BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA
CÔNG CÀNG GẠT (C1 )
Giáo viên hướng dẫn : GS _ TS Trần Văn Địch
Sinh viên thực hiện :
Lớp
Hà Nội : 2004
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội
Khoa Cơ Khí
Bộ môn công nghệ chế tạo máy
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ
TẠO MÁY
Họ tên sinh viên :
Lớp
I . Đề tài thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo càng gạt (C1).
II. Các số liệu ban đầu :
Sản lượng hàng năm : 6.000 chiếc.
Điều kiện sản xuất : Tự chọn .
III . Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết .
2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết .
3. Xác định dạng sản xuất .
4. Chọn phương pháp chế tạo phôi .
5. Lập thứ tự các nguyên công ( vẽ sơ đồ gá đặt , kí hiệu định vị , kẹp chặt

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT
4
4

5
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI ……… 13
1. Xác định phương pháp chế tạo phôi ………………………………… 13
2. Thiết kế bản vẽ lồng phôi …………………………………………… 16
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI
TIẾT …………………………………………………………………………17
1. Xác định đường lối công nghệ và chọn phương án gia công ………….17
2. Thiết kế nguyên công ………………………………………………….17
. Nguyên công 1 ………………………………………………… 18
. Nguyên công 2 …………………………………… ……………20
. Nguyên công 3 ………………………………………………… 23
. Nguyên công 4 …………………………………… ……………26
. Nguyên công 5 …………………………………………….…….28
. Nguyên công 6 ………………………………………….……….29
. Nguyên công 7 . …………………………………………………30
. Nguyên công 8 . ………………………………………………….32
CHƯƠNG 4 TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ………………………… 33
CHƯƠNG 5: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO HAI NGUYÊN CÔNG…… 35
CHƯƠNG 6: TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN CHO TẤT CẢ CÁC
NGUYÊN CÔNG …………………………………………………….38
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ :………………… 43
7.1 : Yêu cầu với đồ gá …………………………………………………… 43
7.2 : Xác định kích thước cơ bản của bàn máy ………………………………43
7.3 : Xác định phương pháp định vị và kẹp chặt …………………………… 44
7.4 : Xác định phương chiều và điểm đặt của lực kẹp ……………………… 44
7.5 : Chọn cơ cấu kẹp chặt …………………………… ……………………45
7.6 : Xác định sai số chế tạo của đồ gá ………………………………………46
7.7 : Điều kiện kỹ thuật của đồ gá ………………………………………… 47
6
6

này quy trình công nghệ gia công cơ được cơ bản thiết kế cho việc gia công trên
máy công cụ thông thường đồng thời kết hợp với công nghệ gia công tiên tiến trên
máy CNC , đó là một xu hướng trung của quá trình gia công cơ .
Trong sản xuất cơ khí việc thiết kế mang một ý nghĩa hết sức quan trọng quyết
định quá trình tạo nên môt sản phẩm , một chi tiết máy hay một bộ phận máy .
Nội dung của đồ án được trình bày như sau :
 Chương 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết
 Chương 2 : Xác định phương pháp chế tạo phôi .
 Chương 3 : Thiết kế quy trình cong nghệ gia công chi tiết .
 Chương 4 : Tính lượng dư gia công .
 Chương 5 : Tính chế độ cắt cho hai nguyên công .
 Chương 6 : Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công
.
 Chương 7 : Tính toán và thiết kế đồ gá .
 Chương 8: Nghiên cứu chuyên đề “Công nghệ gia công trên máy
CNC ”.
Để hoàn thành đề tài này, ngoài sự cỗ gắng của bản thân là sự giúp đỡ tận tình
của thầy giáo hướng dẫn , Thầy GS . TS. Trần Văn Địch .
Trong phạm vi đề tài tốt nghiệp , do thời gian và trình độ còn hạn chế cho nên
không tránh khỏi những thiếu sót . Do vậy , em rất mong nhận được sự đóng góp ý
8
8
kiến của các Thầy , các Cô , cùng các bạn trong ngành để đề tài này được hoàn
thiện .
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội - Tháng 5-2005.
Sinh Viên :
NỘI DUNG THUYẾT MINH
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG
SẢN XUẤT .

mm chiều dài .
_ Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu trong khoảng 0.05 – 0.1 mm trên
100 mm bán kính .
_ Độ không song song của các mặt đầu các lỗ cơ bản khác trong khoảng 0.05 –
0.25 mm trên 100 mm bán kính mặt đầu .
_ Các rãnh then được gia công đạt cấp chính xác 9 và độ nhám R
a
= 10 -2.5 .
_ Các bề mặt của càng được nhiệt luyện đạt độ cứng 50 – 55 HRC .
Vật liệu chế tạo càng gạt :
_Càng gạt làm việc với tải trong không lớn , nó chủ yếu dùng để gạt các bánh răng
ăn khớp . Vì vậy ta dùng gang xám GX 15 – 32 làm vât liệu chế tạo càng gạt . Cơ
tính của gang xám GX 15 – 32 là :

σ
kéo
= 15 KG / mm
2
.

σ
uốn

= 32 KG / mm
2
.

σ
nén


mm . Kích thước chiều cao của rãnh then
cả lỗ là 18,3
1,0
±
mm . Độ nhám bề mặt rãnh then cần đạt là
R
a
= 6
m
µ
.
_Dung sai lỗ lắp ghép lấy theo H8 là
017,0
16
±
φ
. Dung sai lỗ
25,0
42
±
φ
là quá lớn
với cấp chính xác 8 . Theo yêu ầu ta lấy dung sai lỗ theo H8 là
039,0
42
±
φ
._Mặt
ngoài
33

dày thành là 8mm .
III Xác định dạng sản xuất :
Theo đầu đề thiết kế sản lượng hàng năm là 6000 sản phẩm .
Vậy tổng sản lượng mà nhà máy phải thiết kế được tính theo công thức :
N = N
1
. m . ( 1+
β
/100 ) . (1 +
α
/100 )
Trong đó :
N : Tổng sản phẩm cần sản xuất .
N
1
: Số sản phẩm được giao chế tạo ( N
1
= 6000 )
m : Số chi tiết trong một sản phẩm ( m = 1 )
β
: Số chi tiết tạo thêm dự trữ (
β
= 5%)
α
:Số chi tiết phế phẩm (
α
= 4%)
Thay số vào công thức ta có :
N = 6000 .1 . (1 + 5/100) . (1 + 4 /100 )
N = 6000 .1,05 . 1,04

Π
. R
2
. h
1
= 2 . 3,14 .16,5
2
. 35 = 59871 mm
3
.
V
2
là thể tích khối trụ giữa :
V
2
=
Π
. R
2
. h
2
= 3,14 . 31
2
. 12 = 36229 mm
3
.
V
3
là thể tích phần thành và gân tăng cứng tính gần đúng như sau :
V

chính xác làm khuôn đúc. Tuỳ theo tính chất sản xuất , vật liệu của chi tiết đúc
,trình độ kỹ thuật mà chọn các phương pháp đúc khác nhau .Căn cứ vào chi tiết
được giao ta có thể chọn đúc trong khuôn kim loại hay trong khuôn cát .
a/ Phương án 1 : Đúc trong khuôn kim loại :
 Ưu điểm :
_ Độ chính xác của phôi cao .
_ Giảm được thời gian làm khuôn .
 Nhược điểm :
_ Tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy của khuôn kém .
_ Sự co giãn của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt phôi .
_Giá thành làm khuôn cao do việc chế tạo khuôn khó .
_ Khó đúc được các phôi có hình dạng phức tạp .
b/ Phương án 2 : Đúc trong khuôn cát :
 Ưu điểm :
_ Chế tạo khuôn mẫu đơn giản .
_ Giá thành hạ .
_ Có thể đúc được các phôi có hình dáng phức tạp .
_ Khả năng điền đầy của khuôn cáy tốt hơn khuôn kim loại .
 Nhược điểm :
_ Độ chính xác của phôi không cao .
_ Mất nhiều thời gian làm khuôn .
2.2.2 Dập nóng :
14
14
Dập nóng được thực hiện trên máy búa hoặc máy ép trong khuôn kín hoặc
khuôn hở . Dập nóng thường áp dụng cho chi tiết có vật liệu là thép .
Từ các phương án trên kết hợp với dạng sản xuất ta đi đến quyết định chọn
phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát .Sau khi nghiên
cứu bản vẽ ,nhận dạng đúng chi tiết và các bề mặt cần gia công là hai lỗ
16

_ Khó thiết kế đậu ngót và đậu rót .
Từ hai phương án trên ta quyết định chọn phương án I để gia công chi tết càng gạt .
2.2 .3 Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi :
Xác định lượng dư gia công cho các nguyên công : Lượng dư gia công được tính
toán cụ thể cho từng nguyên công căn cứ vào thứ tự các bước công nghệ cụ thể .
Tuy nhiên việc tính toán cụ thể lượng cho từng nguyên công tốn rất nhiều thời gian
,do đó trong thực tế sản xuất người ta chỉ tính lượng dư cụ thể cho vài nguyên công
. Các nguyên công còn lại được tra trong các sổ tay Công nghệ Chế tạo máy .
Với chi tiết càng gạt ta có thể xác định lượng dư như sau :
_ Các mặt đầu được thực hiện qua hai nguyên công phay thô và phay tinh . Lượng
dư tra trong bảng 4 – 13 Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy ta có :
Phay thô : Z
b
= 2.3 mm
Phay tinh : Z
b
= 0.2mm
_ Hai lỗ
16
φ
được đúc đặc
_ Lỗ
42
φ
được khoét và doa với : Khoét :
40
φ
mm , Doa :
71,41
φ

. Lỗ đã được gia công sắn ta chọn phương
pháp gia công là khoét và doa .
17
17
S
Rz20
Nguyên công V : Vát mép . (Khoét miệng lỗ côn
16
φ
).
Nguyên côngVI : Gia công xọc rãnh then .
Nguyên công VII : Nguyên công cắt đứt
Nguyên công VIII : Kiểm tra .
3.2 Thiết kế nguyên công .
Việc thết kế nguyên công phải đảm bảo năng xuất và độ chính xác theo yêu
cầu . Năng xuất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt , lượng dư , số bước ,
thứ tự các bước công nghệ… Vậy nên , khi thiết kế nguyên công phải dựa vào
dạng sản xuất là phân tán nguyên công mà chọn sơ đồ cho hợp lý .
/ Nguyên công1 : Gia công mặt A
Lập sơ đồ gá đặt :
_ Chọn mặt B làm chuẩn thô để gia công mặt A.
_Chi tiết được định vị ở mặt đầu B hạn chế 3 bậc tự do :Tịnh tiến theo phương OZ
quay quang OX và OY .
_ Một khối V ngắn cố định bên phải hạn chế hai bậc tự do : Tịnh tiến rheo hai
phương OX và OY .
18
18
35+0,125
n
A

= 0,9
_ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : k
2
= 0,8
_ Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao : k
3
= 1
_ Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay : k
4
= 0,89
Vậy tốc đọ tính toán là :
V
t
= V
b
. k
1
.
k
2.
k
3
.
k
4
= 241* 0,9* 0,88 *1* 0,89 153 m/phút
Số vòng quay trục chính theo tính toán là :
n
t


_ Công suất cắt : Tra bảng 5-145 Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Tập 2 ).
Với gang xám HB = 200 , t = 1,4 mm, B = 36 mm , S
p
= 950 m/phút có công suất
yêu cầu là P = 5,3 kw .
b , Chế độ cắt lần hai :
Phay tinh đạt cấp nhắn bóng 8 chiều sâu cắt t = 0,2 , S
z
= 0,1 mm /răng .
Ta được V= 241m/ phút.
Các hệ số điều chỉnh :
_ Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang HB = 200 => k
1
= 0,9
_ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : k
2
= 0,8
_ Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao : k
3
= 1
_ Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay : k
4

= 0,89
Vậy tốc đọ tính toán là :
V
t
= V
b
. k

A
Rz20
Rz20
A-A
V
thực tế

=
2,149
1000
100.14,3.475
1000
100 475
==
π
m/phút .
Lượng chạy dao phút là :
S
p
= 0,2.10. 475 = 950 mm/phút.
Theo máy ta có S
m
= 950 m/phút .
_ Công suất cắt : Tra bảng 5-145 Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Tập 2 ).
Với gang xám HB = 200 , t = 1,4 mm, B = 36 mm , S
p
= 950 m/phút có công suất
yêu cầu là P = 5,3 kw .
3.2.2 Nguyên công 2 : Phay mặt đầu thứ 2 :
 Lập sơ đồ gá đặt :

z
= 0,2 mm /răng
Các hệ số điều chỉnh :
_ Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang HB = 200 => k
1
= 0,9
_ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : k
2
= 0,8
_ Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao : k
3
= 1
_ Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay : k
4
= 0,89
Vậy tốc độ tính toán là :
V
t
= V
b
. k
1
.
k
2
.
k
3
.
k

p
= 0,2.10. 475 = 950 mm/phút.
Theo máy ta có S
m
= 950 m/phút .
_ Công suất cắt : Tra bảng 5-145 Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Tập 2 ).
Với gang xám HB = 200 , t = 1,4 mm, B = 36 mm , S
p
= 950 m/phút có công suất
yêu cầu là P = 5,3 kw .
b/ Chế độ cắt lần 2 :
Phay tinh đạt cấp nhắn bóng 8 chiều sâu cắt t = 0,2 , S
z
= 0,1 mm /răng .
Ta được V= 241m/ phút.
Các hệ số điều chỉnh :
_ Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang HB = 200 => k
1
= 0,9
_ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : k
2
= 0,8
_ Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao : k
3
= 1
_ Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay : k
4
= 0,89
Vậy tốc độ tính toán là :
V

23
A-A
V
thực tế
=
2,149
1000
100.14,3.475
1000
100 475
==
π
m/phút .
Lượng chạy dao phút là : S
p
= 0,2.10. 475 = 950 mm/phút.Theo máy ta có S
m
=
950 m/phút .
_ Công suất cắt : Tra bảng 5-145 Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Tập 2 ).Với gang
xám HB = 200 , t = 1,4 mm, B = 36 mm , S
p
= 950 m/phút có công suất yêu cầu là
P = 5,3 kw .
3 .2.3 : Nguyên công 3: Khoan , khoét , doa hai lỗ
16
φ
.
_Định vị : Mặt đáy hạn chế ba bậc tự do tịnh tiến theo phương Oz và quay theo hai
trục Ox và Oy , chốt trụ hạn chế hai bậc tự do tịnh tiến theo hai phương Ox và

=
647
25,14.14,3
5,30.1000
25,14.
5,30.1000
==
π
vòng / phút .
_Chọn vòng quay thực tế theo máy là : n
thực tế
= 668 vòng /phút .
_Tốc độ quay thực tế là :
V
thực tế
=
5,31
1000
25,14.14,3.668
1000
25,14 668
==
π
m /phút .
_ Công suất yêu cầu khi khoan : Tra bảng 5-89 Sổ tay công nghệ chế tạo máy
( tập 2 ) với gang xám HB = 200 ; S = 0,4 mm ; d = 14,25 mm ta được v = 31,5
m /phút ta có công suất yêu cầu là 1,5 kw.
Vậy công suất của máy đáp ứng yêu cầu .
Bước 2 : Khoét lỗ
82,15