Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
1
Lời nói đầu
Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy
thực sự là hành trang mỗi kĩ s- tr-ớc khi ra tr-ờng,ng-ời công nhân có thể dựa vào
làm cơ sở thiết kế. Môn công nghệ chế tạo máy đ-ợc đem vào giảng dạy ở hầu hết
các tr-ờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đ-ợc cải tiến d-ới sự nghiên cứu của
các chuyên gia hàng đầu. Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ
Chế Tạo Máy là môn học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề
tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã đ-ợc học ở tr-ờng qua các giáo trình cơ bản
về công nghệ chế tạo máy. Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài
liệu, cách tra sổ tay cũng nh- so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể
một sản phẩm điển hình.Để hoàn thành đ-ợc đồ án môn học này, em xin chân thành
cảm ơn sự h-ớng dẫn của thầy Phí Trọng Hảo cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn
Công Nghệ Chế Tạo Máy tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội . Do làm lần đầu đ-ợc
hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có sai sót. Em rất mong có
đ-ợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn. Hà Nội Ngày 29 Tháng 10 Năm 2007
Sinh viên
Nguyễn Xuân Hoàng

+Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đ-ờng tâm lỗ bích nằm trong khoảng 0,1
mm/100mm đ-ờng kính.
+Độ nhám bề mặt nh- sau:
-Với bề mặt trụ 55,62 và mặt đầu vuông gõc với bề mặt trụ trụ này cần đạt
Ra=2,5m
-Các bề mặt còn lại đạt độ bang Rz=40 m.
* . Điều kiện làm việc của chi tiết :
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
3
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.
II) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết dạng càng bạc :tính công nghệ có ý
nghĩa quan trọng vì nó ảnh h-ởng trực tiếp đến năng suất và độ chính gia công .Vì
vậy , khi thiết kế chi tiết dạng bạc nên chú ý kết cấu của nó qua một số điều kiện kỹ
thuật sau :
6
15
B
0.1
B
0,1/100
A
H7
h7
2,5
2,5
2,5

Với yêu cầu của đề bài ta có dạng sản xuất của chi tiết bạc là dạng sản xuất hàng
loạt vừa .
Từ các thông số kỹ thuật của bản vẽ chi tiết ta tính đ-ợc khối l-ợng của chi tiết
bích :
Ta chia bích ra thành các phần nhỏ
thể tích là V1 , V2 , V3,V4
Ta có :
-V1:Khối trụ 130 chiều cao 21mm
V1 =

4
2
D
.h=3,14.
4
130.130
.21=278596,5 (mm
3
)
-V2:Khối trụ đ-ờng kính trong 62,đ-ờng kính ngoài 130 chiêu cao 6mm
V2 = h.
4
).(
1
2
2
2
1
DD


)
-V4:Khối trụ đ-ờng kính 40 chiều cao9mm
V4 =
4
.
.
2
D
h

=
11304
4
40.14,3
.9
2

(mm
3
)


Thể tích của bích là :
V = V1+V2-(V3+V4)=
= 278596,5 +79014,96-(28495,5+11304) =317811,96(mm
3
)=0,32(dm
3
)


Bên cạnh đó, nó có một số nh-ợc điểm:
- L-ợng d- lớn.
- Độ chính xác của phôi không cao.
- Năng suất thấp.
- Phôi dễ mắc khuyết tật.
Tuỳ thuộc vào loại khuôn, mẫu, ph-ơng pháp rót ta có thể dùng nhiều ph-ơng
pháp đúc khác nhau và có các đặc điểm khác nhau. Ta có thể xét các đặc điểm của
chúng nh- sau
1.1 Đúc trong khuôn cát
Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến. Khuôn cát là loại khuôn đúc một
lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn). Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính
xác thấp, độ bóng bề mặt kém, l-ợng d- lớn. Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối
l-ợng lớn. Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.
Ph-ơng pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự động hoá.
1.2 Đúc trong khuôn kim loại:
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
6
Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:
Rót tự do:
Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơn
giản. Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúc các vật liệu khác nhau. Tuy nhiên hạn chế
đúc gang xám.
Điền đày kim loại đ-ới áp lực:
Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối. Vật đúc nhỏ, đơn giản. Đúc vật đúc yêu cầu
chất l-ợng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.
1.3 Đúc ly tâm
Dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, vật đúc tròn xoay, rỗng. Không
dùng cho vật liệu có thiên tích lớn. Cơ tính vật đúc không đều.
1.4 Đúc liên tục:
Dùng trong sản xuất hàng loạt. Vật đúc có dạng thỏi hoặc ống, có thiết diện không


Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
8

2,5
ỉ6,5
6 l?
15
ỉ11
6
A
2,5
2,5
T
D
D
T
24+0,6
ỉ
133+0,6
0,4
ỉ47,5+
ỉ52 +
0,3
ỉ40
ỉ55
ỉ62
h7
H7
0,1/100

0
, H = 40,
= 25, L = 200, T = 90ph (tra bảng 4.4[2]), dùng tiện mặt đầu và tiện tròn ngoài.
+) Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng BK8, = 60
0
, R = 1, H = B = 16,
L = 170, P = 60, T = 90ph. (tra bảng 4.13[2])
- Sơ đồ nguyên công:
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
9

s1
ỉ62
n
s2
15
6
ỉ55
ỉ40
s3
Rz40
Rz40
Rz40
Rz40

V.2) Nguyên công 2: Tiện thô mặt đầu 2, tiện mặt trụ 130, vát mép.
- Ph-ơng pháp gia công: Tiện trên máy tiện vạn năng bằng dao tiện mặt đầu, dao
tiện ngoài.
- Định vị vào mặt tròn ngoài 130 hạn chế 2 bậc tự do và mặt đầu 3 hạn chế 3 bậc tự
do.

- Định vị vào mặt tròn ngoài 130 hạn chế 2 bậc tự do và mặt đầu 3 hạn chế 3 bậc tự
do.
- Kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm.
- Chọn máy: Máy tiện ren vít vạn năng T616, có công suất động cơ N = 4,5Kw. (tra
bảng 9.4[4])
- Chọn dao:
+) Dao rãnh thân cong gắn mảnh hợp kim cứng BK8, = 60
0
, H = 40, B = 25,
L = 200, m = 13, a = 25, r = 2 , T = 90ph. (tra bảng 4.8[2])
+) Dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng BK8, = 60
0
, R = 1, H = B = 16,
L = 170, P = 60, T = 90ph. (tra bảng 4.13[2])
- Sơ đồ nguyên công:

Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
11

15
12
6
s1
s2
n
ỉ55
ỉ40
2,52,5
2,5
2,5

V.5) Nguyên công 5: Khoan và tarô lỗ M6.
- Ph-ơng pháp gia công: Khoan, tarô trên máy khoan cần bằng mũi khoan và mũi
tarô.
- Định vị vào mặt đầu 2 hạn chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt bằng đai ốc.
- Chọn máy: Máy khoan cần 2H53, có công suất động cơ N = 3Kw.
(tra bảng 9.22[4])
- Chọn dao:
+) Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, vật liệu BK8, L = 101, l = 63.
(tra bảng 4.41[2])
+) Mũi tarô ngắn có chuôi chuyển tiếp, có p = 1,75; L = 89; l = 29; l
1
= 105;
d
1
= 9; vật liệu: phần l-ỡi cắt thép gió P6M5, phần chuôi thép 45.
(tra bảng 4.136[2])
- Sơ đồ nguyên công: Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
13

6 lo M6 V.6) Nguyên công 6: Kiểm tra.

VI) Tính l-ợng d- cho bề mặt 55
+0,03
và tra l-ợng d- cho các bề mặt khác.
VI.1) Tính l-ợng d- cho bề mặt 55
+0,03
.
Ta tính l-ợng d- khi gia công lỗ 55H7, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi
tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ :
*Yêu cầu kĩ thuật của bề mặt cần gia công :
Vật liệu: vật liệu gia công là gang xám 15-32 có HB = 190
Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công : Ra = 2,5
Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 b-ớc công nghệ
là :
+ Gia công thô
+ Gia công tinh
* . Tính toán l-ợng d-
Bề mặt gia công là mặt tròn trong đối xứng nên l-ợng d- nhỏ nhất là :
2 Z
minb
= 2 . ( R
z i -1
+ T
1i

+
22
1 ii





của phôi đ-ợc xác định :

p
=
22
cvlk



+
lk

: sai số do lệch thao đúc tạo lỗ ,
lk

= 0,5 mm=500m (bảng 2.11)
+
cv

: sai số do độ cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc,xác định theo hai ph-ơng
dọc trục và h-ớng kính,

cv

=
22
).().( lkdk

( Tra bảng 3-7. [7] )

k
.
ph
cx
k
:hệ số chính xác hóa,tra bảng 3. [7] ta có
cx
k
=0,06

cl

=0,06.501,5=30,1 m
+ Tính sai số gá đặt:

gd
=
22
kc

k
: Sai số kẹp, tra bảng 3.11. [7] , với vật gang xám ,
k
= 110(m)

k
=90 ( m),
c
= 0 ( m)
+ L-ợng d- nhỏ nhất khi tiện thô là :
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
16
2 Z
b
min
= 2. ( 600 +
22
1105,501
) =2227 (m )=2,23 mm
+ L-ợng d- nhỏ nhất khi tiện tinh là :
2. Z
b
min
= 2.(50 +
22
901,30
) = 289 ( m)=0,29 mm
Xác định cột kích th-ớc
Khi tiện tinh D
1
= 55,03 (mm)
Khi tiện thô D
2
= 55,03 - 0,29 = 54,74 (mm)
Phôi D

Khi tiện thô :
D
max
= 54,74 (mm) ; D
min
= 54,74 - 0.3 = 54,44 (mm)
Phôi:
D
max
= 52,51 ; D
min
= 52,51 - 1 = 51,51 ( mm )
+ L-ợng d- giới hạn đ-ợc xác định nh- sau :
Khi tiện tinh :
2Z
max
= 54,96 - 54,44 = 0,52(mm) = 520(m)
2Z
min
= 55,03 - 54,74 = 0,29 (mm) = 290 (m)
Khi tiện thô :
2 Z
max
= 54,44 - 51,51 = 2,93 (mm) = 2930(m)
2 Z
min
= 54,74 52,51 = 2,23(mm) = 2230 (m)
+ L-ợng d- tổng cộng đ-ợc tính là :
2 Z
0min

-
tinh

=300-70=230(m),
Tiện thô Z
max
- Z
min
=2930-2230=700m),
phoi

-
tho

=1000-
300=700(m),
VI.2)Tra l-ợng d- cho các bề mặt khác.
Tra bảng 1.33[5] ta có bảng kết quả:

Kích th-ớc (mm)
L-ợng d- (mm)
Dung sai (mm)
Tra bảng
Tính toán
55
3
2,52

Z
m
(mm)

d
t
(mm)



(m
)
d
min
(mm)

d
max
(mm)

2Z
min
(m)

2Z
max
(m)

Phôi
600

90
0,29
55,03
74
54,96

55,03
290
520

z


2520
3450
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
18

VII. Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan và tarô lỗ M6 và tra chế độ cắt
cho các nguyên công còn lại.
VII.1. Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan và tarô lỗ M6.
* Chọn máy và dụng cụ cắt.
- Chọn máy: Máy khoan cần 2H53, có công suất động cơ N = 13Kw.
(tra bảng 9.22[4])
- Chọn dao:
+) Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, vật liệu BK8, L = 101, l = 63.
(tra bảng 4.41[2])
+) Mũi tarô ngắn có chuôi chuyển tiếp, có p = 1,75; L = 89; l = 29; l
1
= 105;

v
= 14,7 ; q = 0,25 ; y = 0,55 ; m = 0,125 ; T = 35 ( phút )
Tra bảng 5-28 , 5-29 , 5-30 [2]
k
v
=
lvuvMV
kkk

+ k
MV
: Hệ số phụ thuộc vào chất l-ợng của vật liệu gia công
k
MV
=
v
n
Hb






750
.
=
3.1
190
190

lv
= 1
( Bảng 5-6 [2] )

v
k
= 1 . 0,83. 1 = 0,83


V
t
=
83,0.
12,0.35
6.7,14
55,0125,0
25,0
= 31,7 ( m/phút )
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
dựa vào công thức:
n
t
=

6.14,3
7,31.1000
.
.1000
D

yq
p
kSDC 10
.

Tra bảng 5-32 Cm=0,021, q=2,y=0,8
Bảng 5-9 Cp=42,7,q=1,y=0,8
Từ đó có : Mx=
1.2,0.6021,0.10
8,02
.
=2,086 Nm
P0=
7071.2.0.67,42.10
8.01
.

N
d)Tính kiểm tra công suất cắt Ne,Kw: Ne=
9750
.
may
nMx

Với
m
n
=1500 vg/ph
Mx=2,086 Nm ta có: Ne=
9750

Hệ số điều chỉnh K
v
= K
MV
. K
uv
.K
TV
Tra bảng 5.50[3] K
MV
= 0,5; K
uv
= 0,8; K
TV
= 1,25.
K
v
= 0,5. 0,8. 1,25 = 0,5.
V =
5,0.
6,1.90
6.8,64
5,09,0
2,1
= 3,8 (m/ph).
n =

6.
8,3.1000
.

MP
Tra bảng 5.51[3] C
M
= 0,013; y = 1,5; q = 1,4; K
MP
= 1,5.
M
x
= 10. 0,013. 6
1,4
. 1,75
1,5
. 1,5 = 5,53 Nm.
- Công suất cắt N, Kw.
N =
9750
190.53,5
9750
.

nM
x
= 0,108 Kw < N
đc
. = 2,2.0,8 = 1,76 Kw.
VII.2) Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.
VII.2.1) Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu 1, tiện thô mặt lỗ 55, 40
*B-ớc 1:Tiện thô mặt đầu 1 đạt kích th-ớc 15 0,5 mm
- Chiều sâu cắt t = 1 mm.
- L-ợng chạy dao S:

K
3
: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K
3
= 0,8.
K
4
: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K
4
= 0,83.
V
t
= 154.0,92.1.0,8.0,83 = 94 m/ph.
- Tốc độ quay trục chính n:
n
t
=

130.
1000.94
.
1000.

D
V
t
230 vg/ph
Chọn theo máy n
m
= 235 vg/ph.

b
. K
1
.K
2
.K
3
.
Trong đó:
K
1
: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K
1
= 1,15.
K
2
: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, = 45
0
K
2
= 1.
K
3
: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K
3
= 0,8.
K
4
: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K
4


m
nD
= 103 m/ph.
- Công suất cắt N = 2,4 Kw. (tra bảng 5.69[3]) * B-ớc 3: Tiện thô mặt lỗ 55 đạt kích th-ớc 49,5
+0,3
mm.
- Chiều sâu cắt t = 1 mm.
- L-ợng chạy dao S:
Tra bảng 5.61[3] với kích th-ớc dao 16 x 16, vật liệu gia công GX 15 32,
t = 1 S = 0,6 mm/vg.
- Vận tốc cắt V:
Tra bảng 5.65[3] với t = 1; S = 0,6 V
b
= 140 m/ph.
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
Trong đó:

=

5,54.
1000.74
.
1000.

D
V
t
432 m/ph
Chọn theo máy n
m
= 530 m/ph.
Do đó tốc độ cắt thực tế là: V
m
=
1000
530.5,54.
1000




m
nD
= 90,6 m/ph.
- Công suất cắt N = 1,7 Kw. (tra bảng 5.69[3])
* B-ớc 4: Tiện thô lỗ 40 0,25.
- Chiều sâu cắt t = 1 mm.

K
2
= 1.
K
3
: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K
3
= 0,8.
K
4
: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K
4
= 0,83.
V
t
= 87.0,92.1.0,8.0,83 = 74 m/ph.
- Tốc độ quay trục chính n:
n
t
=

40.
1000.74
.
1000.

D
V
t
589 vg/ph

t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
Trong đó:
K
1
: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K
1
= 0,92.
K
2
: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, = 45
0
K
2
= 1.
K
3
: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K
3
= 0,8.
K
4

Tra bảng 5.60[3] với kích th-ớc dao 16x 25, vật liệu gia công GX 15 32,
t = 1 S = 0,6 mm/vg.
- Vận tốc cắt V:
Tra bảng 5.65[3] với t = 1; S = 0,6 V
b
= 123 m/ph.
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
Trong đó:
K
1
: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K
1
= 0,92.
K
2
: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, = 60
0
K
2
= 0,87.

Do đó tốc độ cắt thực tế là: V
m
=
1000
190.130.
1000




m
nD
= 77,55 m/ph.
- Công suất cắt N = 1,7 Kw. (tra bảng 5.69[3])
VII.2.3) Nguyên công 3:. : Tiện tinh mặt đầu 2, tiện tinh lỗ 55,mặt trụ 62
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
24
* B-ớc 1: Tiện tinh mặt đầu 2 đạt kích th-ớc (130 0,04) mm.
- Chiều sâu cắt t = 0,4 mm.
- L-ợng chạy dao S:
Tra bảng 5.60[3] với kích th-ớc dao 16 x 25, vật liệu gia công GX 15 32,
t = 0,4 S = 0,2 mm/vg.
- Vận tốc cắt V:
Tra bảng 5.65[3] với t = 0,4; S = 0,2 V
b
= 197 m/ph.
V
t
= V
b

V
t
= 197.1.1.0,8.0,83 = 130 m/ph.
- Tốc độ quay trục chính n:
n
t
=

130.
1000.130
.
1000.

D
V
t
318 vg/ph
Chọn theo máy n
m
= 300 vg/ph.
Do đó tốc độ cắt thực tế là: V
m
=
1000
300.130.
1000





1
= 1,15.
K
2
: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, = 45
0
K
2
= 1.
K
3
: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K
3
= 0,8.
K
4
: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K
4
= 0,83.
V
t
= 197.1,15.1.0,8.0,83 = 150 m/ph.
- Tốc độ quay trục chính n:
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Nguyễn Xuân Hoàng - Lớp CTM 3-K48
25
n
t
=

62.

- L-ợng chạy dao S:
Tra bảng 5.61[3] với kích th-ớc dao 16 x 16, vật liệu gia công GX 15 32,
t = 0,4 S = 0,2 mm/vg.
- Vận tốc cắt V:
Tra bảng 5.65[3] với t = 0,4; S = 0,2 V
b
= 177 m/ph.
V
t
= V
b
. K
1
.K
2
.K
3
.
Trong đó:
K
1
: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K
1
= 1,15.
K
2
: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, = 45
0
K
2

= 750 vg/ph.
Do đó tốc độ cắt thực tế là: V
m
=
1000
750.55.
1000




m
nD
= 129,5 m/ph.
- Công suất cắt N = 2,4 Kw. (tra bảng 5.69[3])
VII.2.4) Nguyên công 4: Khoan 6 lỗ 6,5, khoét 6 lỗ 11 .
* B-ớc 1: Khoan 6 lỗ 6,5.
- Chiều sâu cắt: t = 0,5.D = 0,5.6,5 = 3,25 mm.
- L-ợng chạy dao S:
Tra bảng 5.94[3] với D = 6,5, HB = 195 S = 0,3 mm/vg.
- Vận tốc cắt V:
Tra bảng 5.95[3] với HB = 195; D = 6,5; S = 0,3 V
b
= 31,5 m/ph.
V
t
= V
b
. K.
Trong đó: