thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết H7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Lời nói đầu
Kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại là một môn khoa học cơ bản,cung cấp các kiến
thức cơ sở trong lĩnh vực chế tạo máy . Để sản suất ra một sản phẩm tương ứng , lưu
thông trên thị trường,thì sản phẩm đó phải có tính cạnh tranh,đem lại hiệu quả cho
nhà sản suất,nó phải thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật theo một yêu cầu cho
trước. Để làm được điều này vai trò của người công nghệ là chủ đạo.
Do vậy mỗi sinh viên phải trang bị cho mình một lượng kiến thức đầy đủ.Từ cơ
bản đến chuyên sâu,để cố khả năng làm việc tốt hiệu quả trong tương lai.
Đồ án kỹ thuật gia công cắt gọt kim loại giúp sinh viên tiếp cận thực tế nhanh
hơn , với nhiệm vụ gia công một chi tiết dưới sự hướng dấn tụy của thầy cô.
Em đã hoàn thành công việc của mình đúng thời hạn, đủ các yêu cầu được giao .
Qua đó em đã củng cố thêm được nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tiễn ,để thiết
kế sản phẩm của mình đạt yêu cầu, đồng thời đảm bảo khả năng về kinh tế,trong
điều kiện sản suất cụ thể của nhà máy nói riêng, của nước ta nói chung. Đó là những
kiến thức cần thiết, thực tế cho công việc của em sau này.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Luyện Duy Tuấn đã tận tình chỉ
bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Em rất mong được sự chỉ bảo của
các thầy cô trong bộ môn công nghệ CTM của khoa cơ khí trường ĐHSPKT Hưng
Yên , để em vững vàng hơn cho công việc sau này.
Hưng Yên : 30/11/2017
Sinh viên: Dương Văn Hiệp

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

MỤC LỤC
I . Phân tích chức năng làm việc của chi tiết ............................................................................... 4
II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. .............................................................. 6
III .Xác định dạng sản xuất........................................................................................................... 7
IV. Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế chi tiết bản vẽ lồng phôi. .................... 9
1)

Tổng quan về phương pháp chế tạo phôi ................................................................... 9

2)

Xác định phương pháp chế tạo phôi chi tiết được giao .......................................... 17

V. Lập thứ tự các nguyên công ................................................................................................... 23
1)

Nguyên công I: Phay mặt phẳng A. ............................................................................. 23

2)

Nguyên công II: Phay mặt phẳng E và C .................................................................... 24

3)

Nguyên công III : Phay mặt D và B ............................................................................. 25

4)

Nguyên công IV: Khoan, khoét, doa lỗ ∅ 12 trên mặt D ............................................. 27

5)

Nguyên công V: khoan doa lỗ ∅ 23 .............................................................................. 29

6)

Nguyên công VI: khoét doa lỗ ∅ 30 .............................................................................. 30

7)

Nguyên công VII: Khoan, khoét, doa lỗ ∅ 12 trên mặt E............................................ 31

8)

Nguyên công VIII: khoan ta rô 3 lỗ trên mặt D .......................................................... 32

9)

Nguyên công IX: khoan ta rô 3 lỗ M8 .......................................................................... 33

10)

Nguyên công X:khoan khoét lỗ bậc ∅ 5 ....................................................................... 34

11)

Nguyên công XI. Khoan sâu 2 lỗ ∅ 6 và 1 lỗ ∅ 8 ........................................................ 35

12)

Nguyên công XII: khoan ta rô 4 lỗ M5 trên mặt E ..................................................... 36

13)

Nguyên công XIII khoan ta rô 4 lỗ M5 còn lại........................................................... 37

14)

Nguyên công XIV – KiÓm tra độ song song giữa 2 mặt phẳng:.................................. 38

VI. Tính lượng dư gia công ......................................................................................................... 38
VII. Tính chế độ cắt các nguyên công ........................................................................................ 44
1)

Nguyên công I: phay mặt phẳng A ............................................................................... 44

3)

Nguyên công III: phay mặt phẳng D và B ................................................................... 47

4)

Nguyên công 4 : khoan khoét doa lỗ ∅12 trên mặt D .............................................. 48

5)

Nguyên công V: khoan doa lỗ ∅ 23 .............................................................................. 54

6)

Nguyên công VI: khoan doa lỗ ∅ 30 ............................................................................ 58

7)

Nguyên công VII: khoan, khoét, doa lỗ ∅12 trên mặt E ............................................ 61

8)

Nguyên công VIII: khoan ta rô 3 lỗ trên mặt D .......................................................... 65

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

9)

Nguyên công IX : khoan ta rô 3 lỗ trên mặt D ............................................................ 67

10)

Nguyên công X: khoan khoét lỗ bậc ∅ 5 ...................................................................... 74

11)

Nguyên công XI : khoan sâu 2 lỗ ∅ 6 và 1 lỗ ∅ 8 ........................................................ 76

12)

Nguyên công XII : khoan ta rô 4 lỗ M5 trên mặt E .................................................... 77

13)

Nguyên công XIII : khoan và taro 4 lỗ M5 còn lại. .................................................... 77

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thân thủy lực
I . Phân tích chức năng làm việc của chi tiết
 Căn cứ vào bản vẽ chi tiết thân thủy lực và qua việc nghiên cứu tỷ mỷ kết cấu
của chi tiết ta xác định chức năng của chi tiết như sau:
 Thân thủy lực là một trong những chi tiết thuộc nhóm chi tiết dạng hộp.
 Nó có hình dạng phức tạp với hình khối rỗng và có thành vách xung
quanh, có các phần lồi lõm khác nhau.
 Trên đó có mặt phẳng phải gia công với độ chính xác khác nhau và có
các mặt phẳng không phải gia công.
 Đặc biệt trên thân thủy lực có một hệ lỗ với vị trí tương quan chính xác
với hệ thống lỗ nhỏ để kẹp chặt các chi tiết khác lên nó hoặc kẹp chặt
chi tiết khác lên nó.
 Chức năng của thân thủy lực : là cơ sở để đảm bảo vị trí tương quan của
tất cả các chi tiết trong cơ cấu
 Do thân thủy lực là chi tiết quan trọng trong sản phẩm. Thân làm nhiệm
vụ đỡ trục và xác định vị trí trương đối của trục trong không gian nhằm
thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó. Sau khi gia công thân thủy
lực sẽ được lắp làm nhiệm vụ đỡ trụ.
 Cần gia công mặt phẳng A (mặt phẳng đáy) và các lỗ ∅12, ∅23, ∅30
chính xác để làm chuẩn tinh gia công. Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ
∅8 đến mặt C là 48±0.1.
 Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi.

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp

Lớp :110151 A

4


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 Đối với nhiệm vụ gia công mặt trên của chi tiết cần gia công chính xác
để đảm bảo khi lắp ghép mặt làm việc tiếp xúc khác đảm bảo có khoảng
cách để tránh siêu định vị.
 Vật liệu sử dụng là: GX 15-32 với các thành phần hóa học sau:
 C = 3 - 7%
 Si = 1,2 - 2,5%
 Mn = 0,25-1%
 S < 0,12%
 P = 0,05-1%
 bk = 150 Mpa
 bu = 320 Mpa

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
Từ bản vẽ ta thấy :
 Hình dáng và kết cấu của chi tiết khá phức tạp, nhiều lỗ, nhiều mặt khác nhau
nhưng vẫn đảm bảo thực hiện dễ dàng việc gá đặt và gia công các bề mặt làm
việc theo một chuẩn thống nhất (một mặt phẳng và hai lỗ vuông góc với mặt
phẳng đó), đảm bảo sản xuất là kinh tế nhất. Kết cấu của chi tiết đảm bảo việc
tiết kiệm vật liệu mà vẫn đáp ứng được điều kiện làm việc.
 Vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám, thích hợp cho đúc được hình dạng phức
tạp của chi tiết, đáp ứng điều kiện việc của thân thủy lực: không cần chịu độ
uốn lớn, chịu áp lực tốt, đảm bảo điều kiện bôi trơn tốt.
 Bề mặt làm việc chủ yếu là: bề mặt của các lỗ ∅23, ∅30, ∅12 và các mặt ngoài
A, B, C, D, E. Các bề mặt này cần gia công đạt độ chính xác cao về vị trí
tương quan, hình dáng hình học và độ nhẵn bóng bề mặt. Cụ thể như sau:
+ Các lỗ ∅23, ∅30, ∅12 đạt cấp chính xác 7.
+ Mặt chuẩn A cần đạt độ nhám Rz20, bề mặt này được dùng làm chuẩn tinh
thống nhất cho các nguyên công tiếp theo.
+ Mặt B và D cần đạt Rz10, mặt B cần song song với mặt chuẩn A, giá trị sai
lệch độ song song cho phép so với mặt A là 0,03mm
+ Mặt C và đường tâm lỗ cùng vuông góc với mặt chuẩn A, giá trị sai lệch độ
vuông góc cho phép so với mặt A là 0,03mm.
+ Lỗ đồng trục với , đường trục của 2 lỗ này phải vuông góc với mặt C, giá
trị sai lệch độ vuông góc với mặt C là 0,03mm.
+ Các lỗ M5 phải vuông góc với mặt đáy A, các lỗ này dùng để lắp các chi t
iết khác với thân thủy lực.
+ Các mặt bên của chi tiết không là bề mặt làm việc, không phải gia công.

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 Mặt trên của thân thủy lực có độ cứng vững để khi gia công không bị biết
dạng có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.
 Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều
nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình
gá đặt nhanh
 Chi tiết thân thủy lực được chế tạo bằng phương pháp đúc. Kết cấu tương đối
phức tạp, tuy nhiên khi gia công các lỗ ren, lỗ định vị và lỗ làm việc chính∅12,
∅23, ∅30 cần phải gia công chính xác đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật
 Các bề mặt gia công là :
1) Gia công mặt phẳng A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho các nguyên
câu sau.
2) Gia công mặt trên để khoan khoét, doa lỗ trên mặt B và D để sau đó gia
công lỗ định vị và lỗ ren để liên kết với phần dưới.
3) Gia công 4 lỗ ∅5, ∅6 để làm chuẩn định vị khi lắp nửa trên với nửa dưới
4) Phay 2 mặt phẳng đầu lỗ trụ C và E.
5) Phay lỗ ∅23, ∅30 trong chi tiết.
6) Khoét doa lỗ ∅12 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết, vì bề mặt này
là bề mặt làm việc chính.

III .Xác định dạng sản xuất
 Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của
chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:
   
N  N1.m. 1 

100 


Trong đó :
 N- số chi tiết được sản xuất trong một năm
 N1- số sản phẩm được sản xuất trong một năm, N1 = 9000
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 m – số chi tiết trong một sản phẩm
 α – phế phẩm trong xưởng đúc α= (3÷6)%
 β – số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = (5÷7)%
Vậy :
 46
N  9000.1. 1 

  9900
100 


 Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức : Q = V.γ
Trong đó:
 Q : trọng lượng chi tiết
 V: thể tích chi tiết, được tính như sau

Theo hình vẽ ta có:
V = ∑Vkhối đặc - ∑Vkhối rỗng
Tính các thể tích khối đặc:
Vđ = 60.118.6 + 2.44.40 + 71.47.44+ π.52.44 = 196283,75 mm3
Tính các thể tích khối rỗng:
Vr = π.11,52.8+7.57.44+π.152.38+π.62.(33+46-12)+π.42.44+2.π.32.44 + 10.7.44
= 61501,76 mm3
V = 119837,98 mm3 = 0,12 dm3
γ : trọng lượng riêng của vật liệu γgang xám=6,8÷7,4 kg/dm3
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

Vậy

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Q = V. = 0,12.7,0 = 0,84 (kg)

Dựa vào bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng
loạt lớn.
IV. Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế chi tiết bản vẽ lồng phôi.
1) Tổng quan về phương pháp chế tạo phôi
a) Chọn phương pháp chế tạo phôi
Việc chọn phương pháp chế tạo phôi trước hết phải dựa vào yêu cầu kĩ thuật,
hình dáng, kích thước của chi tiết cần gia công, dạng sản xuất và cơ sở vật chất – kĩ
thuật của cơ sở sản xuất.
Nếu chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải phức tạp như tải trọng thay đổi,
kéo – nén, uốn, xoắn đồng thời cần chọn phôi đã qua gia công áp lực. Nếu chi tiết
có dạng trục và tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn phôi là thép cán. Nếu chi tiết có
yêu cầu chịu tải không phức tạp nên chọn phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc.
Dạng sản xuất sẽ quyết định phương pháp tạo phôi. Nếu sản xuất đơn chiếc
nên chọn phương pháp tạo phôi đơn giản như rèn tự do hay đúc trong khuôn cát để
chi phí đầu tư cho khâu tạo phôi thấp. Nếu sản xuất hàng loạt nên chọn các phương
pháp tạo phôi có độ chính xác cao như dập thể tích (còn gọi là rèn khuôn) hay đúc
trong khuôn kim loại hoặc đúc mẫu chảy để đạt được độ chính xác cao, lượng dư gia
công cơ đồng đều và nhỏ, giảm được chi phí gia công mặc dù chi phí đầu tư cho
công nghệ tạo phôi tăng.
Để đánh giá hiệu quả sử dụng vật liệu gia công người ta dùng hệ số sử dụng vật liệu
K:

K

Gcht
G ph

Trong đó :
Gcht : Khối lượng của chi tiết (kg)
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Gph : Khối lượng của phôi (kg)
Xu hướng chung hiện nay là đẩy mạnh nghiên cứu thực hiện tối ưu hóa quá trình tạo
phôi nhằm nâng cao độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt của
phôi dẫn tới nâng cao hệ số sử dụng vật liệu K, giảm chi phí gia công cơ góp phần
giảm chi phí sản xuất. Vì thế hệ số k còn thể hiện trình độ kĩ thuật của nền sản xuất
của một quốc gia.
Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất
và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Chọn phôi
tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai
của phôi. Khi thiết kế đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy
trên cơ sở phân tích các yếu tố đã được trình bày ở chương 2 và chương 3 của giáo
trình Thiết kế đồ án chế tạo máy_Trần Văn Dịch , mỗi sinh viên phải đưa ra một số
phương pháp chế tạo phôi , sau đó chọn phương án tối ưu. Khi chọn phôi phải chú ý
sao cho hình dáng của phôi gần với hình dáng của chi tiết.
Phôi có thể được chế tạo bằng các phương pháp đúc, gia công áp lực, hàn.

 Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc
Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng, kích
thước xác định. Sau khi kim loại kết tinh ta thu được chi tiết có hình dạng, kích thước
theo yêu cầu.
Phôi từ các kim loại đen, kim loại màu và hợp kim của chúng thường được
chế tạo bằng phương pháp đúc.
 Ưu nhược điểm của phương pháp đúc
Phương pháp tạo phôi bằng đúc có các ưu điểm sau:
- Có thể đúc được tất cả các loiaj kim loại và hợp kim có thành phần khác nhau.
- Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp mà các phương
pháp khó hoặc không chế tạo được.
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

10


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

- Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt được độ chính
xác cao hay thấp.
Ngoài ra đúc còn có ưu điểm dễ cơ khí hóa, tự động hóa; cho năng suất cao, giá
thành thấp và đáp ứng được tính chất linh hoạt trong sản xuất.
Tuy nhiên đúc cũng có nhược điểm tốn kim loại cho hệ thống đậu rót và đậu ngót và
để kiểm tra chất lượng của vật đúc cần phải có thiết bị hiện đại.
 Ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật của đúc

Tạo phôi bằng phôi đúc có ý nghĩa rất lớn trong công nghiệp chế tạo máy. Hầu
như không có ngành chế tạo nào là không dùng các chi tiết hay các phôi được chế
tạo bằng phương pháp đúc.
Để đánh giá mức độ sử dụng phôi đúc trong một ngành chế tạo thiết bị người ta đưa
ra hệ số sử dụng phôi đúc Kđ :

Kd 

md
msph

Trong đó :
md : Tổng khối lượng các chi tiết được chế tạo từ phôi đúc
msph : tổng khối lượng của các sản phẩm
 Các loại phôi đúc
Căn cứ vào bản vẽ chi tiết kĩ sư công nghệ tính toán lượng dư gia công, thành lập
bản vẽ phôi. Dựa vào chủng loại vật liệu, hình dáng, kích thước phôi, dạng sản xuất,
điều kiện sản xuất người ta tiến hành chọn phương pháp đúc và thiết kế quy trình
công nghệ đúc bao gồm quy trình nấu kim loại, thiết kế chế tạo khuôn, rót kim loại…
 Để tạo phôi cho gia công cắt gọt thông thường người ta sử dụng các phương
pháp đúc sau đây :
 Phương pháp đúc trong khuôn cát.
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Phương pháp đúc trong khuôn cát có cac ưu điểm sau :
 Đúc được các loại vật liệu kim loại khác nhau có khối lượng từ vài chục gam
đến vài chục tấn.
 Đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó
hoặc không thể gia công được.
 Tính chất sản xuất linh hoạt, thích hợp với các dạng sản xuất.
 Đầu tư ban đầu thấp.
 Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
Tuy nhiên đúc trong khuôn cát cũng có những nhược điểm sau :
 Độ chính xác vật đúc không cao dẫn tới lượng dư gia công lớn, hệ số sử dụng
vật liệu K nhỏ.
 Chất lượng phôi đúc thấp, thường có rỗ khí, rỗ xỉ, chất lượng bề mặt vật đúc
thấp.
 Phương pháp đúc trong khuôn kim loại
Đúc trong khuôn kim loại có nhưng ưu nhược điểm sau :
 Độ chính xác về hình dạng và kích thước cao.
 Tổ chức vật đúc mịn chặt, chất lượng bề mặt vật đúc cao.
 Dễ cơ khí hóa và tự động hóa, năng xuất cao.
 Khối lượng vật đúc hạn chế, khó chế tạo được các vật đúc có hình dạng phức
tạp và có thành mỏng, bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng cho nên sau khi đúc
thường phải ủ để chuẩn bị cho gia công cơ tiếp theo.
Ngoài ra người ta còn dùng các phương pháp đúc áp lực, đúc trong khuôn mẫu chảy,
đúc chân không, đúc ly tâm.. để tạo phôi.
 Phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn

Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

12


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Gia công kim loại bằng áp lực là dùng ngoại lực tac dụng thông qua các dụng cụ
là cho kim loại bị biến dạng ở trạng thái mạng tinh thể theo các hướng định trước để
thu được chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
Khi gia công kim loại bằng áp lực khối lượng và thành phần hóa học của vật liệu
luôn luôn được duy trì.
 Đặc điểm của phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực
Dưới tác dụng của ngoại lực tinh thể kim loại được định hướng và keo dài tạo
thành tổ chức sợi hoặc thớ làm tăng khả năng chịu kéo dọc thớ và chịu cắt ngang
thớ.
Trong quá trình biến dạng cấu trúc mạng bị sô lệch mất cân bằng làm cho tính dẻo
của vật liệu giảm đi, độ cứng tăng lên. Quá trình đó được gọi là quá trình biến cứng.
Mức độ biến cứng (bao gồm độ cứng và chiều sâu lớp biến cứng) phụ thuộc vào mức
độ biến dạng.
 Các ưu điểm cơ bản của phôi nhạn được từ phương pháp gia công áp lực là :
 Cơ tính của vật liệu được cải thiện.
 Độ chính xác hình dạng, kích thước, chất lượng bề mặt phôi cao do đó giảm
được thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu, nâng cao hệ số sử dụng
phôi K, góp phần giảm chi phí sản xuất.
 Rút ngắn được các bước của quá trình công nghệ.

 Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng xuất cao.
 Bên cạnh các ưu điểm trên gia công áp lực cũng có những nhược điểm sau :
 Khó chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp.
 Không áp dụng được đối với các kim loại và hợp kim có tính dẻo thấp như
gang, hợp kim đồng…
 Tính linh hoạt của phương pháp bị hạn chế, ví dụ, dập thể tích (còn gọi là rèn
khuôn) chỉ có ý nghĩa kinh tế khi số lượng chi tiết yêu cầu đủ lớn.
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 Các loại phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực
Có rất nhiều loại phôi được chế tạo từ các phương pháp gia công áp lực khác
nhau, sau đây là một số loại phôi chính.
 Phôi từ thép cán
Thép cán có hình dạng, kích thước tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu chuẩn,
độ chính xác, chất lượng bề mặt cao, thành phần hóa học ổn định hơn so với phôi
đúc.
Phôi của các chi tiết có tiết diện ngang hình trụ hoặc hình chữ nhật thường được cắt
từ thép cán, ví dụ, phôi các chi tiết dạng trục, bánh răng, bộ đôi bơm cao áp…
Sử dụng phôi cắt từ thép cán cho hệ số sử dụng vật liệu thấp, do đó thường chỉ dùng
trong sản xuất đơn chiếc hoặc dùng trong sản xuất hàng loạt với điều kiện hình dạng,

kích thước tiết diện ngang của phôi gần giống với tiết diện ngang của chi tiết.
 Phôi dèn tự do
Rèn tự do là dùng ngoại lực tác dụng (bằng tay hoặc bằng máy) thông qua các
dụng cụ làm kim loại biến dạng tự do ở nhiệt độ rèn để tạo ra sản phẩm có hình dạng,
kích thước theo yêu cầu.
 Rèn tự do có các ưu điểm sau :
 Phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng (có thể gia
công được vật nhỏ từ vài gam đến hàng trăm tấn), có thể gia công được các
vật lớn hơn so với dập thể tích.
 Có khả năng biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ phức tạp, do đó làm tăng khả
năng chịu tải trọng của vật liệu.
 Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít.
 Rèn tự do có các nhược điểm sau :

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

14


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 Độ chính xác về kích thước và hình dạng thấp, do đó để lại lượng dư gia công
cắt gọt lớn, chi phí gia công cơ tăng, hệ số sử dụng vật liệu K thấp do đó hiệu
quả kinh tế không cao.
 Chất lượng giữa các phần của phôi cũng như giữa các phôi không đồng đều

và phụ thuộc vào tay nghề của công nhân.
 Năng suất thấp.
Rèn tự do được dử dụng rộng dãi trong sản xuất đơn chiếc, trong công nghiệp sửa
chữa của tất cả cá ngành chế tạo thiết, đặc biệt trong các ngành chế tạo tàu thủy, tàu
hỏa… Khi chi tiết lơn và chịu tải trọng phức tạp thì hợp lí nhất là tạo phôi bằng
phương pháp rèn tự do.
 Phôi dập thể tích
Phôi dập thể tích có độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt
cao. Hầu như kim loại bị biến dạng ở trạng thái ứng suất khối nên tính dẻo cao hơn,
do đó biến dạng triệt để, chế tạo được các phôi có hình dạng phức tạp, hệ số sử dụng
vật liệu cao hơn so với rèn tự do.
Nhược điểm của dập thể tích là thiết bị cần có công suất lớn, không chế tạo được
phôi lớn, chi phí chế tạo khuôn cao, do đó chỉ có hiệu quả khi số lượng chi tiết đủ
lớn.
 Phôi dập tấm
Phôi dập tấm có độ cứng vững, độ chính xác và chất lượng bề mặt cao, thường
không phải gia công cơ hoặc gia công cơ rất ít do đó hiệu quả kinh tế - kĩ thuật cao.
Phương pháp tạo phôi bằng dập tấm dễ cơ khí hóa và tự động hóa, năng suất cao phù
hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối.
Phôi được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo ô tô (chiếm tới 60% khối
lượng sản phẩm), công nghiệp chế tạo thiết bị (60 – 70%)…

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

15


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 Phôi hàn
Phôi hàn được chế tạo từ thép cán (thép tấm hoặc thép hình) nhờ ghép nối
bằng hàn. Phôi hàn tiết kiệm được từ 30 – 50% khối lượng vật liệu so với phôi đúc.
Khi chế tạo các chi tiết dạng hộp ở dạng sản xuất đơn chiếc thì sử dụng phôi hàn là
hợp lí nhất. Chất lượng phôi hàn phụ thuộc vào chất lượng mỗi hàn. Khi hàn vật bị
lung nóng cục bộ tạo nên ứng suất dư lớn, tổ chức kim loại vùng gần mối hàn bị thay
đổi theo hướng xấu làm giảm khả năng chịu tải trọng động. Sau khi gia công cắt gọt
và cùng với quá trình làm việc trạng thái ứng suất dư ở mối hàn bị thay đổi dẫn đến
chi tiết dễ bị biến dạng.
 Tính giá thành phôi
Sau khi chọn phôi ta phải xác định giá thành để có thể so sánh với phương
pháp chọn phôi mà nhà máy đang dùng hoặc phải so sánh hai phương án mà ta đưa
ra. Giá thành 1 KG phôi ( Sp ) được xác định theo công thức sau đây:

S
 C

S p   1 .Q.K1.K 2 .K3 .K 4 .K5   (Q  q).
1000
 1000

Trong đó:
C1 : Giá thành 1 tấn phôi (đồng)
K1,K2,K3,K4,K5 : Các hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác; độ phức tạp của phôi; vật
liệu; trọng lượng và sản phẩm phôi
 K1 = 1÷1,1;

 K2 của gang là 1÷1,24; của thép cacbon là 1,21; của thép hợp kim là 2,2; của
nhôm và đồng là 5,1
 K3 của gang và thép dao động từ 0,7 đến 1,45 phụ thuộc vào độ phức tạp của
phôi; của nhôm và đồng dao động từ 0,97 đến 1,25

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

16


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

 K4 bằng 0,90 đối với trọng lượng của phôi nhỏ hơn 1kG; K4 bằng 0,60 đối
với trọng lượng của phôi từ 1÷2 kG; K4 bằng 0,50 khi trọng lượng của phôi
từ 5÷10kG và K4 bằng 0,38 khi phôi có trọng lượng lớn hơn 10kG
 K5 bằng 1,23 khi sản lượng của phôi nhỏ hơn 100 chiếc; K5 bằng 1 khi sản
lượng của phôi nằm trong khoảng 100 – 500 chiếc; và K5 bằng 0,83 khi sản
lượng của phôi lớn hơn 500 chiếc.
Q : Trọng lượng của phôi
q : Trọng lượng của chi tiết
S : Giá thành 1 tấn phôi phế phẩm
Với các tính giá thành của phôi ta có thể so sánh các phương án khác nhau để chọn
ra phương án hợp lý nhất giảm giảm giá thành sản phẩm.
2) Xác định phương pháp chế tạo phôi chi tiết được giao
- Vật liệu để chế tạo chi tiết thân thủy lực là gang xám. Gang xám có giá thành

rẻ, dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp (1350 0C), có tính đúc tốt và khả năng
chịu lực nén cao.
Do đặc tính của gang xám là cứng, giòn, không rèn dập được nên ta chọn phương
pháp đúc để chế tạo phôi chi tiết thân thủy lực.
- Các phương án đúc phôi gang:
+ Đúc gang trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay. Phương pháp này
cho độ chính xác thấp, lượng dư cho gia công cắt gọt lớn, năng suất thấp, đòi hỏi
trình độ tay nghề công nhân cao, thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
+ Dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuôn bằng máy. Phương pháp này đạt
độ chính và năng suất cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ, thích hợp với sản xuất
hàng loạt và hàng khối.

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

17


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

+ Đúc trong khuôn kim loại. Phương pháp này đem lại sản phẩm đúc chất
lượng cao, kích thước chính xác, độ nhẵn bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hóa,
tự động hóa, thích hợp cho dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối.
- Căn cứ vào dạng sản xuất hàng loạt vừa, hình dáng, kết cấu, kích thước chi tiết
(tương đối nhỏ), vật liệu chế tạo phôi là gang xám ta chọn phương pháp đúc tối ưu,
kinh tế nhất là: đúc trong khuôn kim loại.

Sau khi đúc cần làm sạch, cắt bavia, đem ủ để giảm độ cứng và giảm ứng suất, tạo
thuận lợi cho gia công cơ.

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

18


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Bản vẽ kĩ thuật

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

19


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Bản vẽ chi tiết lồng phôi

* Yêu cầu kỹ thuật:
- Đảm bảo độ song song giữa tâm của lỗ ∅12, ∅23, ∅30 với mặt đáy của giá đỡ.
- Đảm bảo độ vuông góc giữa tâm của lỗ ∅12, ∅23,∅30 với mặt đầu của trụ
- Đảm bảo độ chính xác của khoảng cách giữa lỗ lắp ghép và đế là 48 0,02 và độ
chính xác của các lỗ này là ∅120,02
- Mặt phẳng lắp ghép đạt độ nhẵn bóng Rz = 20 m

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

20


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

a) Xác định đường lối công nghệ
Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí,một dao, gia
công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
b) Chọn phương pháp gia công
Đối với dạng sản xuất hàng loại lớn muốn chuyên môn hóa cao để có thể đạt năng
suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất
là phân tán nguyên công ( ít bước công nghệ trong một nguyên công) . ở đây ta dùng
máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng để chế tạo.
- Phay mặt phẳng A bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên là phay thô
sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 20 m.
- Phay mặt phẳng B bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên là phay thô

sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 20 m.
- Phay mặt phẳng D bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên là phay thô
sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 40 m.
- Đối với gia công lỗ ∅14 trên mặt D đạt cấp chính xác Rz=20 tra bảng 5
(TKĐACNCTM ) thì cấp chính xác là 5. Tra bảng với lỗ ∅14 cấp chính xác 5 ta có
dung sai của lỗ là +0,02 m. Vì là lỗ không có sẵn nên khi gia công ta phải khoan,
khoét rồi doa thô và doa tinh.
- Gia công 4 lỗ ∅5 và ∅6 đảm bảo cấp chính xác 7 để dùng định vị cho nguyên
công sau.
- Phay mặt phẳng C và E bằng dao phay đĩa, đầu tiên là phay thô sau đó là phay
tinh đảm bảo Rz = 40 m.
- Gia công tiện lỗ ∅25 và ∅35 đạt Rz = 20 m.
- Đối với gia công lỗ ∅14 trên mặt E đạt cấp chính xác Rz=20 tra bảng 5
(TKĐACNCTM ) thì cấp chính xác là 5. Tra bảng với lỗ ∅14 cấp chính xác 5 ta có

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

21


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

dung sai của lỗ là +0,02 m. Vì là lỗ không có sẵn nên khi gia công ta phải khoan,
khoét rồi doa thô và doa tinh.
- Đối với gia công lỗ ∅24 trên mặt B đạt cấp chính xác Rz=20 dung sai của lỗ là

0,02 m. Vì là lỗ không có sẵn nên khi gia công ta phải khoan, khoét rồi doa thô
và doa tinh. Ta rô ren M4 tiến hành bằng tay sau khi khoan.
c) Lập tiến trình công nghệ
Trình tự các nguyên công để gia công nửa trên của giá đỡ có thể tiến hành như sau
Bảng 1. Trình tự các nguyên công
TT

Nguyên công

1

Phay mặt A

2

Phay mặt E và D

3

Phay mặt B và C

4

Khoan khoét doa lỗ ∅12 trên mặt phẳng D

5

Khoan doa lỗ ∅23 trên mặt B

6

Khoan doa lỗ ∅30

7

Khoan khoét doa lỗ ∅12 trên mặt phẳng E

8

Khoan, khoét tarô 3 lỗ M5 trên mặt D

9

Khoan tarô 6 lỗ M5

10

Khoan khoét lỗ bậc 5

11

Khoan sâu 2 lỗ ∅6 và 1 lỗ ∅8

12

Khoan tarô 4 lỗ M5 trên mặt E

13

Khoan tarô 4 lỗ M5 còn lại

14

Kiểm tra độ song song của 2 mặt phẳng

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

22


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

V. Lập thứ tự các nguyên công
1) Nguyên công I: Phay mặt phẳng A.

n

z

0

x

118±0

W

y

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công I
* Định vị: chi tiết được định vị 5 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng bên, vì là mặt
thô cho nên ta dùng phiến tỳ nhám, hai bậc ở mặt trụ nhờ 2 chốt trụ khía nhám.
* Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp bằng ren để kẹp chi tiết từ mặt đầu của chi tiết
vuông góc với mặt gia công.
Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

23


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Chọn máy: máy phay đứng F250x900 Công suất máy Nm = 7 KW
Chọn dao : Dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8, với đường kính dao
D = 110 (mm), số răng Z=12 răng.
* Lượng dư gia công: Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM I ) lượng dư gia công
của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại đối với mặt
dưới là 2 mm
2) Nguyên công II: Phay mặt phẳng E và C

n

n

z

0

x

W

W

Rz20

y

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công II
* Định vị: chi tiết được định vị 5 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A, vì là mặt
tinh nên ta dùng phiến tỳ nhẵn, 2 bậc ở mặt cạnh nhờ 2 chốt trụ đầu tròn.

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

24


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

* Kẹp chặt: dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ mặt trên mặt B của chi
tiết vuông góc với mặt gia công.
Chọn máy: máy phay đứng UF222 . Công suất máy Nm = 7 KW
Chọn dao: dao phay mặt đầu bằng thép gió P18, đường kính dao D = 40 (mm),
số răng Z=10 răng.
* Lượng dư gia công: Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM I ) lượng dư gia công
của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại đối với mặt
trên là 2,2 mm
3) Nguyên công III : Phay mặt D và B
n

W

z

47±0

n
x

8±0

0

39±0

y

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công III

Giáo viên hướng dẫn : Luyện Duy Tuấn
Sinh viên thực hiện : Dương Văn Hiệp
Lớp :110151 A

25