Lê Văn Thống Đồ án công ngệ chế tạo máy
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển với một tốc độ vũ bão, mang lại
những lợi ích to lớn cho con ngời về tất cả các lĩnh vực tinh thần và vật chất. Để
nâng cao đời sống của nhân dân, đế hòa nhập vào sự phát triển chung của các nớc
trong khu vực, cũng nh các nớc trên thế giới , Đảng và nhà nớc ta đã đề ra các
mục tiêu trong các năm tới là thực hiện Công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất n-
ớc.
Muốn thực hiện Công nghiệp hóa và hiện đại đất nớc ,một trong những
nghành cần quan tâm và phát triển mạnh đó là cơ khí chế tạo vì cơ khí chế tạo
đong vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi
nghành kinh tế quốc dân.
Môn công nghệ chế tạo máy có một vị trí quan trọng trong chơng trình đào
tạo kỹ s nghành cơ khí ,là nội dung kiến thức khoa học tối thiểu cần thiết đối với
mỗi kỹ s nghành cơ khí nói chung. Nó là môn khoa học gắn liền giữa lý thuyết và
thực tiễn, vận dụng tất cả các kiến thức cơ bản, cơ sở của nghành cơ khí nh cơ lý
thuyết, sức bền vật liệu, nguyên lý máy, chi tiết máy, công nghệ kim loại để
giải quyết bài toán thực tế : chế tạo ra một chi tiết cơ khí đảm bảo các yêu cầu kỹ
thuật, giá thành cũng nh phù hợp với điều kiện thực tế của nền công nghiệp của
đất nớc.
Đồ án môn công nghệ chế tạo máy chiếm một vị trí quan trọng trong chơng
trình môn học công nghệ chế tạo máy.Nó là phần không thể thiếu , không thể bỏ
qua đối với bất kỳ đối tợng nào học tập môn công nghệ chế tạo máy nói riêng và
học nghành cơ khí nói chung.Đồ án công nghệ chế tạo máy giúp cho học viên
củng cố, hệ thống toàn bộ kiến thức của môn học , đồng thời giúp ngời học viên
lần đầu tiên làm quen với qui trình , các bớc tiến hành để có thể sản xuất ra một
chi tiết cơ khí ,tập cho ngời học viên phơng pháp làm việc khoa học,bài bản, các
phơng pháp tra cứu sổ sách tài liệu,kế thừa những kết quả đã có ,so sánh lựa chọn
, phân tích một cách khoa học để chọn đợc phơng pháp công nghệ hợp lý nhằm
đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết nhng đảm bảo giá thành hợp lývà phù hợp
với điều kiện nền kinh tế đất nớc, của địa phơng và nơi làm việc.

1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết
Chi tiết gia công trong đồ án là chi tiết dạng trục bậc tròn xoay có các đặc
điểm kỹ thuật nh sau:
Chi tiết gồm 2 phần:
- Phần trụ trơn: Gồm 3 đoạn

36,

48,

42. Trong đó trên phần trụ

42 có
rãnh then 30x8
- Phần ren gồm đoạn ren hệ mét bớc lớn ( M32 )
- Phần trụ đoạn

28,8 có phay hai mặt bên đối xứng nhau,trên đó có lỗ ren
M8
- Giữa các đoạn trục có các rãnh thoát dao, các vát mép
Chi tiết có các yêu cầu kỹ thuật nh sau:
- Đoạn trụ

28,8 có yêu cầu độ nhám cấp 7, cấp chính xác IT6
- Các đoạn trụ

42,

36 có yêu cầu độ nhám cấp 8, cấp chính xác IT6
- Rãnh then có yêu cầu cấp chính xác IT8

Tuy nhiên vẫn còn một số vấn đề về kết cấu cha đợc hợp lý cụ thể:
-Đoạn ren M32 ngắn, không thể hiện rãnh thoát dao cho mặt ren,kết cấu của
ren cha hợp lý
-Then phải gia công bằng dao phay ngón
-Lỗ có ren M8 cha hợp lý vì nếu chọn bớc ren theo tiêu chuẩn thì khi tính toán
chiều cao ren xong ta sẽ phải sử dụng mũi khoan không có trong tiêu chuẩn
3. Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi
Căn cứ vào vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi, kích th-
ớc, hình dạng kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn ta sử dụng các phơng
pháp tạ phôi sau:
a. Phôi cán (phôi thanh)
Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tơng đối nhanh. Tuy nhiên
chi tiết là trục bậc có độ chênh kích thớc tơng đối lớn (

48và

28,8) nên nếu sử
dụng phôi này sẽ tốn vật liệu dẫn tới tăng chi phí sản xuất, tăng thời gian gia
công.
b. Phôi đúc
Nếu sử dụng phôi đúc, khi chế tạo ra có chất lợng bề mặt xấu nh rỗ khí, xù xì,
nứt, đậu hơi, đậu ngót Do đó dùng phôi đúc sẽ tăng thời gian sản xuất, làm cho
các dụng cụ cắt nhanh hỏng, dẫn tới làm tăng giá thành sản phẩm. Trong sản xuất
loạt lớn điều này là rất đáng kể.
c. Phôi rèn tự do
Phôi có dạng tròn xoay lại có bậc nên việc rèn tự do là khó khăn. Do vậy sản xuất
loạt lớn ta không sử dụng loại phôi này.
d. Phôi dập
Phơng pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác kích thớc đảm bảo, chất lợng phôi
tốt, ít tốn vật liệu, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt


55,

52 và gờ mặt đầu trụ

75
b. Đồ gá: Sử dụng các khối chữ V
c. Chọn máy:
Tra bảng 25 phần phụ lục (tài liệu Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-Trần
Văn Địch- Nhà xuất bản KH & KT 1999) Chọn máy phay và khoan tâm chuyên
dùng bán tự động của Liên Xô cũ ký hiệu MP76M có các thông số kỹ thuật nh
sau:
-Đờng kính chi tiết gia công: 25 80 mm
-Chiều dài chi tiết gia công: 500 1000 mm
-Giới hạn số vòng quay của dao: 1225 v/p
-Công suất động cơ phay khoan: 5,5kW
d. Chọn dụng cụ:
4
Lê Văn Thống Đồ án công ngệ chế tạo máy
Chọn dao phay: Tra bảng 4-92 trang 373 tài liệu sổ tay CNCTM tập 1 chọn
dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số cơ bản của dao nh sau:
D = 50 (mm), d = 22 (mm), L = 36 (mm), z = 12 (r)
Chọn mũi khoan tâm: Tra bảng 4-52 trang 372 tài liệu Sổ tay gia công cơ XNB
KH & KT năm 2002 chọn mũi khoan lỗ tâm có các thông số cơ bản nh sau:
d = 2,5 mm, D
0
= 6 mm, D = 8 mm, L = 50 mm, l = 3 mm.
Nguyên công 2:Tiện thô các bề mặt trụ và tiện các rãnh
thoát dao
Sơ đồ nguyên công

a. Chọn chuẩn: Bề mặt bậc

41, hai mặt trụ

41
b. Chọn đồ gá: Gá trên hai khối chữ V
c. Chọn máy: Chọn máy phay 6H12 có các thông số kỹ thuật ch sau:
- Số cấp tốc độ trục chính: 18
- Phạm vi tốc độ trục chính: 30 1500 v/p
- Công suất động cơ chính: 7 kW
- Công suất động cơ chạy dao: 1,7 kW
- Kích thớc làm việc bàn máy: 320 x 1250 mm
- Số cấp bớc tiế bàn máy: 18
- Hiệu suất: 0,75
d. Chọn dụng cụ cắt: Tra bảng 4-74 trang 363 tài liệu Sổ tay CNCTM tập 1,
chọn dao phay rãnh then kiểu 1 có các thông số hình học nh sau: Chiều rộng rãnh
then 8 mm; D = 7,75 mm; L = 55 mm; l =11 mm.
Nguyên công 5: Vát mép, tiện ren
7
Lê Văn Thống Đồ án công ngệ chế tạo máy
a. Chọn chuẩn: Hai lỗ định tâm
b. Chọn đồ gá: Gá trên hai mũi định tâm và tốc kẹp
c. Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 (giống nguyên công 2)
d. Chọn dụng cụ:
- Dao vát mép: Tra bảng 4-6 trang 297 tài liệu Sổ tay CNCTM tập 1 chọn
dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh hợp kim cứng có góc nghiêng chính 90
0
(trái)
có kích thớc cơ bản là: h x b x L = 16 x 10 x 100 mm; n = 4 mm, l = 12 mm,
R = 8 mm

có các thông số kỹ thuật
nh sau: D = 50 mm; H = 65 mm; d = 20 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết
dính Kêramit
3.Chọn lợng d gia công
Căn cứ vào phơng pháp chế tạo phôi, hình dạng và kích thớc của phôi, tra
các bảng trong Sổ tay CNCTM tập 1 (NXB KH & KT 2001) ta có bảng tra lợng
d cho các nguyên công.
Nguyên công Bớc Nội dung các bớc Lợng d (mm) Ghi chú
1 1
2
Phay mặt đầu
Khoan lỗ tâm
4
2
1
2
3
4
5
6
Tiện thô mặt trụ

76,2 dài 80
Tiện thô mặt trụ

53,7 dài 58
Tiện thô mặt trụ

42 dài 38
Tiện thô mặt trụ

5
Tiện tinh mặt trụ

41 dài 38
Tiện tinh mặt trụ

55,5 dài 53
Tiện tinh mặt trụ

41 dài 33
1
1,2
1
tay CNCTM
tập1
4 1 Phay rãnh then - -
5 1
2
Vát mép
Tiện ren
-
-
-
-
6 1 Nhiệt luyện - -
7 1 Sửa lỗ tâm - -
8
1
2
3

(ph)
Phay mặt đầu 2 0,8 140 1,44 0,25
Khoan lỗ tâm - 0,025 141 0,03 1,5
b.Tra chế độ cắt cho nguyên công 2:
Chế độ
Các bớc
t(mm) S(mm/v) N(v/ph) N
c
(kW) T
o
(ph)
Tiện thô mặt trụ

75 1,9 0,7 125 1 0.983
Tiện thô mặt trụ

52 1,65 0,7 200 1 0.421
Tiện thô mặt trụ

41 1,5 0,7 250 1 0.223
Tiện thô mặt trụ

55 1,65 0,7 160 1 0.571
Tiện thô mặt trụ

41 1,5 0,7 250 1 0.251
Tiện rãnh mặt trụ

41 1,5 0,15 645 2.03 0.75
Tiện rãnh mặt trụ

Tiện tinh mặt trụ

41 0,5 0,4 2000 2 0.05
d.Tra chế độ cắt cho nguyên công 4:
Chế độ
Các bớc
t(mm) S
z
(mm/r) n(v/ph) N
c
(kW) T
o
(ph)
Phay rãnh then 0,1 0.02 850 0.96 0.94
e.Tra chế độ cắt cho nguyên công 5
Chế độ
Các bớc
t(mm) s(mm/v) n(v/ph) N
c
(kW) T
o
(ph)
Vát mép - - - - -
Tiện ren M41 dài38 - 3 112 1.82 0.131
Tiện ren M41 dài 33 - 3 112 1.82 0.116
f.Tra chế độ cắt cho nguyên công 8
Chế độ
Các bớc
t(mm) S
ct

2. Phơng pháp định vị và kẹp chặt:
Định vị chi tiết lên đồ gá nhờ 2 khối chữ V ngắn hạn chế 4 bậc tự do, một
khối V ngắn ở phía trái tỳ vào gờ trục định vị hạn chế 1 bậc tự do chuyển động
dọc trục
Chi tiết đợc kẹp chặt nhờ mỏ kẹp
3. Sơ đồ kết cấu của đồ gá: Đợc trình bày trong bản vẽ lắp đồ gá khổ A1
4. Tính lực kẹp cần thiết:
11
Lê Văn Thống Đồ án công ngệ chế tạo máy
Sơ đồ vị trí các lực trên thanh kẹp chặt
(Hình vẽ)
Trong sơ đồ trên ta chọn L = 2L
1
= 2L
2
Theo công thức trong tài liệu Sổ tay CNCTM tập 2 NXB KH&KT 2000 ta
có:
2
12
1

L
LN
W
L
LW
N ==
Ta phải xác định phản lực N
1
tại bề mặt định vị của khối V

Theo công thức trang 28 Sổ tay CNCTM tập 2 ta có:
Mp
Wq
ny
z
x
p
Z
K
nD
ZBStC
P .
.
10
=
Trong đó: Z Số răng dao phay Z = 2
n - Số vòng quay của dao: n = 300v/p
C
P
Hệ số, tra bảng 5-41 trang 34 Sổ tay CNCTM T2, C
P
=68,2
Các hệ số còn lại cũng tra bảng 5-41: x = 0,86, y = 0,72, u = 1
q = 0,86, w = 0
K
MP
Hệ số điều chỉnh cho chất lợng của vật liệu gia công. Tra
bảng 5-9 trang 9 Sổ tay CNCTM tập2 ta có:
n
b

.2,6.7,0.2,0.2,68.10
86,0
172,086,0
==
Z
P
N
Tra bảng 5-42 trang 35 Sổ tay CNCTM tập 2 ta có:
Lực chạy dao: P
S
= 0,4P
Z
= 0,4.282 = 113 N
Lực hớng kính P
Y
= o,4P
Z
= 0,4.282 = 113 N
Lực vuông góc với lực chạy dao: P
V
= 0,9.282 = 254 N
13
Lê Văn Thống Đồ án công ngệ chế tạo máy
Để đơn giản khi lính lực kẹp ta cho rằng chỉ có lực P
S
tác dụng lên chi tiết
khi phay. Trong trờng hợp này cơ cấu kẹp chặt phải tạo ra lực ma sát tại các điểm
tiếp xúc với trục lớn hơn lực P
S
, tức là:

có f = 0,2
K- Hệ số an toàn, K = K
1
K
6
, Theo tài liệu Hớng dẫn thiết kế đồ án
CNCTM trang 99 ta có:
K
0
Hệ số an toàn tính cho tất cả các trờng hợp, K
0
= 1,5
K
1
Hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, K
1
= 1,2
K
2
Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K
2
= 1,4
K
3
Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K
3
= 1,2
K
4
Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, K

666.7
N
1
= 976 N
Suy ra: W =
2
1
.
L
LN
=
=
55
110.976
1952 N
5.Tính kích thớc bu lông kẹp:
Theo công thức trang 510 Sổ tay CNCTM tập 4 NXB KH&KT 1976
d

C

W
Trong đó: C-hệ số, đối với ren hệ mét cơ bản lấy C = 1,4


- ứng suất kéo,

= 9KG/mm
2
đối với thép 45


3
1
;

- Dung sai của nguyên công phay rãnh
then. Tra bảng 3-84 trang 242 Sổ tay CNCTM tập1 NXB KH& KT 2001 ta
có

= 50
à
mm

gd

= 16,7
à
mm
[
c

]- Sai số chuẩn, Do trong kết cấu đồ gá này chuẩn địng vị trùng với kích
thớc nên
c

= 0
14
Lê Văn Thống Đồ án công ngệ chế tạo máy
[
k

à
mm
[
dc

]- Sai số điều chỉnh, lấy
dc

= 5
à
mm
Suy ra: [
ct

] =
]565,1200[]7,16[
222
+++
= 9,7
à
mm
7. Nguyên lý làm việc của đồ gá:
Mở các thanh kẹp và đặt chi tiết lên 2 khối V
Kẹp chặt các đai ốc với lực kẹp nh đã tính ở trên
Đa kết cấu lên bàn máy. Khi chi tiết đã ở vị trí cần gia công cố định
bằng các bu lông kẹp.
Khi gia công xong nguyên công của một chi tiết tháo đai ốc, mở
thanh kẹp và tiếp tục đa chi tiết khác vào gia công.
15