Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II: thiết kế và tính toán Nắp hộp số

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

Lời nói đầu
Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế
tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ sư trước khi ra trường, người công
nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiết kế. Môn công nghệ chế tạo máy được
đem vào giảng dạy ở hầu hết các trường kĩ thuật và càng ngày không
ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu. Đối
với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn
học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của
công nghệ chế tạo máy đã được học ở trường qua các giáo trình cơ bản về
công nghệ chế tạo máy. Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử
dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng như so sánh lý thuyết đã học với thực
tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo
Th.S Lê Quang Thinh cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Kỹ Thuật Cơ
Khí trường Đại Mỏ Địa Chất. Em đã hoàn thành đồ án môn học. Trong
quá trình thiết kế và tính toán không thể tránh khỏi những sai sót do thiếu
thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy
cô giáo và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần sau và trong thực tế sau
này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên
Đỗ Văn Thuận

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 1


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
I

Nghiên cứu chi tiết gia công và tạo phôi

1 Phân tích chi tiết

Nắp hộp số là chi tiết dạng đĩa thường gặp trong các vỏ hộp cơ
khí.Nắp hộp có hình tròn thành mỏng .
2 Điều kiện làm việc

Trong quá trình làm việc lỗ 100 làm việc nhiều nên cần gia công chính
xác. Ngoài ra các bề mặt nắp ốc và bề mặt tiếp xúc với vỏ hộp cũng cần gia
công chuẩn.
3. Yêu cầu kĩ thuật của chi tiết
* Yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất của bạc lót là độ đồng tâm giữa
mặt ngoài và mặt lỗ. Đảm bảo các yêu cầu sau :
- Đường kính mặt ngoài của chi tiết đạt cấp chính xác 7 -10.
- Đường kính lỗ đạt chính xác cấp 7, đôi khi là cấp 10.
- Độ dày thành cho phép sai lệch trong khoảng 0.03-0.15 mm.
- Độ đồng tâm giữa mặt lỗ ngoài và mặt lỗ nắp hộp số tùy từng điều
kiện làm việc mà quy định cụ thể, thông thường không lớn hơn 0,15 mm.
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ nằm trong khoảng
0,1÷0,2 mm/100 mm bán kính.
- Độ nhám bề mặt thường yêu cầu như sau :
+ Với bề mặt ngoài cần đạt R = 2,5µm.
+ Với bề mặt lỗ tùy theo yêu cầu mà cho R a= 2,5 ÷0,63µm, đôi khi Ra=
0,32µm.
+Với bề mặt đầu Ra = 40÷10µm, , đôi khi Ra= 2,5 µm.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 2

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

3 Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết

Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết không những ảnh
hưởng đến khối lượng lao động để chế tạo bạc lót, mà còn ảnh hưởng đến việc
tiêu hao vật liệu. Vì vậy, kết cấu công nghệ của bạc phải:
-

Bạc lót phải có độ cứng vững để khi gia công không bị biết dạng và

có thể dung chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.
-

Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép

thực hiện nhiều nguyên công khi dung bề mặt đó làm chuẩn (chuẩn tinh thống
nhất) và phải cho phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh.
-

Các bề mặt cần gia công không được có vấu lồi, lõm, phải thuận lợi

cho việc ăn dao, thoát dao. Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc
gia công đồng thời bằng nhiều dao.
-

Các lỗ trên bạc lót nên có kết cấu đơn giản không nên có rãnh hoặc

có dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng, các lỗ đồng tâm nên có
đường kính giảm từ ngoài vào trong.các lỗ nên thông suốt và ngắn.
-

Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của vách để khi gia
công tránh hiện tượng doa khoan, khoét dao bị ăn lệc hướng.

-

Các lỗ kẹp chặt phải là lỗ tiêu chuẩn( ren tiêu chuẩn để dễ taro).
II Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi và dạng sản xuất
1 Xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất được xác định dựa theo công thức tính sản lượng hàng
năm:
N = N1. m.(1+)
Trong đó:
N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;
N1 : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm theo kế hoạch, N 1=5000
chiếc
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 3


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
m : Số chi tiết trong một sản phẩm;
α : Lượng sản phẩm dự phòng α =5%
β : Số chi tiết được chế tạo thêm dự trữ, β = 5%
Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng
lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Q = V.γ
3

γ: Trọng lưọng vật liệu của chi tiết γgangxám =( 6,8 ÷7,4) (kg/dm )
V:Thể tích chi tiết
Theo bảng 2 trang 13 Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:
Dạng sản suất: Hàng loạt lớn
2 Chọn phương pháp chế tạo phôi
1

Chọn dạng phôi:

Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi. Do đó cần phải phân tích
(phân tích ưu điểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm
ra phương pháp tạo phôi thích hợp.
- Phôi rèn dập:
Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo
nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi
tốt.
- Phôi cán:
Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có cơ tính gần giống như phôi rèn dập.
- Phôi đúc:
Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo
khuôn đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn
giản. Đồng thời chi tiết rất phù hợp vì có những đặc điểm như sau:
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 4


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

+ Lượng dư phân bố đều.
+ Tiết kiệm được vật liệu.
+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến
+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công
giảm.
+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện
lúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả.
* Kết luận:
Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù
hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp
khác.
Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết (bạc lót ở nắp hộp số ) là
dạng phôi đúc.
2.2. Phương pháp chế tạo phôi:
Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:
Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:
Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn
giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:
Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá
thành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ. Loại này phù hợp với
dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 5


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
Đúc trong khuôn kim loại:
Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình

dáng gần giống với chi tiết. Giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với
dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
Đúc ly tâm:
Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống,
hình xuyến.
Đúc áp lực:
Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phương pháp này
chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao. Trang
thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao.
Đúc trong vỏ mỏng:
Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản
xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
* Kết luận:
Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản
xuất hang loạt ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát,
mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy”.
2.3 Tạo phôi – Thông số về phôi:
Chi tiết được chế tạo bằng gang xám GX 15 - 32, được đúc trong
khuôn mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X
+ Lượng dư phía trên: 2mm
+ Lượng dư phía dưới: 2mm

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 6


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
III. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (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 1 : tiện mặt đầu thứ nhất.
- Chi tiết gia công được định vị trên mâm chấu ,hạn chế 5 bậc
* Nguyên công 2 : tiện mặt đầu thứ hai.
- Chi tiết được định vị trên mâm chấu, hạn chế 5 bậc
* Nguyên công 3: tiện tinh tiện thô các lỗ ∅100H9,∅272
* Nguyên công 4: Khoan 1 lỗ bất kì Ø28 Kẹp chặt chi tiết gia công được
thực hiện bằng đòn kẹp liên động.
* Nguyên công 5 : Khoan phân độ 6 lỗ Ø28
- Chi tiết được kẹp chặt băng cơ cấu đòn kẹp liên động.
* Nguyên công 6 : Khoan phân độ 6 lỗ M8
Chi tiết gia công được định vị 6 bậc tự do. Trên phiến tỳ(3 bậc ) và chốt
trụ (2 bậc) . Chốt côn chống xoay ( 1 bậc). Sau khoan và taro xong lỗ thứ nhất ta
dùng tay xoay chi tiết đi 1 góc 180 độ. Khi phân độ bi phân độ bị phiến tỳ ấn
xuống và nó được đẩy lên và khoan lỗ thứ 2. và lần lượt khoan các lỗ đến khi
xong 6 lỗ
- Chi tiết được kẹp chặt băng cơ cấu đòn kẹp liên động.

2. Thiết kế các nguyên công cụ thể:
2.1. Nguyên công 1 :tiện mặt đầu thứ nhất.
-Định vị : Chi tiết được định vị 5 bậc tự do trên mâm chấu

- Chọn máy : Chọn máy tiện bán tự động chép hình nhiều dao 1719 có
công suất 40 KW ,
n = 80 ÷1600 , 16 cấp.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 7


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

-Chọn dao : Chọn dao tiện mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng. Các
thông số cửa dao ( D = 75 mm ; Z = 10 ; Vật liệu K20 ; Tuổi bền dao T = 120
phút)
Dụng cụ đo : thước kẹp dài 150 mm, độ chính xác 0,05.
-Chia bước : Nguyên công này chia làm 2 bước : phay tho Z = 2mm ;
phay tinh Z = 0,5 mm
Chế độ cắt :
Phay thô :
-

Chiều sâu cắt : t = Z = 2 mm

-

Lượng chạy dao : Tra bảng 5.11 => s = 0,14mm/răng ( trị số này
tương ứng với chiều sâu cắt t = 1,5 mm)

-

Tốc độ cắt : tra bảng 5.64 => vb = 232m/ph.

-

Tốc độ cắt tính toán Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, k1 = 89.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, k2 = 0,8.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng, k3 =1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt gia công, k4 = 0,8.
K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay, k5 =1.
K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính, k6 =1.

Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 .k5.k6 =132 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===1401 vòng/phút
Tính theo máy : =

= = 21,5

Theo bảng 4.1 ta có : = 20 gần bằng 21,5
Vậy chọn nm = 20.65 = 1300 vòng/phút
Như vậy tốc dộ cắt thực tế là :
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 8


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
=

= = 122 m/phút

Phay tinh :
-

Chiều sâu cắt : t = Z = 0,5 mm

-

Lượng chạy dao : Tra bảng 5.11 => = 0,5mm/vòng

-

Tốc độ cắt : tra bảng 5.64 => vb = 260 m/ph.

-

Tốc độ cắt tính toán Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, k1 =0,89.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, k2 = 0,8.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng, k3 =1.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt gia công, k4 = 0,8.
K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay, k5 =1.
K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính, k6 =1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 .k5.k6 =148 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===1571 vòng/phút
Tính theo máy : =

= = 24

Theo bảng 4.1 ta có : = 20 gần bằng 24
Vậy chọn nm = 20.65 = 1300 vòng/phút
Như vậy tốc dộ cắt thực tế là :
=

= = 122 m/phút

2.2 Nguyên công 2 : Phay mặt đầu thứ 2
2.3 Nguyên công 3 : Khoét, doa lỗ Ø16
- Lập sơ đồ gá đặt: Chi tiết gia công được định vị 5 bậc tự do. Trên phiến

tỳ( 3 bậc) và thành phiến tỳ (2 bậc ).
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 9


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu cơ cấu đòn kẹp liên động
- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H135. Công suất của máy Nm = 4 kW
- Chọn dao: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng K40. Tuổi bền T=60
phút ; Mũi doa thép gió . Tuổi bền T=60 phút.
-Chế độ cắt khi khoét:
Chiều sâu cắt: khi khoét thô t = 1,5 mm, khoét tinh t = 0.9mm
Tra bảng 5-86
+ Lượng chạy dao: khi khoét thô S = 0,16 mm/vòng,
Khi khoét tinh S = 0.8 mm/vòng.
+ Tốc độ cắt :Vb = 86 m/phút. Ta có các hệ số:
Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 0.8.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k4 = 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3 =86.1.0,8.1 = 68,8 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===1511 vòng/phút
Chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1480 vòng/phút
-Chế độ cắt khi khoét:
Chiều sâu cắt: khi doa thô t = 0.06 mm, doa tinh t = 0.03mm
+ Lượng chạy dao: khi doa thô S = 3,1mm/vòng,
Khi doa tinh S = 2,4 mm/vòng.
+ Tốc độ cắt :Vb = 4,6 m/phút. Ta có các hệ số:

Các hệ số hiệu chỉnh vận tốc đều bằng 1, vì thế số vòng quay đc tính
toán là :
nt === 91,5 vòng/phút
Chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 78 vòng/phút
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 10


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
Doa thô và tinh chọn cùng số vòng quay.
Công suất cắt khi doa rất nhỏ nên không cần tra, lấy công suất của bước khoét
thô để tính toán đồ gá nếu cần.
2.4 Nguyên công 4 : Tiện mặt cần gia công.
Bước 1:Tiện mặt ngoài Ø98
• Tiện thô
-

Chiều sâu cắt thô : t = 2 mm

-

Lượng chạy dao : Tra bảng 5.11 => s = 0,75mm/vòng.

-

Tốc độ cắt : tra bảng 5.64 => vb = 227m/ph.

-

Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,6.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k 4
= 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =227.1.1.0,6.1 = 200m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===649 vòng/phút

• Tiện tinh
-

Chiều sâu cắt phay : t= 1 mm

-

Lượng chạy dao s= 0,4 mm/vòng

-

Tốc độ cắt vb = 323 m/ph.

-

Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 11

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k 4
= 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =323.1.1.0,69.1 = 300m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===974 vòng/phút
Bước 2:Tiện mặt trên miệng lỗ Ø6.
-

Tiện thô:
+ chiều sâu cắt thô : t = 0,9mm
+ Lượng chạy dao: s= 0,6mm/vòng
+ Tốc độ cắt vb= 186m/ph.
+ Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k 4
= 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =186.1.1.0,69.1 = 150m/phút.
+ Công suất cắt : Nyc = 4,9 kW

-

Tiện tinh mỏng lỗ :
+ Chiều sâu cắt tinh t = 0,1mm
+ Lượng chạy dao : s = 0,2mm/vòng .
+ Tốc độ cắt vb = 229m/ph
+ Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 12


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k 4
= 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =229.1.1.0,69.1 = 200m/phút.
+ Công suất cắt Nyc = 4.1kW
Bước 2:Tiện mặt trên miệng lỗ Ø6.
Tiện thô:
+ chiều sâu cắt thô : t = 2mm
+ Lượng chạy dao: s= 0,6mm/vòng
+ Tốc độ cắt vb= 182m/ph.
+ Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan
k4= 1.

Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =182.1.1.0,69.1 = 150m/phút.
+ Công suất cắt : Nyc = 4,9 kW
-

Tiện tinh :
+ Chiều sâu cắt tinh t = 0,5mm
+ Lượng chạy dao : s = 0,4mm/vòng .
+ Tốc độ cắt vb = 287m/ph
+ Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 13


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k 4
= 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =287.1.1.0,69.1 = 250m/phút.
2.5 Nguyên công 5 : Khoan 1 lỗ Ø6
Lập sơ đồ gá đặt: hạn chế 5 bậc tự do như sau: phiến tỳ hạn chế 3
bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ φ 16 hạn
chế 2 bậc tự do.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125. Công suất của máy Nm = 2,2 kW
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió có d=6 mm
Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = d/2 =3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ6,
Chiều sâu cắt: t = 6 mm,
Tra bảng 5-86
+ Lượng chạy dao: S = 0,16 mm/vòng,
+ Tốc độ cắt :Vb = 32 m/phút. Ta có các hệ số:
Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k4 = 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =32.1.1.0,69.1 = 18,6m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===1480 vòng/phút
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 14


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
Chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1480 vòng/phút
+ Công suất cắt Nyc = 4.1kW
2.6 Nguyên công 6: Khoan 5 lỗ Ø6 còn lại
Lập sơ đồ gá đặt: hạn chế 6 bậc tự do như sau: phiến tỳ hạn chế 3 bậc
tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ φ 16 hạn chế 2 bậc tự
do và chốt côn vào lỗ Ø6 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125. Công suất của máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió có d=6 mm
Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = d/2 =3 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ6,
Chiều sâu cắt: t = 6 mm,

Tra bảng 5-86
+ Lượng chạy dao: S = 0,16 mm/vòng,
+ Tốc độ cắt :Vb = 32 m/phút. Ta có các hệ số:
Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,69.
k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k4 = 1.
Vậy
Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =32.1.1.0,69.1 = 18,6m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt ===1480 vòng/phút
Chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1480 vòng/phút
+ Công suất cắt Nyc = 4.1kW
IV. Tính chế độ cắt
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 15


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
Nguyên công tính chế độ cắt (trùng nguyên công thiết kế đồ gá):
Nguyên công 6 khoan lỗ

6.

Ta có các thông số đầu vào: Khoan trên máy khoan đứng 2A125 với
công suất động cơ Nm = 2,2 (Kw).
-Chọn dao:Mũi khoan D=7
-Chế độ cắt:
+Chiều sâu cắt: t = 5mm

+Lượng chạy dao:
Lượng chạy dao St khi khoan lỗ thông thường ta chọn giá trị lớn nhất
cho phép theo độ bền của mũi khoan theo bảng 5-25 trang 21[2] với
đường kính lỗ khoan D = 7mm.
Vật liệu gia công có HB = 197 ta có St = 0,1÷0,15(mm/vòng).
Chọn St = 0,16(mm/vòng)
+Tốc độ cắt:
- Tốc độ cắt khi khoan được xác định theo công thức sau:
V=
-

Cv .D q
.kv
T m .S y

Hệ số Cv và các số mũ cho khoan tra bảng 5-26[2] ta có:
Cv = 7,0; q = 0,4;

y = 0,7;

m = 0,2

Tra bảng 5-30[2] ta có chu kỳ bền T của mũi khoan thép gió, đường
kính mũi khoan D = 7(mm), vật liệu gia công thép C45 thì T = 25 phút
-

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực
tế:

kv = kMV .kuv .klv

Trong đó: - kMV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công:
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 16


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
nv

k MV

 750 
= kn . 
÷
 σb 

Tra bảng 5-2[2] có : kn =1; nv = 0,9; σb = 750
nv

k MV

Suy ra:

0,9

 750 
 750 
= kn . 
÷ = 1
÷ =1
σ

750


 b 

- kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt:
Tra bảng 5-6[2] chọn : kuv = 1
- klv: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan:
Tra bảng 5-31[2] với L<3D chọn: klv = 1
Vậy :

kv = kMV .kuv .klv = 1.1.1 = 1
Vt =

Thay các giá trị ta có:
-

Cv .D q
7.50,4
.
k
=
.1 = 30,88(m / ph)
v
T m .S y
250,2.0,120,7

.

Số vòng quay của trục chính:

nt =

1000.Vt 1000.30,88
=
= 1966,87(vg / ph)
π .D
π .5

Chọn theo máy : nm = 2000(vg/ph)
Vtt =

Tốc độ cắt thực tế là:
+Lực chiều trục

-

π .D.nm π .5.2000
=
= 31, 4(m / ph)
1000
1000

.

P0 = 10.C p .D q .S y .k p

Tính theo công thức:
Tra bảng 5-32[2] ta có giá trị Cp và các số mũ như sau:
Cp = 68; q = 1; y = 0,7.
Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế, trong trường hợp này chỉ phụ

thuộc vào vật liệu gia công

⇒

kp = kMP.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 17


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
n

k MP

Tra bảng 5-9[2] ta có:
Suy ra :

σ 
=  b ÷ =1
 750 

P0 = 10.68.51.0,120,7.1 = 770,74( N )

.

M x = 10.CM .D q .S y .k p

+Mô men xoắn Mx:
Trong đó:

-

Tra bảng 5-32[2] ta có trị số CM và các số mũ như sau:
CM = 0,0345; q = 2; y = 0,8

-

Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế, trong trường hợp này chỉ
phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định bằng: kp = kMP.
Chọn kp = kMp = 1.

⇒ M x = 10.CM .D q .S y .k p = 10.0,0345.52.0,120,8.1 = 1, 6( N .mm)

+Công suất cắt Nc (kW).
Công suất cắt được xác định theo công thức sau:
Nc =

M x .n 1, 6.2000
=
= 0, 33(kW )
9750
9750

Ta có: N.η = 2,2.0,85 = 1,87(kW) > Nc = 0,33(kW).
Như vậy máy đảm bảo công suất gia công.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 18

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
V

Tính lượng dư
Tính lượng dư của bề mặt φ30.

Phôi có dạng phôi đúc, vật liệu phôi : GX 15- 32
Quy trình công nghệ gồm ba nguyên công (3 bước): khoét và doa, vát mép trên
một lần gá đặt. Chuẩn định vị khi gia công lỗ φ16 là mặt phẳng đầu đã được gia
công . Chi tiết được định vị bằng phiến tỳ, dẫn hướng bằng bạc thay nhanh.
* Chất lượng bề mặt sau các bước tiến trình gia công φ16
( Theo bảng 13[1] trang 78).
µm
- Sau khi khoét: Rza = 30
µm
Ta = 40
µm
- Sau khi doa:
Rza = 5
µm
Ta = 10
* Sai số gá đặt: Sai số gá đặt chi tiết εgđ ở bước đang thực hiện được xác định
bằng tổng véc tơ sai số chuẩn εc và sai số kẹp chặt εk, nếu không xét đến sai số
đồ gá:
εgđ =

ε c2 + ε k2

=0 (bảng 19[1] trang 87)

Trong đó:
εc : Sai số chuẩn,
εk :Sai số kẹp chặt
* Bây giờ ta có thể tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng φ16;
theo công thức:
ρ a2 + ε b2

2Zbmin =2( Rza + Ta +

)

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 19


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
Trong đó :
RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.
Ta : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.
ρa : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại
( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)
εb : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
- Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:
2.Zb min = 2.(RZa + Ta +

ρ a2 + ε b2

)

= 2.(40 + 60 + )

= 2.307,7 = 306,12 µm.
⇒ Lượng dư nhỏ nhất của khoét :306,12 µm
ρ a2 + ε b2

2.Zb min = 2.(RZa + Ta +

)

= 2.(30 + 40 + )
2.Zmin = 246,12 µm.
lượng dư cho bước gia công tinh( doa): 246,12 µm
-tra bảng 391 trang 248[2] ta tính được dung sai của các bước nguyên công.
- cột kích thước dt tính toán: dt khoét: 30,021-0,25 = 29,771 mm
-cột kích thước dmin

d

: min

doa : 30.021-0,21 = 30 mm

:dmin khoét: 29,771- 0,84 = 28,99 mm
- phay mặt đầu : Zmin = 2,5(mm)
- Tiện: Zmin = 6 mm.
-Tiện tinh mặt lỗ Zmin = 2mm
- Tiện dư vai bậc Zmin = 2,5 mm.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 20

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 21


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

⇒ Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư như sau:
Bước

Khoét
Doa

2Zbmin

dt

δ

µm

(mm)

mm

RZa

Ta

ρa

εb

dmin

dmax

2Zmin

2Zmax

µm
30
5

µm
40
10

µm
2,67
0,13

µm
0
0

mm

28,99
30

mm
29,771
30,021
Tổng

µm
2500
482
2982

µm
3780
2020
5800

306,1
246,1

29,771
30,021

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 22

84
21

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
VI .Thiết kế đồ gá
Thiết kế đồ gá cho nguyên công thứ 6
Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo các bước cơ bản sau đây:
-

Bước 1: xác định kích thước bề mặt làm việc của bàn máy là 305x190 mm.
Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính đến bàn máy là 200 mm . Đó là những
số liệu để xác định kích thước đồ gá.
Bước 2: Xác định phương pháp định vị lỗ Ø16 được gia công tinh rồi
nên ta dùng một chốt trụ ở lỗ Ø16 hạn chế được 2 bậc và định vị trên phiến tỳ( 3
bậc). Ở lỗ Ø6 ta dùng một chốt côn hạn chế được 1 bậc tự do. Cơ kẹp chặt bằng
cơ cấu đòn kẹp liên động.

-

Bước 3: Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá ( theo tỉ lệ
1:1 ) Đường bao của chi tiết được vẽ bằng nét chấm gạch. Việc thể hiện hai
hoặc ba hình chiếu là tùy thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá( trong trường
hợp này ta vẽ ba hình chiếu)

-

Bước 4: vẽ cơ cấu bạc thay nhanh

-

Bước 5: vẽ các chi tiết phụ của đồ gá như vít kẹp lò xo, đai ốc …

-

Bước 6: vẽ ba hình chiếu của đồ gá và xác định đúng vị trí của tất cả các chi tiết
trong đồ gá. Cần chú ý tới tính công nghệ khi gia công và lắp ghép, đồng thời
phải chú ý đến phương pháp gá và tháo chi tiết, phương pháp thoát phôi khi gia
công.

-

Bước 9: Vẽ những phần cắt trích cần thiết của đồ gá

-

Bước 10: Lập bảng kê các chi tiết của đồ gá

-

Bước 11 : Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ εct]

-

Bước 12 : Các thành phần của sai số gá đặt
Khi thiết kế đồ gá cần chú ý tới một số điểm sau đây :
+ Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công , nhưng
phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề
mặt chuẩn
Sv : Trịnh Văn Thao
Page 23

Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II
+ Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình và dao có kích thước thì sai
số của đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt
gia công
+ Khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến
khoảng cách tâm lỗ.
+ Sai số gá đặt được xác định theo công thức ( do phương của sai số khó xác
định ta dùng công thức véc tơ )

Trong đó :
-εc : Sai số chuẩn do chuẩn địnhvị không trùng với gốc kích thước gây ra ε c=0
-εk : Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra .Sai số kẹp chặt được xác định theo công
thức trong bảng 20-24 . Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với
phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng 0 , εk=0
-εm : Sai số mòn , được xác định theo công thức sau đây :
εm= β.

(μm)

β : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị β=0,1 ÷0,5
N : Số lượng chi tiết được gia công trên đò gá N=5000 ( chi tiết )
εm= 0,2.

= 14,14

(μm)

-εdc : Sai số điều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ
gá .Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh dụng cụ để điều chỉnh
khi lắp ráp . Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy

ε dc= 5 ÷10 (μm)

-εgd : Sai số gá đặt [εgđ] =1/3δ= 1/(3×0,084) =0,28 mm
-εct : Sai số chế tạo cho phép đồ gá .Sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ
gá .So đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó
xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép :
ù2 - éec2 +ek2 +em2 +edc2 ù = 0, 0282 - 0, 014142 - 0, 012 =0, 022( mm)
ect = é
e
gd
ë û ë
û

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 24


Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II

- Bước 13 : Dựa vào sai số chế tạo cho phép [εct] đạt yêu cầu kỹ thuật của
đồ gá
Từ giá trị sai số gá đặt cho phép ta có thể nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

Sv : Trịnh Văn Thao
Page 25