thiết kế quy trình công nghệ chế tạo bàn ren tròn

BỘ C¤NG TH¦¥NG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐẠI HỌC KT KTCN
KHOA KTCN

ĐỒ ÁN m«n häc
Đề tài : thiết kế quy trình công nghệ chế tạo bàn ren tròn
Bàn ren M4x1 .
Vật liệu thép 9XC .
Sản lượng : 10000 (chiếc/năm) .
Thiết bị : Tự chọn .
Nội dung đề tài :
1 . Giới thiệu về ren .
2 . Quy trình công nghệ chế tạo bàn ren .
Thuyết minh : ... trang A4 .
01 bản vẽ chi tiết lồng phôi .
01 bản vẽ nguyên công .A0

Nam Định ngày 17 tháng 4 năm 2011

Thầy hướng dẫn

Th.S:Trần Ngọc Hải

1

MỤC LỤC
Lời nói đầu
Phần 1 : Quy trình công nghệ
1) Chọn phôi.

1-1) Các phương pháp chế tạo phôi .
1-2) Chọn phôi
2) Xác định giá thành phôi
3) Kiểm tra phôi
4) dạng sản xuất loạt lớn
5) lập tiến trình công nghệ
6) Tính lượng dư cho một bề mặt cần gia công
7) Tính chế độ cắt cho một bề mặt cần gia công
8) Thiết kế thứ tự các nguyên công , các bước trong nguyên công
Nguyên công 1 : Cắt phôi
Nguyên công 2 : Xén mặt đầu,tiện ngoài,cắt rãnh,tiện vát mép,
khoan,doa
Nguyên công 3 : Mài phẳng hai mặt đầu
Nguyên công 4 : Mài tinh trụ ngoài
Nguyên công 5 : Khử từ
Nguyên công 6 : Phay rãnh chèn
Nguyên công 7 : Khoan ba lỗ bên
Nguyên công 8 : Khoét phần côn cắt
Nguyên công 9 : Khoan ba lỗ chứa phoi
Nguyên công 10 : Cắt ren
Nguyên công 11 : Tiện hớt lưng phần côn cắt
Nguyên công 12 : Kiểm tra trung gian
Nguyên công 13 : Khắc dấu
Nguyên công 14 : Nhiệt luyện
2

Nguyên công 15 : Mài tinh hai mặt đầu
Nguyên công 16 : Khử từ
Nguyên công 17 : Mài tinh trụ ngoài
Nguyên công 18 : Mài hớt lưng mặt sau
Nguyên công 19 : Mài ren
Nguyên công 20 : Tổng kiểm tra
Nguyên công 21 : Cắt thử
Nguyên công 22 : Bảo quản,bao gói,nhập kho
9) Chọn dụng cụ đo cho từng bước trong nguyên công
Phần 2 : KÕt luËn

3


LỜI NÓI ĐẦU
Thiết kế đồ án m«n häc công nghệ chế tạo máy là một nhiệm vụ quan trọng
của quá trình đào đạo kỹ sư chuyên nghành chế tạo máy trong các trường đại học
kỹ thuật . Đồ án công nghệ chế tạo máy qiúp cho các sinh viên năm cuối hệ thống
lại các kiến thức thu nhận được từ các bài giảng , bài tập thực hành , hình thành
cho sinh viên khả năng làm việc độc lập , làm quen với các nhiệm vụ thường ngày
của một kỹ sư trước khi ra trường, đồ án công nghệ chế tạo máy là một bài tập tổng
hợp, vì vậy sinh viên sẽ có điều kiện hoàn thiện khả năng sử dụng tài liệu, các loại
sổ tay bảng biểu tiêu chuẩn , phối hợp chúng với các kiến thức lý thuyết đã được
trang bị trong các môn học liên quan để thiết lập phương án công nghệ tốt nhất ứng
với điều kiện sản xuất cụ thể, nó cho phép sinh viên phát triển khả năng sáng tạo,
hoàn thiện các bài tập kỹ thuật và tổ chức xuất hiện khi thiết kế công nghệ , nhằm
nâng cao hiệu quả sản xuất , chất lượng sản phẩm , ứng dụng kỹ thuật mới vào các
quá trình công nghệ gia công

Dụng cụ cắt cũng là một chi tiết cơ khí . Dụng cụ cắt đóng vai trò hết
sức quan trọng trong nghành chế tạo cơ khí .Chất lượng dụng cụ cắt ảnh hưởng
quyết định đến năng xuất cắt ,chất lượng gia công ,gía thành và tuổi thọ của sản
phẩm , đồng thời góp phần cải thiện điều kiện làm việc.
Đây là quy trình công nghệ chế tạo “Bàn ren tròn ” thép hợp kim dụng cụ
9XC . Trong phần thuyết minh gồm có: Giới thiệu về ren , tính toán chi tiết gia
công, xác định dạng sản xuất, xác định phương pháp chế tạo phôi, thiết kế quy
trình công nghệ gia công chi tiết, tính thời gian gia công, tính lương dư, tính toán
thiết kế đồ gá.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TrÇn Ngäc H¶i đến nay cơ bản
em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy nhiên do lần đầu tiên thiết kế quy trình
công nghệ , nên nội dung và bố cục cũng như phương pháp trình bày chắc chắn
còn nhiều thiếu xót rất mong thầy chỉ bảo thêm để em có thể bổ sung và hoàn
thiện thêm kiến thức cho mình .
Em xin chân thành cảm ơn.
4

Sinh viên : Hoàng Văn Đông


PHẦN 1 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1) đặc diểm công nghệ của bàn ren .
- Điều kiện làm việc của dụng cụ cắt thường rất khắc nghiệt. Trên lưỡi cắt thường
xuất hiện ứng xuất tiếp xúc rất lớn , áp lực riêng lớn gấp nhiều lần so với áp lực
cho phép của chi tiết máy .Ma sát giữa phoi với mặt trước , giữa bề mặt gia công
với mặt sau của dụng cụ cắt rất lớn.Trong điều kiện làm việc như vậy,dụng cụ cắt
sẽ bị mòn nhanh .Kết quả là tăng ma sát ,tăng lực cắt ,tăng nhiệt cắt,gây rung
động khi cắt .Do đó làm giảm tuổi bền của dụng cụ cắt ,giảm độ nhẵn và độ
chính xác hình dáng ,kích thước của bề mặt gia công.
- Để nâng cao chất lượng dụng cụ cắt cụ thể là bàn ren tròn , khi thiết kế cần đảm

bảo tính năng cắt cao của chúng . Muốn vậy phải lựa chọn vật liệu và thông số
hình học tối ưu cho phần cắt,thiết kế các thông số kết cấu hợp lý ,tiên tiến ,đề ra
những yêu cầu kĩ thuật phù hợp với dụng cụ cắt.Mặt khác cần thiết kế quy trình
công nghệ hợp lý,ổn định và có hiệu quả đối với dụng cụ cắt .
- Bàn ren tròn được dùng phổ biến để cắt ren ngoài phải và ren ngoài trái hệ mét
có đường kính 1-76(mm) nó không có yêu cầu cao về độ chính xác hình dạng
kích thước và độ chính xác bề mặt , sau khi nhiệt luyện bàn ren tròn thường
không được mài lại tuy nhiên với yêu cầu của chi tiết ta nên mài lại chi tiết sau
khi nhiệt luyện .
+ Rẻ tiền hơn so với các mác thép hợp kim dụng cụ khác.
+ Độ thấm tôi và tính tôi tốt nên sau khi tôi có thể làm nguội trong dầu.
+ Dụng cụ cắt sau khi tôi ít bị cong vênh.
+ Phân bố Cacbit đồng đều nên độ bền nhiệt cao, cho phép nâng cao tốc độ cắt.
Nhược điểm:
+ Độ cứng ở trạng thái ủ vẫn cao, HB217 - 235, do đó khó gia công.
+ Khi nhiệt luyện dễ sinh ra lớp thoát Cacbon do đó ảnh hưởng xấu đến độ cứng
tại những chỗ mỏng trên phần cắt của dao.

5


- Việc cắt ren bằng bàn ren được thực hiện trên các máy rêvônve hoặc các máy
tiện tự động
- Đường kính ngoài của bàn ren phụ thuộc vào kích thước ren gia công và đường
kính lỗ chứa phoi . Để hạn chế cơ cấu kẹp bàn ren đường kính ngoài của bàn ren
đã được tiêu chuẩn hoá theo dãy kích thước
12 , 16 , 20 , 25 , 30 , 38 , 45 , 55 , 65 , 75 90 , 105 , 120 , 135 , 150 , 170 , 200
- Số lỗ thoát phoi của bàn ren được chọn phụ thuộc vào đường kính của ren gia
công .
- Góc trước y =

25o

( theo yêu cầu của đề ) được đo trong tiết diện vuông góc với

trục của bàn ren góc trước được hình thành do mài mặt trước . Mặt trước có thể là
dạng cong hoặc dạng phẳng . Mặt trước dạng phẳng chế tạo phức tạp hơn nhưng
sự thay đổi của góc trước ít hơn , điều kiện cắt tốt hơn . Mặt trước dạng cong có
trị số góc trước thay đổi nhiều nhưng chế tạo đơn giản nên được sử dụng phổ
biến do đó ta chọn mặt trước dạng cong
- Góc sau

α = 8o

( theo yêu cầu của đề ) góc sau trên phần côn cắt được tạo thành

bằng cách hớt lưng bàn ren theo chiều trục .
- Do kết cấu của bàn ren không phức tạp nên việc chế tạo không khó khăn nhiều .
Đường kính ngoài của bàn ren ta dùng phương pháp tiện và mài , khi tạo đường
kính ngoài và lỗ để gia công ren muốn tạo ra năng suất cao ta sử dụng máy tiện 6
trục chính , trong nguyên công mài tinh đường kính ngoài sử dụng máy mài vô
tâm cho năng suất cao . Hai mặt bên của bàn ren khi gia công ta có thể chọn
nhiều phương pháp gá đặt để trong một bước của nguyên công gia công được
nhiều chi tiết một lúc cụ thể ta có thể xếp nhiều chi tiết lên bàn từ ( tròn xoay ,
hình chữ nhật ) để gia công cùng một lúc .
2) Yêu cầu kỹ thuật của bàn ren:
Căn cứ vào điều kiện làm việc của bàn ren thì bàn ren được chế tạo phải đạt các
yêu cầu kỹ thuật sau:
+ Độ cứng răng cắt (đo gần lưỡi cắt) đạt HRC62 - 64.
6

+ Nhám bề mặt ren Ra = 1,25.
+ Nhám mặt trước của me cắt đạt Ra = 1,25.
+ Độ đảo tâm của bàn ren so với trục của ren đo trên mặt trụ ngoài ≤
0,01(mm)
+ Độ không vuông góc mặt đầu và đường tâm lỗ ren ≤ 0,02(mm)
+ Độ không song song giữa hai mặt đầu ≤ 0,01(mm)
- Các kích thước của ren :
+ Đường kính ngoài của bàn ren : D = 20 mm
+ Chiều dày của bàn ren : H = 7mm
+ Đường kính chân ren :

d0

= 4mm

+ Bước ren : P = 1m
+ Góc sau :

α

=

γ

8o

+ Góc trước : =

25o

+ Chiều dày me cắt : m = 1,3mm
+ Số răng cắt : Z = 4
+ Đường kính lỗ thoát phoi :

do

= 3,5mm

+ Chiều rộng của rãnh chèn : b = 3,2mm
+ Đường kính lỗ định vị bằng 4mm
+ Lượng lệch tâm của lỗ định vị : c = 0,6mm
+ Góc nghiêng phần côn cắt :

ϕ

=

25o

Từ các kích thước đã cho ta vẽ được bản vẽ chế tạo như sau:
7


A

A-A
+0,04

8-0,04

45

60

+0,013
+0,01

7

Ø3,5

1x45°
(hai bªn)

22+0,5
+0,01
20 -0,01

3,21

4

°
120

12
0°
90

Ø °

2,5

6
0,

90°

A

1,25

6,42

// 0.01 A

1,3

+0,01
-0,01

1

3

1,25

+0.013
+0.01

3

+0.025
+0.015

3,4

4

6,3

5
1,2

+0.02

A

60
3,2
25°

25
1,

25 2 bªn

8°

8

0,6
3


+ Quy tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o bµn ren
1)

Chọn phôi :

1-1) Các phương pháp chế tạo phôi .
Để đảm bảo được tính năng kỹ thuật của chi tiết, giảm được chi phí vật liệu, giảm
trọng lượng của phôi và mong muốn kích thước của phôi gần như kích thước của
chi tiết gia công, vì vậy mà giảm được thời gian gia công và vật liệu dẫn đến
giảm giá thành của sản phẩm.
Chi tiết được chế tạo là chi tiết thuộc họ trục , vật liệu dùng để chế tạo là thép
9XC, vì thép 9XC có tính đúc thấp, nên ta loại bỏ việc chế tạo phôi bằng phương
pháp đúc. Mặt khác, yêu cầu của chi tiết là tổ chức kim loại nhỏ mịn, không có
khuyết tật như rỗ khí, rạn nứt … cho nên việc tạo phôi bằng gia công áp lực là
hợp lý nhất.
Ta xét một số trường hợp tạo phôi bằng áp lực:

a) Dập phôi:
- Ở dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối thường dùng phương pháp dập
để tạo phôi.
- Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia công.
- Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thước theo chiều cao và sai
lệch giữa hai nửa khuôn. Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được từ ∆ 2
÷ ∆ 4 ,độ chính xác đạt được ± 0,1÷ ± 0,05(mm) .

- Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có tính
dẻo tốt hơn , biến dạng triệt để hơn , cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công
vật phức tạp.
- Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao, số sử dụng vật liệu cao.
- Thiết bị sử dụng có công suất lớn , chuyển động chính xác , chế tạo khuôn đắt
tiền.
9


- Thường được dùng để tạo phôi cho các loại dao tiện,dụng cụ cắt có răng chắp
,dao xọc răng, dao phay răng chắp........
b) Rèn tự do :
- Ưu điểm của rèn tự do:
+ Thiết bị rèn đơn giản , vốn đầu tư ít.
+ Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc như rỗ khí, rỗ co.. .Biến tổ chức hạt
thành tổ chức thớ , tạo được các tổ chức thớ uốn xoắn , do đó làm tăng cơ tính
sản phẩm.
+ Lượng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt .
- Các nhược điểm của rèn tự do:
+ Độ chính xác kích thước , độ bóng bề mặt kém.
- Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạt
gia công chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ
tổ chức nơi làm việc.
- Năng suất lao động thấp , lượng dư , dung sai và thời gian gia công lớn , hiệu
quả kinh tế không cao.
- Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế
tạo máy.
c) Cán phôi :
Thép được qua cán lại nhiều lần, do vậy mà cơ tính cao, có khả năng chịu uốn,
xoắn tốt, tổ chức kim loại đồng đều. Sau khi cán nóng những khuyết tật như rỗ

khí sau khi đúc được là, ép chặt lại, sai số kích thước không lớn, chất lượng thép
tốt, thường dùng để chế tạo các chi tiết họ trục, họ đĩa có đường kính nhỏ và
trung bình, phôi cán cho năng suất cao, giá thành hạ, nên thích hợp với sản xuất
hàng loạt, hàng khối
1-2) Chọn phôi .
Dạng phôi:
10


Phôi dụng cu cắt thường dùng ở dạng thép thanh tiết diện tròn ,vuông ,thép
tấm,thép rèn,thép đúc ……Thép thanh có nhiều loại với những đặc điểm sau:
- Thép thanh rèn : có nhược điểm sai số đường kính lớn ,lớp mất cacbon nhiều do
bị cháy khi rèn ,dễ bị nứt .Nhưng có ưu điểm là độ bền tăng do độ phân bố cacbít
đều dặn.
Thép thanh rèn được dùng để chế tạo các loại dụng cụ cắt kích thước lớn có
lượng dư gia công lớn như dao phay đĩa ,dao phay mặt đầu, dao phay răng ,dao
xọc……
- Thép thanh cán nóng : Có sai số đường kính nhỏ hơn so với thép thanh rèn
nhưng vẫn còn lớn ,sai số hình học phôi lớn .Vì vậy thép thanh cán nóng ( cũng
như thép thanh rèn ) rất khó kẹp chặt trong mâm cặp có chấu bóp (ống kẹp) và
không được gia công trên các máy tự động ,bán tự động.Chúng thường được
dùng ở dạng sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ với những thiết bị vạn năng.
Thép thanh cán nóng được dùng khi tiết diện phôi có lượng dư không lớn so với
dụng cụ cắt .Để đạt hiệu quả kinh tế cao nên chọn các loại thép thanh có hình
dạng chuyên dùng để chế tạo dụng cụ cắt.
- Thép thanh cán nguội: có sai số đường kính và sai số biên dạng nhỏ nên thường
được dùng trên các máy bán tự động , máy tự động để chế tạo dụng cụ cắt với
lượng dư gia công nhỏ (kích thước phôi gần giống kích thước dụng cụ cắt ).Thép
thanh cán nguội đã mài có sai số đường kính và biên dạng rất nhỏ ,không còn lớp
mất cácbon trên bề mặt. Điều đó cho phép giảm các nguyên công sơ bộ ban đầu

làm giản đơn quy trình công nghệ chế tạo dụng cụ cắt và làm giảm bớt đi chi phí
vật liệu dụng cụ.Tuy nhiên thép thanh cán nguội đã mài giá thành cao nên chỉ
được sử dụng hợp lý ở dạng sản xuất loạt lớn hoặc hàng khối và để chế tạo các
loại dụng cụ cắt kích thước nhỏ .
- Xuất phát từ yêu cầu của bản vẽ với chi tiết là bàn ren tròn với vật liệu là thép
hợp kim dụng cụ 9XC với đường kính ngoài của bàn ren là 20mm ta nên chọn
phôi cán vì phôi cán được sử dụng trong sản xuất loạt lớn cho phép giảm đáng kể
lượng dư và khối lượng gia công góp phần làm giảm giá thành sản phẩm với điều
11


kiện của nhà máy nếu có thể ta có thể tạo phôi ngay tại nhà máy hoặc là theo đơn
đặt hàng . Ta tra bảng 2.8 hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy nhận
thấy đối với phôi thép tròn cán nóng có đường kính 20 đến 25mm sai lệch độ
chính xác thường là 0,5mm , do đó với kích thước của chi tiết yêu cầu là : D =
20mm ta phảI chọn phôi có đường kính lớn hơn 20mm để tạo ra lượng dư gia
công , loại trừ tất cả các khả năng sai lệch về độ không đồng tâm độ không vuông
góc độ không song song độ nhám bề mặt , độ phình . Tuy nhiên cụ thể đường
kính phôi chọn là bao nhiêu là tối ưu và hợp lí để giảm lượng dư gia công cũng
như giá thành của sản phẩm do đó ta chỉ có thể xác định sau khi đã xác định
lượng dư gia công

2 ) Xác định giá thành phôi :
- Trước tiên ta phải đi xác định chi phí vật liệu phôi sau đó xác định chi phí công
nghệ cho các nguyên công nắn sửa tinh .
- Khi xác định giá thành phôi cần lưu ý rằng giá thành 1kg phôi không chỉ phụ
thuộc vào vật liệu mà còn phụ thuộc vào rất nhiều các thông số khác như độ phức
tạp độ chính xác , quy mô sản xuất .

3) Kiểm tra phôi :

- Kiểm tra vật liệu phôi :( tại phòng kỹ thuật và phòng thí ngiệm )
- Chất lượng vật liệu phôi ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của dụng cụ cắt
cần chế tạo . Vì vậy trước khi đưa phôi vào sản xuất , vật liệu phôi cần được kiểm
tra kĩ thuật và kiểm tra lại thành phần hoá học và các đặc tính công nghệ .
- Kiểm tra bề mặt phôi xem có vết rạn nứt , lớp vẩy ôxít , lớp mất cacbon , và các
khuyết tật khác hay không
- Kiểm tra nhãn hiệu phôi , thành phần hoá học vật liệu 9XC

4) Dạng sản xuất loạt lớn :
- Là dạng sản xuất có sản lượng lớn, sản phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hoá
sản phẩm cao.
12


- Trang thiết bị, máy móc, công cụ sử dụng chủ yếu là máy chuyên dùng, quá
trình công nghệ được tính toán, thiết kế chính xác và được ghi vào tài liệu công
nghệ có nội dung tỷ mỉ. Trình độ thợ đứng máy không cần cao nhưng phải cần
thợ điều chỉnh máy giỏi.
- Dạng sản xuất này cho phép áp dụng các biện pháp công nghệ tiên tiến, có điều
kiện cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất, các máy móc được bố trí theo trình tự
nguyên công của quá trình công nghệ.
- Dạng sản xuất cụ thể được xác định dựa vào dạng sản xuất cơ khí và khối
lượng chi tiết.
- Xác định dạng sản xuất cơ khí (N):
N = N1 .m.( 1 +

β
α
).( 1 +
)

100
100

áp dụng công thức:
(chiếc/năm)

Trong đó:
N1 - sản lượng sản xuất chi tiết trong năm.
m - số chi tiết trong mốt sản phẩm.
β - hệ số kể đến lượng phôi dự trữ
N = 10000.1.( 1 +

3
3
).( 1 +
) = 10609
100
100

α=3

phẩm
Ta có:

- Xác định khối lượng chi tiết gia công:
n

G = γ .∑ Vi
i =1

13

β = 3.

áp dụng công thức:

α - hệ số kể đến phế


(kg)

V2
V1

V3

ΣVi = V1 - 5V2 - V3
Trong đó:
V1 - Thể tích của bàn ren.
V2 - Thể tích lỗ chứa phoi.
V3 - Thể tích lỗ ren.
D2
20 2
−6
V1 = π
.B.10 = 3,14.
7.10 −6 = 0,002198
4
4

γ - Khối lượng riêng của

thép.
(dm3)

2
(
2ρ )
3,5 2
−6
5.V 2 = 5π
.B.10 = 5.3,14.
.7.10 −6 = 0,000336568(dm 3 )

4

14

4


d12
32
−6
V3=π
.B.10 = 3,14. .7.10 −6 = 0,0005(dm 3 )
4
4

ΣV = 0,002198 - 0,000336568 - 0,0005 = 0,0013614 (dm3).

⇒ G = 7,8 x 0,033378447 = 0,0106 (kg).

5) Lập tiến trình công nghệ:
Nguyên công 1: Cắt phôi
Nguyên công 2: Xén mặt đầu , tiện ngoài , cắt rãnh , tiện vát mép , khoan , doa ,
cắt đứt
Nguyên công 3: Mài phẳng hai mặt đầu
Nguyên công 4: Mài tinh trụ ngoài .
Nguyên công 5 : Khử từ
Nguyên công 6 : Phay rãnh chèn .
Nguyên công 7: Khoét phần côn cắt
Nguyên công 8 :Khoan 3 lỗ bên .
Nguyên công 9: Khoan lỗ chứa phoi
Nguyên công 10 : Cắt ren
Nguyên công 11: Tiện hớt lưng phần côn cắt .
Nguyên công 12 : Kiểm tra trung gian .
Nguyên công 13 : Khắc dấu
Nguyên công 14 : Nhiệt luyện
Nguyên công 15 : Mài tinh hai mặt đầu .
Nguyên công 16 : Khử từ .
Nguyên công 17 : Mài tinh trụ ngoài
Nguyên công 18 : Mài hớt lưng mặt sau
Nguyên công 19 : Mài ren
15


Nguyên công 20 : Tổng kiểm tra
Nguyên công 21 : Cắt thử
Nguyên công 22 : Bảo quản , đóng gói , nhập kho .

6) Tính lượng dư cho một bề mặt cần gia công .
Quy trình công nghệ gia công đường kính ngoài của bàn ren với mặt trụ D =
20mm cấp chính xác cấp 6 , độ nhẵn cấp 7 gồm các bước tiện thô , tiện tinh và
mài tinh .
Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo
đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì :
- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu , tiêu hao lao động để gia công nhiều

đồng thời tốn năng lượng điện , dụng cụ cắt , vận chuyển nặng . . . dẫn đến giá
thành tăng.
- Ngược lại , lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để
biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.
Trong công nghệ chế tạo máy , người ta sử dụng hai phương pháp sau đây để xác
định lượng dư gia công:
- Phương pháp thống kê kinh nghiệm.
- Phương pháp tính toán phân tích.
Phương pháp thống kê kinh nghiệm xác định lượng dư gia công bằng kinh
nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia
công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.
phương pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp
kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.
16


Lượng dư gia công bao gồm lượng dư trung gian và lượng dư tổng cộng. Lượng
dư trung gian( Zb ) là lớp kim loại được cắt ở mỗi bước công nghệ hoặc mỗi
nguyên công .
Lượng dư trung gian có thể tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máy hoặc tính theo
công thức sau.
Ta có công thức xác định lượng dư gia công tối thiểu cho phương pháp gia

công tròn xoay là :

2.Z i min = 2.( Rzi−1 + Ti −1 + ρ i2−1 + ε 12

-

Ti

1

: chiều cao lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.

- ρi-1 : sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại (độ cong
vênh, độ lệch tâm, độ không song song . . .).
- ε1 : sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
- Zimin : giá trị nhỏ nhất của lượng dư gia công tính cho bước công nghệ đang thực
hiện.
Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo :
Pcv

Pcv

: là độ cong vênh của phôi
Pcv = Δ K .L = 0,15.7 = 1,05μm

ở đây

∆K

là độ cong trên 1mm chiều dai , tra bảng được

µ

do đó sai lệch không gian của phôi là 1,05 m
Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công tiện thô :
ρ 1 = 0,06.1,05 = 0,063μ

m

Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công tiện tinh :
ρ 2 = 0,04.1,05 = 0,04 2μ

17

m

Δ K = 0,15μ

m


Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công mài tinh :
ρ 3 = 0,02.1,05 = 0,021μ

m

Sai số gá đặt tại bước công nghệ đang thực hiện

ε gd

xuất hiện là do dịch chuyển

của mặt gia công khi gá đặt và sẽ được bù vào giá trị của lượng dư theo công
thức sau :

ε gd = ε 2c + ε 2K + ε 2dg
εc

Trong đó :

εK
ε dg

sai số do chọn chuẩn
sai số do kẹp chặt
sai số do đồ gá

Do các sai số thành phần là các sai số có tính ngẫu nhiên nên ta có :
ε gd = ε 2c + ε 2K + ε 2dg

Sai số đồ gá thường liên quan đến quá trình gá đặt do đó chúng thường được tính
độc lập , vì thế sai số gá đặt có giá trị như nhau

ε gd = ε 2c + ε 2K
εK

được xác định theo bảng 3.11(hướng dẫn thiết kế đồ án) khi phôi cán máy gá

trong đồ gá sai số theo phương hướng kính là 250
εK

μm

khi phôi cán máy gá trong mâm cặp kẹp sai số theo phương hướng trục là 75

µm

Vậy sai số tổng cộng là : 325
Sai số

εc

bằng 45
18

μm

trong trường hợp này là do chi tiết bị xoay trong đồ gá do đó

μm

εc

lấy


Vậy sai số gá đặt tổng cộng :

ε gd = ε 2c + ε 2K

=

3252 + 452 = 328μ

m

Khi tiện tinh chi tiết vẫn ở trên đồ gá nên sai số :

ε gd = 0,05.328 = 16μ

m

2.Z i min = 2.( Rzi−1 + Ti -1 + ρ i2-1 + ε 12

)

Như vậy ta có
Khi tiện thô :

2.Z min1 = 2.(150 + 150 + 1,052 + 3282
= 1256

µm

Khi tiện tinh :

2.Z min1 = 2.( 50 + 50 + 0,0632 + 162
= 232

µm

φ

Bề mặt trụ 20 sau khi tiện tinh
ρ a = Δ K .L = 2.7 = 14μ

Rz = 30µm

ứng với

∇5, Ta = 30µ

m

Theo bảng VII trang 512 sổ tay công nghệ chế tạo máy1976
Mài tinh gá trên máy mài vô tâm :
Ta = 30μm, ρ a = 14μm, R z = 30μm

áp dụng công thức tính lượng dư gia công tối thiểu cho mài ta có :
Z i min = 2.( Rzi −1 + ρ i −1 + Ta ) = Z min 3

=

2.(30 + 14 + 30) = 148µm

Vậy ta có lượng dư :
- Tiện thô 2.
19

Z min 1 = 1256μm

m


- Tiện tinh 2.
- Mài tinh

Z min 1 = 232μm

Z min 3 = 148μm

Ghi kích thước của chi tiết ( kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ ) vào ô cuối cùng
các kích thước khác hình thành bằng cách lấy kích thước tính toán của bước ngay
sau nó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất , như vậy ta có :
Tiện tinh
d t 2 = 20,01 + 0,148 = 20,158mm

Tiện thô
d t 1 = 20,158 + 0,232 = 20,39 mm

Phôi

d tph = 20,39 + 1,256 = 21,646mm
Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ
nhất với dung sai :
d max 3 = 20,01 + 0,005 = 20,015mm
d max 2 = 20,158 + 0,062 = 20,22mm
d max 1 = 20,39 + 0,16 = 20,55mm
d max 0 = 21,646 + 0,4 = 22,046mm

Lập bảng

Bước
công
nghệ
20

Các thành phần của lượng dư
R za

Ta

ρa

εb

Lượng
dư tính
toán
Z i min

d min

d max


Phôi
Tiện thô
Tiện tinh
Mài tinh

150
50
30
10

150
50
30
10

1,05
0,063
0,012

328
16
0
0

1256
232
148

21,646
20,39
20,158
20,01

22,046
20,55

20,22
20,015

Kết luận :
Đường kính min phôi = 21,646mm
Đường kính max phôi = 22,046mm
Vậy ta chọn theo tiêu chuẩn phôI có kích thước = 22mm
7)

Tính chế độ cắt cho một bề mặt cần gia công .

a) Chiều phay t , mm và chiều rộng phay B , mm .
Chiều sâu phay t và chiều rộng phay B là phần lớp kim loại cần hớt bỏ khi phay ,
t được xác định bằng khoảng cách tiếp xúc của răng dao vào phôi và được đo
theo hướng vuông góc với đường tâm của dao phay , t = 3mm .
Chiều rộng phay B được xác định bằng chiều dài cắt của răng dao khi cắt , đo
theo hướng song song với trục dao , B = 3.2mm
b) Lượng chạy dao S .
Khi phay cần phân biệt lượng chạy dao răng Sz , lượng chạy dao vòng S và lượng
chạy dao Sph , chúng có quan hệ :
Sph = S.n = Sz.Z.n = 0,05 . 14 . 274 = 191,8mm/ph
n số vòng quay của dao phay ,vg/ph
z số răng của dao phay
c) Tốc độ cắt V

V=

Cv .D q
.k v
T m .t x .S zy .B u .Z p

Cv , m , x , y , u , q , p - hệ số và các mũ tra trong bảng 5 – 39 ( sổ tay công nghệ
chế tạo máy )
21


T=120ph chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-40 ( sổ tay công nghệ chế tạo
máy) .
Hệ số điều chỉnh chung cho hộp tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể
:
k v = k MV .k nv .k uv

Trong đó

k MV

hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công trong bảng 5-

1( sổ tay công nghệ chế tạo máy)
k MV = k n .(
δB
kn
nv

⇒

knv

= 90

750 n
)
δB

V

kg / mm 2

= 1 là hệ số điều chỉnh trong bảng 5-2 ( sổ tay công nghệ chế tạo máy)
=- 0,9 trong bảng 5-2 ( sổ tay công nghệ chế tạo máy)

k MV = (

750
)
90

0,9

= 0,85

= 0,9 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi bảng 5-5( sổ tay công

nghệ chế tạo máy)
kuv
⇒

⇒

= 0,6 hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt

k v = 0,3.0,9.0.85

V=

68,5.0,05 0 , 25
.
1200, 2 .0,0030, 3.0,05 0, 2 .0,0032 0,1.14 0,1

= 41(m/ph) .

22

= 0,23 .

0,23 .


8)

Thiết kế thứ tự các nguyên công , các bước trong nguyên công :

Quá trình công nghệ gia công và trang bị của các quá trình công nghệ phụ thuộc
rất nhiều vào dạng sản xuất và điều kiện thực tế của cơ sở sản xuất
Sản hàng loạt đặc trưng bởi các chi tiết được chế tạo theo loạt . Được lặp lại sau
các khoảng thời gian nhất định , do đó các thiết bị thường là các thiết bị vạn năng
được trang bị thêm các đồ gá chuyên dùng , -lắp ráp nhằm làm giảm tiêu hao lao
động , giảm giá thành sản phẩm . Một phần lớn thiết bị gia công được bố trí theo
trình tự thực hiện các nguyên công của quá trình công nghệ . Phần thiết bị còn lại
được bố trí theo nhóm máy như trong sản xuất đơn chiếc . ngoài các đồ gá và các
dụng cụ cắt chuyên dùng , người ta cũng sử dụng các đồ gá , dụng cụ đo dụng cụ

cắt vạn năng
Trong sản xuất loạt lớn quá trình gá đặt được thực hiện trên đồ gá theo phương
pháp tự động đạt kích thước nhờ các mặt chuẩn trên chi tiết
Nguyên công 1 : Cắt phôi .
- Phôi sẽ được định vị trên rãnh chữ V của đồ gá các phôi sẽ tì lên nhau và được
khống chế 4 bậc tự do , sau đó kẹp chặt phôi bằng cơ cấu bulông đai ốc .

n

116

- Chọn máy : Sử dụng máy cưa điă bán tự động 8A641
Với đặc tính kĩ thuật :
+ Đường kính cắt lớn nhất : 160(mm) .
23

2


+ Đường kính cưa đĩa : 510(mm) .
+ Số vòng quay của trục chính :4;3;6;3 ;9;6;14 ;4;21;1;32;2vg/ph
÷

+ Lượng chạy dao ngang của cưa đĩa : 12 550(mm/ph) .
+ Công suất của động cơ : 5,5(kw) .
×

+Kích thước máy : 2100 1100 (mm)
- Chọn lưỡi cưa P.18 kích thước 60x54x1,3(mm).
- Chọn chế độ cắt :

+ Tốc độ cắt V = 22(m/ph).
+ Chiều sâu cắt t = 2(mm).
+ S = 112(mm/ph) .
- Trong nguyên công đầu tiên do yêu cầu sản xuất loạt lớn , từ phôi có đường

kính là 22mm và chiều dài phôi là 1m ta đưa nhiều phôi cùng lúc lên đồ gá của
máy cưa vòng và bó chặt lại để cắt nhiều phôi cùng một lúc
Để chuẩn bị cho nguyên công tiếp theo ta có thể cắt phôi đạt chiều dài 116mm
Nguyên công 2 : Xén mặt đầu , tiện ngoài , cắt rãnh , tiện vát mép , khoan ,
doa , cắt đứt
Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm cặp được khống chế 5 bậc tự do . Chi
tiết được gia công lần lượt từng phần trên năm vị trí từ vị trí 1 đến vị trí 5
-

Chọn máy 1A225-6 .

+ Đường kính lớn nhất của thanh được gia công : 25(mm) .
+ Đường kính lỗ trục chính : 46(mm)
+ Số lượng trục chính : 6 .
+ Hành trình lớn nhất của bàn dao ngang : 24(mm)
+ Hành trình lớn nhất của bàn dao dọc : 215(mm) .
+ Số cấp tốc độ của trục chính : 24 .
+ Số vòng quay của trục chính : 180 – 2560 (vg/ph) .
+ Công suất truyền dẫn chính : 13(kw) .

24


Máy tiện hiện nay được sử dụng rất rộng rãi nó có khả năng gia công được rất
nhiều bề mặt tròn xoay , trụ côn , khoan lỗ , tiện ren cắt đứt khỏa mặt

phẳng……… Với năng suất cao phù hợp với sản xuất loạt lớn . Đối với nguyên
công này ta phải gia công rất nhiều bề mặt : cắt rãnh , xén mặt đầu , tiện thô , tiện
tinh vát mép.
Bước 1 : Xén mặt đầu , tiện đường kính ngoài thô , tinh :
Dao tiện mặt đầu , đường kính ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 , kích thước
của dao chọn : 16 X25X140 (mm).
- Chọn chế độ cắt :
+ Lượng chạy dao S = 0,3 đến 0,4(mm/vg).
+ Tốc độ cắt V = 86(m/ph) .
+ Chiều sâu cắt t = 0,5mm cho xén mặt đầu .
+ Chiều sâu cắt t = 0,75mm cho tiện thô đường kính ngoài .
+ Chiều sâu cắt t = 0,15mm cho tiện tinh đường kính ngoài .
Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao : k = 0,9 =>V =86.0,9 =77,4 (m/phút)
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

nt =

1000.77,4
= 1220,28(v/ph )
3,14.20,2

Theo máy ta chọn được nm=1250 (v/ph) (vô cấp) .

Xén mặt đầu đạt
ngoài đạt
mặt

φ=

∇5 ÷ ∇ 6

∇5 ÷ ∇7 Ra = 5 ÷ 1,25µm R z = 20 ÷ 6,3µm)
(
,
. Tiện đường kính

20,2mm cấp chính xác đạt được IT8,9 (
(

Ra = 2,5 ÷ 5, R z = 6,3 ÷ 3,2 µm)

15 ÷ 25µm

) , chất lượng bề

qua 2 lần : tiện thô và tiện tinh, khi

tiện thô với lượng dư là 1,5mm tương đương với chiều sâu cắt là 0,75mm . Khi
tiện tinh bề mặt với lượng dư là 0,3mm tương đương với chiều sâu cắt 0,15mm .

25