φ 11
- Bước 2 : Khoét tinh lỗ Φ 11.5
- Bước 3 : Doa thô lỗ Φ 11.9
- Bước 4 : Doa tinh lỗ Φ 12
- Bước 5 : Vát mép
Vát mép
Vát mép
Chuốt rãnh

6

7
8
9

3-8
7
2
7–9

2-4

5
10
11

II. Phân tích các quy trình công nghệ – Chọn quy trình:
Qua các quy trình đã được nêu ra, ta nhận thấy rằng ở từng quy trình đều có
những ưu và nhược điểm. Riêng với quy trình công nghệ 1, ta thấy rằng đây là
qui trình gia công hợp lý hơn so với các quy trình kia, với các ưu điểm sau:
Trình tự gia công hợp lý
Các sai số trong quá trình gia công ít xuất hiện do các chuẩn
được chọn trong từng nguyên công đều theo các nguyên tắc chọn chuẩn
Về mặt tính toán và thiết kế đồ gá tương đối dễ hơn so với các
quy trình công nghệ còn lại

Phần 4:
I.

THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

Nguyên công 1: Phay mặt phẳng ( bề mặt 1 - 6 )

SVTH : Nguyễn Quang Minh

12


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

1.
2.
3.

4.
5.
6.
7.
-

Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ
Đònh vò: hạn chế 5 bậc tự do
Chọn máy: máy phay 6H82
Dụng cụ cắt: Dao phay hình trụ răng nhỏ thép gió
D = 100 ; B = 49 ; Z = 10 ) ( sổ tay dụng cụ cắt gọt )
Lượng dư gia công: 3.5 ( mm )
Chế độ cắt:
Phay mặt phẳng :
Chiều sâu cắt: t = 3,5 ( mm )
Lượng chạy dao răng: SZ = 0,2 ( mm/răng )
( bảng 5-131 trang 119 – ST2 )
Lượng chạy dao vòng : S = SZ x Z = 0,2 x 10 = 2 (mm/vòng)
Tốc độ cắt: v = 39.5 ( m/ph ) ( bảng 5-132 trang 120 – ST2 )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x39.5.
n tt =
=
= 125.8 ( vòng / phút )
πD
3,14x100

-

Ta chọn số vòng quay theo máy, n = 150 ( v/ph )

Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n
3,14x100x1 50
v tt =
=
= 47,1 ( m/ph )
1000
1000
Lượng chạy dao máy:
SM = SZ x Z x n = 0,2 x 10 x 150 = 300 (mm / phút)
Theo thuyết minh máy, ta chọn: SM = 300 (mm/phút )
Công suất cắt: N = 1,6 ( kW ) ( Bảng 5-139-trang 125 – ST 2 )
Kiểm tra vơí công suất máy: N = 1,6 (kW) < Nđc = 7 ( kW )
Vậy máy hoạt động tốt
8. Thời gian thực hiện nguyên công:
Do cắt một lần với lượng dư gia công là 3.5 mm, nên thời gian thực
hiện nguyên công là :

TTC = T0 + TP + TPV + TTN

Với :
TTC : thời gian từng chiếc ( thời gian nguyên công )
T0 : thời gian cơ bản, là thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp
hình dạng, kích thước và tính chất cơ lý của chi tiết
SVTH : Nguyễn Quang Minh

13


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

GVHD: Phùng Rân
TP: thời gian phụ, là thời gian để gá, kiểm tra kích thước, tháo
chi tiết… Giá trò gần đúng TP = 10%T0
TPV: thời gian phục vụ chỗ làm việc, gồm:
thời gian phục vụ kỹ thuật
( Tpvkt = 8%T0 ) và thời gian phục vụ tổ chức ( Tpvtc = 3%T0 )
TTN : thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân
( TTN = 5%T0 )
Với: thời gian cơ bản được xác đònh bằng công thức sau:
L + L1 + L 2
T0 =
( phút )
S.n
Với:

L: chiều dài bề mặt gia công ( mm )
L1: chiều dài ăn dao ( mm )
L2 : chiều dài thoát dao ( mm )
S: lượng chạy dao vòng ( mm/vòng )
n: số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút

Ta có:
Chiều dài bề mặt gia công : L = 30 (mm)
Do đây là nguyên công phay mặt phẳng nên chiều dài ăn dao là:
L1 = t(D − t) + ( 0,5 ÷ 3 ) mm
( TKĐACNCTM – trang
63 )
 L1 = 3,5(100 − 3,5) + 3 = 21,4 ( mm )
Chiều dài thoát dao: L2 = 2 ÷ 5, chọn L2 = 5 ( mm )
Lượng chạy dao vòng: S = 2 ( mm / vòng )

Số vòng quay: n = 150 ( v/ph )
Thời gian gia công cơ bản là:
L + L1 + L 2 30 + 21,4 + 5
T01 =
=
= 0,2 ( phút )
S.n
2x150
Vậy: Thời gian thực hiện bước 1 là:
TB1 = T01 + 10%T01 + 8%T01 + 3%T01 +5%T01 = 0,25 ( phút )

II.

Nguyên công 2: Phay mặt phẳng ( bề mặt 3 - 8 )

SVTH : Nguyễn Quang Minh

14


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

1.
2.
3.
4.

-

8.

Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ
Đònh vò: hạn chế 5 bậc tự do
Chọn máy: máy phay 6H82 ( giống như nguyên công 1 )
Dụng cụ cắt: Dao phay hình trụ răng nhỏ thép gió
( D = 100 ; B = 49 ; Z = 10 ) ( sổ tay dụng cụ cắt gọt )
5. Lượng dư gia công: 2.5 ( mm )
6. Chế độ cắt:
7. Phay mặt phẳng :
- Chiều sâu cắt: t = 2,5 ( mm )
- Lượng chạy dao răng: SZ = 0,15 ( mm/răng )
( bảng 5-125 trang 119 – ST2 )
- Lượng chạy dao vòng : S = SZ x Z = 0,15 x 10 = 1,5 (mm/vòng)
- Tốc độ cắt: v = 45 ( m/ph ) ( bảng 5-132 trang 120 – ST2 )
- Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x45
n tt =
=
= 143 ( vòng / phút )
πD
3,14x250
- Ta chọn số vòng quay theo bảng thuyết minh máy, n = 150 ( v/ph )
Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n
3,14 x100 x150
v tt =
=
= 47,1 ( m/ph )

1000
1000
Lượng chạy dao máy:
SM = SZ x Z x n = 0,15 x 10 x 150 = 225 (mm / phút)
Ta chọn: SM = 235 (mm/phút ) ( theo bảng thuyết minh máy )
Công suất cắt: N = 1,6 ( kW )
( Bảng 5-139-trang 125 – ST 2 )
Kiểm tra vơí công suất máy: N = 1,6 (kW) < Nđc = 7 (kW)
Vậy máy hoạt động tốt
Thời gian thực hiện nguyên công:
Do cắt một lần với lượng dư là 2,5 ( mm ), nên thời gian thực hiện là:
TB1 = T01 + TP + TPV + TTN
Với: Thời gian cơ bản được xác đònh bằng công thức sau:
L + L1 + L 2
T01 =
( phút )
S.n
Ta có:
Chiều dài bề mặt gia công:
L = 30 (mm)

SVTH : Nguyễn Quang Minh

15


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
Do đây là nguyên công phay mặt phẳng nên chiều dài ăn dao là:
L1 = t(D − t) + ( 0,5 ÷ 3 ) mm

( TKĐACNCTM – trang 63 )
 L1 = 2,5(100 − 2,5) + 3 = 18,6 ( mm )
Chiều dài thoát dao: L2 = 2 ÷ 5, chọn L2 = 5 ( mm )
Lượng chạy dao vòng: S = 1.5 ( mm / vòng )
Số vòng quay: n = 150 ( v/ph )
Thời gian gia công cơ bản là:
L + L1 + L 2 30 + 18,6 + 5
T01 =
=
= 0,24 ( phút )
S.n
1.5x150
Vậy: Thời gian thực hiện bước 1 là:
TB1 = T01 + 10%T01 + 8%T01 + 3%T01 +5%T01 = 0,31 ( phút )
III.

Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ Φ 20, vát mép 9

Chế độ cắt được tính toán ở phần sau.
IV.

Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ Φ 12, vát mép 4

SVTH : Nguyễn Quang Minh

16


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

1.
Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ
2.
Đònh vò: hạn chế 5 bậc tự do
3.
Chọn máy: máy khoan 2A135
4.
Bước 1 : Khoan lỗ Φ 10
a. Dụng cụ cắt: mũi khoan thép gió Φ 10
( d = 10 ; l = 50 ; L = 80 ) ( TCLX 10702 – 77 )
b. Lượng dư gia công: 5 ( mm )
c.Chế độ cắt :
- Chiều sâu cắt: t = 5 ( mm )
- Lượng chạy dao : S = 0,47 ( mm/vòng )
( bảng 5-89 trang 86 – ST2 )
- Tốc độ cắt: v = 28 ( m/v ) ( bảng 5-90 trang 86 – ST2 )
- Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x28
n tt =
=
= 891.7 ( vòng / phút )
πD
3,14x10
- Theo thuyết minh máy, ta chọn số vòng quay theo máy,
n = 750 ( v/ph )
- Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n
3,14x10x75 0

v tt =
=
= 23.5 ( m/v )
1000
1000
- Ta chọn: SM = 600 (mm/phút ) ( bảng thuyết minh máy )
- Công suất cắt: N = 1 ( kW )
( Bảng 5- 92 -trang 87 – ST 2 )
- Kiểm tra vơí công suất máy: N = 1 (kW) < Nđc = 4 (kW)
Vậy máy hoạt động tốt
d. Thời gian thực hiện bứơc 1:
Thời gian thực hiện được xác đònh :
L + L1 + L 2
T0 =
( phút )
S.n
- Chiều dài gia công : L = 30 mm
- Chiều dài ăn dao :
d
cot gϕ + 2
2
10 3
= ⋅
+ 2 = 4.85
2 3
L1 =

- Chiều dài thoát dao :
SVTH : Nguyễn Quang Minh

17


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
L2 = 3 mm
- Thời gian gia công cơ bản :
T0 =

30 + 4.85 + 3
= 0.11 (phút)
0.47 × 750

Thời gian thực hiện bước 1 là:
TB1 = T01 + 10%T01 + 8%T01 + 3%T01 +5%T01 = 0,14 ( phút )
5. Bước 2: Khoét thô lỗ Φ 11
a. Dụng cụ cắt : Mũi khoét D = 11mm
( γ = 50 ; α = 80 ; ϕ = 600 ; ϕ1 = 300 ; w = 10 ; f = 1 ; λ = 0 )
( Sổ tay dụng cụ cắt gọt )
b. Lượng dư gia công :
t=

D − d 11 − 10
=
= 0.5 ( mm )
2
2

c. Chế độ cắt :

Chiều sâu cắt: t = 0,5 ( mm )
Lượng chạy dao : S = 0,9 ( mm/vòng )
( bảng 5-107 trang 98 – ST2 )
Tốc độ cắt: v = 97 ( m/ph ) ( bảng 5-109 trang 101 – ST2 )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x97
n tt =
=
= 2808 ( vòng / phút )
πD
3,14x11
Ta chọn số vòng quay theo máy, n = 1000 ( v/ph )
Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n 3,14x11×1000
vtt =
=
= 34,54 ( m/ph )
1000
1000
- Công suất cắt: N = 3 ( kW ) ( Bảng 5-111-trang 103 – ST 2 )
- Kiểm tra vơí công suất máy: N = 3 (kW) < Nđc = 4 (kW)
Vậy máy hoạt động tốt
d. Thời gian thực hiện bứơc 2:
Do cắt một lần với lượng dư là 0,5 ( mm ), nên thời gian thực hiện bước
là:
TB2 = T02 + TP + TPV + TTN
Với : thời gian cơ bản được xác đònh bằng công thức sau:
L + L1 + L 2
T02 =
( phút )

S.n
Ta có:
Chiều dài bề mặt gia công:
L = 30 (mm)
Do đây là nguyên công phay mặt phẳng nên chiều dài ăn dao là:
D−d
L1 =
cotgϕ + 2
2
11 − 10
cot g 60 0 + 2
 L1 =
2
SVTH : Nguyễn Quang Minh

18


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
L1 = 2.29 mm
Chiều dài thoát dao: L2 = 3 ( mm )
Thời gian gia công cơ bản là:
L + L1 + L2 30 + 22,9 + 3
T02 =
=
= 0,07 ( phút )
S.n
0,9x1000
Thời gian thực hiện bước 2 là:

TB2 = T02 + 10%T02 + 8%T02 + 3%T02 +5%T02 = 0,09 ( phút )
6. Bước 3 : khoét tinh lỗ Φ 11.5
a. Dụng cụ cắt : Mũi khoét D = 11.5 (mm)
( γ = 50 ; α = 80 ; ϕ = 600 ; ϕ1 = 300 ; w = 10 ; f = 1 ; λ = 0 )
b. Lượng dư gia công :
t=

D − d 11.5 − 11
=
= 0.25 ( mm )
2
2

c. Chế độ cắt :
Chiều sâu cắt: t = 0,25 ( mm )
Lượng chạy dao : S = 0,55 ( mm/vòng )
( bảng 5-107 trang 98 – ST2 )
Tốc độ cắt: v = 123 ( m/ph ) ( bảng 5-109 trang 101 – ST2 )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x123
n tt =
=
= 3406 ( vòng / phút )
πD
3,14x11.5
- Ta chọn số vòng quay theo máy, n = 1200 ( v/ph )
- Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n 3,14x11.5 ×1200
vtt =
=

= 43.3 ( m/ph )
1000
1000
- Công suất cắt: N = 2.1 ( kW )
( Bảng 5-111-trang 103 – ST 2 )
- Kiểm tra vơí công suất máy: N = 3 (kW) < Nđc = 4 (kW)
Vậy máy hoạt động tốt
d. Thời gian thực hiện bứơc 3:
Do cắt một lần với lượng dư là 0,25 ( mm ), nên thời gian thực hiện
bước là:
TB2 = T03 + TP + TPV + TTN
Với : thời gian cơ bản được xác đònh bằng công thức sau:
L + L1 + L 2
T03 =
( phút )
S.n
Ta có:
Chiều dài bề mặt gia công:
L = 30 (mm)
Do đây là nguyên công phay mặt phẳng nên chiều dài ăn dao là:
D−d
L1 =
cotgϕ + 2
2
11.5 − 11
cot g 60 0 + 2
 L1 =
2
L1 = 2.15 mm
SVTH : Nguyễn Quang Minh

19


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
Chiều dài thoát dao: L2 = 3 ( mm )
Thời gian gia công cơ bản là:
L + L1 + L2 30 + 2,15 + 3
T03 =
=
= 0.04 ( phút )
S.n
0,9x1200
Thời gian thực hiện bước 2 là:
TB3 = T02 + 10%T02 + 8%T02 + 3%T02 +5%T02 = 0,051 ( phút )
7. Bước 4 : Doa thô lỗ Φ 11.9
a. Dụng cụ cắt : Mũi doa D = 11.9 (mm)
( γ = 00 ; α = 100 ; α1 = 25; ϕ = 50 ; w = 10 ; f = 1 ; λ = 0 ; c = 1 )
b. Lượng dư gia công :
t=

D − d 11.9 − 11.5
=
= 0.2 ( mm )
2
2

c. Chế độ cắt :
Chiều sâu cắt: t = 0,2 ( mm )

Lượng chạy dao : S = 1,7 ( mm/vòng )
( bảng 5-112 trang 104 – ST2 )
Tốc độ cắt: v = 8.2 ( m/ph ) ( bảng 5-116 trang 107 – ST2 )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x8.2
n tt =
=
= 219.5 ( vòng / phút )
πD
3,14x11.9
Ta chọn số vòng quay theo máy, n = 300( v/ph )
Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n 3,14x11,8x300
vtt =
=
= 11.1 ( v/ph )
1000
1000
d. Thời gian thực hiện bứơc 4:
Do cắt một lần với lượng dư là 0,05 ( mm ), nên thời gian thực hiện bước là:
TB5 = T02 + TP + TPV + TTN
Với : thời gian cơ bản được xác đònh bằng công thức sau:
L + L1 + L 2
T05 =
( phút )
S.n
Ta có:
Chiều dài bề mặt gia công:
L = 30 (mm)
Do đây là nguyên công phay mặt phẳng nên chiều dài ăn dao là:

D−d
L1 =
cotgϕ + 2
2
12 − 11.9
cot g 5 0 + 2
 L1 =
2
L1 = 2.57 mm
Chiều dài thoát dao: L2 = 3 ( mm )
Thời gian gia công cơ bản là:
L + L1 + L2 30 + 2.57 + 3
T05 =
=
= 0.07 ( phút )
S.n
1,7x300
SVTH : Nguyễn Quang Minh

20


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
Thời gian thực hiện bước 5 là:
TB5 = T05 + 10%T02 + 8%T02 + 3%T02 +5%T02 = 0.1 ( phút )
8. Bước 5 : Doa tinh lỗ Φ 12
a. Dụng cụ cắt : Mũi doa D = 12 (mm)
( γ = 00 ; α = 100 ; α1 = 25; ϕ = 50 ; w = 10 ; f = 1 ; λ = 0 ; c = 1 )
( Sổ tay dụng cụ cắt gọt )

b. Lượng dư gia công :
t=

D − d 12 − 11.9
=
= 0.05 ( mm )
2
2

c. Chế độ cắt :
Chiều sâu cắt: t = 0,05 ( mm )
Lượng chạy dao : S = 1,4 ( mm/vòng ) ( bảng 5-112 trang 104 –
ST2 )
Tốc độ cắt: v = 9.3 ( m/ph ) ( bảng 5-116 trang 107 – ST2 )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
1000v 1000x9.3
n tt =
=
= 246.8 ( vòng / phút )
πD
3,14x12
Ta chọn số vòng quay theo máy, n = 350( v/ph )
Tốc độ cắt thực tế là:
π.D.n 3,14x11,8x350
vtt =
=
= 12.9 ( v/ph )
1000
1000

d. Thời gian thực hiện bứơc 5:
Do cắt một lần với lượng dư là 0,2 ( mm ), nên thời gian thực hiện bước
là:
TB4 = T02 + TP + TPV + TTN
Với : thời gian cơ bản được xác đònh bằng công thức sau:
L + L1 + L 2
T04 =
( phút )
S.n
Ta có:
Chiều dài bề mặt gia công:
L = 30 (mm)
Do đây là nguyên công phay mặt phẳng nên chiều dài ăn dao là:
D−d
L1 =
cotgϕ + 2
2
11.9 − 11.5
cot g 50 + 2
 L1 =
2
L1 = 4.3 mm
Chiều dài thoát dao: L2 = 3 ( mm )
Thời gian gia công cơ bản là:
L + L1 + L2 30 + 4.3 + 3
T04 =
=
= 0.06 ( phút )
S.n
1,7x350

Thời gian thực hiện bước 4 là:
SVTH : Nguyễn Quang Minh

21


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
TB4 = T04 + 10%T02 + 8%T02 + 3%T02 +5%T02 = 0.08 ( phút )
9. Bước 6 : Vát mép 4
a. Dụng cụ cắt : Dao doa D = 12 ( ϕ = 450 ; L1 = 1 ) (TCLX 1672 – 71 )
b. Chế độ cắt :
Chạy dao bằng tay .
V. Nguyên công 5 :

1.
2.
3.
4.

Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ
Đònh vò: 5 bậc tự do
Chọn máy: máy khoan 2A592
Dụng cụ cắt : Dao doa D = 20 ( ϕ = 450 ; L1 = 1 )
( TCLX 1672 – 71 )
5.
Chế độ cắt :
- Chạy dao bằng tay .

VI.

Nguyên công 6 : Chuốt rãnh then

SVTH : Nguyễn Quang Minh

22


GVHD: Phùng Rân

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

1.
2.
3.
4.
5

Sơ đồ gá đặt: như hình vẽ
Đònh vò:
Chọn máy: máy chuốt đứng 7A710 - Công suất : 14 KW ( CĐC trang 224 )
Dụng cụ cắt :
Chế độ e4
N

14

Tốc độ cắt : V =61200 P η = 61200. 522 0.5 = 820
z

Phần 5 :

TÍNH TOÁN VÀ TRA LƯNG DƯ

Nguyên công 3: KHOÉT – DOA – VÁT MÉP LỖ Φ 20 ±0,1
I . Xác đònh lượng dư bằng phương pháp phân tích :
Phân tích tính chất làm việc cũng như yêu cầu từ đầu đề, ta nhận thấy rằng lỗ
trục Φ30 ± 0,05 có dung sai δ = 0,1 , Ra = 0,63 , cấp nhẵn bóng 8, ( Bảng 2-1 ,
Trang 17 , Cơ sởCNCTM Trường ĐHBKHN) nên để đạt đựơc độ nhám nầy ta
cần phải gia công qua các bước: khoét thô, khoét tinh và doa tinh. ( Bảng 2-4 ,
Trang 142 , Cơ sở CNCTM Trường ĐHBKHN)
Do đây là chi tiết dạng càng, vật liệu là gang xám GX 15 – 32, nên ta có các
bước công nghệ đạt được độ nhám , cấp chính xác như sau:
SVTH : Nguyễn Quang Minh

23


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân

Phôi : Rz0 = 0, T0 = 0, δ0 = 1.15
( Do lỗ ban đầu là lỗ
đặc)
Do chi tiết có vật liệu là gang xám nên sau bước thứ nhất có thể loại trừ
được Ti, nên các bước gia công kế tiếp Ti = 0:

Khoan
Rz1 = 50 µm; T1= 0 ( CCX 12 )


Khoét
Rz2= 40µm; T2= 0 ( CCX 11 )

Doa
Rz3= 10µm; T3= 0 ( CCX10)
( B3-87, Trang 244, ST1)
Sai số không gian của bề mặt gia công do bước gia công sát trước để lại.

ρ 0 = ρ cv2 + ρ lk2
- Giá trò cong vênh của lỗ được tính theo cả 2 phương hướng kính và hướng trục:
ρcv = 0

-

Sai số lệch khuôn:
2

2

2

2

δ  δ 
 1000   1000 
ρlk =  b ÷ +  c ÷ = 
÷ +
÷ = 707.10( µ m)
 2   2 
 2  2

- Vậy sai lệch không gian tổng cộng của phôi là:
ρ0 = 02 + 707.102 = 707.10( µ m)
-

Các sai số không gian còn lại: ρi = ki x f0
( Bảng 2-12, Trang 64, HDTKĐA- TP)
Sai số không gian còn lại sau bước khoét thô:
ρ1 = 0,05 x ρ0 = 0,05 x 707.10 = 35.355( µm )
Sai số không gian còn lại sau bước khoét tinh:
ρ2 = 0,04 x ρ0 = 0,04 x 707.10 28.284 ( µm )
Sai số không gian còn lại sau bước doa:
ρ3 = 0,02 x ρ0 = 0,02 x 707.10 = 14.142 ( µm )
2
2
2
Sai số gá đặt: ε = ε c + ε k + ε gđ









Sai số chuẩn: ε c = 0 vì chuẩn công nghệ trùng với chuẩn thiết kế
Sai số kẹp chặt: εk = 0 vì chuẩn kích thước vuông góc vớ chuẩn gia công.
Sai số đồ gá: rất nhỏ nên bỏ qua , εđg = 0


Vậy : Sai số gá đặt:
ε = 0 ( µm )
Ta có:
-

Lượng dư nhỏ nhất hai phía: 2Zimin = 2(RZi-1 + Ti-1 +

Pi2−1 + ε 2i )

Trong đó :
Zimin: lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ i
RZi-1: chiều cao nhấp nhô do bước gia công trước để lại ( µm )
Ti-1 : chiều sâu lớp biến cứng ở bước gia công trước để lại ( µm )
Pi-1: sai số không gian của bề mặt gia công bước sát trước để lại ( µm )
SVTH : Nguyễn Quang Minh

24


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
GVHD: Phùng Rân
Vậy lượng dư nhỏ nhất cả hai phía tính cho từng bước nguyên
công:

Lượng dư cho bước gia công khoét thô:
2Zmin1 = Dmax1
Lượng dư cho bước gia công khoét tinh:
2Zmin2 = 2(Rz1 + T1 + ρ 12 + ε 12 ) = 2 ( 50 + 0+ 35.3552 + 02 ) = 170.71(µm)

Lượng dư cho bước gia công doa:

2Zmin3 = 2(Rz2+ T2 + ρ 22 + ε 22 ) = 2 ( 40 + 28.2842 + 02 ) =136.568 (µm)
Các kích thứơc trung gian của lỗ:

Kích thước trung gian của lỗ lớn nhất của chi tiết:
Dmax3 = 20 + 0,021= 20.021 ( mm )

Kích thước trung gian của lỗ sau bước doa:
Dmax2 = Dmax3 - 2Zmin3 = 20.021 – 0.136568 = 19.8844 ( mm )

Kích thước trung gian của lỗ sau bước khoét tinh :
Dmax1 = Dmax2 - 2Zmin2 = 19.8844 – 0.17071= 19.7137 ( mm )

Kích thước trung gian của lỗ sau bước khoét thô:
Dmax0 = Dmax1 - 2Zmin1= 19.81496 – Dmax1 = 19.7037 - 19.7137 = 0( mm )
Do gia công mặt trong nên làm tròn các kích thước trung gian trên theo hàng số có
nghóa của dung sai nhưng giảm đi một đơn vò ( Trang 23, CNCTM- Hồ Viết BìnhNguyễn Ngọc Đào)
Dmax3 = 20.021 ( mm ); Dmax2 = 19.883 ( mm )
Dmax1 = 19.712 ( mm ) ; Dmax0 = 0 ( mm )
- Ta có giá trò dung sai từng bước công nghệ:

Dung sai khoan: δ1 = 0,130(mm) (CCX11)

Dung sai khoét: δ2 = 0,084(mm) (CCX10)

Dung sai doa: δ3 = 0,021 (mm)
(CCX8)

Dung sai phôi ( phôi đúc CCX 1 ): δ0 = 1.15(mm)
(B3-11, Tr182, ST1)
Ta có:

 Đường kính trung gian nhỏ nhất của phôi:
Dmin0 = Dmax0 – δ0 = 0 – 0 = 0 (mm)
 Đường kính trung gian sau khi gia công khoét thô:
Dmin1 = Dmax1 – δ1 = 19.712– 0.130 = 19.582 (mm)
 Đường kính trung gian sau khi gia công khoét tinh:
Dmin2 = Dmax2 – δ2 = 19.883 – 0,084 = 19.799 (mm)
 Đường kính trung gian sau khi gia công doa:
Dmin3 = Dmax3 – δ3 = 20.021 – 0.021= 20 (mm)
- Tính lượng dư lớn nhất và bé nhất của lỗ:
 Bước khoan:
2Zmin1 = Dmax1 - Dmax0 = 19.712 – 0= 19.712(mm)
2Zmax1 = Dmin1 - Dmin0= 19.582 – 0 = 19.582 (mm)
 Bước khoét:
SVTH : Nguyễn Quang Minh

25