Đồ án uyên Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Lời nói đầu
Ngày nay cuộc cách mạng khoa học kỹ thật trên thế giới đang phát
triển với tốc độ rất nhanh đưa tới những thành tựu mới trong chế tạo cơ khí
như các hệ thống tự động hóa sản xuất trong đó có kỹ thuật sản xuất linh
hoạt dùng robot –người máy ,công nghệ gia công trên các máy điều khiển số
CNC ,hệ thống sản xuất tích hợp CIM … Song những kỹ thuật mới này đều
xuất phát từ những lý thuyết kinh điển của công nghệ chế tạo máy được hình
thành và phát triển hơn một thế kỷ nay .
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt ,đóng vai trò quyết
định trong sự nghiệ công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước .Nhiệm vự của
ngành này là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí phục vụ cho nền kinh tế quốc
dân ,việc phát triển ngành chế tạo máy đang là ưu tiên hàng đầu của đảng và
nhà nước ta .
Môn học công nghệ chế tạo máy có một vị trí quan trọng trong
chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí ,để giúp sinh viên nắm vững được các
kiến thức cơ bản của môn học và giúp làm quen với nhiệm vụ thiết kế ,trong
chương trình đào tạo :”Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy” là môn học
không thể thiếu của sinh viên cơ khí .
Sau một thời gian tìm hiểu và dưới sự chỉ dần nhiệt tình của thầy giáo
Ngô Đăng Huỳnh ,em đã hoàn thành đồ án môn học kỹ thuật gia công cơ khí
.Trong quá trình thiết kế và tình toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu
những hiểu biết thực tế và kinh nghiệm thiết kế .em rất mong được sự chỉ
bảo và đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để lần thiết kế sao và
thực tế sao này được hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
I.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết :
- Chi tiết được giao là đầu kẹp K20A


- Đầu kẹp K20A có thể để gá đặt các chi tiết có kích thước phù hợp ( kẹp

chặt qua bu long…qua các lỗ trên đầu kẹp)…
II.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
- Chi tiết được gia công từ phôi đúc, một số bề mặt không yêu cầu gia công
bề mặt vì vậy khi đúc có thể tạo được kích thước theo yêu cầu. Trong quá
trình gia công, ta chỉ chọn các mặt cần gia công để tiến hành gia công bề mặt
đó.
- Đầu kẹp K20A có kích thước chiều dài: 127 mm, bề rộng bề mặt A: 65
mm , mặt D: 56 mm, kích thước riêng từng bề mặt và các lỗ ren, lỗ trơn
được ghi cụ thể trong bản vẽ chi tiết.
- Đảm bảo độ vuông góc giữa mặt A và mặt E là 0.01(mm).
- Đảm bảo độ song song giữa mặt A và mặt D là 0.01(mm).
- Đảm bảo độ nhám bề mặt của các mặt trong bản vẽ chi tiết, tra bảng độ
nhám để biết chính xác độ nhám cần thiết.
III.Xác định dạng sản xuất


- Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào khối lượng của chi tiết gia công và số
lượng chi tiết tổng cộng trong một năm.
- Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xác định theo
công thức:
N= N1.m(1+

α +β
)
100

- Trong đó:
N1: số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch, theo bài N1=
5000 ( chiếc/năm)
m: số lượng chi tiết trong một sản phẩm, m= 1.

- Trong điều kiện đồ án có thể chọn α= 3%÷ 5%; β= 5%÷ 7%.
Chọn α= 5%, β= 6%. Ta được:
N= 5000.1.1(1+

5+6
) =5550 (chiếc/năm)
100

- Khối lượng chi tiết được xác định theo công thức:
Q1= V.γ= 0.994 (kg)
Tra bảng 2.6[1] ta xác định dạng sản xuất là loạt lớn.
IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi
Ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát để chế tạo phôi( ở đây vật liệu
yêu cầu là thép S45C ).
Đặc điểm:
+ Ưu điểm:
-Dễ chế tạo phôi, rẻ, vốn ít đầu tư ít. Hơn nữa khuôn cát lại rất vạn năng, có
thể dung để đúc vật nhỏ từ 10 gam cho tới vật lớn có khối lượng hàng trăm


tấn, có thể dùng đúc bất kì hợp kim thép nào như: thép, gang sám, đồng
thau, đồng thanh, hợp kim niken, hợp kim nhôm, mage,…
- Phương pháp đúc phôi trong khuôn cát phù hợp với dạng sản xuất hàng
loạt lớn.
- Tạo ra phôi có hình dạng gần giống với hình dạng của chi tiết.
- Cơ tính phù hợp tốt với chi tiết khối dẫn hướng.
+ Nhược điểm.
- Chất lượng bề mặt không được tốt.
Thành phần hóa học thép S45C.
C (%)

Si (%)

0.42 ~ 0.48

0.15 ~ 0.35

Mn (%)
0.6 ~ 0.9

S (%)

Cr (%)

P

0.20

0.20

0,030 max

V. Lập tiến trình công nghệ.
5.1 Xác định chuẩn để gia công chi tiết.
- Chuẩn thiết kế: Chọn mặt chuẩn D1.
- Chuẩn công nghê:
Chuẩn gia công:
+ Chọn chuẩn thô: Chọn mặt phẳng D làm chuẩn thô.
+ Chọn chuẩn tinh: Chọn mặt phẳng A.
Chọn mặt D làm chuẩn thô ta gia công mặt A làm chuẩn tinh, sau đó dung

mặt A gá đặt để gia công mặt D, đảm bảo độ song song đạt được giữa hat
mặt này. Dùng mặt A làm chuẩn tỉnh ta tiến hành phay mặt E đảm bảo độ
vuông góc giữa 2 mặt phẳng này.


5.2.Phương pháp xác định chuẩn.
- Dùng ê tô kẹp lấy mặt D làm chuẩn thô gia công mặt A, mặt A trở thành
chuẩn tinh.
5.3.Lập sơ bộ các nguyên công.
Nguyên công 1: Phay các A, D.
Nguyên công 2: Phay các mặt B, C
Nguyên công 3: Phay mặt E.
Nguyên công 4: Khoan, taro lỗ trên mặt E
Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ trên mặt A
Nguyên công 6: Kiểm tra.
5.4 Thiết kế các nguyên công cụ thể.
- Nguyên công 1: Phay các A, D.
+ Chọn máy: Máy phay vạn năng 6M82III.
Đặc điểm kĩ thuật

Thông số

Công suất động cơ dần động trục chính

7.5

Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy ( rộng x

320x1250

dài)
Khoảng cách đến bàn máy:
Từ đường trục của trục chính nằm ngang

450

Từ mặt mút trục chính của ụ quay
Số rãnh T của bàn quay

3

Khoảng cách từ đường trục chính của đầu quay đến 260 ± 820

650


đường trượt thẳng đứng thân máy
Chiều rộng rãnh T

18

Khoảnh cách giữa các rãnh chữ T

70

Độ côn của lỗ:
Trục chính nằm ngang

3

Trục chính thẳng đứng

2

Góc quay lớn nhất của đầu trục chính ( độ):
Trong mặt phẳng chạy dao dọc

360

Trong mặt phẳng chạy dao ngang

135

Dịch chuyển lớn nhất của bàn máy (mm)

700

Dọc

260

Ngang

420

Thẳng đứng

Sơ đồ tốc độ trục chính:
Ngang

18

Thẳng đứng

18

Phạm vi tốc độ trục chính ( vòng/ phút):
Ngang

31,5 ÷ 1600

Thẳng đứng

90 ÷ 400

Số cấp bước tiến của bàn

18


Phạm vi bước tiến của bàn (mm/ph):
Dọc

25 – 1250

Ngang

25 – 1250

Thẳng đứng

8,3 – 416,6

Công suất điện cơ chính ( kW)

7.5

Khối lượng máy (kg)

3150

Kích thước của máy, (mm):
Dài

2445

Rộng

1745

Cao

1880
+ Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp răng nhỏ, mm.

D

L

Số răng r

l

l1

d1

d2

d3

15

-

32

-

24

38

8

z

d

Danh

Sai

Danh

Sai lệch

nghĩa

lệch

nghĩa

cho

cho

phép

phép

50

-1.0

22 25
50

+0.840
+1.0

14


Nguyên công 2 Phay các mặt B, C.
+ Chọn máy: Máy phay vạn năng 6M82III(giống nguyên công 1)
+ Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp răng nhỏ, mm. ( giống nguyên công
1)
Nguyên công 3: Phay mặt E.
+ Chọn máy: Máy phay vạn năng 6M82III( giống nguyên công 1)
+ Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp răng nhỏ, mm. ( giống nguyên công
1)
Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ Ø10
Khoan, taro lỗ Ø8
+ Chọn máy: Máy khoan đứng của Liên bang Nga.2H150
Đường kính khoan lớn nhất.(mm)

25

Khoảng cách từ đường trục tâm

250

chính đến trụ.(mm)
Khoảng cách lớn nhất từ mút trục

700

chính tới bàn máy (mm).
Kích thước bề mặt làm việc bàn máy. 400 x 450

(mm)
Dịch chuyển lớn nhất của trục chính.

170

(mm)
Số cấp tốc độ chính.

12

Phạm vi tốc độ trục chính. (vg/ph)

45-2000


Số cấp bước tiến.

9

Phạm vi bước tiến. (mm)

0,1 – 1,6

Lực tiến dao. (kG)

900

Momen xoắn. (kG.cm)

2500

Công suất động cơ chính. (kW)

2.2

Khối lượng máy. (kg)

1000

Kích thước của máy (mm)
Dài

1130

Rộng

805

Cao

2290

+ Chọn mũi khoan. Mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn, mm
d

L

lo

l1

l2

e

b

r

9,6 ÷ 10

135

95

-

-

5

5

0.4

+ Chọn mũi doa
Số răng

Góc α

doa z

Góc

Góc w

trước ϒ

Góc

Đường

Lưỡi

lệch

kính D

quá độ
fo

11

7o

0o

7o

5o

20

+ Chọn mũi taro( sử dụng với máy khoan đã nêu trên)

1,5


Đường kính danh

Bước

nghĩa d

ren S

Dãy 1

Dãy2

Dãy 3

2

-

-

0.4

L

l

l2

d1

a

h

36

10

13

3

2,4

5

Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ trên mặt A
+ Chọn máy: Máy khoan đứng của Liên bang Nga.2H150 ( đã nêu ở trên).
+ Chọn mũi khoan. Mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn, mm.
d

L

lo

l1

l2

e

b

r

2,9 ÷ 3

70

40

-

-

-

-

-

+ Chọn mũi taro( sử dụng với máy khoan đã nêu trên)

Đường kính danh

Bước

nghĩa d

ren S

Dãy 1

Dãy2

Dãy 3

1

-

-

0,25

L

l

l2

d1

a

h

25

7

9

2,2

1,8

4

Nguyên công 6: Kiểm tra.
- Kiểm tra kích thước: Ta tiến hành kiểm tra kích thước của các bề mặt
theo bản vẽ chi tiết, những bề mặt không yêu cầu gia công ta không
cần kiểm tra vì những bề mặt này đã đảm bảo khi đúc phôi.
- Kiểm tra vị trí tương quan giữa các bề mặt: Đo độ song song, vuông
góc giữa các bề mặt với nhau, đã được thể hiện ở bản vẽ chi tiết.


VI.Tính lượng dư gia công.
- Lượng dư gia công được xác định hợp lý sẽ làm giảm giá thành chế
tạo phôi, làm giảm thời gian gia công và làm giảm giá thành sản xuất.
- Lượng dư gia công có thể xác định bằng kinh nghiệm, tra bảng hay là
tính toán chính xác. Ở đây chúng ta phải chọn phương pháp tính
lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại.

-

Ta chon mặt A để tính toán.

- Phôi sử dụng trong quy trình là dạng phôi gia công bằng phương pháp
đúc trong khuôn cát với hình thức sản xuất là loạt lớn nên phôi có cấp
chính xác II đối với phôi đúc
- Tra bảng 1.24/TR 27 [3] thì ta có:
Rz+Tz =800(μm)
- Lượng dư gia công nhỏ nhất của một phía :
Zi min = RZ i-1 + Ti-1 + ρi-1 + �i
- Trong đó :
Zi min : lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ i.
RZi-1 : chiều cao nhấp nhô do bước gia công trước để lại
Ti-1 : chiều sâu lớp biến cứng do bước công nghệ trước để lại
ρi-1 : sai lệch về vị trí trung gian do bước công nghệ sát trước để lại
�i

: sai số gá đặt
- Sai số không gian :

ρcv : sai số do cong vênh của bề mặt gia công
ρvt : sai số vị trí tổng quan giữa mặt gia công với mặt chưa gia công
�i =

.


- Trong đó:
�i :Sai số gá đặt phôi

�k : sai số do kẹp chặt
�gđ : sai số đồ gá
�c : sai số chuẩn
- Thực hiện bằng phương pháp phân tích cho bề mặt D
- Bước:
+bước 1: phay thô
+bước 2: phay tinh
Chi tiết làm bằng thép đúc nên bước gia công sẽ không tồn tại T nữa
+Phay thô:

RZ1 = 100 (μm) Tz = 100 (μm)

+Phay bán tinh:

RZ2 = 50 (μm)

Các sai số khác trong công thức tính toán:
ρcv = k.l với k =0,7(μm/mm) và (l)- là kích thước lớn nhất của phôi
⇒ ρcv = 0,7.220 = 154(μm).
Vì định vị bằng mặt phẳng nên ta có: ρ = ρcv = 154(μm)
�c xem như bằng 0
Sai số gá đặt tra bảng 1.107[2] : �gđ = 140
Sai số kẹp chặt tra bảng 3.13[4] : �k = 250
- Gia công phay thô:
Zi min1 = RZ i-1 + Ti-1 + ρi-1 + �I = 100+100+154+286 = 640 (μm)
-Gia công phay bán tinh:
Zi min2 = RZ i-1 + Ti-1 + ρi-1 + �I = 50+0+0,6.154+286 = 428,4 (μm)
⇒ Lượng dư tổng cộng cho nguyên công này là : Z = 640 + 428,4 =
1068,4,5(μm)
- Các kích thước tính toán trung gian:

Dung sai tra bảng 1.33tr34[3]
Phôi : δ0 = 1600 (μm)
Phay thô: δ1 = 630 (μm)
Phay tinh: δ3 = 100 (μm)
-Kích thước trung gian
+ Kích thước nhỏ nhất của phôi: Dmin2 =127 -0,1 =126,9 (mm)
+ Kích thước lớn nhất của phôi: Dmax2 =127 (mm)
+ Kích thước trung gian nhỏ nhất của phôi khi phay bán tinh:
Dmin1 = Dmax2 + Zi min = 127+0,428 =127,428 (mm)
+Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi phay bán tinh
Dmax1 = Dmin1 + ρ1 = 127,428 +0,63 = 128,058 (mm)
+ Kích thước trung gian nhỏ nhất của phôi khi phay thô :
Dmin0 = Dmax1 + Zmin = 128,058 + 0,640 = 128,698 (mm)
+ Kích thước trung gian lớn nhất của phôi trước khi phay thô:
Dmax0 = Dmin0 + δ0 = 126,698 + 1,6 = 128,298 (mm)
+Lượng dư trung gian của phôi khi phay thô :
Zmax1 = Dmax0 - Dmax1 = 128,298 – 128,058 = 0,24 (mm)
Zmin1 = Dmin0 - Dmin1 = 128,698 – 127,428 = 1,27 (mm)
+ Lượng dư trung gian của phôi khi phay bán tinh:
Zmax1 = Dmax1 - Dmax2 = 128,058 –127 = 1,058 (mm)
Zmin1 = Dmin1 - Dmin2 = 220,428 – 219,9 = 0,528 (mm)
- Bảng1:
Bước
CN

RZi

Bảng tổng hợp lượng dư gia công của bề mặt 1

Yếu tố lượng dư
Ti
ρi
�i

Zi min

Dung

(μm)

sai
(δ)

Phôi

-

-

-

-

-

(μm)
1600

Lượng dư

Zmax
Zmin

KT trung gian
Dmax
Dmin

(mm)

(mm)

(mm)

-

-

128,298 126,698

(mm)


Phay thô 100 100 136,5
Phay
50 0
81,9

286 640
286 428,4

630
100

0,24
0,428

1,54
1,058

127
0,528

tinh
- Tra lượng dư các bế mặt còn lại
Dung sai tra bảng 3.3/TR31[5]
Dung sai tra bảng 3.3/31[1]
Bề mặt

Kích thước

A,D
B,C
E,F

127
26
56

Lượng dư
Tra bảng

Tính toán
2.3
3
3

VII.Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản.
I.Xác định chế độ cắt cho bề mặt E3
1.Phay thô
1.1.Chiều sâu cắt t
+Phay thô:

t1 = Z1 min = 1 (mm)

+Phay bán tinh : t2 = Z2 min = 0,5 (mm)
1.2.Lượng chạy dao S
SZ = 0,14÷ 0,18 ( mm/răng) tra bảng 5-125 [3]
Chọn SZ = 0,14 (mm/răng)
Chọn hệ số hiệu chỉnh lăn dao đối xứng kγ

=1

Chọn hệ số hiệu chỉnh góc nghiêng chính 60 = 1
SZ = kγ .SZb = 0,14 (mm/răng)
⇒Lượng chạy dao vòng S = SZ.Z = 0,14. 12 = 1,68 (mm/vg)
1.3.Tốc độ cắt
Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng có:

Dung sai
±0,3
±0,4

±0,4

128,058
126,4


=

( tra bảng 5.127 [3])

→Vb = 209 (m/ph)
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng vật liệu dao bằng 1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt bằng 0,8
Hệ số hiệu chỉnh mác hợp kim Bk8 bằng 1
Hệ số diều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay bằng 1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính bằng 1
⇒ V = Vb .1.0,8.1.1.1 = 167,2(m/ph)
1.4.Số vòng quay trục chính
n=

=

= 1065 (vg/ph)

trong đó : D là đường kính dao phay (mm)
chọn số vòng quay thực tế theo máy phay vạn năng 6M82III.→ n =
1000(vg/ph)
⇒ Tốc độ cắt thực tế : V =

= 157 (vg/ph)

Công suất cắt
Nc = 1 (kw) < Nmáy = 7.0,75= 5,25 kw (tra bảng 5.130 [3])
1.5.Thời gian gia công
TM =

(phút) (bảng 3.4/282 [1])

Trong đó :
l: Chiều dài bề mặt gia công(mm)
l1 :Chiều dài ăn dao (mm)
S:Lượng chạy dao vòng (mm/vg)
n:Số vòng quay hoặc hành trình khép kín trong một phút


Ta có:
l1 =

+ (0,5÷3) =

+2 =9 (mm)

l2 = (2÷5) mm → chọn l2 = 3 (mm)
⇒ TM =

= 0,138 (phút)

⇒ Tk = φk.TM = 1,51. 0,138 = 0,20838 (phút)
2.Phay bán tinh
2.1.Chiều sâu cắt : t = 0,5 (mm)

2.1. Lượng chạy dao
Chọn S0 = 1,2 (mm/vg) tra bảng 5.125/113 [3]
Lượng chay dao răng : SZ =0,24 (mm/răng)
2.3.Tốc độ cắt
Vb = 166 (m/ph) tra bảng 5.128/116[3]
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng vật liệu bằng 1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt bằng 1
Hệ số điều chỉnh mác hợp kim BK8 bằng 1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay bằng 1
Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính bằng 1
⇒ V = Vb = 166 (m/ph)
2.4. Số vòng quay trục chính
n=

=

= 1056(Vg/ph)

chọn theo số vòng quay thực tế máy phay vạn năng 6M82III.→ n=
1000(vg/ph)
⇒ tốc độ cắt thực tế : V =
2.5.Công suất cắt

= 157 (m/ph)


Nc = 1,3 (kw) < Nmáy = 7.0,75 = 5,25 (kw ) tra bảng 5.130/118 [3]
2.6.Thời gian gia công

⇒ TM =

= 0,08 (phút)

⇒ Tk = φk.TM = 1,51.0,08 = 0,1208 (phút)
Bảng kết quả cho những nguyên công còn lại.
Mặt
A

D

E

F

Bước
Phay thô
Phay tinh
Khoan Ø16
Doa Ø16
Phay thô
Phay tinh

T(mm)
0,12
0,044
0,042
0,12
0,059
0,032

S(mm/vg)
1,68
2,52
0,3
0,3
1,68
2,52

V(m/ph)
167
204
35
40,8
157
204

n(vg/ph)
1000
1300
800
1000
1000
1300

Phay thô
Phay bán

0,123
0,093

1,68
2,28

157
188

1000
1100

Phay thô

0,138
0,312
0,12
0,183
0,123

1,68
0,3
0,3
0,3
1,68

157
35
40,8
33
157

1000

800
1000
800
1000

Phay tinh

0,032

2,52

204

1300

Phay thô
Phay tinh

0,123
0,032

1,68
2,52

157
204

1000
1300

tinh

Phay thô

Khoan Ø10
Doa Ø10
Khoan Ø8
C

B

Tài liệu tham khảo
1.Sổ tay gia công cơ .


2. Tài liệu trên mạng: />3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I,II,III – Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến.
4. Cơ sở công nghệ chế tạo máy –ĐHBK Hà Nội ,NXBKHKT .
5.Dung sai và lắp ghép –Ninh Đức Tốn.
6. Tính và thiết kế đồ gá ĐHBK Hà Nội 1969-Đặng Vũ Giao.
7. Trần Văn Địch.Sổ tay và Atlas đồ gá ,NXBKHKT,Hà Nội ,2000.