ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Khoa cơ khí
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập- Tự do- Hạnh phúc
Bộ môn công nghệ Chế tạo máy
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:………………………………………… …………………
Lớp………… Khoá……………….Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy.
I. Đầu đề thiết kế: ……………………………………………………………
………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………
…
II. Các số liệu ban đầu…………………………………………………
…………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
III. Nội dung các phần thuyết minh tính toán:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
IV. Phần bản vẽ…………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Hà Nội, ngày tháng năm

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Hà Nội, ngày tháng năm
Cán bộ hướng dẫn
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 2 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để đồ án này được tốt hơn.
Em xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo hướng dẫn
Nguyễn Trọng Bình, cùng các thầy cô trong khoa cơ khí - Trường ĐHBK
Hà Nội đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội ngày 18 tháng 5 năm 2006
Sinh viên: Lương Công Thành

Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 4 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
CHƯƠNG I: NỘI DUNG VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
1.1Nội dung đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy :
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy bao gồm:
- Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục tay biên.
- Thiết kế đồ gá để gá đặt chi tiết gia công tay biên.
Như vậy đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy bao gồm cả phần tính
toán và các bản vẽ.
1.1.1. Khối lượng tính toán:
Khối lượng tính toán được viết thành bản thuyết minh theo trình tự và
nội dung từng phần được trình bày cụ thể ở phần sau.
1.1.2. Khối lượng bản vẽ:
Đồ án được trình bày trong các bản vẽ gồm:
- 1 bản vẽ chi tiết lồng phôi khổ A0.
- 5 bản vẽ sơ đồ nguyên công gồm 36 nguyên công cơ bản khổ A0.
- 2 bản vẽ đồ gá với đầy đủ hình chiếu theo tỷ lệ khổ giấy A0.
1.2. Trình tự thiết kế đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy:
Quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy được tiến
hành theo nội dung và trình tự sau đây:
1- Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.
2- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

piston sang chuyển động quay của trục khuỷu và ngược lại.Tay biên D6 được
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 6 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
chế tạo bằng thép 45 gồm đầu nhỏ không tháo dời được,trong đó có lắp bạc
lót bằng đồng. Thân tay biên tiết diện hình chữ I và đầu to lắp bạc dời ,gồm
hai nửa ghép với nhau bằng hai bulông M8.
Mặt trong của lỗ đầu nhỏ phải gia công đạt R
a
= 2,5 để lắp chặt với bạc.
Mặt trong của lỗ đầu to phải gia công đạt R
a
= 1,25 để lắp trung gian với
bạc.
Chuyển tiếp giữa đầu nhỏ và thân R10, R30, R40.
Chuyển tiếp giữa đầu to và thân R12, R80, R8
Mặt trong của lỗ đầu to có khoét rãnh bán nguyệt để định vị bạc.
Trên đầu nhỏ có lỗ dẫn dầu lệch với bạc chi tiết một góc 50
0
.
Tại hai lỗ để bắt bu lông có phần định vị Φ8,5 phần ren M8.
2/ Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Tay biên là một chi tiết dạng càng, đầu to được ghép bởi hai nửa bằng
hai bu lông M8 nên chúng có các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Cơ tính sau khi nhiệt luyện lần cuối phải đạt độ dãn dài tương đối, độ
co tương đối, độ dai va đập 35%, mẫu thử có thể phân bố dọc dộ cứng 25 - 30
HRC.
- Chế tạo bằng phương pháp dập theo khuôn.
- Tổ chức kim loại ở chỗ gẫy của mẫu thử không được có hiện tượng
điểm trắng hay bọt, sự phân tầng của những chất phi kim loại và vết nứt. Tổ
chức kim loại trong mặt cắt dọc phải được đặc trưng bằng hướng của thớ dọc

Nếu sản lượng sản phẩm thấp thì nên sử dụng trang thiết bị vạn năng, tổ
chức sản xuất không theo dây chuyền, sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Từ đó ta thấy việc xác định dạng sản xuất hợp lý có ý nghĩa rất quan
trọng trong quá trình tổ chức sản xuất dẫn đến việc đầu tư hợp lý trang thiết bị
hợp ký, bố trí nhân công làm việc hợp lý dẫn đến quá trình sản xuất đạt hiệu
quả cao.
2/ Xác định sản lượng cơ khí:
Như ta đã biết để xác định dạng sản xuất ta phải xác định sản lượng cơ
khí trong năm và trọng lượng của chi tiết gia công.
Sản lượng phôi tay biên D6 cần dập yêu cầu là 5000 chi tiết/năm,
như vậy sản lượng cơ khí được tính theo công thức:
N
i
=N.m
i
.[1 + ( β+ α )/ 100] chi tiết/ năm.
Trong đó :
N
i
: sản lượng cơ khí chi tiết cần chế tạo .
N:sản lượng sản phẩm sản xuất trong năm .
N=5000 chi tiết/năm.
m
i
: số chi tiết cùng loại trong sản phẩm ,lấy m
i
=1.
α: là hệ số % dự phòng hư hỏng do chế tạo, α = (2÷3) lấy α=2.
β: hệ số % chế tạo thêm. dự phòng ngoài kế hoạch tránh mất mát do vận
chuyển, bảo quản, β = (3÷5), ta lấy β=3 .

2
,
Thể tích phần đầu to tay biên D6 là V
3
+ V
4

Thể tích chi tiết là:
V
CT
= V
1
+ V
2
+ V
3
+V
4
Ta có:V
1
= 14229mm
3
V
2
=43917 mm
3
V
3
= 40040mm
3

Do những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết đòi hỏi độ chính xác ,độ bền cơ
tính và độ bóng bề mặt. Để thoả mãn các yêu cầu trên việc sản xuất phôi tay
biên D6 có các phương pháp như đúc, hàn, gia công áp lực: cán,rèn,dập nóng.
Ta phải so sánh lựa chọn giữa các phương pháp để đưa ra phương án tạo phôi
hợp lý đảm bảo cả về hai mặt kinh tế và kỹ thuật.
So sánh các phương pháp tao phôi:
a/ Phương pháp đúc:
Ưu điểm:
Năng suất cao, vốn đầu tư ít, rẻ tiền, nó cho phôi có hình dáng phức
tạp, cơ tính cao.
Nhược điểm:
Tổ chức hạt thô, bề mặt bị chai cứng nên khó gia công cắt gọt độ bền
và độ dẻo dai kém.
b/ Phương pháp hàn:
Ưu điểm:
Tạo ra các chi tiết có hình dáng phức tạp đảm bảo cơ tính.
Nhược điểm:
Năng suất thấp, vốn đầu tư lớn giá thành cao nên ít dùngvà đặc biệt tay
biênlàm việc trong điều kiện chịu tải trọng va đập lớn nên không cho phép
chế tạo phôi bằng phương pháp hàn.
c/ Phôi cán:
Ưu điểm:
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 11 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Phương pháp này tạo phôi đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo và năng suất cao.
Nhược điểm: Cơ tính vật liệu không tốt phôi có hình dáng đơn giản trên
bề mặt. Thép cán thông thường được tiêu chuẩn hoá, và đặc biệt với chi tiết
tay biên D6 hình dáng phức tạp nên rất khó chế tạo bằng phương pháp này.
d/ Phôi rèn tự do.
Ưu điểm:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Cho vật dập có kích thước chính xác, góc nghiêng ở thành vật dập nhỏ,
lượng dư gia công ít, mức độ biến hình trên các tiết diện của vật dập tương
đối đều. Độ lệch khuôn ít nên tiết kiệm được nhiều vật liệu.
Để hoàn thành một bước hay một nguyên công thì trên máy búa cần phải
dập vài nhát, nhưng trên máy ép chỉ cần dập một nhát, giảm được thời gian
phụ, năng suất cao thường năng suất tăng gấp 2 đến 3 lần so với máy búa.
Sau khi đã điều chỉnh máy và lắp khuôn máy làm việc với hành trình cố
định nên chiều cao vật rèn chính xác, thao tác của công nhân đơn giản dễ
dàng, thợ bậc thấp cũng làm được, đồng thời giảm được nhiều sức lao động
của công nhân.
Máy ép làm việc êm, nên các bộ phận làm việc lâu hỏng, năng lượng tiêu
phí ít hơn và nhà xưởng xây dựng nhỏ hơn. Nhờ máy ép dễ tự động hoá và dễ
trang bị những thiết bị phụ đảm bảo an toàn lao động nên ít xảy ra tai nạn lao
động.
Nhược điểm:
- Giá thành của máy ép cao.
- Khi quá tải thường xảy ra kẹp máy, nhiều trường hợp rất khó giải
quyết.
- Kích thước phôi ban đầu yêu cầu phải chính xác.
- Khó đánh sạch lớp ôxy hoá nên yêu cầu thiết bị nung phải không
có hoặc ít hiện tượng ôxy hoá.
- Tính chất vạn năng so với búa dập kém hơn nên phải có thiết bị phụ
để tạo phôi.
Tuy vậy có những nhược điểm này, nhưng phương pháp dập nóng chảy
trên máy ép là ưu việt hơn cả vì nó đảm bảo được những yêu cầu kỹ thuật của
chi tiết và tính kinh tế, tiết kiệm kim loại, năng suất cao dễ tự động hoá và cơ
khí hoá trong quá trình sản xuất.
Chọn phương pháp chế tạo phôi:
Qua phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp tạo phôi ta nhận thấy

nhóm I phân nhóm 1b.
b- Thiết kế vật dập
1/ Chọn mặt phân khuôn:
Vị trí mặt phân khuôn chọn theo chiều cao vật dập,liên quan tới lượng
dư, phần thừa và góc nghiêng phía trên, phía dưới của vật dập. Đường phân
khuôn nằm trên mặt phẳng phân khuôn của nửa khuôn trên và dưới ở giữa bề
dày của vành biên đồng thời cũng nằm ở giữa màng ngăn lỗ đột ở phía trong
và từ đó bắt đầu góc nghiêng trên dưới của vật dập.
Vị trí đường phân khuôn theo chiều cao của vật dập sao cho đảm bảo
lượng dư quy định và phần thừa .
Nếu ta đặt vị trí đường phân khuôn cao hơn hay thấp hơn so với các
phương pháp trên đều dẫn tới tăng phần thừa do đó tăng trọng lượng vật dập.
ở đây chi tiết là phôi tay biên D6 để tạo thuận lợi cho việc gia công và
chế tạo khuôn cũng như lấy phôi được dễ dàng ta có các phương án lựa chọn
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 14 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
mặt phân khuôn như sau :
Hình 2a:Cho ta mặt phân khuôn ở giữa chiều rộng chi tiết,chứa tâm hai
lỗ đầu to và đầu nhỏ.Mặt phân khuôn này để lại lượng dư lớn ở hai lỗ và góc
nghiêng thành bên,độ chênh lệch lòng khuôn lớn khó khăn cho việc điền đầy
kim loại.Hơn nữa mặt phân khuôn này sẽ không tạo được tiết diện chữ I
Hình vẽ 2: Mặt phân khuôn

3/ Tính toán tiết diện trung bình:
Thể tích phôi được tính theo công thức :
Vp= Vvd+Vb
Trong đó : Vvd - Thể tích vật dập : Vvd = 10996.300 mm3
Vb - Thể tích vành biên :
Vb = Vc+ Vbv = Cvc(b * hc + h2* B)
Cvd - Chu vi vật dập : Cvd= 433 mm

472
332
80
d
l
371
332
344
d
d
tb
1
tb
.
.
.
.
.
max
===β
===α
Phần 2 (Đầu thanh truyền) Tính như công thức trên
283
332
106
091
532
535
.
.

dmin- Đường kính tính toán nhỏ nhất : dmin = 22.6 mm
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 16 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Thay vào công thức ta được : dk = 47.30 mm
300
80
622347
K .

=
−
=
Theo đồ thị giới hạn sử dụng lòng khuôn chuẩn bị dạng 1 (hình 118[I]).
Ta sử dụng lòng khuôn chuẩn bị dạng 1là : Vuốt - ép tụ kín.
Để tăng tuổi thọ lòng khuôn tinh và sự điền đầy lòng khuôn được
tốt vì vật dập có tiết diện chữ I và có lỗ nên ta sử dụng thêm lòng khuôn dập
chuẩn bị dạng 2 tạo thànhd hình dáng gần giống với vật dập rồi tiếp tục dập
trên lòng khuôn cuối cùng.
5/ Xác định kích thước phôi :
Theo bảng 76 - Trang 274 - [I] tiết diện phôi ban đầu :
Sp' = Sv - K*(Sv-Se)
Sv = Vđ/lđ ; Vđ- Thể tích đầu vật dập
ld- Chiều dài đầu vật dập
Sv =
07355
106
637637
.
.
=

cầu của quá trình công nghệ dập vật dập đã cho, nghĩa là tạo ra lòng khuôn
để đảm bảo chất lượng vật dập.
Để thiết kế được các lòng khuôn của khuôn trên máy dập cần phải căn
cứ vào :
- Bản vẽ vật dập.
- Hình dáng và kích phôi ban đầu.
- Các bước công nghệ trước khi dập.
- Xác định kích thước vành biên.
- Xác định lực dập cần thiết - chọn máy dập.
1) Lòng khuôn dập tinh:
Với lòng khuôn dập tinh được chế tạo, dựa trên bản vẽ vật dập từ đó ta
thiết kế ra bản vẽ chế tạo khuôn.
Khi chế tạo lòng khuôn các kích thước được lấy theo bản vẽ vật dập ở
trạng thái nóng. Còn khi gia công khuôn mà các kích thước đã tính độ co ngót
của kim loại thì chỉ vẽ vật dập ở trạng thái nguội tức là tất cả các kích thước
đều không tính độ co ngót.
Hầu hết các kích thước người ta tính 1,5% độ co ngót.
ở đây với vật dập là phôi tay biên D6 được thiết kế ở trạng thái nóng
nên khi thiết kế lòng khuôn dập tinh các kích thước cũng được lấy theo vật
dập ở trạng thái nóng, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và điều kiện sản xuất hiện
có.Các kích thước của lòng khuôn phải đảm bảo những yêu cầusau:
- Đảm bảo về kết cấu của chiều cao đường phân khuôn, các kích thước
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 18 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
như góc nghiêng thành lòng khuôn, bán kính lượn.
- Kết cấu lòng khuôn phải đảm bảo độ bền của khuôn độ lắp ghép giữa
khuôn trên và khuôn dưới.
- Kết cấu lòng khuôn phải thuận tiện cho việc gá lắp thao tác và lấy
phôi ra khỏi lòng khuôn.
- Trong quá trình do có độ mòn của lòng khuôn, khuôn dập không sát.

đơn giản lòng khuôn ta ghép hai lòng khuôn ép tụ và vuốt với nhau. Cạnh
miệng cặp kìm của lòng khuôn ép tụ ta đặt cầu vuốt vào đó. Sau khi vuốt ta
đẩy luôn phôi vào phía trong để ép tụ.
* Có 2 dạng lòng khuôn ép tụ(lòng khuôn ép tụ hở, lòng khuôn ép tụ
kín).
Với vật dập phôi tay biên D6 do phôi có tiết diện phức tạp nên ta sử
dụng lòng phôi ép tụ kín, kết cấu của lòng khuôn ép tụ nhìn chung được lấy
theo kích thước phôi tính toán và biểu đồ tiết diện.
Với lòng khuôn ép tụ không cần làm cầu vành biên và rãnh thoát biên.
Mục đích của lòng khuôn ép tụ là tạo hình ban đầu cho vật dập trước khi dập
chuẩn bị, làm cho kim loại khi dập tinh được điền đầy vào lòng khuôn dễ
dàng, vật dập sau khi dập không bị gấp nếp nứt.
Vì lòng khuôn ép tụ nên các kích thước không cần phải chế tạo chính
xác cao.
*Tính toán lòng khuôn ép tụ:
Chi tiết gồm hai đầu và thân có các tiết diện khác nhau.Dựa vào biểu
đồ phôi tính toán ta tính được:
- Chiều cao phần đầu nhỏ tính theo công thức:
h = (0.8÷0.9)*
t
S
;
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 20 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
St-Diện tích phôi tính toán
h = 0.9*
880
=26.69 mm; Lấy h=30 mm
- Chiều cao phần thân cũng tính theo công thức trên:
h = 0.9*

)(.
.
mm8337
20
586
=
+Đầu to chưa qua vuốt:
B = 1.15*
)(.*. mm6050
35
1540
151
h
S
k
p
==
*Tính lòng khuôn vuốt:
- Chiều cao lòng khuônvuốt:
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 21 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
h=(0.8÷0.9)at
at - Cạnh vuông phôi vuốt : at =
t
t
l
V
L < 200 nên :
h = 0.9*at = 0.9 * 28.5 = 25.65 mm
- Chiều dài cầu vuốt :

σ: ứng suất thực tế của vật dập ở nhiệt độ thôi dập với vật liệu là
thép 45 tra bảng 68 [1] có σ = 6,0 kG.
b: Chiều rộng cầu vành biên, b = 8 mm.
hc: Chiều cao cầu vành biên, hc = 1,5 mm.
Fvd: Diện tích vật dập, Fvd = 9864 mm2.
Fc: Diện tích cầu vành biên, Fc = 9.78 mm2.
a: Chiều rộng trung bình vật dập,
a = Fvd / lvd = 9864 / 186 = 53 mm
Thay vào công thức ta có:
P = 1.15*6[(1+0.5*8/1.5)*9.75+(1+8/1.5+0,1*53/1.5)]*9864
= 604692.104kG.
Từ kết quả trên ta chọn máy ép trục khuỷu 1000 tấn.
* Các thông số của máy như sau:
- Hành trình làm việc: 254 mm.
- Số lần dập trong 1 phút: 95.
- Kích thước đầu trượt dọc x ngang (mm): 685 x 685.
- Kích thước bàn máy dọc ngang (mm): 770 x 914.
- Chiều cao kín của máy khi nêm vát ở phía trên: 560 mm.
- Điều chỉnh chiều cao kín của máy: 10 ÷ 20 mm.
- Chiều cao của máy kể từ mặt nền: 4900 mm
- Diện tích mặt bằng của máy: 3135 x 2610 mm.
- Công suất động cơ: 55 KW.
- Trọng lượng của máy : 48.6 Tấn
3.4. Chế độ nhiệt.
1/ Chọn chế độ nung nóng:
Chế độ nung ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng vật dập và cơ tính của
nó, nếu ta nung phôi ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ cho phép sẽ sinh ra các
khuyết tật như kim loại bị cháy, thoát cácbon, ôxy hoá.
Nếu phôi dập ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ cho phép thì cấu tạo của các
hạt lớn => cơ tính kém.

Thay vào ta có:
Z = 10*1.4*0.040*
0400,
*1 = 0.112 (h) = 6.72 phút
- Xác định số lượng phôi cần phải nung trong lò để đảm bảo làm liên
tục áp dụng công thức:
N =
1
T
Z
+
(cái)
Trong đó: Z là thời gian nung= 6.72 phút
T là thời gian dập thực tế một phôi (phút). Với máy ép theo bảng
Sinh viên thực hiện: Lương Công Thành. Lớp CTM3-K4 - 24 -
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
13-8 tr.78[2] là 300 ÷ 400 CT/h
T=
60
350
= 5.8 →T = 5.8 (phút).
Vậy số phôi nung đồng thời là N= 1
21
85
726
≅+
.
.
= 2(cái)
2. Chọn thiết bị nung: