Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hệ thống dẫn động cơ khí, trục bậc là chi tiết dạng trục điển hình giữ vai trò cốt lõi trong việc truyền mô-men xoắn, đỡ các chi tiết quay như bánh răng, ổ lăn, đĩa xích và liên kết các cụm chi tiết trong toàn bộ kết cấu máy. Đồ án "Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục bậc hộp giảm tốc" (mã học phần CN529) được thực hiện tại Bộ môn Kỹ thuật Cơ khí, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ, xuất phát từ yêu cầu thiết kế quy trình chế tạo cho trục bậc thuộc hộp giảm tốc hai cấp đồng trục (kế thừa từ Đồ án Cơ sở Thiết kế Máy). Quá trình vận hành thực tế đòi hỏi trục phải chịu tải trọng uốn, xoắn thay đổi chu kỳ và chống mài mòn cao tại các ngõng trục lắp ghép; do đó việc xây dựng một quy trình công nghệ gia công cơ khí hợp lý, chính xác và có tính kinh tế cao là yêu cầu bắt buộc.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu/thiết kế được xác định cụ thể theo các nội dung sau:

  1. Phân tích chức năng làm việc, kết cấu và điều kiện làm việc của chi tiết trục bậc trong hộp giảm tốc hai cấp đồng trục.
  2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết nhằm bảo đảm khả năng gia công thuận lợi trên các máy công cụ thông dụng.
  3. Xác định dạng sản xuất dựa trên sản lượng hàng năm và khối lượng chi tiết để lựa chọn phương án công nghệ thích hợp.
  4. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi và xác định kích thước phôi ban đầu.
  5. Lập tiến trình công nghệ, xác định thứ tự các nguyên công, các bước công nghệ; thiết kế sơ đồ gá đặt, xác định cơ cấu định vị, kẹp chặt, chọn máy công cụ và dụng cụ cắt cho từng nguyên công.
  6. Xác định lượng dư gia công bằng phương pháp tính toán giải tích cho một bề mặt quan trọng (ngõng trục $\emptyset 40$) và tra cứu lượng dư cho các bề mặt còn lại theo sổ tay công nghệ.
  7. Xác định chế độ cắt bằng phương pháp giải tích cho nguyên công tiện thô và tra cứu, kiểm nghiệm chế độ cắt, công suất máy cho các nguyên công còn lại.
  8. Tính toán thời gian gia công cơ bản và thời gian nguyên công cho toàn bộ quy trình công nghệ chế tạo chi tiết.

Đối tượng nghiên cứu là chi tiết trục bậc làm việc trong hộp giảm tốc chịu tải trung bình, được chế tạo từ vật liệu thép 50 thường hóa. Phạm vi thiết kế tập trung vào quy trình công nghệ gia công cắt gọt cơ khí trên hệ thống máy công cụ vạn năng (máy tiện T616, máy phay 6H80III, máy mài phẳng ngoài 3731) với sản lượng thiết kế 5.000 sản phẩm/năm, tương ứng quy mô sản xuất hàng loạt lớn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế công nghệ

Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý cơ bản của công nghệ chế tạo máy, lý thuyết cắt gọt kim loại, định vị và kẹp chặt phôi, tính toán chuỗi kích thước và xác định lượng dư gia công. Các tài liệu quy chuẩn và sổ tay chuyên ngành được sử dụng gồm Sổ tay Công nghệ Chế tạo Máy, Sổ tay Gia công Cơ, bảng tra thông số máy công cụ và danh mục dao cắt tiêu chuẩn của các nhà sản xuất công nghiệp.

Phương pháp nghiên cứu và thiết kế thực tế bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tính toán giải tích: Áp dụng công thức giải tích của Giáo sư Kovan để xác định lượng dư gia công trung gian nhỏ nhất ($Z_{min}$) qua từng bước công nghệ (phôi cán, tiện thô, tiện tinh), có tính đến chiều cao nhấp nhô tế vi ($Rz$), chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt ($h$), sai lệch vị trí không gian ($\rho$) và sai số gá đặt ($\varepsilon$).
  • Phương pháp tính toán và kiểm nghiệm chế độ cắt: Ứng dụng công thức giải tích tính vận tốc cắt ($v$), lực cắt tiếp tuyến ($P_z$), công suất cắt ($N_c$) và so sánh với công suất hữu ích của động cơ máy ($N_{đc} \cdot \eta$).
  • Phương pháp tra cứu định mức và bảng chuẩn: Sử dụng hệ thống bảng tra sổ tay công nghệ để xác định cấp chính xác, dung sai kích thước, hệ số điều chỉnh vận tốc, lực cắt và định mức thời gian phục vụ, thời gian phụ cho từng bước nguyên công.
  • Phương pháp công nghệ phân tán: So sánh và lựa chọn phương án phân tán nguyên công nhằm chuyên môn hóa từng nguyên công trên các máy công cụ vạn năng, phù hợp với nhịp độ sản xuất hàng loạt lớn.

Nguồn dữ liệu thiết kế gồm bản vẽ chi tiết trục bậc hộp giảm tốc, bảng thông số vật liệu thép 50 thường hóa (giới hạn bền kéo $\sigma_{bk} = 600\text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 300\text{ N/mm}^2$, độ cứng $230\text{ HB}$), catalog dao tiện Mitsubishi (cán dao DCLNL1616H09, mảnh dao CNMG09T308-MS), mũi khoan tâm HSS-TiN Yamaha, đặc tính đá mài $\text{Э5 } 25\text{ CM2-CM1 } 5\text{ K}$ và lý lịch kỹ thuật của các máy công cụ T616, 6H80III, 3731.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Mở đầu

Chương I trình bày việc lựa chọn chi tiết trục bậc từ đồ án Cơ sở Thiết kế Máy (hộp giảm tốc 2 cấp đồng trục) và phân tích các yêu cầu kỹ thuật, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

  • Chức năng và vật liệu: Trục bậc dùng để truyền mô-men xoắn giữa các trục song song thông qua các cặp bánh răng ăn khớp. Với điều kiện tải trọng trung bình, tác giả lựa chọn vật liệu thép 50 thường hóa có giới hạn bền $\sigma_b = 75\text{ kg/mm}^2$, độ cứng $230\text{ HB}$, $\sigma_{bk} = 600\text{ N/mm}^2$, $\sigma_{ch} = 300\text{ N/mm}^2$.
  • Yêu cầu kỹ thuật: Độ nhám bề mặt rãnh then đạt $Rz = 20\text{ }\mu\text{m}$; ngõng trục vị trí lắp ổ lăn đạt $Ra = 1,25\text{ }\mu\text{m}$; bề mặt lắp bánh răng đạt $Ra = 2,5\text{ }\mu\text{m}$; dung sai độ đối xứng rãnh then không vượt quá $0,12\text{ mm}$; độ đảo hướng tâm tại vị trí lắp bánh răng so với đường tâm trục không quá $0,1\text{ mm}$.
  • Tính công nghệ kết cấu: Kết cấu trục là dạng bậc có đường kính giảm dần từ giữa về hai phía đầu trục, bề mặt không có vấu lồi lõm phức tạp, rãnh then hở cho phép dao phay ngón thoát dao dễ dàng, tỷ lệ chiều dài trên đường kính bảo đảm độ cứng vững khi gia công cắt gọt.

Chương II: Chọn phôi và xác định dạng sản xuất

Chương II phân tích ưu nhược điểm của 4 phương pháp chế tạo phôi (phôi đúc, phôi rèn, phôi dập, phôi cán) và tính toán dạng sản xuất:

  • Lựa chọn phôi: Tác giả chọn phôi cán nóng tròn. Phôi cán có độ chính xác bề mặt và cơ tính đồng đều, chi phí thấp, giảm đáng kể lượng dư cắt gọt so với phôi đúc hay phôi rèn tự do, phù hợp với hình dạng trục bậc có độ chênh lệch đường kính không quá lớn.
  • Xác định sản lượng hàng năm: Áp dụng công thức tính số lượng chi tiết cần gia công: $$N = N_1 \cdot m \cdot \left(1 + \frac{\alpha + \beta}{100}\right)$$ Trong đó: $N_1 = 5000$ (sản phẩm/năm), $m = 1$ (số chi tiết/sản phẩm), $\alpha = 4%$ (phế phẩm đúc/tạo phôi), $\beta = 6%$ (phế phẩm gia công cơ). Kết quả tính toán: $N = 5005$ chi tiết/năm.
  • Khối lượng chi tiết: Thể tích chi tiết kết hợp với khối lượng riêng của thép ($\gamma = 7,852\text{ kg/dm}^3$) cho khối lượng chi tiết $Q = 1,984\text{ kg}$ ($Q < 4\text{ kg}$).
  • Dạng sản xuất: Căn cứ vào sản lượng $N = 5005$ chi tiết/năm và khối lượng $Q = 1,984\text{ kg}$, tra bảng chuẩn công nghệ xác định dạng sản xuất của chi tiết là Hàng loạt lớn.

Chương III: Thiết kế nguyên công

Chương III xây dựng và so sánh hai phương án tiến trình công nghệ gia công chi tiết trục bậc. Để đáp ứng dạng sản xuất hàng loạt lớn, tác giả chọn Phương án 1 theo nguyên tắc phân tán nguyên công.

Nguyên công Nội dung nguyên công (Phương án 1 được chọn) Máy công cụ Dụng cụ cắt Định vị và kẹp chặt
NC 1 Khỏa mặt đầu 1, khoan lỗ tâm 1 Máy tiện T616 Dao tiện Mitsubishi DCLNL1616H09, mũi khoan tâm Yamaha $\emptyset 2,5$ Mâm cặp 3 chấu tự định tâm (hạn chế 4 bậc tự do)
NC 2 Khỏa mặt đầu 9, khoan lỗ tâm 9 Máy tiện T616 Dao tiện Mitsubishi DCLNL1616H09, mũi khoan tâm Yamaha $\emptyset 2,5$ Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
NC 3 Tiện thô các bậc trục $\emptyset 64, \emptyset 58, \emptyset 40$ (mặt 5, 6, 7) Máy tiện T616 Dao tiện Mitsubishi DCLNL1616H09 (mảnh CNMG09T308-MS) Mâm cặp 3 chấu kết hợp 1 mũi chống tâm (5 bậc tự do)
NC 4 Tiện thô các bậc trục $\emptyset 56, \emptyset 40$ (mặt 3, 4) Máy tiện T616 Dao tiện Mitsubishi DCLNL1616H09 Mâm cặp 3 chấu kết hợp 1 mũi chống tâm
NC 5 Tiện tinh các bậc trục $\emptyset 56, \emptyset 40$ (mặt 3, 4) và vát mép 2 Máy tiện T616 Dao tiện Mitsubishi DCLNL1616H09 Mâm cặp 3 chấu kết hợp 1 mũi chống tâm
NC 6 Tiện tinh các bậc trục $\emptyset 58, \emptyset 40$ (mặt 6, 7) và vát mép 8 Máy tiện T616 Dao tiện Mitsubishi DCLNL1616H09 Mâm cặp 3 chấu kết hợp 1 mũi chống tâm
NC 7 Phay rãnh then mặt 10 và mặt 11 Máy phay 6H80III Dao phay ngón đuôi trụ loại A răng bình thường Mâm cặp 3 chấu và 1 mũi chống tâm
NC 8 Nhiệt luyện (Thường hóa) Lò nhiệt luyện - Nâng cao độ cứng, khử ứng suất dư gia công
NC 9 Mài tinh bề mặt lắp ghép 3 và 7 Máy mài 3731 Đá mài $\text{Э5 } 25\text{ CM2-CM1 } 5\text{ K}$ Hai mũi chống tâm và tốc kẹp
NC 10 Kiểm tra độ trụ và độ song song Bàn máp kiểm tra Đồng hồ so, khối V Kiểm tra sai lệch hình học và vị trí tương quan

Chương IV: Xác định lượng dư gia công

Chương IV thực hiện tính toán phân tích lượng dư gia công trung gian cho bề mặt cổ trục $\emptyset 40^{+0.002}$ qua 3 bước: Phôi cán $\rightarrow$ Tiện thô $\rightarrow$ Tiện tinh.

  • Công thức tính lượng dư nhỏ nhất: $$2Z_{min} = 2 \left(Rz_{i-1} + h_{i-1} + \sqrt{\rho_{i-1}^2 + \varepsilon_i^2}\right)$$
  • Xác định các thành phần sai số:
    • Gá đặt trên hai mũi tâm nên sai số gá đặt hướng kính $\varepsilon_i = 0$.
    • Độ cong của phôi cán: $\Delta_k = \rho_k \cdot L = 0,4 \cdot 422 = 168,8\text{ }\mu\text{m}$ (với $\rho_k = 0,4\text{ }\mu\text{m/mm}$, chiều dài $L = 422\text{ mm}$).
    • Độ lệch tâm khoan lỗ: $\Delta_{lt} = 0,25 \sqrt{T^2 + 1} = 0,25 \sqrt{460^2 + 1} = 115\text{ }\mu\text{m}$ (với dung sai phôi $T = 460\text{ }\mu\text{m}$).
    • Tổng sai lệch không gian của phôi cán: $\rho_{ph} = \sqrt{\Delta_k^2 + \Delta_{lt}^2} = \sqrt{168,8^2 + 115^2} = 204,251\text{ }\mu\text{m}$.
    • Sai lệch không gian còn lại sau tiện thô: $\rho_{tth} = 0,06 \cdot \rho_{ph} = 0,06 \cdot 204,251 = 12,255\text{ }\mu\text{m}$.
    • Sai lệch không gian còn lại sau tiện tinh: $\rho_{tt} = 0,04 \cdot \rho_{ph} = 0,04 \cdot 204,251 = 8,170\text{ }\mu\text{m}$.
Bước công nghệ $Rz$ ($\mu\text{m}$) $h$ ($\mu\text{m}$) $\rho$ ($\mu\text{m}$) $2Z_{min}$ tính toán ($\mu\text{m}$) Dung sai $T$ ($\mu\text{m}$) Kích thước tính toán nhỏ nhất $d_{min}$ ($\text{mm}$) Kích thước tính toán lớn nhất $d_{max}$ ($\text{mm}$) Lượng dư giới hạn $2Z_{min}$ ($\mu\text{m}$) Lượng dư giới hạn $2Z_{max}$ ($\mu\text{m}$)
Phôi cán 100 75 204,251 - 460 40,986 41,446 - -
Tiện thô 50 50 12,255 758,502 300 40,2275 40,5275 759 919
Tiện tinh 25 25 8,170 224,510 190 40,003 40,193 245 355
  • Kiểm tra phép tính lượng dư: $$2Z_{0max} - 2Z_{0min} = 1274 - 1004 = 270\text{ }\mu\text{m}$$ $$T_{phôi} - T_{chi tiết} = 460 - 190 = 270\text{ }\mu\text{m}$$ Kết quả hai vế bằng nhau ($270\text{ }\mu\text{m} = 270\text{ }\mu\text{m}$), khẳng định kết quả tính toán lượng dư hoàn toàn chính xác.
  • Tra lượng dư các bề mặt còn lại: Tiện tinh ngõng trục $\emptyset 50 \div 80\text{ mm}$ có chiều dài $250 \div 500\text{ mm}$ lấy $2Z = 0,4\text{ mm}$; lượng dư mài trục có chống tâm lấy $2Z = 0,17\text{ mm}$.

Chương V: Tính và tra chế độ cắt

Chương V trình bày tính toán giải tích chế độ cắt cho nguyên công 4 (tiện thô mặt 3, 4 trên máy tiện T616) và tra cứu chế độ cắt cho các nguyên công còn lại:

  • Tính toán giải tích nguyên công tiện thô (máy T616):
    • Chiều sâu cắt: $t = 0,5\text{ mm}$; bước tiến dao: $S = 0,5\text{ mm/vòng}$; tuổi bền dao: $T = 60\text{ phút}$.
    • Vận tốc cắt tính toán: $v = \frac{C_v}{T^m \cdot t^{x_v} \cdot S^{y_v}} \cdot K_v = \frac{350}{60^{0,2} \cdot 0,5^{0,15} \cdot 0,5^{0,35}} \cdot 0,6605 = 89,8\text{ m/phút}$.
    • Lực cắt tiếp tuyến: $P_z = 300 \cdot t^1 \cdot S^{0,75} \cdot v^{-0,15} \cdot K_p = 300 \cdot 0,5 \cdot 0,5^{0,75} \cdot 89,8^{-0,15} \cdot 0,744 = 39,2\text{ kG}$.
    • Công suất cắt yêu cầu: $N_c = \frac{P_z \cdot v}{6120} = 0,57\text{ kW} \le N_{đc} \cdot \eta = 4,5 \cdot 0,85 = 3,825\text{ kW}$ (đạt yêu cầu công suất máy).
  • Tổng hợp chế độ cắt tra cứu cho các nguyên công chính:
Thông số công nghệ NC 1 (Khỏa mặt) NC 1 (Khoan tâm) NC 3 (Tiện thô $\emptyset 64$) NC 5 (Tiện tinh 3, 4) NC 7 (Phay then mặt 10) NC 9 (Mài trục mặt 3, 7)
Chiều sâu cắt $t$ $1,5\text{ mm}$ $2,5\text{ mm}$ (mũi khoan) $1,5\text{ mm}$ $0,4\text{ mm}$ $6,0\text{ mm}$ Chiều sâu sửa tinh $0,0063\text{ mm}$
Lượng chạy dao $S$ $0,6\text{ mm/vòng}$ $0,025\text{ mm/vòng}$ $0,6\text{ mm/vòng}$ $0,6\text{ mm/vòng}$ $S_z = 0,1\text{ mm/răng}$ $S_0 = (0,4 \div 0,5)B$
Vận tốc cắt $v$ $44,23\text{ m/phút}$ $22,12\text{ m/phút}$ $70,77\text{ m/phút}$ $61,93\text{ m/phút}$ $31,77\text{ m/phút}$ Vận tốc đá $v_{đ} = 37,96\text{ m/s}$
Số vòng quay máy $n$ $352\text{ vòng/phút}$ $176\text{ vòng/phút}$ $352\text{ vòng/phút}$ $352\text{ vòng/phút}$ $632\text{ vòng/phút}$ Vòng quay phôi $n_b = 30\text{ v/p}$
Công suất cắt $N_c$ $1,30\text{ kW}$ $0,03\text{ kW}$ $2,08\text{ kW}$ $0,64\text{ kW}$ $2,37\text{ kW}$ Công suất động cơ mài $5,5\text{ kW}$
Thời gian cơ bản $T_0$ $0,21\text{ phút}$ $1,14\text{ phút}$ $1,26\text{ phút}$ $0,77\text{ phút}$ $0,22\text{ phút}$ $16,46\text{ phút}$

Chương VI: Xác định thời gian nguyên công

Chương VI xác định mức thời gian nguyên công từng phần ($T_{tc}$) cho từng bước công nghệ theo công thức chuẩn: $$T_{tc} = T_0 + T_p + T_{pv} + T_{tn}$$ Trong đó:

  • $T_0$: Thời gian cơ bản gia công trực tiếp cắt gọt.
  • $T_p$: Thời gian phụ (gá lắp chi tiết, mở máy, dừng máy, đo kiểm), lấy $T_p = 10% T_0$.
  • $T_{pv}$: Thời gian phục vụ chỗ làm việc (thay dao, điều chỉnh máy), lấy $T_{pv} = 11% T_0$.
  • $T_{tn}$: Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân, lấy $T_{tn} = 5% T_0$.
  • Do đó: $T_{tc} = T_0 \cdot (1 + 0,10 + 0,11 + 0,05) = 1,26 \cdot T_0$.

Các kết quả thời gian nguyên công điển hình được tính toán:

  • Bước khoan lỗ tâm: $T_0 = 0,04\text{ phút} \Rightarrow T_{tc} = 0,0504\text{ phút}$.
  • Bước tiện thô mặt 3 (chiều dài $L = 50\text{ mm}$, $L_1 = 0,87\text{ mm}$): $T_0 = 0,24\text{ phút}$, thời gian phụ $T_p = 0,024\text{ phút}$, thời gian phục vụ $T_{pv} = 0,0264\text{ phút}$, thời gian nghỉ ngơi $T_{tn} = 0,012\text{ phút} \Rightarrow T_{tc} = 0,3024\text{ phút}$.
  • Toàn bộ các nguyên công tiện, phay và mài đều được lập bảng tính định mức thời gian chi tiết làm cơ sở lập kế hoạch điều độ và năng suất gia công.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế công nghệ chế tạo cơ khí cho chi tiết trục bậc hộp giảm tốc với các kết quả cụ thể:

  • Xác lập tiến trình công nghệ 10 nguyên công tối ưu: Phân chia khoa học các giai đoạn gia công chuẩn bị chuẩn định vị (NC 1, NC 2), gia công thô phá lượng dư (NC 3, NC 4), gia công bán tinh và vát mép (NC 5, NC 6), gia công bề mặt phụ rãnh then (NC 7), xử lý nhiệt luyện thường hóa (NC 8), gia công tinh lần cuối bằng mài (NC 9) và kiểm tra chất lượng (NC 10).
  • Tính toán lượng dư phân tích chính xác: Xác định chính xác lượng dư trung gian cho cổ trục $\emptyset 40$ với $2Z_{min}$ tiện thô đạt $758,502\text{ }\mu\text{m}$ và tiện tinh đạt $224,510\text{ }\mu\text{m}$, bảo đảm triệt tiêu hoàn toàn sai lệch không gian của phôi cán ($\rho_{ph} = 204,251\text{ }\mu\text{m}$) và lớp hư hỏng bề mặt ($h = 75\text{ }\mu\text{m}$).
  • Kiểm nghiệm động lực học cắt gọt toàn diện: Toàn bộ chế độ cắt (vận tốc cắt $v$, bước tiến dao $S$, số vòng quay $n$) trên máy tiện T616, máy phay 6H80III và máy mài 3731 đều được tính toán và kiểm nghiệm công suất, bảo đảm các giá trị công suất cắt $N_c$ (từ $0,03\text{ kW}$ đến $2,37\text{ kW}$) luôn nằm trong vùng làm việc an toàn của công suất động cơ máy.
  • Tính toán định mức thời gian nguyên công: Xác định chi tiết thời gian cơ bản $T_0$ và thời gian từng phần $T_{tc}$ cho từng bước gia công, cung cấp dữ liệu định mức cho dây chuyền sản xuất hàng loạt lớn $5005$ sản phẩm/năm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi đồ án chủ yếu tập trung thiết kế tiến trình công nghệ gia công cắt gọt trên hệ thống máy công cụ vạn năng truyền thống (tiện cơ T616, phay cơ 6H80III); đồ án chưa đi sâu vào việc thiết kế chi tiết kết cấu đồ gá chuyên dùng (đồ gá phay rãnh then, đồ gá mài) cũng như chưa xây dựng chương trình gia công trên máy công cụ điều khiển số CNC.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu thiết kế và tính toán lực kẹp cho cơ cấu đồ gá chuyên dùng gia công rãnh then và đồ gá kiểm tra độ đảo, độ đối xứng.
    • Ứng dụng máy tiện CNC và máy phay CNC để tích hợp các nguyên công, rút ngắn thời gian gá đặt và nâng cao độ chính xác gia công trong sản xuất hàng khối.
    • Ứng dụng phần mềm mô phỏng (CAD/CAM/CAE) để tối ưu hóa quỹ đạo chạy dao và phân tích trường ứng suất dư sau nhiệt luyện và mài.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn và tính chuẩn mực học thuật cao, hữu ích đối với:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Cơ khí Chế tạo máy: Tài liệu tham khảo trực tiếp cho đồ án môn học Công nghệ Chế tạo Máy, đồ án Cơ sở Thiết kế Máy và Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành chế tạo cơ khí.
  • Phần nội dung có giá trị tham khảo nổi bật:
    • Bảng tính giải tích lượng dư gia công theo phương pháp Kovan (Chương IV) với đầy đủ các bước kiểm tra phép tính cân bằng dung sai.
    • Bảng tra cứu, tính toán công suất cắt và cấp tốc độ máy tiện T616, máy phay 6H80III (Chương V).
    • Phương pháp xác định các thành phần thời gian nguyên công $T_{tc}$ (Chương VI).

Câu hỏi thường gặp

1. Chi tiết trục bậc được làm từ vật liệu gì và cơ tính của vật liệu đạt những chỉ tiêu nào?
Chi tiết được chế tạo từ thép 50 thường hóa với độ cứng bề mặt đạt $230\text{ HB}$, giới hạn bền kéo $\sigma_{bk} = 600\text{ N/mm}^2$, giới hạn chảy $\sigma_{ch} = 300\text{ N/mm}^2$ và giới hạn bền $\sigma_b = 75\text{ kg/mm}^2$.

2. Dạng sản xuất của chi tiết được xác định là gì và dựa trên những thông số tính toán nào?
Dạng sản xuất được xác định là Hàng loạt lớn, dựa trên sản lượng tính toán hàng năm $N = 5005$ chi tiết/năm (tính từ sản lượng kế hoạch $N_1 = 5000$, tỷ lệ phế phẩm đúc $\alpha = 4%$ và phế phẩm gia công cơ $\beta = 6%$) và khối lượng chi tiết $Q = 1,984\text{ kg}$ ($< 4\text{ kg}$).

3. Vì sao tác giả lựa chọn phương án phân tán nguyên công thay vì tập trung nguyên công?
Phương án phân tán nguyên công (Phương án 1 gồm 10 nguyên công riêng biệt) được lựa chọn vì phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn, giúp chuyên môn hóa nguyên công trên các máy công cụ vạn năng đơn giản (T616, 6H80III, 3731), dễ bố trí dây chuyền, giảm thời gian điều chỉnh máy và tận dụng tối đa năng suất thiết bị.

4. Dụng cụ cắt và thông số chế độ cắt chính được lựa chọn cho nguyên công phay rãnh then (NC 7) là gì?
Nguyên công 7 sử dụng dao phay ngón đuôi trụ loại A răng bình thường trên máy phay vạn năng 6H80III; chiều sâu cắt $t = 6\text{ mm}$, lượng chạy dao răng $S_z = 0,1\text{ mm/răng}$, số vòng quay trục chính chọn theo máy $n = 632\text{ vòng/phút}$, vận tốc cắt thực tế $v = 31,77\text{ m/phút}$, lượng chạy dao phút $S_m = 379,2\text{ mm/phút}$ và công suất cắt tính toán $N_c = 2,37\text{ kW}$.

5. Kết quả kiểm tra tính đúng đắn của phép tính lượng dư mặt $\emptyset 40$ được thể hiện như thế nào?
Phép tính được kiểm tra qua phương trình cân bằng: $2Z_{0max} - 2Z_{0min} = 1274 - 1004 = 270\text{ }\mu\text{m}$, đúng bằng hiệu số giữa dung sai phôi và dung sai chi tiết: $T_{phôi} - T_{chi tiết} = 460 - 190 = 270\text{ }\mu\text{m}$.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục bậc hộp giảm tốc" đã hoàn thành xuất sắc việc xây dựng quy trình gia công cơ khí hoàn chỉnh gồm 10 nguyên công cho chi tiết trục bậc bằng thép 50 thường hóa trong quy mô sản xuất hàng loạt lớn. Bằng phương pháp tính toán giải tích kết hợp tra cứu sổ tay công nghệ, đề tài đã định lượng chính xác lượng dư gia công ngõng trục $\emptyset 40$, xác lập chế độ cắt tối ưu trên các máy công cụ T616, 6H80III, 3731 và xác định định mức thời gian nguyên công chi tiết. Kết quả của đồ án thể hiện tính khoa học, chuẩn xác về mặt kỹ thuật chế tạo máy và là tài liệu tham khảo có giá trị cao cho công tác đào tạo cũng như thực hành sản xuất cơ khí.