TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ
= = =  = = =

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
GỐI ĐỠ

Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện :
Mã sinh viên : Lớp : 20214ME6016001
Hà Nội – 2022


PHỤ LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................1
LỜI NĨI ĐẦU......................................................................................................5
Chương 1: Phân tích chi tiết gia cơng và xác định dạng sản xuất........................6
1.1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết gối đỡ trục trơn....................6
1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật......................................................................6
1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu...................................................7
1.4 Xác định sản xuất........................................................................................8
Chương 2: Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng
phôi.....................................................................................................................10
2.1 Xác phương pháp chế tạo phơi.................................................................10
2.2 Xác định lượng dư gia cơng......................................................................14
2.2.1.Tính lượng dư cho nguyên công gia công lỗ

......................14

2.2.2. Tra lượng dư cho các ngun cơng cịn lại.......................................17
Chương 3: Thiết kế sơ đồ ngun công..............................................................18
3.1. Xác định đường lối công nghệ.................................................................18
3.2. Lựa chọn phương pháp gia cơng.............................................................18
3.3. Lập tiến trình cơng nghệ gia cơng chi tiết...............................................18
3.4 Tính tốn thiết kế ngun cơng................................................................19
3.4.1 Ngun cơng 1: Đúc phôi..................................................................19
3.4.2 Nguyên công 2: Phay mặt đáy...........................................................20
3.4.4 Nguyên công 4: Khoan và Doa lỗ Ø12-Khoét lỗ Φ15 và khoan,
khoét, doa lỗ Ø8..........................................................................................27
3.4.5 Nguyên công 5: Phay mặt bên C, D..................................................40
3.4.6. Nguyên công 6: Khoan lỗ Ø5, taro M6 – Khoét lỗ Ø8.....................42
3.4.7. Tính chế độ cắt cho nguyên công Khoét – Doa – Vát mép lỗ Ø32. .46
3.4.8. Nguyên công 8: Kiểm tra..................................................................52
Chương 4: Thiết kế đồ gá...................................................................................53
4.1 Phân tích u cầu kĩ thuật của ngun cơng và trình tự thiết kế đồ gá....53
4.1.1 Yêu cầu kĩ thuật của ngun cơng:....................................................53
4.1.2. Trình tự thiết kế đồ gá......................................................................53


4.2. Phân tích sơ đồ gá đặt của ngun cơng..................................................53
4.3. Tính tốn thiết kế và lựa chọn các cơ cấu của đồ gá...............................54
4.3.1. Lựa chọn cơ cấu đồ gá......................................................................54
4.3.2. Tính lực kẹp và xác định cơ cấu kẹp chặt.........................................57
4.3 Xác định các cơ cấu khác của đồ gá.........................................................61
4.4 Tính tốn sai số chế tạo và xác định yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.............63
Chương 5: Tính giá thành gia cơng chi tiết ở một nguyên công thiết kế đồ gá..65
5.1 Chi phí khấu hao máy...............................................................................65

5.2 Chi phí cho dụng cụ..................................................................................65
5.3 Chi phí sử dụng đồ gá...............................................................................66
5.4 Giá thành điện...........................................................................................67
5.5 Chi phí sửa chữa máy...............................................................................67
5.6 Chi phí tiền lương.....................................................................................68
5.7 Giá thành chế tạo chi tiết ở một nguyên công..........................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................69


5


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu

Giải thích

1

V

Vận tốc cắt

2

n


Tốc độ trục chính

3

S

Lượng chạy dao

4

t

Chiều sâu cắt

5

Mx

Momen xoắn

6

Pz

Lực chiều trục

1


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình

Tên hình

Trang

1.1

Thơng số về gối đỡ

8

3.1

Ngun cơng đúc phôi

20

3.2

Sơ đồ định vị phay mặt A

21

3.3

Sơ đồ định vị phay mặt trên E

26


3.4

Sơ đồ định vị khoan lỗ Φ10- khoét doa lỗ

28

Φ12,Φ15 và khoan khoét doa lỗ Φ8
3.5

Sơ đồ định vị phay mặt bên C,D

40

3.6

Sơ đồ định vị khoan lỗ Φ5, khoét lỗ Φ8 và taro

42

M6
3.7

Sơ đồ định vị khoét doa và vát mép lỗ Φ32

47

3.8

Kiểm tra


52

4.1

Sơ đồ định vị phay mặt B,C

29

3.11

Sơ đồ định vị phay mặt D

30

3.12

Sơ đồ định khoét, doa, vát mép Ø32

31

3.13

Sơ đồ định vị khoan Ø8 Ø10 khoét doa lỗ Ø12-

33

khoét Ø15
3.14

Sơ đồ định khoan taro M6, khoét Ø8


34

3.15

Kiểm tra

34

3.16

Nguyên công đúc phôi

35

3.17

Phay mặt A

36

3.18

Khoan khoét doa lỗ Ø12- khoét Ø15

41

3.19

Phay mặt B,C


50

3.20

Phay mặt D

52

3.21

Khoan khoét doa lỗ Ø8

54

3.22

Khoan taro M6, khoét Ø8

57

3.23

Khoét, doa, vát mép Ø32
2

61


3.24


Kiểm tra

65

4.1

Sơ đồ định vị

72

4.2

Sơ đồ phân tích lực

74

4.3

Cơ cấu kẹp ren vít

77

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng
1.1


Tên bảng
Thông số sản lượng và khối lượng

Trang
8

2.1

Lượng dư gia công

16

2.2

Lượng dư các bề mặt cần gia cơng

17

3.1

Tiến trình cơng nghệ

19

3.2

Thơng số cơng nghệ ngun cơng 2

40


3.3

Thơng số công nghệ nguyên công 3

49

3.4

Thông số công nghệ nguyên công 4

51

3.5

Thông số công nghệ nguyên công 5

53

3.6

Thông số công nghệ nguyên công 6

57

3.7

Thông số công nghệ nguyên công 7

60


3.8

Thông số cơng nghệ ngun cơng 8

64

4.1

Thơng số phiến tì

73

4.2

Thơng số chốt trụ ngắn

73

4.3

Thông số chốt trám

74

4


LỜI NĨI ĐẦU
Cơng nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trị quyết định
trong sự nghiệp cơng nghiệp hố hiện, đại hố đất nước. Nhiệm vụ của công

nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của
nghành kinh tế quốc dân. Việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là
mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc
phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn
nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng địi hỏi
kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản
tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết
những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào
tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ
khí phục vụ các ngành kinh tế như cơng nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận
tải, điện lực ...
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và
giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo, đồ án
mơn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên
chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc mơn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo
Nguyễn Trọng Mai đến nay, em đã hoàn thành đồ án mơn học cơng nghệ chế tạo
máy. Trong q trình thiết kế và tính tốn em vẫn cịn nhiều hạn chế do thiếu
thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô
giáo trong bộ mơn cơng nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để
em được hồn thiện hơn kiến thức cho mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

5


Chương 1: Phân tích chi tiết gia cơng và xác định dạng sản xuất

1.1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết gối đỡ trục trơn
- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ trục trơn là chi tiết dạng hộp.
- Chi tiết gối đỡ là một chi tiết cơ bản. Mà ở đó địi hỏi khả năng chịu lực đồng
thời đảm bảo cứng vững chính xác và đồng bộ cho các chi tiết được nó đỡ và
cho độ chính xác cao.
- Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục. Gối đỡ
làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong khơng
gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó. Sử dụng gối đỡ trục chất
lượng sẽ giúp tăng khả năng làm việc ổn định của máy móc. Khi vận hành máy
móc ở tốc độ nhanh thì các gối đỡ trục cũng giúp tăng độ chuẩn xác và đáng tin
cậy hơn.
- Bề mặt làm việc chủ yếu của gối đỡ là lỗ trụ Φ32 nên ta cần gia cơng chính xác
lỗ trụ này
- Vật liệu sử dụng là GX 15-32, có các thành phần hố học sau:
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của GX 15-32[1]
C

Si

Mn

S

P

3-3,7

1,2-2,5

0,25-1


<0,12

0,05-1

1.2 Phân tích u cầu kỹ thuật
- Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia cơng với độ chính xác khác nhau và cũng có
nhiều bề mặt không phải gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ

.

- Cần gia công mặt phẳng A và các lỗ Ø12 chính xác để làm chuẩn tinh gia cơng,
đảm bảo kích thước từ tâm lỗ Ø32+0,025 đến mặt phẳng A là: 60±0,05.
- Độ không // giữa 2 tâm lỗ Ø32+0,025 ≤ 0,05.
- Độ không // giữa mặt phẳng của 2 tâm lỗ Ø32+0,025 với mặt A ≤ 0,02.
- Độ nhám bề mặt lỗ Ø32+0,025 đạt 𝑅z = 6,3.
6


- Độ nhám bề mặt lỗ

đạt Rz =6,3 để lắp ghép chi tiết.

- Độ nhám bề mặt A đạt 𝑅z = 20 và bề mặt lỗ Ø12 đạt 𝑅z = 10 để làm chuẩn tinh
gia công các nguyên công sau.
1.3 Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:
- Gối đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia cơng khơng bị biến dạng có thể dùng chế
độ cắt cao, đạt năng suất cao.
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều

nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá
đặt nhanh.
- Chi tiết gối đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc. Kết cấu tương đối đơn
giản.
- Các bề mặt cần gia công là :
+ Gia công bề mặt phẳng A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên công
sau.
+ Gia công 3 lỗ Ø12 một lần trên máy khoan cần, trong đó 2 lỗ chéo nhau là phải
gia công tinh để làm chuẩn tinh gia công cho nguyên công sau. Khoét lỗ Ø15.
+ Phay mặt bên B,C.
+ Phay mặt bên D.
+ Khoét, doa lỗ Ø8 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết, vì bề mặt này là
bề mặt dùng để lắp ghép.
+ Khoan taro M6 để tra dầu mỡ khi làm việc, khoét lỗ Ø8.
+ Khoét, doa lỗ Ø32+0,025 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết, vì bề mặt
này là là bề mặt làm việc chính.

7


1.4 Xác định sản xuất
Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi
tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo cơng thức (2).12 [1] sau:

(1.1)
Trong đó:
N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm
N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm) m- Số chi tiết
trong một sản phẩm
- Phế phẩm trong xưởng đúc  =(3÷6) %

β- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β=(5÷7)%
Thay số vào cơng thức (1.1) ta có:

N = 5000.1.(1+

) = 5500 (chi tiết/năm)

- Xác định trọng lượng của chi tiết theo mass property trên solidwork:
+ Trọng lượng của chi tiết: Q=3878,5g=3,878kg

Hình 1.1. Thơng số về gối đỡ
Bảng 1.2. Thông số sản lượng và khối lượng
8


Dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm N của từng loại chi tiết tuỳ theo trọng
lượng Q
Q<4 kg

Q=4÷200 kg

Q>200 kg

Đơn chiếc

N<100

N<10


N<5

Loạt nhỏ

N=100÷500

N=10÷200

N<5÷100

Loạt vừa

N=500÷5000

N=200÷500

N=100÷300

Loạt lớn

N=5000÷50000

N=500÷5000

N=300÷1000

Hàng khối
N>50000
N>5000

Dựa vào N & Q ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất loạt lớn.

9

N>1000


Chương 2: Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ
chi tiết lồng phôi
2.1 Xác phương pháp chế tạo phôi
Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công, thoả mãn chỉ tiêu kinh tế
ta cần phải xác định được loại phơi thích hợp. Để đạt được yêu cầu đó ta căn cứ
vào các yếu tố sau:
+ Đặc điểm kết cấu của chi tiết.
+ Yêu cầu kỹ thuật.
+ Vật liệu của chi tiết.
+ Dạng sản xuất.
Để đạt được phơi cho chi tiết ta có thể sử dụng các phương pháp chế tạo phôi sau:
+ Phôi đúc: Việc chế tạo bằng phương pháp đúc được sử dụng rất rộng rãi vì
phơi đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thươc từ nhỏ đến
lớn mà các phương pháp khác khó có thể đạt được, song phương pháp đúc có
nhược điểm là thời gian chuẩn bị sản xuất kéo dài.
+ Phôi hàn: Cũng có thể chế tạo được các phơi có hình dạng kích thước phức tạp
song nhược điểm là thời gian chuẩn bị sản xuất kéo dài, ứng suất dư lớn và khó
khử hết nên dễ làm biến dạng, cong vênh chi tiết và chỉ tạo được phôi với một số
loại vật liệu nhất định, hơn nữa không tạo điều kiện để cơ khí hố và tự động hố.
+ Phơi dập: Tạo được cơ tính của phơi tốt, chất lượng bề mặt của phôi cao song
chỉ dập được các phôi có kích thước trung bình hoặc nhỏ.
Căn cứ vào vật liệu của chi tiết là GX 15-32, đặc điểm kết cấu của chi tiết (kích
thước lớn và có kết cấu khá phức tạp), căn cứ vào dạng sản xuất đã xác định ta

thấy chọn dạng phơi đúc là thích hợp nhất, có các phương pháp đúc sau:
a. Đúc trong khn cát, làm khuôn bằng tay, mẫu gỗ
+ Ưu điểm:
10


- Giá thành rẻ
- Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp, kích thước
từ nhỏ đến lớn.
+ Nhược điểm:
- Lượng dư phơi đúc lớn.
- Độ chính xác của phơi phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân.
- Thời gian kéo dài.
+ Phạm vi ứng dụng:
- Phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.
b. Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, mẫu kim loại:
+Ưu điểm:
- Độ chính xác của phơi cao do đó lượng dư nhỏ.
- Có thể chế tạo được các loại phơi có hình dáng, kích thước đa dạng, phong phú.
- Năng suất cao do đã được cơ khí hố (Làm khn bằng máy).
- Giá thành khơng q cao do vật liệu làm khn sẵn có và rẻ.
+ Nhược điểm:
- Giá thành chế tạo mẫu cao.
+ Phạm vi ứng dụng:
- Rất phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối.
c.Đúc trong khuôn kim loại + Ưu điểm:
- Năng suất, chất lượng phôi cao.
- Đúc được các chi tiết phức tạp.
- Khn có thể sử dụng lại nhiều lần.
11



- Tiết kiệm được vật liệu do tính tốn chính xác khối lượng phơi liệu.
+ Nhược điểm:
- Phải tính tốn chính xác khối lượng phơi liệu.
- Giá thành cao do phải chế tạo khn chính xác.
- Chi tiết dễ bị biến cứng ở những vị trí có thành mỏng do tốc độ nguội quá cao.
+ Phạm vi ứng dụng:
- Từ các đặc điểm trên ta thấy phương pháp này thích hợp với dạng sản xuất loạt
lớn, hàng khối, sử dụng rất ưu thế khi cần chế tạo các chi tiết có hình dạng trịn
xoay.
d. Đúc áp lực:
+ Ưu điểm:
- Năng suất, chất lượng của phôi cao.
- Đúc được các chi tiết có kết cấu phức tạp, thành mỏng.
+ Nhược điểm:
- Phải tính chính xác lực đè khn.
- Thành khn phải tính tốn chính xác nên giá thành cao.
- Chỉ đúc được các chi tiết có kích thước nhỏ.
+ Phạm vi ứng dụng:
- Phương pháp này phù hợp với dạng sản xuất hàng khối.
e. Đúc trong khuôn mẫu chảy:
+ Ưu điểm:
- Đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp.
- Chất lượng phơi rất cao, độ bóng bề mặt cao.
12


- Không cần mặt phân khuôn, không cần rút mẫu nên có thể tăng độ chính xác
cho phơi.

- Có khả năng đúc được cả kim loại và hợp kim.
+ Nhược điểm:
- Quy trình chế tạo phức tạp nên giá thành cao.
+ Phạm vi ứng dụng:
- áp dụng ở dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối để chế tạo các phôi có độ chính xác
cao.
g. Đúc trong khn vỏ mỏng:
+ Ưu điểm:
- Đúc được các phơi có độ chính xác cao, cơ tính tốt, năng suất cao.
- Đơn giản cho quá trình tháo dỡ khn và làm sạch vật đúc.
- Tạo điều kiện cho q trình cơ khí hố và tự động hoá.
+ Nhược điểm:
- Chỉ đúc được các chi tiết có khối lượng vừa và kết cấu khơng q phức tạp
- Giá thành rất cao do quy trình tạo phơi địi hỏi cơng nghệ cao.
+ Phạm vi ứng dụng:
- Chỉ nên sử dụng khi cần phơi có độ chính xác rất cao.
 Chọn 2 phương pháp chế tạo phôi phù hợp:
+PA1: Chọn đúc phôi trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, mẫu kim loại
+ PA2: Đúc phôi trong khuôn kim loại
 Qua sự phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, căn cứ vào điều kiện
của chi tiết: Kết cấu chi tiết không phức tạp nhưng vật liệu là gang xám, dạng sản
xuất loạt lớn yêu cầu về độ chính xác và độ nhẵn bề mặt của phơi khơng quá cao,
13


trang thiết bị sản xuất tự chọn nên ta quyết định chọn phương pháp chế tạo phôi
là đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khn bằng máy.
+ Phơi có dạng phơi đúc cấp chính xác là 2.[2]
+ Kích thước phơi có CCX: IT15÷IT16
+ Độ nhám bề mặt Rz=80m

2.2 Xác định lượng dư gia cơng
2.2.1.Tính lượng dư cho ngun cơng gia cơng lỗ
- Tiến trình cơng nghệ gia cơng qua 3 bước: khoét, doa thô, doa tinh.
- Chuẩn định vị là mặt phẳng đáy và 2 lỗ Ø12 đã gia công.
- Giá trị RZ và Ta đặc trưng cho phôi đúc trong khuôn kim loại là Rz = 250 μm,
Ta=350 μm (theo bảng 4.5 /[1]).
- Sau bước đầu tiên đối với vật liệu gang đúc Ta khơng cịn nữa nên khi kht và
doa chỉ cịn Rz
Bảng 2.1. Các thơng số đạt được khi gia công lỗ [1]
Rz

Ta

Khoét

50

50

Doa thô

10

25

Doa tinh

3

8


Sai số không gian tổng cộng:
(2.1)
là sai số do độ cong vênh mặt lỗ sau khi đúc
(2.2)
14


Trong đó k là độ cong vênh đơn vị, D là đường kính lỗ gia cơng, L là chiều dài
lỗ gia cơng. Theo bảng 4.10 [1] ta có ∆k = 2, d = 32, l = 52. Do đó thay số vào
cơng thức (2.2) ta có:
(𝜇𝑚)
Giá trị sai lệch

được xác định theo công thức:

(2.3)
là dung sai của phôi đúc CCXII và bằng 1850 (m)[2]
 𝛿𝑏 = 𝛿𝑐 = 925(𝜇𝑚)
Vậy sai số không gian tổng cộng của phôi là:

Sai số không gian cịn sót lại sau khi kht là: 𝜌𝑐𝑙1 = 0,05.665,37 = 33,27

𝑚
Sai số khơng gian cịn sót lại sau khi doa thô là: 𝜌𝑐𝑙2 = 0,2.33,27 = 6,65
𝜇𝑚
Sai số gá đặt khi khoét
- Sai số chuẩn trùng với gốc kích thước
= 100(m)- tra bảng 4.19/[1]



(m)

Sai số gá đặt khi doa thô 𝑔𝑑 = 0,05.100 = 5 𝑚
Sai số gá đặt khi doa tinh 𝑔𝑑 = 0,05.5 = 0,25 𝑚
Ta có cơng thức tính lượng dư gia cơng với bề mặt trụ trong bảng 4.4/[1]:
(2.4)
15