Đồ án công nghệ chế tạo máy ụ gá dao cnc ( Full bản vẽ 2D + thuyết minh)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
Ho Chi Minh University of Technology and Education

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY
…………..o0o…………..

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CHI TIẾT “ Ụ GÁ DAO CNC ”

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG
SVTH: CAO VĂN ĐỨC HIỀN

MSSV: 19344030

DƯƠNG CHÍ CƯỜNG

MSSV: 19344048

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ KHÍ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2020


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Trường ĐH SPKT TP.HCM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
--------------***-----------------------------o0o--------------KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
CAO VĂN ĐỨC HIỀN
MSSV: 19344030
DƯƠNG CHÍ CƯỜNG
MSSV: 19344048
Ngành:
Công nghệ kĩ thuật cơ khí
Lớp: 193440B
Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “Ụ GÁ DAO CNC”
I. Số liệu cho trước:
- Sản lượng: 100000 chiếc/năm
- Điều kiện thiết bị: Tự chọn
Nội dung thuyết minh và tính toán:
1. Nghiên cứu chi tiết gia công: chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu,…
2. Xác định dạng sản xuất.
3. Chọn phôi và phương pháp tạo phôi, tra lượng dư gia công cho các bề mặt gia công.
4. Lập tiến trình công nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chọn phương án hợp lí.
5. Thiết kế nguyên công:
• Vẽ sơ đồ gá đặt.
• Chọn máy. chọn dao (loại dao và vật liệu làm dao)
• Trình bày các bước gia công, tra các chế độ cắt: n,s,t; tra lượng dư cho các bước và tính thời gian
gia công cơ bản cho từng bước công nghệ.
• Tra lượng dư gia công cho nguyên công 5,7.
• Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 7,8.
6. Thiết kế đồ gá:
• Vẽ sơ đồ nguyên lý. Thiết kế kết cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá.

• Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp.
• Tính sai số gá đặt và so sánh với dung sai của nguyên công đang thực hiện trên đồ gá.
• Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực.
Các bản vẽ:
- Bản vẽ chi tiết: 1 bản (A3).
- Bản vẽ chi tiết lồng phôi: 1 bản (A3).
- Bản vẽ mẫu đúc: 1 bản (A3).
- Bản vẽ lắp khuôn đúc: 1 bản (A3).
- Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công: 4 bản (A3).
- Bản vẽ tách chi tiết từ đồ gá: 1 bản (A3).
- Bản vẽ thiết kế đò gá: 1 bản (A1).
Ngày giao nhiệm vụ:
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 10/08/2020
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Đặng Minh Phụng
Họ và tên:

II.

III.

IV.
V.
VI.

Chủ nhiệm bộ môn
(Ký tên)

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên)

Trang 2


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................................. 6
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................................. 7
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................... 8
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................................................ 9
CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI .................................... 10
1.1 NGHIÊN CỨ CHI TIẾT GIA CÔNG ............................................................................. 10
1.1.1 PHÂN TÍCH CÔNG DỤNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CTGC ............... 10
1.1.2 PHÂN TÍCH VẬT LIỆU CHẾ TẠO CTGC. ........................................................... 11
1.1.3 PHÂN TÍCH HÌNH DẠNG, KẾT CẤU CTGC. .......................................................... 13
1.1.4 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN SUẤT. ................................................................................. 13
1.1.4.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT. ........................................................... 13
1.1.4.2 XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG THỰC TẾ. ............................................................. 15
1.2 CHỌN PHÔI. ................................................................................................................... 16
1.3 PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI ĐÚC ....................................................................... 19
1.3.1.

Đúc trong khuôn cát ........................................................................................... 19

1.3.2.

Đúc trong khuôn kim loại .................................................................................. 21

1.3.3.

Đúc ly tâm .......................................................................................................... 22

1.3.4.

Đúc áp lực .......................................................................................................... 23

1.3.5.

Đúc liên tục ........................................................................................................ 23

1.3.6.

Đúc mẫu chảy ..................................................................................................... 24

1.3.7.

Chọn phương pháp chế tạo phôi ........................................................................ 24

1.4. XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG. ......................................................................... 28
1.5. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ SỬ DỤNG VẬT LIỆU. ................................................................. 31
CHƯƠNG II : THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG ................................................................. 33
2.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ ..................................................................... 33
2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG........................................................................ 34
CHƯƠNG III: THUYẾT KẾ NGUYÊN CÔNG ...................................................................... 48
3.1. NGUYÊN CÔNG I: PHAY MẶT ĐÁY A. ................................................................... 48
3.2. NGUYÊN CÔNG II: PHAY THÔ, TINH MẶT BÊN. .................................................. 53

3.3. NGUYÊN CÔNG III: KHOAN, DOA NGANG & VÁT MÉP 4 LỖ ∅𝟏𝟒 ................... 58
3.4. NGUYÊN CÔNG IV: PHAY THÔ VÀ TINH MẶT C. ................................................ 63

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 3


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

3.5. NGUYÊN CÔNG V: KHOÉT, DOA LỖ ∅𝟑𝟐 + 𝟎, 𝟎𝟐𝟓. ............................................. 68
3.6. NGUYÊN CÔNG VI: KHOAN, TARO M5. ................................................................. 73
3.7. NGUYÊN CÔNG VII: PHAY THÔ, TINH MẶT BÊN. ............................................... 77
3.8. NGUYÊN CÔNG VIII: KHOAN, TARO M5. .............................................................. 80
3.9. NGUYÊN CÔNG VIII: KHOAN, TARO M5. .............................................................. 85
3.10. NGUYÊN CÔNG X: PHAY RÃNH 20. ...................................................................... 91
3.11. NGUYÊN CÔNG XI: PHAY TINH MẶT ĐÁY A. .................................................... 96
3.12. NGUYÊN CÔNG XII: KHOAN LỖ SÂU ∅12 . ....................................................... 100
3.13. Nguyên công XIII: Tổng kiểm tra. ............................................................................. 104
CHƯƠNG IV: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG..................................................................... 105
4.1 LƯỢNG DƯ. ................................................................................................................. 105
4.2 TÍNH LƯỚNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG V (CAO VĂN ĐỨC HIỀN). ................. 105
4.2.1. Xác định 𝑻𝒊 − 𝟏 𝒗à 𝑹𝒛𝒊 − 𝟏 ................................................................................. 106
4.2.2 Xác định tổng sai lệch vị trí không gian ⍴𝒊 − 𝟏 ..................................................... 106
4.2.3 Xác định sai số gá đặt 𝜺𝒊:........................................................................................ 108
4.2.4. Tính lượng dư: ....................................................................................................... 109
4.3 TÍNH LƯỚNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG V (DƯƠNG CHÍ CƯỜNG). ................. 111
4.3.1. Xác định 𝑻𝒊 − 𝟏 𝒗à 𝑹𝒛𝒊 − 𝟏 ................................................................................. 112

4.3.2 Xác định tổng sai lệch vị trí không gian ⍴𝒊 − 𝟏 ..................................................... 112
43.3 Xác định sai số gá đặt 𝜺𝒊:......................................................................................... 114
4.3.4. Tính lượng dư: ....................................................................................................... 115
CHƯƠNG V: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT . ...................................................................................... 117
NC V: KHOÉT VÀ DOA LỖ ∅32+0,025 (CAO VĂN ĐỨC HIỀN)......................................... 117
NC X: PHAY RÃNH 20 (DƯƠNG CHÍ CƯỜNG) ................................................................ 125
CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ......................................................................................... 131
ĐỒ GÁ NC V: KHOÉT VÀ DOA LỖ ∅32+0,025 (CAO VĂN ĐỨC HIỀN) .......................... 131
6.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ KHOÉT VÀ DOA ......................................... 132
6.2 PHÂN TÍCH BỀ MẶT CẦN GIA CÔNG. .................................................................. 132
6.3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ KẸP CHẶT .......................................... 133
6.3.1 ĐỊNH VỊ. ................................................................................................................ 133
6.3.2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG, CHIỀU VÀ ĐIỂM ĐẶC CỦA LỰC KẸP. ..................... 133
6.4 TÍNH LỰC KẸP KHI KHOÉT VÀ DOA LỖ ∅32+0,025 . .............................................. 134

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 4


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

6.4.1 Phương trình cân bằng lực: .................................................................................... 135
6.4.2 Phương trình cân moment: ..................................................................................... 136
6.5. TÍNH KÍCH THƯỚC CƠ CẤU KẸP. Chọn đường kính bolt .................................... 136
6.6. TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP. ........................................................................ 136
6.7. YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỒ GÁ. ................................................................................. 137
6.8. THAO TÁC ĐỒ GÁ. .................................................................................................... 138

6.8.1 Tháo chi tiết ra: ....................................................................................................... 138
6.8.2 Lắp chi tiết vào: ...................................................................................................... 138
6.9. BẢO QUẢN ĐỒ GÁ .................................................................................................... 139
6.10. ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA ĐỒ GÁ. .......................................................................... 139
6.11. MỘT SỐ CHI TIẾT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ GÁ..................................................... 139
ĐỒ GÁ NC X: PHAY RÃNH 20 (DƯƠNG CHÍ CƯỜNG) .................................................. 140
6.12. YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ PHAY ......................................................... 140
6.13. PHÂN TÍCH BỀ MẶT CẦN GIA CÔNG. ............................................................... 141
6.14 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ KẸP CHẶT ........................................ 141
6.14.1 ĐỊNH VỊ. .............................................................................................................. 141
6.14.2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG, CHIỀU VÀ ĐIỂM ĐẶC CỦA LỰC KẸP. ................... 142
6.15. TÍNH LỰC KẸP KHI PHAY RÃNH 20+0,05 . ........................................................... 142
6.15.1 Phương trình cân bằng lực: .................................................................................. 143
6.15.2 Phương trình cân moment: ................................................................................... 144
6.16. TÍNH KÍCH THƯỚC CƠ CẤU KẸP. Chọn đường kính bolt .................................. 144
6.17. TÍNH SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP. ...................................................................... 145
6.18. YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỒ GÁ. ............................................................................... 146
6.19. THAO TÁC ĐỒ GÁ. .................................................................................................. 146
6.19.1 Lắp chi tiết vào: .................................................................................................... 146
6.19.2 Tháo chi tiết ra: ..................................................................................................... 146
6.20. BẢO QUẢN ĐỒ GÁ .................................................................................................. 147
6.21. ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA ĐỒ GÁ. .......................................................................... 147
6.22. MỘT SỐ CHI TIẾT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ GÁ..................................................... 147
CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN.................................................................................................... 148
TÀI LIỆU THAM THẢO ........................................................................................................ 149

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 5

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

LỜI NÓI ĐẦU
Trong cuộc xây dựng đất nước hiện nay thì vấn đề công nghiệp hoá hiện đại hoá đóng vai
trò quan trọng trong nền công nghiệp nước ta. Trong đó ngành cơ khí nói chung và ngành cơ
khí chế tạo nói riêng đóng vai trò quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước.

Hiện nay chúng ta là thành viên của Tổ Chức Thương Mại Thế Giới WTO vấn đề cải tiến
các trang thiết bị máy móc hiện có thật sự cần thiết nhằm đáp ứng sự phát triển của ngành công
nghiệp. Để hạn chế tối đa việc nhập các thiết bị máy móc hiện đại, giảm giá thành cuả sản
phẩm trên thị trường nhằm nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại nhập từ nước
ngoài vào thì việc gia công các chi tiết máy đạt chính xác cao thật sự cần thiết.

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy giúp cho sinh viên biết củng cố, biết tổng hợp những kiến
thức đã học, đem áp dụng vào việc thực hiện chế tạo một chi tiết cụ thể, sao cho chi tiết làm ra
đạt yêu cầu về kĩ thuật, làm việc tốt nhưng đồng thời phải dễ chế tạo và có tính kinh tế cao.
Trong đồ án này nhiệm vụ được giao là thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết Ụ GÁ
DAO CNC. Vì vậy phải lập một qui trình công nghệ hợp lí để gia công chi tiết nhằm đáp ứng
nhu cầu của thị trường.
Qui trình công nghệ được thiết kế với mục đích hướng dẫn công nghệ, lập các chỉ tiêu kinh
tế, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất.

Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những thiếu xót rất kính mong quí Thầy cô đóng
góp để qui trình thiết kế hoàn chỉnh.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 6


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

LỜI CẢM ƠN
Sau 3 tháng thực hiện đồ án môn học công nghệ chế tạo máy.

Chúng em đã thực hiện hoàn thành đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “Ụ
GÁ DAO CNC”.

Để hoàn thành tốt đề tài này bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em còn có sự động
viên của bạn bè, hướng dẫn, giúp đỡ của thầy để hoàn thành đồ án này đúng thời gian quy
định.

Đặt biệt xin chân thành cảm ơn sự dẫn dắt và chỉ bảo tận tình của thầy: ThS. Đặng Minh
Phụng, Phó Trưởng bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy - Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy Trường
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 7


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
GV hướng dẫn
(Ký tên)

ThS. Đặng Minh Phụng

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 8


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................
........................................................................................................................................................

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 9


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

1.1 NGHIÊN CỨ CHI TIẾT GIA CÔNG
1.1.1 PHÂN TÍCH CÔNG DỤNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CTGC
Công dụng:
Các chi tiết dạng hộp được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, thường có hình dạng
phức tạp với hình khối rỗng có thành vách xung quanh, trên các vách có nhiều gân và có phần
lồi lõm khác nhau. Trên hộp có một số lượng lớn các mặt phẳng phải gia công với độ chính xác
khác nhau và cũng có một số lượng lớn các mặt phẳng không phải gia công. Đặc biệt trên hộp
thường có một hệ lỗ có vị trí tương quan chính xác và cũng còn một số lượng lớn các lỗ nhỏ để
làm bề mặt tiếp xúc hoặc thực hiện các mối lắp ghép chi tiết khác lên hộp.
Các chi tiết dạng hộp thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sỡ để lắp các đơn vị lắp (như

nhóm, cụm, bộ phận) của những chi tiết khác lên tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện
một nhiệm vụ động học nào đó của toàn máy.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 10


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

Chi tiết “Ụ gá dao CNC ” được dùng trong đồ án có dạng hộp để gá dao tiện trong MÁY
TIỆN CNC Mori Seiki. 4 Lỗ Ø14 dùng cố định Ụ gá dao trên đài gá dao của máy tiện CNC. Lỗ
Ø32+0,025 dùng để gắn dao tiện. Ba lỗ M12 có tác dụng cố định DAO chi tiết vào ổ dao chắc
chắn hơn, không bị xê dịch khi gia công. Lỗ Ø32+0,025 dùng để gắn dao tiện, 1 rãnh dài có tác
dụng dẫn hướng cho dao khi gia công. 2 Lỗ Ø10 và Ø12 dùng để tưới nguội khi gia công.
Điều kiện làm việc:
- Ụ gá dao làm việc trong môi trường kín. Được bôi trơn thường xuyên bằng dầu và dung
dịch làm mát.
- Ụ gá dao cnc có tác dụng để gá dao móc lỗ nên trong quá trình hoạt động có chịu các lực và
chịu qua đập lớn. Ngoài ra nó làm việc trong môi trường thường xuyên tiếp xúc dầu nhớt và
các chất bôi trơn.
1.1.2 PHÂN TÍCH VẬT LIỆU CHẾ TẠO CTGC.
Vật liệu chế tạo khớp nối là GX 21 – 40, là loại vật liệu thường được sử dụng rộng rãi trong
việc chế tạo các chi tiết máy như vỏ, nắp và thân máy, vỏ hộp số, mặt bích, bánh răng tốc độ
thấp, bánh đà, …
❖ Giải thích ký hiệu:
Theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 – 75, ký hiệu gang xám gồm 2 phần: Các
chữ cái chỉ loại gang và hai số tiếp theo chỉ độ bền kéo và độ bền uốn :

▪ GX: Là ký hiệu của gang xám.
▪ Tra bảng 2.53 trang 175 [2 - tập 1], chỉ ra cơ tính của GX 21 – 40 như sau :
Mác gang

GX 21 – 40

Giới hạn

Giớ hạn bền

Độ võng, mm, khi

bền kéo

uốn

khoảng cách gối tựa

(kG/mm2)

(kG/mm2)

21

40

600

300

9

3

Độ cứng

170 – 241

❖ Thành phần của vật liệu:

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 11


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

Tra bảng I-20 trang 36 [1] cho ta thành phần cấu tạo của GX 21 – 40 như sau:
Thành phần chủ yếu của GX 21 - 40 là sắt (Fe) và cacbon (C) ngoài ra trong thành phần
còn có một số nguyên tố khác như:

Mác gang

%C

%Si

%Mn

%P

%S

Tổ chức

GX 21– 40

3,3 ÷ 3,5

1,4 -1,7%

0,6 ÷ 0,9

0,20 -

0,10 -

Nền kim loại

0,30%

0,12%

ferit-peclic, grafit
tấm trung bình

❖ Phạm vi sử dụng:
-

Tra bảng 2.55 trang 177 [8 - tập 1], cho ta phạm vi sử dụng của GX 21– 40:

Mác gang

Yêu cầu của chi tiết

Phạm vi sử dụng

GX 21– 40

Ứng suất uốn qui ước σu = 300

Thân máy xọc. trụ thẳng đứng của

kG/cm2

máy phay, máy bào và máy doa
ngang.

Áp lực riêng giữa các bề mặt ma sát

Thân máy có đường dẫn hướng

> 5 kG/cm2 (> 1.5 kG/cm2 trong vật

(sỗng trượt) của phần lớn các máy

đúc có khối lượng lớn hơn 10T)
hoặc bề mặt được tôi.

cắt kim loại, bánh răng, bánh đà.
tang phanh, đĩa ly hợp....
Xylanh thuỷ lực. ống lót xylanh,

Độ kính cao.

thân bơm thuỷ lực, van phân phối
và van có áp suất trung bỉnh (đến 80
kG/cm2)

❖ Cơ tính và độ cứng của vật liệu:
Gang xám là vật liệu có độ bền kéo nhỏ, độ dẻo và độ dai không cao nhưng bù lại gang
xám có ưu điểm chịu mài mòn tốt, chịu va đập và giảm được chấn động. Ngoài ra việc cắt gọt
trong quá trình gia công trên vật liệu gang xám được thực hiện dễ dàng.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 12


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

Gang xám có cấu trúc tinh thể ở dạng cacbon tự do, mạng tinh thể dạng graphit. Vì có
kiểu mạng graphit nên mặt gãy vật liệu có màu xám. Graphit có độ bền cơ học và độ dẻo dai
không cao nhưng nó giúp làm tăng khả năng chịu mài mòn của gang xám đồng thời chịu được
rung động và chịu ma sát lớn.
Gang xám có giá thành rẻ, dễ chế tạo. Từ những tính chất trên và dựa vào điều kiện làm

việc của khớp nối, ta thấy khớp nối được chế tạo bằng GX 21 - 40 là hợp lý.
Gang xám GX 21 - 40 có độ cứng HB = 170 – 241
==> Qua việc phân tích vật liệu chế tạo chi tiết gia công với vật liệu là GX 21 - 40 là phù
hợp.

1.1.3 PHÂN TÍCH HÌNH DẠNG, KẾT CẤU CTGC.
− “Ụ gá dao CNC ” là chi tiết dạng hộp có kết cấu đơn giản, dùng để gá dao trong máy tiện
CNC Moki Seiki.
− Bề mặt quan trọng khi gia công:
•

Mặt chuẩn A gia công đạt cấp chính xác cấp 10, độ nhám bề mặt Rz = 2,5 (𝜇𝑚).

•

Lỗ Ø32+0,025 mm gia công đạt cấp chính xác cấp 7, độ nhám bề mặt Ra= 0,63

𝜇𝑚.
•

Rãnh trượt 20 (mm) gia công đạt cấp chính xác cấp 10, độ nhấm bề mặt Ra =

2,5 𝜇𝑚.
•
−

4 Lỗ Ø14 (mm) gia công đạt cấp chính xác cấp 9, độ nhấm bề mặt Rz = 20 𝜇𝑚.

Yêu cần kỹ thuật quan trọng:
• Dung sai độ song song giữa mặt A và mặt B là 0,05 mm.

• Dung sai độ song giữa mặt A và đường tâm lỗ Ø32+0,025 mm là 0,025 mm.
• Dung sai độ thẳng và độ phẳng của mặt A là 0,05 mm.

1.1.4 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN SUẤT.
1.1.4.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT.
Để xác định được trọng lượng của cho tiết ta có hai cách tính như sau:

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 13


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

Cách 1: Chia chi tiết ra thành nhiều hình khối cơ bản rồi tính thể tích của từng hình đó. Sau
đó, cộng hay trừ các thể tích của các hình lại với nhau ta được thể tích chi tiết cần xác định.
Tiếp theo ta lấy thể tích đó nhân với khối lượng riêng của chi tiết sẽ xác định được khối lượng
của chi tiết.
Cách 2: Khối lượng chi tiết được xác định trên phần mềm.
Trong đồ án này, khối lượng chi tiết được xác định theo cách 2. Sau khi thiết kế và vẽ chi tiết
trên phần mềm Solid Work 2020 ta xác định được khối lượng chi tiết là khoảng 4 k g (Với
khối lượng riêng gang xám khoảng 7190 kg/m3).

Hình 1.0 : Chi tiết gia công

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 14

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

- Tính khối lượng CTGC: sử dụng phần mềm Solidworks 2020 thiết kế 3D CTGC.
- Khối lượng chi tiết: 4 kg
- Thể tích chi tiết: 557278.679 mm3
1.1.4.2 XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG THỰC TẾ.
Sản lượng thực tế hàng năm được tính theo công thức:
𝑁 = 𝑁1 . (1 +

𝛼+𝛽
)
100

Trong đó:
+ N : Số chi tiết thực tế sản xuất ra trong một năm.
+ 𝑁1 : Số chi tiết theo kế hoạch.
+ 𝛼: Số % phế phẩm ( 𝛼 = 3 – 6 ).

+ 𝛽: Số % chi tiết được tạo ra để dự trữ ( 𝛽 = 5 – 7 ).
Với: 𝑁1 = 100.000 chiếc / năm, chọn 𝛼 = 4,5 %, 𝛽 = 6 %. Suy ra:
𝑁 = 100000. (1 +

4.5+6
100

) = 110500 chiếc / năm

Tra bảng 2 – trang 13 – Hd đồ án công nghệ CTM – GS.Trần Văn Địch



Từ bảng trên, ta chọn dạng sản xuất của chi tiết là HÀNG KHỐI.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 15


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

1.2 CHỌN PHÔI.
Việc lựa chọn phôi dựa trên cơ sở sau:
- Vật liệu và cơ tính mà chi tiết gia công đòi hỏi.
- Hình dáng kết cấu và kích thước của chi tiết gia công.
- Dạng sản xuất.
- Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất.
- Việc chọn phôi phụ thuộc rất nhiều vào dạng sản xuất.
Với chi tiết gia công dựa vào các đặc điểm kết cấu hình dáng kích thước của chi tiết ,
yêu cầu kỹ thuật, độ bóng, độ đồng tâm, độ vuông góc và khả năng làm việc của chi tiết ta có
các phương pháp chế tạo phôi như rèn, dập, cán, đúc.
Việc xác định phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
mà còn ảnh hường đến giá thành của sản phẩm. Chọn phôi hợp lý sẽ làm cho quá trình công
nghệ đơn giản, ít phí tổn vật liệu, kích thước của phôi đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá
trình gia công. Cho nên hình dáng của phôi cần được chế gần giống với của chi tiết gia công,

giảm sai số nhằm tăng năng suất hạ giá thành sản phẩm.

Ngày nay trong sản xuất sử dụng rất nhiều loại phôi nhưng căn cứ vào các phương pháp
chế tạo phôi hiện nay có thể phân thành 03 nhóm công nghệ chế tạo phôi như sau:
1. Chế tạo phôi bằng công nghệ đúc
2. Chế tạo phôi bằng công nghệ rèn, dập
3. Chế tạo phôi bằng công nghệ cán
Mỗi công nghệ có những đặc điểm riêng như sau:
Phương pháp chế tạo phôi đúc: Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại vào lòng
khuôn có hình dạng và kích thước nhất định. Sau khi kim loại đông đặc trong khuôn ta thu được
vật đúc có hình dạng và kích thước tương tự lòng khuôn.
Phôi đúc có thể được áp dụng cho bất kỳ loại vật liệu nào khi ta có thể nấu chảy chúng
và chúng đông đặc lại khi làm nguội như kim loại đen, kim loại màu và cả vật liệu phi kim (như
chất dẻo).

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 16


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

So với các dạng phôi khác, phôi đúc chiếm ưu thế về mặt phức tạp của hình dáng sản
phẩm và phạm vi khối lượng của vật đúc rất rộng (từ vài gam đến vài trăm tấn). Vì vậy hầu hết
các loại thân máy, vỏ động cơ, giá đỡ, … đều được chế tạo từ phương pháp đúc. Ngoài ra quy
trình công nghệ đúc tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít nên giá thành thấp.
Tuy nhiên, ngoài một vài phương pháp đúc có độ chính xác cao (như đúc trong khuôn
kim loại, đúc áp lực, …) thì đa số phôi đúc có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư

gia công lớn và hao tốn kim loại nhiều.
Chất lượng phôi đúc nói chung thấp hơn so với các loại phôi khác vì quá trình trình hình
thành vật đúc thường xảy ra các khuyết tật như rỗ co, lõm co, rỗ khí, rỗ xỉ, nứt làm giảm cơ tính
vật liệu.
Nhìn chung với các ưu điểm nêu trên thì phôi đúc được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh
vực công nghiệp, khối lượng vật đúc chiếm 40 – 80% tổng khối lượng máy móc. Trong ngành
chế tạo máy, khối lượng vật đúc chiếm đến 90% nhưng giá thành chỉ chiếm 20 – 25%.
Phương pháp chế tạo phôi rèn, dập: Gia công rèn, dập (hoặc gia công biến dạng) là
phương pháp gia công dựa vào tính dẻo của vật liệu để làm biến dạng vật liệu dưới tác dụng của
ngoại lực nhằm tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước nhất định.
So với các phương pháp chế tạo phôi đúc hoặc hàn thì gia công rèn, dập có các ưu điểm
sau:
1. Vật liệu biến dạng ở thể rắn nên sau khi gia công sẽ bị thay đổi cơ, lý tính, cấu trúc
hạt kim loại mịn hơn, hạt đồng đều hơn và cơ tính cao hơn.
2. Chất lượng bề mặt tốt hơn và giảm được lượng dư gia công.
3. Giảm được các khuyết tật của vật đúc như rỗ khí, rỗ co.
4. Một số phương pháp như dập thể tích, ép chày cho năng suất cao.
Tuy nhiên so với phôi đúc thì phương pháp chế tạo phôi rèn, dập bị hạn chế ở khối lượng
sản phẩm và không thực hiện được với các chi tiết có khối lượng quá lớn. Mặt khác phương
pháp rèn, dập cũng không sử dụng được cho các chi tiết có độ phức tạp hình dáng cao cũng như
vật liệu không có khả năng biến dạng dẻo. Các phôi rèn, dập được sử dụng nhiều trong các chi
tiết máy đòi hỏi khả năng chịu tải động lớn, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất ô tô, xe lửa

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 17


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

(Khối lượng phôi rèn, dập chiếm 60 – 80% khối lượng các chi tiết trong các đầu máy xe lửa, ô
tô).
Ngày nay công nghệ chế tạo phôi rèn dập được chú trọng phát triển theo hướng nâng cao
chất lượng bề mặt chi tiết, tăng cường tự động hóa nhằm nâng cao năng suất, hạ giá thành cũng
như mở rộng khả năng thiết bị cho các phôi có kích thước lớn.
Phương pháp chế tạo phôi cán: Cán là cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán quay
ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dạng dẻo ở khe hở, kết quả là chiều dày của phôi giảm
xuống, chiều dài tăng lên rất nhiều. Hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi theo mặt cắt của
khe hở giữa hai trục cán.
Sản phẩm sản xuất bằng phương pháp cán được dùng trong mọi ngành công nghiệp (cơ
khí, xây dựng, giao thông vận tải…). Tùy theo hình dáng sản phẩm cán có thể chia thành bốn
nhóm chủ yếu: hình, tấm, ống, đặc biệt.
Sản phẩm cán hình được chia thành hai nhóm:
1. Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác, chữ U,
chữ T,…)
2. Nhóm đặc biệt có prôfin phức tạp, dùng cho những mục đích nhất định (đường ray,
các dạng đặc biệt dùng trong ôtô, máy kéo, trong ngành xây dựng…)
Sản phẩm cán tấm được chia thành hai nhóm theo chiều dày:
1. Tấm dày có chiều dày trên 4 mm.
2. Tấm mỏng có chiều dày dưới 4 mm
Sản phẩm cán ống được chia thành loại không có mối hàn và loại có mối hàn.
Sản phẩm cán đặc biệt gồm có các loại bánh xe, bánh răng, bi, vật cán có prôfin chu kỳ
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG:
− Vật liệu chế tạo chi tiết: GX 21-40.
− Dạng sản xuất: Hàng loạt vừa, trang thiết bị tự chọn.
− Hình dáng hình học của chi tiết khá đơn giản.
➔ Dựa vào hình dáng hình học, kết cấu của chi tiết và điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật
của CTGC. Do đó ta chọn phôi đúc ,với vật liệu GX 21-40 là phù hợp.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 18


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

1.3 PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI ĐÚC
1.3.1. Đúc trong khuôn cát
Đúc trong khuôn cát là một phương pháp đúc truyền thống lâu đời và ngày nay vẫn còn
sử dụng rộng rãi, chiếm đến 80% sản lượng vật đúc. Khuôn với vật liệu chủ yếu là cát chỉ đúc
được một lần (chỉ rót được một lần) rồi phá khuôn [2]. Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ
chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn, nhưng khuôn cát có ưu điểm là có
thể tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn và giá thành khuôn thấp. Người ta căn cứ
vào phương pháp chế tạo khuôn để phân loại ra các kỹ thuật làm khuôn như sau:
Kỹ thuật làm khuôn bằng tay: Là phương pháp chế tạo khuôn thủ công nhằm tạo ra những
khuôn đúc có kích thước, độ phức tạp hình dáng tùy ý và chỉ thích hợp cho sản xuất đơn chiếc
hoặc hàng loạt nhỏ. Kỹ thuật làm khuôn bằng tay có năng suất thấp, chất lượng không đồng
đều, yêu cầu tay nghề người thợ cao và điều kiện làm việc nặng nhọc. Có thể chia ra làm 03
hình thức làm khuôn chính:
1. Làm khuôn trên nền xưởng là dùng ngay nền nhà xưởng để chế tạo khuôn dưới. Hình
thức làm khuôn này được sử dụng cho sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ những sản phẩm đúc
không yêu cầu độ bóng bề mặt cao, kích thước không cần chính xác. Ưu điểm nổi bật của làm
khuôn trên nền xưởng là không cần nhiều thiết bị và phụ tùng đặc biệt mà vẫn chế tạo được
những sản phẩm đúc có kích thước lớn như thân máy công cụ hoặc máy rèn dập. Tuy nhiên
làm khuôn trên nền xưởng tốn nhiều lao động và đòi hỏi người thợ có tay nghề cao. Khó khăn
khi chế tạo khuôn trên nền xưởng là thiết kế hệ thống thoát khí cho hòm khuôn dưới. Người ta

khắc phục vấn đề này bằng cách lót ở dưới đáy một lớp xỉ, đá và ống dẫn khí nhằm tạo lối
thoát khí lòng khuôn. Khó khăn thứ hai là việc dầm chặt khuôn dưới trong quá trình làm
khuôn. Người ta phải dầm sơ bộ lòng khuôn theo biên dạng mẫu trước, sau đó đặt mẫu vào và
tiếp tục dầm chặt thêm.
2. Làm khuôn trong hòm khuôn: Trong sản xuất đúc, kỹ thuật làm khuôn trong hòm
khuôn và dùng mẫu cắt rời được sử dụng rất phổ biến với các ưu điểm về độ chính xác vật đúc
cao hơn so với làm khuôn trên nền xưởng vì các hòm khuôn được định vị chính xác trong quá
trình chế tạo. Hình thức làm khuôn này giúp dễ dàng cơ khí hóa làm tăng năng suất và cải
thiện điều kiện làm việc. Làm khuôn trong hòm khuôn có thể là khuôn tươi hoặc khuôn khô

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 19


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

tùy theo yêu cầu và độ chính xác vật đúc. Khuôn khô chủ yếu dùng cho chi tiết lớn và phức
tập. Làm khuôn trong hòm khuôn có thể sử dụng mẫu nguyên cho vật đúc hình dạng đơn giản,
có một mặt phẳng và nằm nhỏ gọn trong một hòm khuôn. Làm khuôn dùng mẫu bổ đôi khi đúc
các chi tiết có hình dạng phức tạp trung bình hoặc dạng tròn. Yêu cầu hai nửa mẫu và hai nửa
khuôn phải lắp ghép với nhau thật chính xác để tránh hiện tượng lệch và sai kích thước vật
đúc. Làm khuôn xén được sử dụng cho hòm khuôn với mặt ráp khuôn là mặt cong phức tạp
hay những mẫu đúc thành mỏng hoặc yêu cầu độ chính xác cao mà nếu bổ đôi mẫu sẽ không
đảm bảo độ bền và độ chính xác. Phương pháp làm khuôn xén tốn nhiều công và năng suất
thấp nên chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc.
Kỹ thuật làm khuôn bằng máy: Khuôn được chế tạo trên máy có chất lượng đồng đều và năng
suất cao. Làm khuôn bằng máy thích hợp trong sản xuất loạt vừa và loạt lớn. Việc làm khuôn

bằng máy yêu cầu phải có bộ mẫu và hòm khuôn tiêu chuẩn hóa nên đảm bảo việc lắp ráp
khuôn chính xác, chắc chắn và thay thế nhanh chóng. Quá trình chế tạo khuôn bằng máy bao
gồm nhiều nguyên công khác nhau, trong đó hai nguyên công chủ yếu là dầm chặt hỗn hợp
làm khuôn và rút mẫu khỏi khuôn. Hai nguyên công này ảnh hưởng lớn đến chất lượng vật
đúc. Các khuyết tật như rỗ cát, rỗ hơi, nứt, sai lệch hình dạng và độ bóng bề mặt vật đúc đều
do hai nguyên công này quyết định. Khi làm khuôn bằng máy, lực tác dụng và số lần dầm chặt
có thể điều chỉnh ổn định phù hợp với từng kích cỡ khuôn nên chất lượng khuôn đúc cao hơn
so với làm khuôn bằng tay.
Dầm chặt khuôn đúc là nguyên công nặng nhọc và quan trọng nhất giúp hỗn hợp làm khuôn có
độ chặt đồng đều trên toàn bộ thể tích của khuôn. Nó được đo bằng độ dầm chặt δ(g/cm3) ứng
với độ bền, độ thông khí. Người ta phân biệt các phương pháp dầm chặt khuôn đúc như sau:
ép, ép và rung, dằn, dằn và ép, bắn cát. Dầm chặt khuôn đúc bằng cách ép gồm có ép từ trên
xuống, từ dưới lên và ép hai phía.
Rút mẫu khỏi khuôn cát sau khi đã dầm chặt khuôn có ảnh hường lớn đến năng suất làm khuôn
và độ chính xác của chi tiết đúc. Nếu rút mẫu bằng tay phải cẩn thận, khéo tay và thao tác dứt
khoát nếu không sẽ làm vỡ cát lòng khuôn, tốn nhiều công sửa chữa và độ chính xác sản phẩm
đúc kém. Do đó quá trình rút mẫu được cơ khí hóa giúp cho chất lượng và năng suất khuôn
đúc cao hơn. Người ta dùng phương pháp rút mẫu bằng thanh đẩy khí nén hoặc phương pháp

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 20


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

lật khuôn giúp việc rút mẫu được thực hiện dễ dàng, nhanh chóng và không ảnh hưởng đến
khuôn. Ngoài ra trên máy làm khuôn còn bố trí các cơ cấu rung khí nén để thay thế cho động

tác gõ búa tác động lên mẫu nên việc rút mẫu đơn giản hơn.
Trong chế tạo khuôn cát thì mẫu chính là công cụ chủ yếu nhằm tạo hình khuôn đúc. Bộ mẫu
gồm có mẫu tạo hình sản phẩm đúc, hộp ruột chế tạo lõi trong phôi đúc, mẫu các phần tử hệ
thống rót, đậu hơi và đậu ngót. Bộ mẫu thường có các yêu cầu về hình dạng chính xác, có độ
bền cao để sử dụng nhiều lần, nhẹ dễ sử dụng và giá thành thấp.
Trong sản xuất loạt nhỏ thường và đơn chiếc thường dùng mẫu gỗ. Mẫu kim loại hoặc mẫu
nhựa thường sử dụng cho sản xuất loạt lớn và hàng khối. Ưu điểm của mẫu kim loại và mẫu
nhựa thể hiện ở khả năng giữ được độ chính xác trong thời gian dài nên sử dụng được cho rất
nhiều sản phẩm. Tuy nhiên giá thành cao hơn từ 3 đến 5 lần so với mẫu gỗ nên cần phải tính
toán hiệu quả kinh tế khi sử dụng.
Gỗ là vật liệu có nhiều ưu điểm như nhẹ, dễ gia công cắt gọt, có thể dán ghép bằng keo và
mộng, giá thành rẻ. Nhược điểm của mẫu gỗ là cấu trúc không đồng nhất và hút ẩm dẫn đến
hay bị cong vênh nên cần phải qua các công đoạn xử lý như sấy, ghép trái thớ, sơn chống
thấm.
1.3.2. Đúc trong khuôn kim loại
Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn được chế tạo bằng vật liệu kim
loại. Đây là một trong những phương pháp đúc tiên tiến có thể sản xuất ra vật đúc có độ chính
xác và độ bóng bề mặt cao do bề mặt lòng khuôn kim loại được gia công cơ khí chính xác.
Khuôn kim loại có thể dùng được từ vài trăm lần đến hàng chục nghìn chi tiết nên thích hợp áp
dụng cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
Tốc độ truyền nhiệt trong khuôn kim loại cao nên vật đúc đông đặc và nguội với tốc độ nhanh,
kết quả là kim loại có tổ chức hạt nhỏ mịn và cơ tính cao.
Ưu điểm của phương pháp đúc trong khuôn kim loại thể hiện ở năng suất cao hơn từ 2 đến 5
lần so với đúc trong khuôn cát xét trong điều kiện cùng một diện tích nhà xưởng sử dụng. Đúc
trong khuôn kim loại giúp giảm giá thành vật đúc do giảm được lượng dư gia công cơ vì độ

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 21

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

chính xác sản phẩm đúc cao hơn. Phương pháp đúc trong khuôn kim loại tạo điều kiện dễ dàng
cho việc cơ khí hóa và tự động hóa nhằm tăng năng suất lao động.
Đúc trong khuôn kim loại có nhược điểm là giá thành chế tạo bộ khuôn cao nên phương pháp
này chỉ mang lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. Khi dùng khuôn kim
loại đúc vật liệu gang dễ dẫn đến hiện tượng biến trắng vật đúc nên thường phải kèm theo khâu
ủ vật đúc. Tuổi thọ khuôn kim loại giảm mạnh khi đúc các loại vật liệu kim loại đen (gang,
thép) nên thông thường chỉ được sử dụng cho kim loại màu. Ngoài ra khuôn kim loại không có
khả năng thoát khí nên thường gây ra những khuyết tật của vật đúc. Do đó trong quá trình sản
xuất khuôn kim loại người ta thường phải thiết kế nhiều rãnh hơi để dẫn khí thoát ra ngoài
khuôn. Khuôn kim loại chịu nhiệt độ cao trong quá trình làm việc nên cần phải được chế tạo từ
thép hợp kim chịu nóng. Thông thường khuôn kim loại làm bằng vật liệu gang có thành phần
3,4 – 3,6%C, 1,8 – 2,2%Si, 0,9 – 1,0%Mn còn những vị trí quan trọng được làm bằng thép hợp
kim.
1.3.3. Đúc ly tâm
Đúc ly tâm là phương pháp chế tạo vật đúc dưới tác dụng của lực ly tâm. Kim loại lỏng
được rót vào khuôn có nước làm nguội đang quay với tốc độ nhanh. Dưới tác dụng của lực ly
tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố đều lên thành khuôn và đông đặc tại các vị
trí đó. Khuôn đúc có thể quay quang trục thẳng đứng hoặc quay quay trục nằm ngang hoặc
nghiêng.
Phương pháp đúc ly tâm đạt hiệu quả lớn nhất khi đúc các sản phẩm có hình dạng tròn xoay.
Phương pháp đúc ly tâm có ưu điểm ở chỗ không cần chế tạo ruột đúc và hệ thống ống rót nên
tiết kiệm được kim loại. Sản phẩm đúc được làm nguội nhanh nên vật liệu có tổ chức nhỏ mịn.
Ngoài ra, kim loại lỏng tạo hình vật đúc dưới tác dụng của lực ly tâm nên tổ chức đồng đều và
thành phần kim loại tinh khiết tập trung phía ngoài còn tạp chất và khí nhẹ hơn dồn vào phía
trong nên vật đúc không có rỗ khí và rỗ xỉ.

Hạn chế của phương pháp đúc ly tâm: Trong quá trình đúc ly tâm những chất điểm có tỷ trọng
lớn sẽ nằm sát thành khuôn nên vật đúc dễ bị thiên tích thành phần. Vì vậy đúc ly tâm không
thể áp dụng cho tất cả các loại hợp kim. Ngoài ra do lượng tạp chất tập trung tại lõi sản phẩm
nên khi thiết kế phải tăng lượng dư cho gia công lỗ.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 22


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

1.3.4. Đúc áp lực
Đúc áp lực là phương pháp đúc mà kim loại lỏng được điền đầy vào lòng khuôn dưới
tác dụng của áp lực từ bên ngoài. Quá trình đúc áp lực gồm 04 bước chính bao gồm: Rót kim
loại lỏng vào bể ép, điều khiển cho piston ép đẩy kim loại vào khuôn, giữ lực ép một thời gian
(khoảng vài giây) rồi mở khuôn ép ra và đẩy vật đúc ra khỏi khuôn.
Đúc áp lực được sử dụng rộng rãi trong chế tạo các chi tiết máy chính xác trong ngành hàng
không, ô tô, điện tử. Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho sản xuất các loại vật đúc bằng
hợp kim màu như kẽm, nhôm, magiê và đồng thau.
Ưu điểm của phương pháp đúc áp lực: Năng suất cao, có thể sản xuất vật đúc hình dáng phức
tạp, thành mỏng, lượng dư gia công rất nhỏ hoặc có thể không cần gia công. Đúc áp lực có thể
chế tạo vật đúc dày 0,8 mm mà không cần gia công cơ, độ chính xác cấp đạt được cấp 5 hoặc
cấp 3, độ bóng bề mặt cấp 5 – 7. Phôi đúc có kích thước và độ bóng bề mặt cao. Do kim loại
vừa kết tinh trong khuôn lại chịu áp lực ép cao nên tổ chức kim loại nhỏ mịn, cơ tính cao.
Hạn chế của phương pháp đúc áp lực thể hiện ở giá thành chế tạo khuôn đúc cao, chế tạo phức
tạp và mất nhiều thời gian. Đúc áp lực hạn chế áp dụng cho các chi tiết đúc có kích thước lớn.
Ngoài ra vật đúc có thể bị rỗ khí do kim loại điền đầy khuôn quá nhanh.

Đúc áp lực thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối, và áp dụng đối
với các chi tiết nhỏ.
1.3.5. Đúc liên tục
Đúc liên tục là phương pháp đúc tiên tiến có năng suất cao. Kim loại lỏng được rót với
tốc độ đều và liên tục vào đỉnh khuôn có nước làm nguội (thùng kết tinh). Kim loại vừa đông
đặc ở dưới thùng kết tinh sẽ được kéo ra liên tục khỏi khuôn và đồng thời kim loại lỏng mới
cũng được rót vào khuôn liên tục. Đúc liên tục có thể áp dụng cho sản xuất kim loại màu và
kim loại đen với các sản phẩm dạng ống, thanh, …
Một số ưu điểm của phương pháp đúc liên tục: Kích thước lòng khuôn ngắn nhưng vẫn có thể
sản xuất được sản phẩm đúc dạng thanh với chiều dài nhiều lần khuôn đúc nên giảm được chi
phí chế tạo khuôn đúc. Tăng tỷ lệ thành phẩm do giảm lượng tiêu hao kim loại cho đậu ngót.
Chất lượng vật đúc cao do hạn chế được rỗ khí và tạp chất. Quá trình làm nguội nhanh nên cơ

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 23


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

tính vật liệu cao. Quá trình đúc liên tục mang lại năng suất cao và dễ dàng tự động hóa sản
xuất.
1.3.6. Đúc mẫu chảy
Đúc mẫu chảy là phương pháp đúc mà mẫu đúc được làm bằng vật liệu có nhiệt độ chảy
rất thấp hoặc dễ hòa tan nhằm tạo nên lỗ khuôn không có mặt phân khuôn, đảm bảo độ chính
xác cao của chi tiết đúc. Đúc mẫu chảy có thể áp dụng trong sản xuất đơn chiếc, vừa cho sản
xuất hàng khối. Đúc mẫu chảy có hiệu quả kinh tế trong sản xuất các chi tiết nhỏ hình dáng
phức tạp hoặc những chi tiết lớn cần độ chính xác và độ bóng bề mặt cao.

Ưu đểm: Đúc mẫu chảy có thể đúc được những chi tiết phức tạp, có thành mỏng. Sản phẩm
đúc mẫu chảy có độ chính xác kích thước từ cấp 5 đến 7, độ bóng bề mặt cấp 3 đến cấp 6.
Ngoài ra sản phẩm sau khi đúc có thể sử dụng ngay mà không cần gia công cơ. Điều này thích
hợp cho chế tạo các chi tiết bằng vật liệu hợp kim cứng không thể gia công cơ được.
Mẫu được làm từ hỗn hợp của các chất dễ chảy hoặc dễ hòa tan như parafin, sáp ong, nhựa, …
Vật liệu làm mẫu phải có nhiệt độ chảy từ 60 – 100oC, nhiệt độ bắt đầu chuyển mềm phải cao
hơn nhiệt độ môi trường làm việc 30 – 40oC. Mẫu phải có đặc tính giãn nở thấp, chảy loãng
cao, đủ bền, tạo ít tro khi bị cháy, ít bám dính vào khuôn, trơ về mặt hóa học với vật liệu đúc, ít
bám dinh vào khuôn và rẻ tiền. Mẫu được chế tạo bằng khuôn ép mẫu. Khuôn ép mẫu có độ
chính xác và độ bóng cao hơn mẫu từ 1 đến 2 cấp.
1.3.7. Chọn phương pháp chế tạo phôi
Yêu cầu chi tiết đã cho:
1. Chi tiết thuộc dạng hộp có độ phức tạp không quá cao.
2. Dạng sản xuất loạt vừa.
3. Chi phí thấp.
4. CTGC sản xuất dạng loạt vừa và có cấp chính xác thấp nhất là 16 nên đúc phôi theo
phương pháp “đúc mẫu kim loại làm khuôn bằng máy” là phù hợp.
 Ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát làm khuôn bằng máy với độ
chính xác chi tiết đúc cấp II.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 24


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GVHD: ThS. ĐẶNG MINH PHỤNG

Căn cứ vào hình dạng chi tiết, ta chọn cấu tạo khuôn cát như sau:

1.

Số hòm khuôn: Chi tiết không quá phức tạp nên dùng 2 hòm khuôn để tiện việc lấy mẫu

và rót kim loại vào khuôn.
2.

Chọn mặt phân khuôn: chọn mặt phẳng cắt ngang chi tiết đi qua tiết diện ngang kích

thước lỗ Ø32 mm.

SVTH: Cao Văn Đức Hiền – Dương Chí Cường

Trang 25