Đồ án môn học. .
LỜI MỞ ĐẦU.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY.
ĐỀ BÀI:
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ ĐỒ GÁ GIA
CÔNG CÀNG GẠT C15.
1
1
Đồ án môn học. .
CHƯƠNG I:
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN
XUẤT.
I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.
Càng gạt là chi tiết dạng càng. Chi tiết dạng càng thường có chức năng
biến đổi chuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong )
thành chuyển động quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ). Ngoài ra chi tiết
2
2
Đồ án môn học. .
dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong
hộp tốc độ ).
Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính
xác còn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố
khác cần được gia công.
II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
Vật liệu chế tạo chi tiết càng gạt C15 là gang xám 15-32. Đây là loại vật
liệu có tính đúc tốt, ta có thể sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi.
Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiết
không cao. Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chi
tiết.
Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậy

.
Tính V:
V= 2V
1
+ V
2
+2 V
3

V
1
: Thể tích khối trụ φ25.
3
3
Đồ án môn học. .
V
2
: Thể tích khối trụ φ40.
V
3
: Thể tích khối càng.
V
1
=
20
4
25.
2
π
-

10.
4
12.
.2
2
π
= 35437,165 mm
3

V
3
= 25546,72/cos28
0
= 28933,45 mm
3
⇒ V= 2.7822,566 + 35437,165 +2.28933,45 =108949,197 mm
3
⇒ V= 0,10895 dm
3
⇒ Q = 7,1.0,10895 = 0,773 kg.
- Tính số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm:
N = N
o
.m.(1+α).(1+β) chi tiết/năm.
N
o
: Số lượng sản phẩm yêu cầu (sản phẩm/năm).
M : Số chi tiết đang xét có trong một sản phẩm.
 : Tỉ lệ phế phẩm không tránh khỏi.
 = (3÷6)% ⇒ lấy α= 5 %

Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám15-32, đây là loại vật liệu có tính
đúc tốt. Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sản
phẩm đúc hạ hơn các dạng sản xuất khác.
Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhược điểm sau:
+ Sản phẩm đúc dễ bị rỗ co, rỗ khí, nứt và lẫn tạp chất,
+ Khi đúc trong khuôn cát, độ chính xác về kích thước và độ bóng
thấp.
+ Tiêu hao một phần không nhỏ lượng kim loại ở hệ thống rót, đậu
hơi, đậu ngót,
Do dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn, phôi có kích
thước không lớn, kết cấu không quá phức tạp, có một số bề mặt không cần
gia công, mặt khác vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32 - đây là loại vật
liệu có tính đúc tốt, nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc, phôi đúc
được đúc trong khuôn cát, làm khuôn trên máy ép và máy rằn.
5
5
Đồ án môn học. .
II. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác1 ⇒ lượng dư gia
công cho các bề mặt bên và dưới là : 2,0 mm.
Tra bảng 3-3[1] ⇒ dung sai cho phép của vật liệu đúc.
Tra bảng 3-13[1] ⇒ độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 µm (∇4).
Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi:
CHƯƠNG III:
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT.
I. Xác định đường lối công nghệ:
Dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn qui
trình công nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công, tức qui
trình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản có thời gian như
6

đặt gần vành ngoài φ40 để gia công chuẩn tinh, lực kẹp sẽ không gây biến
dạng phôi. Khi gia công các bề mặt phẳng còn lại ta có thể gia công đồng
thời được các bề mặt C và D bằng dao phay đĩa.
2. Lập tiến trình công nghệ.
1. Nguyên công 1: gia công bề mặt C.
2. Nguyên công 2: gia công bề mặt B.
3. Nguyên công 3: gia công bề mặt A.
4. Nguyên công 4: gia công bề mặt D.
7
7
Đồ án môn học. .
Các bề mặt C, B, A, D là các mặt phẳng cần gia công đạt độ nhám
Rz = 20, ta có thể dùng phương pháp phay để gia công. Phay được
tiến hành qua hai bước: phay thô và phay tinh.
5. Nguyên công 5: gia công hai lỗ φ10.
6. Nguyên công 6: gia công lỗ φ20.
Các lỗ φ10 và φ20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5(∇6)đạt được
yêu cầu này ta tiến hành khoan, khoan được tiến hành qua ba bước:
khoan-khoét-doa.
7. Nguyên công 7: vát mép các lỗ.
8. Nguyên công 8: gia công hai lỗ φ6.
9. Nguyên công 9: gia công lỗ φ12.
Các lỗ φ6 và φ12 cần gia công đạt độ nhám Rz = 40 (∇4), ta chỉ
cần tiến hành khoan.
10. Nguyên công 10: tổng kiểm tra.
Kiểm tra độ không vuông góc giữa bề mặt D, A với đường tâm lỗ
φ20.
Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ φ10 và φ20.
Kiểm tra độ không song song giữa các mặt B và C.
IV. Thiết kế nguyên công.

= 2 mm.
Để phay mặt C đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước:
Phay thô: lượng dư cho phay thô là: Z
b
= 1,5 mm.
Phay tinh: lượng dư cho phay tinh là: Z
b
= 0,5 mm.
1.5 Tra chế độ cắt.
Chiều sâu phay thô: t = 1,5 mm
Chiều sâu phay tinh: t = 0,5 mm.
* Phay thô:
Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2]
⇒ Lượng chạy dao S
z
= 0,15÷0,3 mm/răng.
⇒ Chọn S
z
= 0,2 mm/răng ⇒ S = 0,2.10 = 2 mm/vòng
Tra bảng 5.121[2] ⇒ Tốc độ cắt V
b
= 34 m/phút
Tốc độ tính toán V
t
= V
b
.k
1
.k
2

= 1,0 k
3
= 0,89 k
4
= 1,0
k
5
= 1,0 k
6
= 1,0
9
9
Đồ án môn học. .
V
t
= 34.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.1,0 = 34.1,0235 = 34,799 m/phút
Số vòng quay trục chính:
n
t
=
40.14,3
35.1000
.
.1000
=
D
V
t
π
=278,52 vòng/phút

b
= 49 m/phút
Tốc độ tính toán là: V
t
= V
b
.k
1
.k
2
.k
3
.k
4
.k
5
.k
6

Với: k
1
: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
k
2
: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
k
3
: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
k
4

.
.1000
=
D
V
t
π
= 319,27 vòng/phút
⇒ Chọn n
m
= 300 vòng/phút.
Tốc độ cắt thực:
V
tt
=
699,37
1000
40.14,3.300
1000

==
Dn
m
π
m/phút.
2. Nguyên công II.
Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
10
10
Đồ án môn học. .

Đồ án môn học. .
Để phay mặt đầu A ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự
do), các phiến tỳ được đặt tại mặt phẳng C. Để kẹp chặt chi tiết ta đặt lực
kẹp tại mặt B, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc. Để
tăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặt
thêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng D.
3.2 Chọn máy.
Để gia công mặt đầu A có bề rộng φ40 đạt độ nhám Rz = 20 ta dùng
máy phay đứng 6H82.
Một số thông số của máy phay 6H82 được giới thiệu ở nguyên công II
3.3 Chọn dụng cụ cắt.
Chọn dao phay mặt đầu loại 1 (đầu răng nhỏ), loại răng liền khối, vật
liệu chế tạo dao là thép gió.
Từ bảng 4.92[1] ⇒ các kích thước của dao phay mặt đầu:
Đường kính dao : D = 63 mm
Đường kính lỗ lắp trục : d = 27 mm.
Chiều dầy dao: L = 40 mm.
Số răng dao: Z = 14 răng.
Tra bảng 7[4] ⇒ tuổi bền của dao T = 130 phút.
3.4 Tra lượng dư.
Từ bảng 3.94[1] ⇒ lượng dư gia công của phôi đúc: Z
b
= 2 mm.
Để phay mặt A đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước:
Phay thô: lượng dư cho phay thô là: Z
b
= 1,5 mm.
Phay tinh: lượng dư cho phay tinh là: Z
b
= 0,5 mm.

: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia công.
k
2
: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.
k
3
: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.
k
4
: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao.
k
5
: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay.
k
6
: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công.
Tra bảng 5.20[2] ⇒ k
1
= 1,15 k
2
= 1,0 k
3
= 0,89 k
4
= 1,0
k
5
= 1,0 k
6
= 1,0

63.14,3.190
1000

==
Dn
m
π
m/phút.
 Phay tinh:
Từ bảng 5.119[2] ⇒ lượng chạy dao tinh S
0
= 1,4÷0,5 mm/vòng
⇒ Chọn S
0
= 1 mm/vòng
⇒ Lượng chạy dao răng: S
z
= S
0
/Z = 1/14 =0,07 mm/răng.
Từ bảng 5.121[2] ⇒ tốc độ cắt là: V
b
= 55 m/phút
Tốc độ tính toán là: V
t
= V
b
.k
1
.k

= 1,15 k
2
= 1,0 k
3
= 0,89 k
4
= 1,0
k
5
= 1,0 k
6
= 0,8
V
t
= 55.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.0,8 = 55.0,8188 = 45,034 m/phút.
⇒ Số vòng quay trục chính:
n
t
=
63.14,3
034,45.1000
.
.1000
=
D
V
t
π
= 227,4 vòng/phút
⇒ Chọn n

t = 1,5 mm ; S
z
= 0,2 mm/răng ; n
m
= 190 vòng/phút ;
V
t
= 37,605 m/phút.
Chế độ cắt khi phay tinh:
t = 0,5 mm ; S
0
= 1 mm/vòng ; n
m
= 190 mm/vòng ; V
t
= 37,605 m/ph.
5. Nguyên công V: Khoan-khoét-doa hai lỗ φ10.
5.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:
Để gia công hai lỗ φ10 ta định vị phôi bằng hai phiến tỳ ở mặt phẳng
B, phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do, và hai khối V, một khối V cố định hạn chế
14
WW
W
14
Đồ án môn học. .
hai bậc tự do, một khối V di động hạn chế một bậc tự do. Hai khối V này đặt
ở vành ngoài khối trụ φ25. Lực kẹp W được đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp W
được sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thông qua đòn kẹp. Để tăng cứng vững
cho phôi ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ được đặt tại bề mặt D.
5.2 Chọn máy.

0
÷10
0
ϕ
0
= 30
0
÷60
0
ϕ
0
1
= 30
0
ω
0
= 10
0
ƒ = 0,8÷2 mm
+ Doa lỗ φ10⇒ dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió.
Tra bảng 4.49[1] ⇒ các kích thước của mũi doa:
Đối với kiểu mũi doa liền khối ,chuôi trụ:
Đường kính mũi doa: D= 2÷16 mm
Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 49÷170 mm
Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 11÷52 mm
5.4 Tra lượng dư và chế độ cắt.
- Khoan lỗ φ8: ⇒ t = 4 mm
tra bảng 5.89[2] ⇒ lượng chạy dao S = 0,13÷0,17 mm/vòng
⇒ chọn S = 0,15 mm/vòng.
15

.
.1000
π
=
8.
5,17.1000
π
= 696,303 vòng/phút.
⇒ Chọn n
m
= 650 vòng/phút.
⇒ Tốc độ khi khoan thực tế là:
V=
34,16
1000
8 650
1000

==
π
π
Dn
m
m/vòng.
- Khoét lỗ φ9,8: ⇒ t = 0,9 mm
Tra bảng 5.104[2] ⇒ lượng chạy dao S = 0,7 mm/vòng
Tra bảng 5.106 [2] ⇒ tốc độ cắt khi khoét: V = 27,5 m/phút.
⇒ Tốc độ trục chính n =
D
V

V
.
.1000
π
=
10.
4.1000
π
= 127,32 vòng/phút.
⇒ Chọn n
m
= 120 vòng/phút.
⇒ tốc độ doa thực tế là:
V =
77,3
1000
10 120
1000

==
π
π
Dn
m
m/phút.
6. Nguyên công VI: Khoan-khoét-doa lỗ φ20.
16
16
Đồ án môn học. .
6.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt.

chiều dài phần làm việc : l = 210 mm.
- Mũi khoét: ta dùng mũi khoét được chế tạo bằng thép gió, mũi khoét số 1.
Tra bảng 4.48 [2] ⇒ các thông số của mũi khoét:
γ
0
= 7
0
; α
0
= 9
0
; ϕ
0
= 30
0
÷60
0
; ϕ
0
1
= 30
0
; ω
0
= 10
0
; ƒ = 0,8÷2 mm.
- Mũi doa: Chọn mũi doa được chế tạo từ thép gió.
Tra bảng 4.49[1] ⇒ Xác định được các thông số của mũi doa:
Dùng mũi doa liền khối đuôi côn:

- Khoan lỗ φ19:
Do ban đầu là phôi đặc nên ta không tính lượng dư cho bước này.
Tra bảng 3.87[1] ⇒ sau khi khoan lỗ chất lượng bề mặt lỗ đạt được :
Cấp chính xác 12.
Rza =50 µm ; Ta = 70µm.
Sai lệch không gian tổng cộng: ρ
a
=
22
0
.LC
y
∆+
Với: C
0
: Độ xê dịch tâm lỗ, tra bảng 18[4] ⇒ C
0
= 25µm/mm
∆
y
: Độ sai lệch, tra bảng 18[4] ⇒ ∆
y
= 0,9µm/mm
L : Chiều dài lỗ gia công, L = 42 mm
18
18
Đồ án môn học. .
 ρ
a
=

min
δ
A
: Dung sai của lỗ định vị, lỗ định vị được gia công ở nguyên
công trước, giả sử lỗ được gia công đạt yêu cầu ⇒ δ
A
= 0,035mm.
δ
B
: Dung sai đường kính chốt, với chốt trụ và chốt chám theo
tiêu chuẩn (D10; f7) ⇒ δ
B
= -13-(-28) = 15 µm = 0,015mm.
ρ
min
: Khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt: ρ
min
= 0,013mm.
⇒ Góc xoay lớn nhất của chi tiết: tgα =
H
max
δ
với H: khoảng cách giữa hai lỗ chốt.
⇒ tgα =
H
max
δ
=
180
013,0015,0035,0 ++

a
= 0,05.45,319 = 2,266µm.
Sai số gá đặt còn lại sau khoét:
ε
gđ1
= 0,05.ε
gđ
= 0,05.15 = 0,75µm.
Lượng dư trung gian để khoét sau khoan:
2Z
bmin
= 2.(Rza + Ta +
22
ba
ερ
+
)
19
19
Đồ án môn học. .
2Z
bmin
= 2.(50 + 70 +
22
15319,45 +
) = 335µm
- Doa lỗ đạt φ20:
Tra bảng3.87[1] ⇒ Rza = 3,2µm
Ta = 0 µm.
⇒ Lượng dư nhỏ nhất khi dao:

giới hạn
(µm)
Trị số giới
hạn lượng
dư
Rza
(µ
m)
2
Ta
(µ
m)
3
ρ
a
(µ
m)
4
ε
b
(µ
m)
5
2.Z
bmi
n
(µm)
6
Kích
thướ

ét
40 0 2,2
7
15 335 19,9
5
84 19,9
50
19,8
66
466 340
Doa 3,2 0 0,1
1
0,7
5
85 20,0
35
35 20,0
35
20,0
00
134 85
Kiểm tra kết quả tính toán:
Doa: 2Z
max
- 2Z
min
= 134-85 = 49 (µm)
δ
2
- δ

DC
.
.
.
Tra bảng 5.38[2] ⇒ C
v
= 17,1 q = 0,25 m = 0,125
Tra bảng 5.30[2] ⇒ T = 60 phút
K
V
= K
Mv
.K
uv
.K
lv
K
MV
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công.
K
uv
: Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt.
K
lv
: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan.
Tra bảng 5.1[2]
⇒ K
MV
=
v

19.1,17
4,0125,0
25,0
= 26,25 m/phút
⇒ n
t
=
D
V
t
.
.1000
π
=
19.
25,26.1000
π
= 439,796 vòng/phút.
Tính n
m
:
Ta có: n
m
= n
min
.ϕ
m-1
⇔ 1400 = 31,5.ϕ
12-1


π
=
1000
32,355.19.
π
= 21,209 m/phút.
Mômen xoắn khi khoan: M
x
(Nm)
M
x
= 10.C
M
.D
q
.S
y
.K
p
Tra bảng 5.32[2] ⇒ C
M
= 0,021 q = 2 y = 0,8
Tra bảng 5.9[2] ⇒ K
p
= K
MP
=
n
HB


⇒ P
0
= 10.42,7.19
1
.0,6
0,8
.1 = 5391,41 N
Công suất cắt: N
e
(kw)
N
e
=
9750
.nM
X
=
9750
32,355.379,50
= 1,836 kw
N
e
= 1,836 kw < N
đc chính
= 4 kw
⇒ Máy đủ công suất cắt.
* Khoét lỗ φ19,8:
⇒ t =
4,0
2

= K
MV
.K
uv
.K
lv
.K
nv
K
MV
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công.
K
uv
: Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt.
K
lv
: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan.
K
nv
: Hệ số điều chỉnh bổ xung.
Tra bảng 5.1[2]
22
22
Đồ án môn học. .
⇒ K
MV
=
v
n
HB

v
k
StT
DC
.

.
=
486,531.
63,0.4,0.30
8,19.8,18
4,01,0125,0
4,0
=
m/phút.
Số vòng quay trục chính: n =
854,859
8,19.
486,53.1000
.
.1000
==
ππ
D
V
vòng/phút.
Mặt khác: ϕ
x
=
min

Mômen xoắn khi khoét:
M
x
= 10.C
M
.D
q
.t
x
.S
y
.K
P
Từ bảng 5.32[2] ⇒ C
M
= 0,085 x = 0,75 y = 0,8
K
P
:Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế.
Từ bảng 5.9[2] ⇒ K
P
= K
MP
=
n
HB





q
.S
y
.K
P
23
23
Đồ án môn học. .
Tra bảng 5.32[2] ⇒ C
P
= 23,5 x = 1,2 y = 0,4
Từ bảng 5.9[2] ⇒ K
P
= K
MP
=
n
HB






190
=
1
190
190
6,0

9750
640,710.2954,0
=
kw
⇒ N
e
= 0,0215kw < N
đc
= 4kw ⇒ động cơ đủ công suất cắt.
* Doa lỗ φ20
+0,035
:
⇒ t =
mm1,0
2
8,1920
=
−
Từ bảng 5.27[2]
⇒ lượng chạy dao S = 2,6.K
os
= 2,6.0,8 = 2,08 mm/vòng.
Tốc độ cắt V:
V =
V
yxm
q
V
K
StT

=
v
n
HB






190
Tra bảng 5.2[2] ⇒ n
v
= 1,3
Vật liệu gia công là gang xám15-32 ⇒ HB = 190
⇒ K
MV
= 1
Tra bảng 5.6[2] ⇒ K
uv
= 1
Tra bảng 5.31[2] , do L/D = 42/20 <3 ⇒ K
lv
= 1
⇒ K
V
= 1.1.1 = 1
24
24
Đồ án môn học. .

=
5,31
52,115
= 3,667
Theo tính toán trên ta có: ϕ = 1,41
Tra bảng 8[4] ⇒ ϕ
x
= 4
⇒ n
m
= 31,5.4 = 126 vòng/phút
⇒ Tốc độ thực khi cắt là:
V
t
=
92,7
1000
20 126
1000

==
ππ
Dn
m/phút.
Mômen xoắn khi cắt: M
X

M
X
=

P
(Nm)
M
X
= 2,965 Nm
7. Nguyên công 7: Vát mép các lỗ trụ.
Tại nguyên công này ta tiến hành vát mép một đầu cho lỗ trụ φ20 và
hai lỗ trụ φ10. Sơ đồ định vị và kẹp chặt được xác định như nguyên công 6
khi vát mép lỗ trụ φ20, và như nguyên công 5 khi vát mép lỗ trụ φ10.
Các chế độ cắt ta lấy như của bước khoét tương ứng với nguyên công
6 và nguyên công 5:
Vát mép lỗ trụ φ20:
S = 0,63 mm/vòng V = 44,2 m/phút n = 710,64 vòng/phút.
Vát mép lỗ trụφ10:
S = 0,7 mm/vòng V = 26,17 m/phút n = 650 vòng/phút.
25
25