Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Lời nói đầu:
Thiết kế chế tạo là một tập hợp những nhiệm vụ liên tục nối tiếp lẫn nhau. Mỗi
một công đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo có một vai trò và nhiệm vụ riêng . Quá
trình thiết kế chỉ đợc coi là hoàn thiện khi mà các ý tởng nhà thiết kế đa ra phải có tính
u việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập . . . và cuối cùng là tính công
nghệ.
Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đa ra có cấu
tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nớc có thể thực hiện đợc và hạn chế thấp nhất
giá thành chế tạo. Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vô cùng quan trọng
đối với mỗi sản phẩm chế tạo.
Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản suất. Công
nghệ sản suất đơn giản sẽ giảm thời gian sản xuất, giảm hao mòn máy móc . . . dẫn tới
giảm đợc giá thành chế tạo. Chính vì vậy việc thiết kế một quy trình công nghệ tối u
có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo. Nắm vững đặc tính công
nghệ của quy trình sản xuất giúp cho ngời kỹ s có một cái nhìn tổng quát làm cho các
ý tởng thiết kế của ngời kỹ s phù hợp với khả năng công nghệ đảm bảo chắc chắn ý t-
ởng có thể thực hiện đợc.
Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích nh vậy. Làm đồ án
công nghệ chế tạo máy là một dịp để sinh viên làm quen với các quy trình chế tạo là
cơ sở cho các ý tởng thiết kế sau này.
Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết khớp nối với các
nội dung sau:
- 01 bản vẽ Ao trình bày các nguyên công.
- 01 bản vẽ A1 thể hiện đồ gá cho nguyên công khoan.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.
- 01 bản thuyết minh A4.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Hữu Quang thuộc bộ môn chế
tạo máy đã tận tình hớng dẫn để đồ án đợc hoàn thành đúng tiến độ và công việc

Ta chọn phơng án sau ,bởi vì đạt đợc cấp độ nhám 9I10 là rất khó và không kinh
tế
- Chi tiết có kích thớc nhỏ, dạng hình khối cơ bản là tròn xoay.
- Vật liệu là thép C45 có cơ tính tơng đối phù hợp cho các nguyên công cắt gọt
- Hình dạng cơ bản là tròn xoay và lỗ tròn nên chọn phơng pháp tiện và khoan
,khoét doa
- Phần trụ mặt trụ 104 với cấp chính xác IT8 ,dừng lại ở bớc công nghệ tiện tinh
- Chọn phơng pháp gia công rãnh then trong lỗ 28H8 là chuốt,do dạng sản xuất
là loạt lớn và độ dày của phôi cho phép
- Do yêu cầu nhiệt luyện chi tiết đạt độ cứng (42I45 ) HRC ,để đảm bảo IT8, cấp
độ nhám cấp 8,ta cần phải thực hiện nguyên công mài sau nhiệt luyện
- Bốn rãnh nằm trên trụ 104 dùng phơng pháp phay bằng dao định hình
- Bốn lỗ 16H8 nằm trên trụ 104,cần phải dùng doa làm bớc cuối cùng để đạt
cấp chính xác IT8
1.3>Chon phôi và phơng pháp chế tạo phôi
Căn cứ vào hình dạng, kích thớc, vật liệu của chi tiết, căn cứ vào dạng sản xuất
là loạt lớn ta có thể dùng các phơng pháp tạo 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 có độ chênh kích thớc lớn (104 và 28 ) nên nếu sử dụng phôi này sẽ tốn vật
liệu dẫn tới tăng chi phí sản xuất.
b>Phôi đúc.
Nếu sử dụng phôi đúc, khi đợc 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 làm tăng thời gian sản xuất
,làm cho các dụng cụ cắt nhanh hỏng ,dẫn đến làm tăng giá thành sản phẩm.Trong
sản xuất loạt lớn điều này sẽ rất đáng kể .
c>Phôi rèn tự do.
Phôi có dạng tròn xoay nên việc rèn tự do là khó khăn.Do vậy với sản xuất loạt
lớn ta không sử dụng loại phôi này.
d>Phôi dập.


Đồ gá
Gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Dao
Chọn loại dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió P18
Các thông số cơ bản của dao :+Góc nghiêng chính =90
0

+Góc nghiêng phụ
1
=10
0
+h=20 mm ,b=12 mm ,L=120 mm
n=5 mm,l=16 mm, R=1 mm
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Lần gá 1:
- Định vị bằng mặt đầu 104, bề mặt định vị của đồ gá là mặt đầu của mâm cặp
ba chấu -hạn chế ba bậc tự do
- Định vị bằng mặt trụ 104, bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ trong của mâm
cặp ba chấu hạn chế hai bậc tự do
Vặn chặt mâm cặp 3 chấu để tạo lực kẹp
Bớc1:
iện thô mặt trụ 40
Bớc2:
Tiện thô mặt đầu 40
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34


Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

- Định vị bằng mặt trụ 40, bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ trong của mâm
cặp ba chấu hạn chế hai bậc tự do
Vặn chặt mâm cặp 3 chấu để tạo lực kẹp
Bớc1:
iện tinh mặt trụ 40
Bớc2:
Tiện tinh mặt đầu 40
Bớc3:
Tiện tinh mặt bên của khối trụ 104
Lần gá 2:
Chuẩn định vị là mặt trụ 40 và mặt đầu 104 Chuẩn tinh
Bớc4:
iện tinh mặt trụ 104
Bớc5:
Tiện tinh mặt đầu 104
Nguyên công 3: khoan ,khoét ,doa lỗ
Chọn máy
Dùng máy tiện ở nguyên công 1 và 2
Đồ gá
Gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm
Dao
Bớc công nghệ cuối cùng để gia công lỗ 28 là mài tinh sau nhiệt luyện.Theo
bảng 3-138 (Trang 280 , STCNCTM-Tập1), đờng kính sau khi doa (trớc khi mài )
27,4.Do lỗ 28 sẽ đợc dùng làm chuẩn tinh để gia công tinh các bề mặt khác và do
yêu cầu của lỗ trớc khi mài tinh lỗ cần đạt độ chính xác IT(7-8) và cấp độ nhám (7-8)
ở nguyên công này.
Theo Bảng 3-131 (Trang 274 , STCNCTM-Tập1).Để gia công lỗ 27,4 từ vật liệu
đặc đạt cấp chính xác7I 8,ta phải qua 3 bớc công nghệ khoan ,khoét doa.Chỉ một lần

+Kích thớc bề mặt làm việc bàn máy 450ì500
+Hành trình lớn nhất của trục chính 170 mm
+Số cấp tốc độ trục chính 12
+Phạm vi tốc độ (31,5I1400) vg/ph
+Số cấp bớc tiến 9
+Phạm vi bớc tiến (0,1I1,6)mm
+Lực tiến dao 1500 kG
+Mô men xoắn 4000 kG.cm
+Công suất chính 4 kW
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Đồ gá
Gá trên đồ gá chuyên dùng
Dao
Theo Bảng 3-131 (Trang 274 , STCNCTM-Tập1)
Để gia công lỗ 16 từ vật liệu đặc đạt cấp chính xác7I8,ta phải qua 3 bớc công
khoan, khoét, doa .
Mũi khoan : +Đuôi côn
+d=15,75; L=295 ;l=195 (Trang 328 , STCNCTM-Tập1)
Mũi khoét: +Mũi khoét lắp mảnh hợp kim cứng ,chuôi côn
+d=15,9 ;L=200;l=100 (Bảng 4-47 trang 332 , STCNCTM-Tập1)
(Bảng 3-131 ,trang 274 , STCNCTM-Tập1)
Mũi doa : +Mũi doa máy có gắn các mảnh hợp kim cứng,chuôi côn
+d=16;L=160;l=16 (Bảng 4-49 ,trang 336 , STCNCTM-Tập1)
Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt
Gá chi tiết:
Chi tiết đợc định vị trên chốt có gờ 1 thay cho phiến tỳ và chốt trụ ngắn chế
- Định vị bằng lỗ trụ 28 ,chi tiết định vị là chốt trụ ngắn hạn chế hai bậc tự
do
- Định vị bằng mặt đầu hình trụ 104, bề mặt định vị của đồ gá là mặt đầu trụ

- Số cấp tốc độ trục chính :16
- Phạm vi tốc độ trục chính : (65I1800) vg/ph
- Công suất động cơ chính 4,5 kW
- Công suất động cơ chạy dao 1,7 kW
- Số cấp bớc tiến bàn máy 16
- Bớc tiến bàn máy dọc : (35I980)
- Bớc tiến bàn máy ngang : (25I765)
Đồ gá
Gá trên đồ gá chuyên dùng và phân độ

Dao
Tra bảng 4-90 (trang 372,STCNCTM tập 1)
Có các kích thớc cho dao phay định hình bán nguyệt lồi nh sau:
R=8 ; D=120 ;B= 16 ,d=30 ,số răng =10
Thoả mãn điều kiện gia công đợc t<
2
dD
=45 (t=24)
Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Gá chi tiết:
- Định vị bằng lỗ trụ 28 ,chi tiết định vị là chốt trụ ngắn hạn chế hai bậc tự
do
- Định vị bằng mặt đầu hình trụ 104, bề mặt định vị của đồ gá là phiến phẳng
hạn chế ba bậc tự do
- Định vị bằng mặt trụ trong 1 lỗ 16,chi tiết định vị là chốt trám-hạn chế 1 bậc
tự do.
- Cơ cấu kẹp thể hiện trên hình vẽ ,lực đợc tạo ra khi vặn chặt đai ốc
B ớc 1: Phay rãnh thứ nhất

- Chiều dài lớn nhất của lỗ đợc mài: 125
- Đờng kính lớn nhất của chi tiết đợc định vị trên máy: 300
- Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ phôi : 150
- Dịch chuyển dọc lớn nhất của bàn :450
- Bớc tiến công tác của bàn : (2I10) m/ph
- Tốc độ đá mài : (18500;12600;9600;4800) vg/ph
- Tốc độ phôi : (180I1200)
- Bớc tiến ụ phôi hoặc ụ đá mài : (0,05I1,2) mm/ph
- Công suất động cơ chính :2,8 kW
Đồ gá :
Định vị bằng mâm cặp ba chấu t định tâm
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Chọn đá mài:
Dựa vào bảng 4-169 ,4-170 (Trang 459 ,STCNCTM Tập 1)
Loại đá :Đá mài thẳng( )
Các kích thớc cơ bản của đá:
- Đờng kính ngoài: D=25
- Chiều dài đá : H=40
- Đờng kính lỗ đá :d=10
- Vật liệu mài :2A
- Độ hạt : 20
Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt Gá chi tiết:
- Định vị bằng mặt đầu 104, bề mặt định vị của đồ gá là mặt đầu của mâm cặp
ba chấu -hạn chế ba bậc tự do
- Định vị bằng mặt trụ 104, bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ trong của mâm
cặp ba chấu hạn chế hai bậc tự do

Phần 3:chọn lợng d gia công
3.1> Tính l ợng d cho bề mặt trụ ngoài

104h8 và

40
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Bề mặt trụ ngoài có các yêu cầu kĩ thuật:
Vật liệu thép C45, nhiệt luyện đạt độ cứng 42I45 HRC.
Quá trình gia công bề mặt trụ phải qua các nguyên công:
1. Tiện thô từ phôi rèn.
2. Tiện tinh.
3. Nhiệt luyện.
Theo giáo trình CNCTM tập I , lợng d cho bề mặt đối xứng ngoài đợc xác định nh sau:
) (2.2
22
min baazab
TRZ

+++=
Trong đó:
Z
bmin
- lợng d gia công nhỏ nhất.
R
za
- độ nhấp nhô bề mặt do bớc sát trớc để lại.
T
a

= 200 [àm].

a
=
k
.L
Trong đó: L - chiều dài toàn bộ chi tiết, L =42 [mm].

k
- độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài
Theo bảng 3-71( Trang 238, sổ tay CNCTM tập I) có các giá trị sau đây:

k
=1,8 [àm/mm]
Do đó ta có:
a
= 75,6 [àm].
+Nguyên công tiện thô:
Sai số gá đặt
b
=
lt
=0,25.D=350 [àm]

).3506,75200160.(2.2
22
min
+++=
b
Z

Các yếu tố tạo thành lợng
d trung gian (àm)
Lợng
d
tính
Kích
thớc
tính
Dun
g sai
.D
Kích thớc giới hạn
(mm)
Trị số giới
hạn của lợng
d (àm)
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

công
của
mặt trụ
104
R
Za
T
a

a

b

6
505 375
3000 1811

Kiểm tra kết quả tính toán :
-Lợng d tổng cộng:

z0
= Z
0max
-Z
0min
=3000-1811=1346 àm=
ph
D.

-
ct
D.

=1400-54=1346 àm
-Lợng d tiện tinh:
Z3
=Z
3max
-Z
3min
=505-375=130àm=
2
-

4
Tiện thô mặt trụ 104
2,5
5
Tiện thô mặt đầu 104
1,5
2
1
Tiện tinh mặt trụ 40
0,4 Theo kết quả
tính đợc ở 3.1
Và bảng 3-125
Trang 269 ,Sổ
tay tập 1
2
Tiện tinh mặt đầu 40
0,4
3
Tiện tinh mặt cạnh 104
0,5
4
Tiện tinh mặt trụ 104
0,5
5
Tiện tinh mặt đầu 104
0,5
3
1
Khoan lỗ 28
25,5 Theo mục

9 1
Mài mặt trụ 104
1
2
Mài mặt đầu 104
0,2

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Phần 4:chọn chế Độ cắt
4.1>Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan lỗ

28
4.11>
Chiều sâu cắt
Chiều sâu cắt lỗ đặc đợc tính theo công thức t=0,5.D=0,5.25,5=12,75 (mm)
4.12>Lợng chạy dao S
Chọn lợng chạy dao lớn nhất cho phép theo độ bền mũi khoan ,theo bảng 5-25
(Trang 21,STCNCTM Tập 2) tìm đợc S=0,26 (mm/vg)
4.13>Tốc độ cắt V
V=
v
ym
q
v
k
ST
DC
.
.

750






=0,9868
Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt k
UV
=1 (Bảng 5-6 ,Trang 8 Tập 2)
Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan k
lV
=1 (Bảng 5-31 ,Trang 24 Tập 2)
Do đó k
v
=0,9868
Theo bảng 5-28 (trang 23,STCNCTM Tập 2) ta có
Vật liệu lỡi khoan P6M5 ;C
v
=9,8 ; q=0,4 ;y=0,5 ;m=0,2
Chu kì bền trung bình của mũi khoan T=25 (phút) (Bảng 5-30 ,Trang 24 Tập 2)
Thay công thức ta có : V=34 (m/ph)
Tốc độ quay của máy tiện n=
D
V
.
10.
3


0
=10.
p
yq
p
kSDC
Theo bảng 5-32 (trang 25,STCNCTM Tập 2) ,ta có ,
68=
p
C
;q=1;y=0, 7
Thay số vào công thức ,tính đợc P
0
=4666 N
4.15>Công suất cắt N
e
N
e
=
9750
.nM
X
=3, 2( kW)
4.16>Tính thời gian máy T
0
Thời gian máy đợc tính theo công thức
T
0
=
Sn

Căn cứ vào chiều sâu cắt t,lợng chạy dao S,dựa vào Bảng 5-63 (Trang 55 ,STCNCTM
Tập 2) ta tra đợc tốc độ cắt V. Từ công thức n=
D
V
.
10.
3

,ta xác định đợc số vòng quay
n,đối chiếu với số vòng quay của máy ta chọn đợc số vòng quay cho bớc gia công.
Công suất yêu cầu khi tiện đợc xác định theo Bảng 5-68 (Trang 60 ,STCNCTM Tập 2)
Chế độ cắt
Bớc
t
(mm)
S
(mm/vg)
V
(m/ph)
n
(vg/ph)
N
e
(kW)
T
0
(ph)
Tiện thô mặt trụ 40
1,15 0,3 80 630 2,4 0,15
Tiện thô mặt đầu 40

Tiện tinh mặt trụ 40
0,2 0,5 60 500 2 0,1
Tiện tinh mặt đầu
40
0,2 0,5 80 630 2 0,13
Tiện tinh mặt cạnh
104
0,25 0,5 80 250 2 0,64
Tiện tinh mặt trụ 104
0,25 0,5 60 250 2 0,15
Tiện tinh mặt đầu
104
0,25 0,5 80 250 2 0,9

4.23>Tra chế độ cắt cho nguyên công 3
Chiều sâu cắt t đợc xác định từ bớc chọn dao.
Chế độ cắt cho bớc khoan lỗ của nguyên công đợc xác định trong mục 4.1
Lợng chạy dao của bớc khoét đợc xác định từ Bảng 5-104 (Trang 95 ,STCNCTM Tập
2).Tốc độ cắt V đợc xác định từ Bảng 5-105 (Trang 96 ,STCNCTM Tập 2).Công suất
yêu cầu đợc xác định theo Bảng 5-110(Trang 102 ,STCNCTM Tập 2)
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Chế độ cắt
Bớc
t
(mm)
S
(mm/vg)
V
(m/ph)

T
0
(ph)
Khoan lỗ 16
7,875 0,35 43 869 2,5 0,07
Khoét lỗ 16
0,075 0,6 40 795 2 0,05
Doa lỗ 16
0,05 0,9 3 60 1,4 0,35
4.25>Tra chế độ cắt cho nguyên công 5
Căn cứ vào kích thớc hình học của dao ,chiều sâu cắt ,dựa vào bảng 5-163 (Trang
146,STCNCTM Tập 2) ta tra đợc lợng chạy dao răng S
Z
.
Từ bảng 5-164(Trang 147,STCNCTM Tập 2) ta tra đợc tốc độ cắt V. Từ công thức
n=
D
V
.
10.
3

,ta xác định đợc số vòng quay n, ,đối chiếu với số vòng quay của máy ta chọn
đợc số vòng quay cho bớc gia công.
Từ bảng 5-167(Trang 150,STCNCTM Tập 2) ta tra đợc công suất cắt yêu cầu khi
phay .
Chế độ cắt
Bớc
t
(mm)

CT
(v/p)
N
c
(kW)
T
0
(ph)
Mài tinh lỗ 28
0,014 0,35 70 2 0,6
4.27>Tra chế độ cắt cho nguyên công 9
Căn cứ vào cấp độ nhám cần đạt đợc sau gia công là R
a
0,63 và phôi đã qua tôi ,Tra
bảng 5-207,5-208 (Trang 184 -186,STCNCTM Tập 2) Ta có bảng chế độ cắt
chonguyên công 9.
Chế độ cắt
Bớc
t
(mm)
S
CT
(mm/p)
n
CT
(v/p)
N
c
(kW)
T

Sơ đồ kết cấu của đồ gá:
Sơ đồ kết cấu của đồ gá đợc thể hiện ở bản vẽ đồ gá (Tập bản vẽ).
5.3 Tính lực kẹp cần thiết:
Mô men cắt có xu hớng làm quay chi tiết xung quanh trục của nó .Để chi tiết không bị
xoay thì mô men ma sát do lực kẹp và lực hớng trục gây ra phải thắng mô men cắt.
Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lê Đình Thắng Máy Tàu Thuỷ K34

Phơng trình cân bằng lực:

RfQPKM .)(.
0
+=
Trong đó
d - Đờng kính dao khoan
R-Khoảng cách từ mũi khoan tới tâm chi tiết
P
0
Lực dọc trục tạo ra khi khoan
f - Hệ số ma sát
Từ công thức trên ta suy ra Q=
0
.
.
P
Rf
KM

Hệ số an toàn K có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công
K = K
0

- 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
4
= 1,4.
K
5
- hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, chọn K
5
= 1.
K
6
hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, K
6
= 1,5.
Thay số vào ta có K=8,1
Thay các giá trị P
0
=4666 N ,M=76 Nm,R=0,036m ,f=0,1 vào công thức trên ta có
Q=
0
.
.
P
Rf
KM


1