Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
LỜI NÓI ĐẦU
Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình
đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị
phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án có tầm
quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu
những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn
khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu
dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Pgs-Pts Lê Văn Tiến trong
bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy
nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của
các thầy và sự chỉ bảo của các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Pgs-Pts Lê Văn Tiến đã giúp đỡ em hoàn
thành công việc được giao.
Hà Nội, ngày 17/11/2000
Sinh viên Nguyễn Sơn
Định
1
1
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học
Công Nghệ Chế Tạo Máy
1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:
Theo đề bài thiết kế:
” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên”
với sản lượng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.
Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại

+ Với tay biên, với kích thước không lớn lắm phôI nên chọn là phôI dập và
vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của tay biên.
+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng
thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.
+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với tay
biên các lỗ vuông góc cần phảI thuận lợi cho việc gia công lỗ.
+ Kết cấu của càng phảI thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một
lúc.
+ Kết cấu của càng phảI thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh
thống nhất.
Với tay biên , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để
đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau
( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công.
Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài
phẳng để đạt yêu cầu.
3. Xác định dạng sản xuất:
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N = N
1
m(1 + β/100)
Trong đó:
N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;
N
1
: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;
m : Số chi tiết trong một sản phẩm;
 : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5%
đến 7%)
⇒ N = 8000.1.(1 + 6%) = 8480 ( sản phẩm).
3

trường hợp này bề mặt gia công của ta có R
a
= 1.25 (cấp nhẵn bóng : cấp 7
có R
z
= 6.3). Ta có các lượng dư tương ứng như sau:
4
4
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
5. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị,
kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)
Lập sơ bộ các nguyên công:
- Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thước 29
±
0,1
, gia công trên máy phay
ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200 mm và
sau đó có thể mài phẳng ( đạt được độ nhám R
a
= 1,25 - cấp độ bóng cấp 7)
để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau.
- Nguyên công 2 : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thước φ30
±
0,033
và vát
mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để
đạt được độ nhám R
a
= 1,25.

.
- Nguyên công 9 : Kiểm tra Độ song song của hai lỗ biên không được quá
0,08 mm, độ vuông góc của cả hai lỗ với mặt đầu tương ứng không vượt
quá 0,08 mm, độ song song của hai mặt đầu không vượt quá 0,08 mm.
Thiết kế các nguyên công cụ thể:
Nguyên công I : Phay mặt đầu
Lập sơ đồ gá đặt: Hai
mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phảI đối xứng qua
mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự định
tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai
mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ
hai phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp cùng phương với phương
của kích thước thực hiện. Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần
gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công bởi vậy
ta dùng cơ cấu bàn phân độ.
Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82Γ. Công suất của máy N
m
= 7kW
6
6
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có
các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy
tập 2):
D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng.
Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Z
b1
= 2.5 mm và

.k
2
.k
3
= 32,5.1.0,8.1 = 26 m/phút.
Số vòng quay của trục
chính theo tốc độ tính toán là:
7
7
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
n
t
=
==
250.14,3
26.1000
.
.1000
d
v
t
π
33.12 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 30 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt
thực tế sẽ là:
V
tt

định định vị vào mặt trụ ngoàI của đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự
do).
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đường kính mũi khoan lớn
nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φ
max
= 35mm. Công suất của
máy N
m
= 6 kW
8
8
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 29.5 mm( có các
kích thước sau: L = 180 ÷ 355mm, l = 85÷210 mm), Mũi Doa có lắp
mảnh hợp kim cứng D = 30mm,Vát mép D = 35mm ( Tra theo bảng 4-
47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z
b1
= 1,25 mm và
lượng dư Doa Z
b2
= 0,25 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho
Khoét. Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, lượng chạy dao S = 0.8
mm/vòng(0,8÷1), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng. Ta tra được các hệ số
phụ thuộc:
k
1

9
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
n
t
=
==
29.14,3
72.1000
.
.1000
d
v
t
π
709,68 vòng/phút
⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
= 696
vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,25 mm,
lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1÷1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:
n
t
=
==
30.14,3

gia công ở nguyên công trước hạn chế 1 bậc tự do chống xoay( hoặc
một khối V di động định vị vào mặt trụ ngoàI của đầu to tay biên hạn
10
10
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
chế 1 bậc tự do và chốt trụ ngắn định vị lỗ φ30 hạn chế hai bậc tư do
còn lại).
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống.
Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đường kính mũi khoan lớn nhất khi
khoan thép có độ bền trung bình φ
max
= 75mm. Công suất của máy N
m
=
13 kW
Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 49.5 mm, Mũi Doa
bằng thép gió D = 50mm,Vát mép bằng thép gió D = 55mm ( Tra theo
bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z
b1
= 1,25 mm và
lượng dư Doa Z
b2
= 0,25 mm
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 1,25 mm,
lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1÷1,3), tốc độ cắt V = 86 (hoặc
96)mm/phút. Ta tra được các hệ số phụ thuộc:
k
1

t
=
==
29.14,3
72.1000
.
.1000
d
v
t
π
558,9 vòng/phút
⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
= 500
vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.
11
11
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Xác định chế độ cắt cho Doa.
Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 1,17 (1,0 ÷ 1,5 )
mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 mm/vòng.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:
n
t
=
==

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N
m
=
10kW
Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các
kích thước sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập
2):
d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Z
b
= 3 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 3 mm, lượng chạy dao S
= 0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-
160 và 5-161 Sổ tay CNCTM tập 2. Các hệ số hiệu chỉnh:
K
1
: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong
bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k
1
= 1,12
K
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu
kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k
2
= 1
13
13
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định

40.14,3
64,192.1000
.
.1000
d
v
t
π
1532 vòng/phút
Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
= 1500 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt
thực tế sẽ là:
V
tt
=
==
1000
1500.40.14,3
1000

m
nd
π
188,4 m/phút.
Lượng chạy dao phút là S
p
= S
r
.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút. Theo máy

= d
1
/2 = 3
mm và lượng dư khoan lần 2 Z
b2
= d
2
/2 =1 mm
15
15
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ φ6, chiều sâu cắt t = 3
mm, lượng chạy dao S = 0,17 (0.14÷0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V =
27,5 m/phút. Ta có các hệ số:
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1.
K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1.
K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1.
K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k1
= 1.
v
t
= v
b
.k
1
.k
2
.k
3

Nguyễn Sơn Định
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k
1
= 1.
K
2
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k
2
= 1.
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k
3
= 1.
K
4
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k
4
= 1.
v
t
= v
b
.k
1
.k
2
.k

±
0,16
, bởi vậy ta
sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc
tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám hạn chế 1
bậc tự do chống xoay còn lại.
Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với
phương của kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể
đIều chỉnh máy đạt được kích thước theo yêu cầu.
17
17
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N
m
=
10kW
Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim cứng, có các
kích thước sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập
2):
d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng.
Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Z
b
= 3 mm.
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 3 mm, lượng chạy dao S
= 0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-
160 và 5-161 Sổ tay CNCTM tập 2. Các hệ số hiệu chỉnh:
K
1
: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong

3
.k
4
= 172.1,12.1.1.1 = 192.64 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
n
t
=
==
40.14,3
64,192.1000
.
.1000
d
v
t
π
1532 vòng/phút
18
18
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Ta chọn số vòng quay theo máy n
m
=
1500 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:
V
tt
=
==

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với
phương của kích thước thực hiện.
Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi
khoan thép có độ bền trung bình φ
max
= 25mm. Công suất của máy N
m
=
2,8 kW
Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 6 mm và mũi khoan có d
= 2mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập
2):
Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoan 1 Z
b1
= d
1
/2 = 3
mm và lượng dư khoan lần 2 Z
b2
= d
2
/2 =1 mm
20
20
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho
khoan lần 1 lỗ φ6, chiều sâu cắt t = 3 mm, lượng chạy dao S = 0,17
(0.14÷0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút. Ta có các hệ số:
K

4
= 27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:
n
t
=
==
6.14,3
5,27.1000
.
.1000
d
v
t
π
1469 vòng/phút
⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
=
1360vòng/phút
Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ φ2. Chiều sâu cắt t = 1
mm, lượng chạy dao S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt V =
43 m/phút. Ta có các hệ số:
K
1
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k
1
= 1.

.k
4
= 43.1.1.1.1 = 43 m/phút.
Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n
t
vào công thức:
n
t
=
==
2.14,3
43.1000
.
.1000
d
v
t
π
6847 vòng/phút
⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n
m
=
1360vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng.
Nguyên công VIII:Phay hạ bậc đầu nhỏ
Lập sơ
đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phải
đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ
cấu kẹp hạn chế 5 bậc tự do: mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ
ngắn định vị vào mặt trụ trong φ50 hạn chế 2 bậc tự do.
Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ

23
23
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
K
3
: Hệ số điều chỉnh phụ
thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k
3
=
0,8.
Vậy tốc độ tính toán là: V
t
=V
b
.k
1
.k
2
.k
3
= 25.1.0,8.0,8 = 16 m/phút.
Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:
n
t
=
==
160.14,3
16.1000
.

Nguyên công IX:Kiểm tra
Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ φ30 và φ50
Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt đầu.
6. Tính lượng dư của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác
của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].
24
24
Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Nguyễn Sơn Định
Tính lượng dư của bề mặt φ50
+0,037
. Độ chính xác của phôI dập cấp , trọng
phôI: 1 kg vật liệu phôI: thép 45.
Qui trình công nghệ gồm hai nguyên công (hai bước) : khoét và doa. Chi
tiết được định vị mặt phẳng đầu ( hạn chế 3 bậc tự do), chốt trụ ngắn ở lỗ φ30
+0,033
(
hạn chế 2 bậc tự do), khối V tuỳ động định vị vào đường kính ngoàI của đầu biên
lớn ( hạn chế 1 bậc tự do).
Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng φ50
+0,037
:
Z
min
= R
za
+ T
i
+
22

ρρ
+
Giá trị cong vênh ρ
c
của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và hướng
trục:
ρ
c
=
( ) ( ) ( ) ( )
2222
29.5,150.5,1
+=∆+∆
ld
kk
= 87 µm.
Trong đó:
- ∆
k
lấy theo bảng 15 –Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy.
- l,d là chiều dàI và đường kính lỗ.
Giá trị ρ
cm
(Độ xê dịch phôI dập ) được tra theo bảng 3.77 – Sổ tay Công nghệ Chế
Tạo Máy tập 1, ρ
cm
= 0.3 mm = 300µm.
25
25