Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên với sản lượng 8000 chi tiết năm, điều kiện sản xuất tự do

LỜI NÓI ĐẦU
Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào
tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các
ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ...
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng
nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã
học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng
cụ

cắt... Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui

trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Bùi Ánh Hưng trong bộ môn
công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc
thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự
chỉ bảo của các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Ánh Hưng đã giúp đỡ em hoàn thành công
việc được giao.


Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Theo đề bài thiết kế:
” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên”
với sản lượng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.
Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết
có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau
một góc nào đó.
Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này
( thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục
khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần
thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ).

Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao:
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.
+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.
1.

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai

bề mặt trong của hai lỗ. Cụ thể ta cần đảm bảo các
điều kiện kỹ thuật sau đây:
- lỗ 1 và 2 dùng để dẫn dầu vào trong 2 lỗ I
và II (trong lỗ I và II có lắp bạc thay).
- Hai đường tâm của hai lỗ I và II phảI song
song với nhau và cùng vuông góc với mặt đầu tay
biên . Hai đường tâm của hai lỗ I và II phảI đảm bảo khoảng cách A = 165 0,1, độ không
song song của hai tâm lỗ là 0,08 mm trên l = 25 mm (0,08/25), độ không vuông góc của
tâm lỗ so với mặt đầu là 0,08 mm trên l = 25 mm (0,08/25). Hai lỗ thường có lắp bạc lót
có thể tháo lắp được.
Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia
công chi tiết tay biên như sau:
+ Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững.


+ Với tay biên, với kích thước không lớn lắm phôI nên chọn là phôI dập và vì để
đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của tay biên.
+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai
mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với tay biên các
lỗ vuông góc cần phảI thuận lợi cho việc gia công lỗ.
+ Kết cấu của càng phảI thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc.

+ Kết cấu của càng phảI thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống
nhất.
Với tay biên , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm
bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai
lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công. Và thứ tự gia công
của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu.
2.

Xác định dạng sản xuất:
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N = N1m(1 + /100)
Trong đó:
N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;
N1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;
m : Số chi tiết trong một sản phẩm;
 : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ
(5% đến 7%)
 N = 8000.1.(1 + 6%) = 8480 ( sản phẩm).
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. = 0,123.7,852 = 1 kg
Theo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:


Dạng sản suất: HÀNG LOẠT LỚN
3.

Chọn phưong pháp chọn phôi:

Phôi ban đầu để rèn và dập nóng:
Trước khi rèn và dập nóng kim loại ta phảI làm sạch kim loại, cắt bỏ ra
từng phần nhỏ từng phần phù hợp được thực hiện trên máy cưa. Trong trường hợp
trọng lượng của chi tiết ( biên liền)khoảng 1 kg (< 10 kg) thì ta chọn phôI là cán
định hình.
Rèn tự do:
Dập lần 1:
Dập lần 2:
Cắt bavia:
Bản vẽ lồng phôI:
Từ cách chế tạo phôI ở trên ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3-9
(Lượng dư phôi cho vật rèn khuôn ) Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy. Các kích
thước của vật rèn khuôn, được xác định đối với các bề mặt gia công của chi tiết
khi làm tròn sẽ tăng lượng dư lên với độ chính xác : + 0,5 mm. Trị số lượng dư
cho trong bảng cho đối với bề mặt R z = 80; nếu bề mặt gia công có R z = 20  40
thì trị số lượng dư tăng 0.3  0.5 mm; nếu bề mặt có độ nhấp nhô thấp hơn thì trị
số lượng dư tăng thêm 0.5  0.8 mm. Trong trường hợp này bề mặt gia công của ta
có Ra = 1.25 (cấp nhẵn bóng : cấp 7 có R z = 6.3). Ta có các lượng dư tương ứng
như sau:


4.

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)
Lập sơ bộ các nguyên công:
-

Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thước 29 0,1, gia công trên máy phay ngang

bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200 mm và sau đó có thể
mài phẳng ( đạt được độ nhám R a = 1,25 - cấp độ bóng cấp 7) để làm chuẩn định
vị cho các nguyên công sau.

-

Nguyên công 2 : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thước 300,033 và vát mép lỗ,
gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt được độ
nhám Ra = 1,25.

-

Nguyên công 3 : Gia công lỗ to tay biên đạt kích thước 500,037 và vát mép lỗ, gia
công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt được độ nhám
Ra = 1,25.

-

Nguyên công 4 : Gia công vấu đầu nhỏ tay biên trên máy phay đứng bằng dao
phay ngón để đạt được kích thước 28 0,1.


-

Nguyên công 5 : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2 mũi có
đường kính 6 và 2.

-

Nguyên công 6 : Gia công vấu đầu to tay biên trên máy phay đứng bằng dao phay

ngón để đạt được kích thước 40 0,16

-

Nguyên công 7 : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2 mũi có
đường kính 6 và 2.

-

Nguyên công 8 : Gia công lại mặt đầu đầu nhỏ, Phay hạ bậc trên máy phay ngang
với 2 dao phay đĩa 3 mặt để đạt kích thước 25 0,1.

-

Nguyên công 9 : Kiểm tra Độ song song của hai lỗ biên không được quá 0,08 mm,
độ vuông góc của cả hai lỗ với mặt đầu tương ứng không vượt quá 0,08 mm, độ
song song của hai mặt đầu không vượt quá 0,08 mm.
Thiết kế các nguyên công cụ thể:
Nguyên công I : Phay mặt đầu
Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên
cần đảm bảo độ song song và cần
phảI đối xứng qua mặt phẳng đối
xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng
cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6
bậc tự do, và má kẹp có khía nhám
định vị vào hai mặt phẳng của thân
tay biên bởi đây là chuẩn thô.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai phía
cùng tiến vào, phương của lực kẹp cùng phương với phương của kích thước
thực hiện. Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của

hai đầu biên trong cùng một nguyên công bởi vậy ta dùng cơ cấu bàn phân độ.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất của máy Nm = 7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các
kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):


D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng.
Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Z b1 = 2.5 mm và lượng dư
màI thô Zb2 = 0.5 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 2.5 mm, lượng
chạy dao S = 0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút.
Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5225 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI của bề mặt gia công và chu kỳ bền
của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 Sổ tay
CNCTM2- k3 = 1.
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 32,5.1.0,8.1 = 26 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt = 33.12 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ
là:
Vtt = 23,56 m/phút.
Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.26.30 =101,4 mm/phút. Theo máy ta có
Sm = 95 mm/phút.
Nguyên công II:Khoét, Doa, vát
mép lỗ 300.033
Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ
cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối
giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài

của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và
mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt
phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào
mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu biên


nhỏ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm ( hoặc một khối V cố định
định vị vào mặt trụ ngoàI của đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do).
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đường kính mũi khoan lớn nhất khi
khoan thép có độ bền trung bình max = 35mm. Công suất của máy Nm = 6 kW
Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 29.5 mm( có các kích
thước sau: L = 180  355mm, l = 85210 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim
cứng D = 30mm,Vát mép D = 35mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công
nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z b1 = 1,25 mm và lượng
dư Doa Zb2 = 0,25 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, lượng
chạy dao S = 0.8 mm/vòng(0,81), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng. Ta tra được
các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2,
k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay
CNCTM tập 2, k3 = 1
vt = vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 = 72 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính
nt vào công thức:
nt = 709,68 vòng/phút
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng

quay: nm = 696 vòng/phút và lượng chạy dao S =
0,1 mm/vòng.


Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy
dao S = 1 mm/vòng(11,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 106,2 vòng/phút
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 87 vòng/phút và
lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Nguyên công III: Khoét, Doa, vát mép lỗ 500.037
Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối
giữa hình trụ trong và hình tròn ngoàI của phôI và độ vuông góc của tâm lỗ và
mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 165 0.1 bởi vậy
ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một
bạc côn chụp vào đầu biên to hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm và
một chốt chám định vị vào lỗ 30 vừa gia công ở nguyên công trước hạn chế
1 bậc tự do chống xoay( hoặc một khối V di động định vị
vào mặt trụ ngoàI của đầu to tay biên hạn chế 1 bậc tự do
và chốt trụ ngắn định vị lỗ 30 hạn chế hai bậc tư do còn
lại).
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên
xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đường kính mũi khoan
lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình max =
75mm. Công suất của máy Nm = 13 kW
Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 49.5
mm, Mũi Doa bằng thép gió D = 50mm,Vát mép bằng thép gió D = 55mm
( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z b1 = 1,25 mm và lượng

dư Doa Zb2 = 0,25 mm


Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, lượng
chạy dao S = 1 mm/vòng(11,3), tốc độ cắt V = 86 (hoặc 96)mm/phút. Ta tra
được các hệ số phụ thuộc:
k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1
k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2,
k2=1
k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay
CNCTM tập 2, k3 = 1
vt = vb.k1.k2.k3 = 86.1.1.1.1 = 86 mm/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 558,9 vòng/phút
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 500 vòng/phút
và lượng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy
dao S = 1,17 (1,0  1,5 )mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 mm/vòng.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 106,2 vòng/phút
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 89 vòng/phút và
lượng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
Nguyên công IV:Phay vấu đầu nhỏ
Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu nhỏ tay biên cần đảm
bảo độ song song với mặt phẳng đối xứng của tay biên và
cần phảI đạt được khoảng cách tới tâm lỗ 280,1,
bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do
như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt
trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám hạn
chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của
kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể đIều chỉnh máy đạt
được kích thước theo yêu cầu.
Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy Nm = 10kW
Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các kích
thước sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Zb = 3 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 3 mm, lượng chạy dao S = 0.1
– 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-160 và 5-161
Sổ tay CNCTM tập 2. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền
của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 1
K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161 Sổ tay
CNCTM2- k3 = 1
K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161 Sổ tay
CNCTM2- k4 = 1
Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1.1 = 192.64 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán
là:
nt = 1532 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1500
vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:
Vtt = 188,4 m/phút.
Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.6.1500 =
900 mm/phút. Theo máy ta có Sm = 500 mm/phút.
Nguyên công V:Khoan lỗ dầu đầu nhỏ

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ và
tâm của lỗ biên đầu nhỏ đồng thời cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối của 2
lỗ với nhau và với hình tròn ngoài, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc
tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt
trụ trong của lỗ  30 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định vị vào lỗ 50 hạn
chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của
kích thước thực hiện.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan
thép có độ bền trung bình max = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 6 mm và mũi khoan có d = 2mm
( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoan 1 Zb1 = d1/2 = 3 mm và
lượng dư khoan lần 2 Zb2 = d2/2 =1 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 6, chiều sâu cắt t = 3 mm,
lượng chạy dao S = 0,17 (0.140,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút.
Ta có các hệ số:
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.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào
Mác của vật liệu mũi khoan, k1 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 =
27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của
trục chính nt vào công thức: nt = 1469 v/ph
 ta chọn số vòng quay của trục chính theo
dãy số vòng quay: nm = 1360vòng/phút

Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 2. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy
dao S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt V = 43 m/phút. Ta có các hệ số:
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, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 43.1.1.1.1 = 43 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 6847 v/ph.
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1360vòng/phút và
lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Nguyên công VI: Phay vấu đầu to
Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu to tay biên cần đảm bảo một góc nghiêng
450 so với mặt phẳng đối xứng của tay biên và cần phảI đạt được khoảng cách
tới tâm lỗ 400,16, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau:
mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và chốt
chám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của
kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể đIều chỉnh máy đạt
được kích thước theo yêu cầu.
Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy Nm = 10kW
Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim
cứng, có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay
Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Z b = 3
mm.

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 3 mm, lượng chạy dao S = 0.1
– 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-160 và 5-161
Sổ tay CNCTM tập 2. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền
của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 1
K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161 Sổ tay
CNCTM2- k3 = 1
K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161 Sổ tay
CNCTM2- k4 = 1
Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1.1 = 192.64 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt = 1532 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1500 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế
sẽ là:
Vtt = 188,4 m/phút.
Lượng chạy dao phút là S p = Sr.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút. Theo máy ta có
Sm = 500 mm/phút.
Nguyên công VII: Khoan lỗ dầu đầu to
Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo
độ xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu
nhỏ, độ đồng tâm tương đối của 2 lỗ với nhau và
với hình tròn ngoàI và nghiêng 45 o so với mặt
phẳng đối xứng của tay biên , bởi vậy ta sử dụng cơ
cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn
chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt


trụ trong của lỗ  50 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định vị vào lỗ 30 hạn

chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của
kích thước thực hiện.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan
thép có độ bền trung bình max = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 6 mm và mũi khoan có d = 2mm
( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoan 1 Zb1 = d1/2 = 3 mm và
lượng dư khoan lần 2 Zb2 = d2/2 =1 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 6, chiều sâu cắt t = 3 mm,
lượng chạy dao S = 0,17 (0.140,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút.
Ta có các hệ số:
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.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k1 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 1469 vòng/phút
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số
vòng quay: nm = 1360vòng/phút
Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ
2. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S =
0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt V = 43
m/phút. Ta có các hệ số:
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.

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k1 = 1.
vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 43.1.1.1.1 = 43 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:
nt = 6847 vòng/phút
 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1360vòng/phút
và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Nguyên công VIII:Phay hạ bậc đầu nhỏ
Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phải đối
xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp hạn
chế 5 bậc tự do: mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị vào mặt
trụ trong 50 hạn chế 2 bậc tự do.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai phía
cùng tiến vào.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất của máy Nm = 7kW
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các
kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 160 mm, d = 40 mm, B = 18 (22)mm, số răng Z = 18 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay Zb = 2 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 2
mm, lượng chạy dao S = 0,13 (0.1 – 0.18)mm/răng, tốc độ
cắt V = 25 (24,5)m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ
thuộc vào nhóm và cơ
tính của thép cho
trong bảng 5-225 Sổ
tay CNCTM2- k1 = 1


K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI của bề mặt gia công và chu kỳ bền

của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8
K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 Sổ tay
CNCTM2- k3 = 0,8.
Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 25.1.0,8.0,8 = 16 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
nt = 31.85 v/ph
Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ
là:
Vtt = 15,072 m/phút.
Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.18.30 =70,2 mm/phút. Theo máy ta có
Sm = 60 mm/phút.
Nguyên công IX:Kiểm tra
Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ 30 và 50
Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt đầu.
5.

Tính lượng dư của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi

tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
Tính lượng dư của bề mặt 50+0,037. Độ chính xác của phôI dập cấp , trọng phôI: 1
kg vật liệu phôI: thép 45.
Qui trình công nghệ gồm hai nguyên công (hai bước) : khoét và doa. Chi tiết được
định vị mặt phẳng đầu ( hạn chế 3 bậc tự do), chốt trụ
ngắn ở lỗ 30+0,033 ( hạn chế 2 bậc tự do), khối V tuỳ
động định vị vào đường kính ngoàI của đầu biên lớn (
hạn chế 1 bậc tự do).
Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong
đối xứng 50+0,037:
Zmin = Rza + Ti +
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.
a : 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 …)
b : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.
Theo bảng 10 – Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:
Rz = 150 m
Ti = 200 m
Sai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:
a =
Giá trị cong vênh c của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và hướng trục:
c= = 87 m.
Trong đó:
- k lấy theo bảng 15 –Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy.
- l,d là chiều dàI và đường kính lỗ.
Giá trị cm (Độ xê dịch phôI dập ) được tra theo bảng 3.77 – Sổ tay Công nghệ Chế Tạo
Máy tập 1, cm = 0.3 mm = 300m.
 a == 312,36 m.
Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:
1 = k.a đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô( hệ số chính xác
hoá).
1 = 0,05.312,36 =15,618 m.
Sai số gá đặt chi tiết b ở bước nguyên công đang thực hiện được xác định bằng
tổng véctơ sai số chuẩn c và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá:
b =
Trong đó:
c : sai số chuẩn( khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định vị)

c = 0.2 + 2.e (chọn e = 0- không tồn tại độ lệch tâm) c = 0,2.
k: sại số kẹp chặt (Bảng 24)  k = 80 m
 b = = = 215.41 m.
Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:
2.Zmin = 2.(RZi-1 + Ti-1 + )
= 2.(150 + 200 + )
= 2.729,43 = 1458,86 m.
 Lượng dư nhỏ nhất của khoét (gia công thô):
2.Zmin = 1458,86 m.
Tính lượng dư cho bước gia công tinh( doa):
1 = k. = 0,05.312,36 = 15.618 m.
b = 0,05.215,41 = 10,771 m.
RZi = 50 m.
Ti = 50 m.
( sau khi khoét thô đạt cấp chính xác 3 – theo Bảng 13 )
 2.Zmin = 2.(50 + 50 + )
= 2.118,97 = 237.94 m.
 Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư như sau:
Bước

RZa
m

Phôi

150 200

Khoé
t

Doa

50

Ti
m

50

a
m
312.3
6
15.61
8

b
m

215.4
1
10.77
1

Zmt
m

729
119

dt
m
48.34
1
49.79
9
50.03
7


m
2000
100
25

Dmin
mm
46.34

Dmax
mm
48.34

1
49.69

1
49.79

9

50.01

9
50.03

2

7
Tổng

Kiểm tra: Tph – Tch = 2000 – 25 = 1975 = 3671 – 1696 = 2Zbmax – 2Zbmin

2Zmin 2Zmax
m
m

1458 3358
238

313

1696 3671


6.

Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của

chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 1 – Phay

mặt đầu để đạt kích thước 290,1 và cấp nhẵn bóng Ra = 1,25 m. Ta có các thông số đầu
vào: Phay trên máy phay nằm vạn năng với công suất động cơ N m = 7kW. Phay bằng hai
dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84
Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng.
Ta có:
- Chiều sâu phay t = 70 mm.
- Chiều rộng phay B = 2,5 mm.
- Lượng chạy dao S = 0,13
- Tốc độ cắt V(m/ph)
Tốc độ cắt được tính theo công thức:
V = = 26,19 m/ph
Trong đó:
Cv, m, x, y, u, q và p: hệ số và các số mũ cho trong bảng 5-39- Sổ tay CNCTM tập
2  Cv = 48.5, m = 0.2, x = 0,3, y = 0,4, u = 0.1, q = 0.25, p = 0.1.
T : chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-40- Sổ tay CNCTM tập 2  T = 240 phút
kv: hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể
kv = kMV.knv.kuv =1,22.0,8.1 = 0,976
Trong đó:
kMV- hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công cho trong bảng 5-1 5-4
kMV = = = 1,22
Trong đó:
b : Giới hạn bền của vật liệu, b = 600 Mpa.
Kn : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm thép theo tính gia công, kn = 1.
Nv : số mũ cho trong bảng 5-2, nv = 0.9.


knv- hệ số phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt của phôi cho trong bảng 5-5, k m = 0,8.
kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt cho trong bảng 5-6, knv = 1.
- Lực cắt Pz, N:

Lực cắt được tính theo công thức:
PZ = = = 3192.3 N
Trong đó:
Z – số răng dao phay, Z =26 răng;
N – số vòng quay của dao:
N = = = 33,36 vòng/phút
Cp - và các số mũ – cho trong bảng 5 – 41
 Cp = 68.2, x = 0.86, y = 0.72, u = 1.0, q = 0.86, w = 0.
Kmp – hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công đối với thép và gang
cho trong bảng 5-9:
Kmp = = = 0.935
Giá trị các lực cắt thành phần khác: Lực ngang P h, Lực thẳng đứng Pv, Lực hướng
kính Py, Lực hướng trục Px được xác định từ quan hệ cắt chính theo bảng 5-42:
Py = 0,5.Pz = 0,5.3192,3 = 1596,15 N.
- Mômen xoắn Mx [Nm], để tính trục dao theo uốn:
Mx =
- Công suất cắt Ne [kw]
7.

Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công:
Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác

định theo công thức sau đây:
Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn
Trong đó :
Ttc - Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công).
To - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng,
kích thước và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể được thực hiện bằng

máy hoặc bằng tay và trong từng trường hợp gia công cụ thể có công thức tính
tương ứng).
Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết,
mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thước của
chi tiết ...). Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giá trị gần đúng T p =
10%To.
Tpv – Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật
(Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, màI dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ
(Tpvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (T pvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ
làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To).
Ttn – Thời gian nghỉ ngơI tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%To).
Xác định thời gian cơ bản theo công thức sau đây:
To =
Trong đó:
L – Chiều dài bề mặt gia công (mm).
L1 – Chiều dài ăn dao (mm).
L2 – Chiều dài thoát dao (mm).
S – Lượng chạy dao vòng(mm/vòng).
n – Số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút.
8.1. Thời gian cơ bản của nguyên công 1: Phay mặt đầu bằng 2 dao phay đĩa:
L = 70 mm.
L1 = = + 3 = 115 mm
L2 = (2  5) mm.
To1 = = = 0,067 phút.
8.2. Thời gian cơ bản của nguyên công 2: Khoét – Doa – Vát mép lỗ  30:
- Khoét:
L = 29 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,5  2) = 3 mm.

L2 = (1  3) mm.
To2.1 = = = 0,036 phút.
- Doa:
L = 29 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,52) = 2 mm.
L2 = (1  3) mm.
To2.2 = = = 3,908 phút.
- Vát mép:
L = 1 mm.
L1 = (0,5  2) mm.
To2.3 = = = 0,034 phút.
8.3. Thời gian cơ bản của nguyên công 3: Khoét - Doa - Vát mép lỗ  50:
- Khoét:
L = 29 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,5  2) = 3 mm.
L2 = (1  3) mm.
To3.1 = = = 0,583 phút.
- Doa:
L = 29 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,52) = 2 mm.
L2 = (1  3) mm.
To3.2 = = = 3,184 phút.
- Vát mép:
L = 1 mm.
L1 = (0,5  2) mm.
To3.3 = = = 0,05 phút.
8.4. Thời gian cơ bản của nguyên công 4: Phay vấu đầu nhỏ:


L = 15 mm.

L1 = = + 3 = 13,5 mm
L2 = (2  5) mm.
To4 = = = 0,067 phút.
8.5. Thời gian cơ bản của nguyên công 5: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ:
- Khoan lỗ dầu 6, không thông suốt:
L = 10 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,5  2) = 7 mm.
To5.1 = = = 0,074 phút.
- Khoan lỗ dầu 2:
L = 1 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,5  2) = 3 mm.
L2 = (1  3) mm.
To5.2 = = = 0,051 phút.
8.6. Thời gian cơ bản của nguyên công 6: Phay vấu đầu to:
L = 15 mm.
L1 = = + 3 = 13,5 mm
L2 = (2  5) mm.
To6 = = = 0,067 phút.
8.7. Thời gian cơ bản của nguyên công 7: Khoan lỗ dầu đầu to:
- Khoan lỗ dầu 6, không thông suốt:
L = 10 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,5  2) = 7 mm.
To5.1 = = = 0,074 phút.
- Khoan lỗ dầu 2:
L = 1 mm.
L1 = cotg + (0.5  2) = cotg300 + (0,5  2) = 3 mm.


L2 = (1  3) mm.
To5.2 = = = 0,051 phút.

8.8. Thời gian cơ bản của nguyên công 8: Phay hạ bậc:
L = 50 mm.
L1 = = + 3 = 4,5 mm
L2 = (2  5) mm.
To1 = = = 0,033 phút.
 Vậy thời gian cơ bản để gia công chi tiết là:
To = T01 + T02.1 + T02.2 + T02.3 + T03.1 + T03.2 + T03.3 + T04 + T04.1 + T04.2 + T05 + T05.1 +
T05.2 + T06 + T06.1 + T06.2 + T07 + T07.1 + T07.2 + T08 = 7,596 phút.
8.

Thiết kế một đồ gá gia công hoặc một đồ gá kiểm tra hoặc chỉ định của giáo

viên hướng dẫn.(Nguyên công I: Đồ gá dùng Nguyên công Phay hạ bậc)
Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo các bước sau đây:
9.1. Xác định kích thước của bàn máy 320x1250 mm 2, khoảng cách từ bàn máy tới trục
chính. Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thước đồ gá.
9.2. Xác định phương pháp định vị.
Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phảI đối xứng qua mặt
phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc
tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là
chuẩn thô.
9.3. Trong trường hợp có phôI để gia công cụ thể cần xác định kích thước thực của bề
mặt dùng làm chuẩn để từ đó chọn kết cấu đồ định vị cho hợp lí: định vị vào thân tay biên
và là chuẩn thô có kích thước khoảng 105x35 mm 2 ta chọn miếng miếng kẹp của
Êtô( phiến kẹp có khía nhám) có kích thước B < 105 mm, h > 35 mm.