Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy
I. Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết ống côn bắt chầy của máy dập
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết.
II. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.
Đây là một dạng chi tiết thuộc loại chi tiết dạng bạc.Đó là những chi tiết
dạng ống tròn, thành mỏng…Trong quá trình làm việc chi tiết luôn chịu :
+ Mài mòn lớn
+ ứng suất thay đổi theo chu kì
+ Lực va đập
+ Tải trọng động lớn
Cũng như các chi tiết dạng khác, tính công nghệ trong việ gia công để đạt
các yêu cầu kĩ thuật cần thiết .Trước hết cần chú ý đến đặc trưng quan trọng đối
cới các chi tiết dạng bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của
chi tiết. Tỉ số phải thoả mãn trong giới hạn: 0,5 ÷ 3,5
Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ của bạc bởi vì cùng một đường
kính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục.
Bề dày của thành bạc cũng không nên quá mỏng để tránh biến dạng khi gia
công và nhiệt luyện.
Theo đề bài:
88,0
210
188
max
==
D
l
như vậy thoả mãn điều kiện
Yêu cầu kỹ thuật cơ bản.
- Độ không song song tâm mặt côn và lỗ φ60 và φ210 < 0,02
- Độ ô van mặt côn < 0,02.

+ Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ
+ Độ nhám bề mặt ngoài R
a
= 2,5.
+ Độ nhám bề mặt lỗ R
a
= 2,5 – 0,
III. Xác định dạng sản xuất.
Để xác định dạng sản xuất ta phải dựa vào trọng lượng của chi tiết và sản
lượng chi tiết hàng năm.
a) Tính trọng lượng của chi tiết .
- Tính thể tích chi tiết.
Để tính được thể tích của chi tiết ta tiến hành chi chi tiết ra làm nhiều phần
để tính các V
i
sau đó lấy tổng các V
i
vậy sau khi tính toán ta được V = 1,3(dm
3
)
- Khối lượng riêng của hợp kim thép : γ = 7,85 kG/dm
3
.
- Trọng lượng của chi tiết.
Q = γ.V
Vậy Q = 1,3.7,85 =10,3 (kg)
b) Tính sản lượng chi tiết.
Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức :

).

+ Khuôn cát làm bằng máy.
+ Mẫu làm băng kim loại
- Chọn mặt phân khuôn : Mặt phân khuôn được biểu diễn trên hình vẽ.

V. Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết.
1. Xác định đường lối công nghệ.
Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là hàng khối và trong
điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử
dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy thông dụng.
2. Tính toán và lập qui trình công nghệ gia công chi tiết.
Nguyên công tạo phôi.
Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.
Đúc trong khuôn cát, mẫu bằng kim loại.
Nguyên công ủ và làm sạch phôi.
Sau khi đúc, phôi phải được ủ để khử ứng suất dư, sau đó phôi phải được
làm sạch trước khi gia công cơ.
Từ những sự phân tích trên đây ta có thể có được các nguyên công chủ yếu
để gia công sau :
- Nguyên công 1 : Gia công đầu to (tiện ngoài, mặt đầu, vai, tiện lỗ φ140)
- Nguyên công 2 : Gia công đầu nhỏ (tiện ngoài, mặt đầu, vai, tiện côn
ngoài, tiện ren M100×2)
- Nguyên công 3 : Gia công lỗ φ60(khoét, doa)
- Nguyên công 4 : Gia công các lỗ ở đầu lớn (4 lỗ φ17, 2 lỗ ren M16 ).
- Nguyên công 5 : Tiện côn trong đầu nhỏ với độ côn10
0
.
- Nguyên công 6 : Tổng kiểm tra
Nguyên công 1:Gia công đầu to
(Nguyên công tạo mặt phẳng tinh để gia công các mặt khác)
•


Lượng dư Z = 2,5(mm)

•
Tính toán chế độ cắt cho từng nguyên công
Nguyên công 1: Gia công đầu to trên máy tiện
- Chọn máy :Máy tiện 1K62. Công suất động cơ N
m
= 10kW.
Thông số máy: Chiều cao tâm 200mm.Số vòng quay trục chính 12,5 2000
vòng /phút,bước tiến dao dọc 0,07…4,15, bước tiến dao ngang 0,035…2,08
Chọn dao:Dao tiện lỗ trong ta dùng dao ba gắn mảnh hợp kim T15K6
Dao tiện đầu cong có gắn mảnh hợp kim cứng T15k6
Dao tiện ngoài để khoả thẳng mặt đầu HKC T15K6
( Tra theo bảng 6-1 Dao tiện Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy ):
+ Bước 1: Tiện khoả mặt đầu φ210 với R
z
= 3,2 ⇒ Ta phải chia làm tiện
thô và tiện tinh
a)Tiện thô :
+ Chọn chiều sâu cắt t = 2(mm) với vật liệu là thép C tra bảng 5.60 - sổ tay
CN T
2
ta chọn được lượng chạy giao là S = 0,5 (mm /vòng).
Tra bảng 5.64 – sổ tay CN ta chọn được V
cắt
= 255(m/ph).
Từ đây ta có thể tính được vận tốc cắt thực tế V
tt
= V

tt
=V
cắt
.k
1
.k
2
.k
3
=255.0,9.0,6.0,75 =103 (m/ph).
⇒ số vòng quay của động cơ : n
t
=
1000. 1000.103
156,7
. 3,14.210
t
v
d
π
= =
(v/ph)
Ta chọn theo số vòng quay của máy: n
t
=160(v/ph).
Tính lại vận tốc cắt: V
tt
=
. .
100

t
v
d
π
=
(v/ph). Ta chọn số vòng quay theo
máy n
e
= 250(v/ph) ⇒ tính lại vận tốc cắt V
cắt
=
. .
165
1000
e
d n
π
=
(m/ph)
 Tra bảng 5.68 sổ tay CNT
2
ta chọn được công suất yêu cầu: N= 2(KW). Như
vậy máy đã chọn thoả mãn yêu cầu.
Bước 2:Tiện ngoài đầu to đạt R
a
=3,2 với φ210, lượng dư 2(mm)
a)Tiện thô: Với chiều sâu cắt t = 1,5(mm). Tra bảng 5.60 sổ tay CNT
2
ta chọn được
lượng chạy dao S = 0,7(mm/vòng).

công suất yêu cầu của máy N= 2,4 (KW).Giá trị này thoả mãn máy đã chọn.
b)Tiện tinh mặt đầu.
Với chiều sâu cắt t = 0,5(mm) tra bảng 5.62 sổ tay CNT
2
ta có S =
0,2(mm/vòng)
V
cắt
= 95 (m/ph) .Ta tính số vòng quay của máy n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=
144(v/ph)
Ta chọn số vòng quay theo máy n
e
=150(v/ph).
Ta xác định lại vận tốc cắt V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π

=150(v/ph).Ta tính lại vận tốc cắt V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π
=
99(m/ph).
Dựa vào các giá trị, tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu N = 2(KW).Thoả mãn
Bước 4: Tiện lỗ φ140
Do lỗ không có yêu cầu về cấp chính xác nên ta chỉ gia công thô một lần cho cả
lượng dư. Với chiều sâu cắt t = 2,5(mm) tra bảng 5.61 ta có lượng chạy dao
S=0,3(mm/vòng). Tra bảng 5.64 sổ tay công nghệ tập 2 ta có V
cắt
= 236 (v/ph).
⇒V
tt
= 236.0,6. 0,75 . 0,9 =96(m/ph)
⇒ số vòng quay của máy n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=

⇒ số vòng quay của máy n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=
264 (v/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy
n
e
= 280(v/ph) ⇒ tính lại vận tốc cắt: V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π
=
88(m/ph)
Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 2,9(KW).Thoả mãn
b)Tiện tinh vơi chiều sâu cắt t = 0,5(mm)
Tra bảng 5.62 sổ tay T
2
ta có lượng chạy dao S = 0,25(mm/vòng).
Ta có V
cắt

Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2,5(mm).
Tra bảng 5.60 sổ tay T
2
ta có lượng chạy dao S = 0,7(mm/vòng).
⇒Tra bảng 5.64 ta có V
cắt
= 205(m/ph) ⇒ V
tt
= 205.0,6.0,75.0,9 =83(m/ph)
⇒ số vòng quay của máy n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=
264 (v/ph). Ta chọn số vòng quay theo máy
n
e
= 280(v/ph) ⇒ tính lại vận tốc cắt: V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π

d n
π
=
76(m/ph).
⇒ Tra bảng ta chọn được công suất yêu cầu của máy N= 3,4(KW).Thoả mãn
Nguyên công 3 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công khoét và doa lỗ φ60. ở đây
gia công trên máy khoan đứng, mũi khoét, doa được lắp vào chuôi côn máy
khoan.Dao khoét, doa là dao tuỳ động do không có loại tiêu chuẩn với đường kính
của lỗ.
Lập sơ đồ gá đặt:
.

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 có đường kính mũi khoan lớn
nhất khi khoan thép có độ bền trung bình số vòng quay trục chính n=68…
1100vòng/phút.Bước tiến dao 0,11…1,60mm/vòng.
Công suất của máy N
m
= 6 kW.
Đường kính mũi khoét D=50(mm) – Tra bảng 5.104 sổ tay CNT
2
⇒ lượng chạy
dao S = 1,2(mm/vòng). Từ bảng 5.105 sổ tay CNT
2
(mũi khoét là thép gió), với t
>20
⇒ V
cắt
= 21(m/ph) ⇒ V
tt
= V

⇒ chọn số vong quay theo máy n
e
= 100(v/ph)
⇒ Tính lại vận tốc cắt V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π
=
15,7(m/ph)
Tra bảng 5.110 ⇒ N=2,4(KW).Thoả mãn điều kiện của máy đã chọn.
Bước 2 : Doa với đường kính dao D = 60(mm) ⇒ lượng chạy dao S =
1,7(mm/vòng)
Tra bảng 5.112 sổ tay CNT
2
⇒ V
cắt
= 13(m/ph)
Ta có : V
tt
=V
cắt
.k
MV
.k
UV
Trong đó:

MV
= 1.12
k
UV
= 1 (Vật liệu T15K6 tra bảng 5.6 )
⇒V
tt
= 13.1,12 = 14,56(m/ph)
số vòng quay của động cơ n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=
77(v/ph)
⇒ Chọn số vòng quay theo máy ⇒ n
e
=80(v/ph)
Tính lại vận tốc cắt : V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π

: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan – k
lv
= 1(Bảng 5.31 T
2
)
⇒ V
tt
= 24. 1,12 = 26(m/ph)
⇒ tốc độ cắt n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=
487(v/ph) . Chọn tốc độ cắt theo máy n
e
=500(v/ph)
⇒ Tính lại vận tốc cắt V
cắt
=
. .
1000
e
d n
π
=

. .
1000
e
d n
π
=
23,7(m/ph)
Tra bảng 5.102 sổ tay tập 2 ta có công suất yêu cầu của máy N = 0,9(KW)
b)Tarô ren: Do đường kính nhỏ nên ta có thể tarô bằng tay
Nguyên công 5 : Tiện côn lỗ φ60 vơi đường kính tiện lớn nhất φ77.

Với yêu câu về đề bài ta chia làm 2 bước.
Bước 1: Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2(mm). Tra bảng 5.64 ta có lượng chạy dao
S=0,1(mm/vòng) và V
cắt
= 229(m/ph)
V
cắt
= 229. 0,6. 0,75. 0,9 =93(m/ph) ⇒ tốc độ cắt n
e
=
1000.
.
t
v
d
π
=
385(v/ph)
Chọn tốc độ cắt theo theo máy n

d
π
=
186(v/ph)
Chọn số vòng quay theo máy n
e
= 200(v/ph) ⇒ tính lại vận tốc cắt V
cắt
= 48(m/ph)
Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy thoả mãn máy đã chọn
VI.tính toán kết cấu đồ gá khoan
1. Tính lực kẹp
- Sơ đồ định vị :

Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo các bước sau đây:
VI.1. Xác định kích thước của bàn máy 980x825 mm
2
, khoảng cách từ bàn máy tới
trục chính. Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thước đồ gá.
VI.2. Xác định phương pháp định vị.
Ta định vị chi tiết trên mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do và trụ ngắn 2 bậc tự do
VI.3. Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ 1:1).
Đường bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch. Việc thể hiện hai hoặc ba hình
chiếu là tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá. Hình chiếu thứ nhất của chi tiết
phải được thể hiện đúng vị trí đang gia công trên máy.
VI.4. Xác định phương, chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp.
Phương của lực kẹp vuông góc với thân đĩa xích có hướng từ mặt trên chi tiết
xuống dưới. Điểm đăt của lực kẹp ta chọn vào giữa của phiến kẹp (P
K
thu gọn về).

Vp
= – hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công đối với thép và
gang cho trong bảng 5-9:
K
mp
=
n
B






75
σ
=
75.0
75
660






= 1,7
Suy ra lực cắt P
o
=98,8.17.0,498

.1,7=11762 KG.mm
M
K
=11762KG.mm
-Tính lực kẹp W :Từ sơ đồ trên ta có phương trình xác định lực kẹp:
(W+P
o
).f.r ≥ K.2M
C
.R
o
/2
Suy ra lực kẹp được tính như sau
W ≥
0
00
P
r.f.d
R.M.K.2
−
r là bán kính trung bình giữa bề mặt chi tiết và bề mặt định vị .
r =
( )
2
175
2.2
160190.1
=
+
f= 0,15 hệ số ma sát


dcgkcgd
εεεε
++=
=
dcmctkc
εεεεε
++++
Trong đó:
- ε
c
: sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra - ε
c
=0,03
- ε
k
: sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công
thức trong bảng 20-24. Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với
phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không - ε
k
= 0,13 (bảng
5.20 sách hướng dẫn)
- ε
m
: sai số mòn. Sai số mòn được xác định theo công thức sau đây:

N
m
.
βε

]

=
[ ]
[ ]
2222
2
dcmkcgd
εεεεε
+++−
= 0,4(mm)
- Xác định hệ số an toàn K: K = K
0
.K
1
.K
2
.K
3
.K
4
.K
5
K
6
K
0
:Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp – K
0
= 1,5.

⇒ K = 6,4
VII 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:
T
tc
= T
o
+ T
p
+ T
pv
+ T
tn
Trong đó :
T
tc
- Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công).
T
o
- 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).
T
p
- 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

T
o
=
nS
LLL
.
21
++
Trong đó:
L – Chiều dài bề mặt gia công (mm).
L
1
– Chiều dài ăn dao (mm).
L
2
– Chiều dài thoát dao (mm).
S – Lượng chạy dao vòng(mm/vòng).
n – Số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút.
1.thời gian nguyên công cơ bản của nguyên công 1.
a. bước 1. khoả mặt đầu.
*.tiện thô.
Ta có : L=
2
146210
2
−
=
−
dD
=32(mm)

Ta có : L=
2
146210
2
−
=
− dD
=32(mm)
L
1
=
ϕ
tg
t
+ (0,5
÷
2) =
60
5,0
tg
+ (0,5
÷
2)=1(mm)
L
2
= 3(mm)
S = 0,11 mm/ vòng.
n=250 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T

Thay số ta được :
T
03
=
=
++
150.5,0
25,245
0,66 (phút )
*.tiện tinh.
Ta có : L= 45(mm)
L
1
=
ϕ
tg
t
+ (0,5
÷
2) =
60
5,0
tg
+ (0,5
÷
2)=1,5(mm)
L
2
= 2(mm)
S = 0,11 mm/ vòng.

tg
+ (0,5
÷
2)=3(mm)
L
2
= 3(mm)
S = 0,5 mm/ vòng.
n=150 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T
05
=
=
++
150.5,0
3350
0,746 (phút )
d. bước 4: tiện lỗ
Φ
146.
Ta có : L= 30(mm)
L
1
=
ϕ
tg
t
+ (0,5
÷

+ T
04
+ T
05
+ T
06
=
=0,49+1,31+0,66+1,76+0,75+0,47
=5,44 (phút)
2. Thời gian gia công cơ bản của nguyên công 2.
a. bước 1 : tiện đầu nhỏ.
*.tiện thô.
Ta có : L=
2
60100
2
−
=
− dD
=20(mm)
L
1
=
ϕ
tg
t
+ (0,5
÷
2) =
60

L
1
=
ϕ
tg
t
+ (0,5
÷
2) =
60
5,0
tg
+ (0,5
÷
2)=1(mm)
L
2
= 3(mm)
S = 0,11 mm/ vòng.
n=250 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T
02
=
=
++
250.11,0
3120
0,873 (phút )
b. tiện đạt

++
150.5,0
3230
0,47 phút
*.tiện tinh.
Ta có : L= 30(mm)
L
1
=
ϕ
tg
t
+ (0,5
÷
2) =
60
5,0
tg
+ (0,5
÷
2)=1,5(mm)
L
2
= 2(mm)
S = 0,11 mm/ vòng.
n=250 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T
04
=

n=150 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T
05
=
=
++
150.5,0
25,35,110
1,55 (phút )
Tổng thời gian của nguyên công này là:
T
0
=T
01
+ T
02
+ T
03
+ T
04
+ T
05
+ T
06
=
=0,33+0,873+0,47+1,22+1,55=4,44 (phút)
3.nguyên công 3 :khoét doa.
a. khoét lỗ
Φ

=
=
++
100.2,1
25,1155
1,32 (phút )
b. doa lỗ
Φ
60.
Ta có : L= 155(mm)
L
1
=
ϕ
g
dD
cot
2
−
+(0,5
÷
2) =
45cot
2
85,5960
g
−
+(0,5
÷
2)=1 (mm)

Ta có : L= 45(mm)
L
1
=
ϕ
g
d
cot
2
+(0,5
÷
2) =
60
2
17
tg
+(0,5
÷
2)=16 (mm)
L
2
= 2(mm)
t = 17 (mm)
S = 0,15 mm/ vòng.
n=500 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T
01
=
=

S = 0,15 mm/ vòng.
n=520 (vòng/ phút )
Thay số ta được :
T
02
=
=
++
520.15,0
21545
0,795 (phút )
*.Tổng thời gian của nguyên công 4 là:
T
0
=T
01
+ T
02
=4.0,84 +2.0,795 = 4,95 (phút)
5. nguyên công 5: tiện lỗ côn 10
0
.
T
o
=
nS
LLL
.
21
++

T
= 5,44 + 4,44 + 2,48 + 4,96 + 1,33
= 18,65 (phút)