Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án Kỹ thuật chế tạo (mã học phần ME4061) do sinh viên Đỗ Đăng Quang thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Nguyên Duy Phương và thầy Đinh Trường Hoàng Vinh tại Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (học kỳ 233, năm học 2023 - 2024). Đề tài tập trung vào việc thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết "Khớp đỡ hộp giảm tốc" – một chi tiết cơ khí quan trọng thuộc "Cụm khuỷu tay" trong "Máy phục hồi chức năng chi trên CPM 7 bậc tự do" (Continuous Passive Motion).

Máy CPM 7 bậc tự do là thiết bị y tế chuyên dụng hỗ trợ bệnh nhân vận động trị liệu, thúc đẩy phục hồi chức năng chi trên, đồng thời thu thập và báo cáo các dữ liệu vận động để chuyên gia y tế đánh giá và hiệu chỉnh liệu trình điều trị. Chi tiết khớp đỡ hộp giảm tốc có chức năng đỡ cụm động cơ (motor) và liên kết cố định với "Vòng trượt" thuộc cụm đỡ khớp khuỷu. Do đó, việc xác lập quy trình công nghệ chế tạo chính xác, đảm bảo độ cứng vững và độ chính xác hình học là yêu cầu kỹ thuật tất yếu.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được triển khai qua 8 nội dung chính:

  1. Đo đạc mẫu có sẵn, thiết kế bản vẽ kỹ thuật 2D và dựng mô hình không gian 3D của chi tiết.
  2. Tính toán sản lượng hàng năm và khối lượng chi tiết để xác định hình thái tổ chức sản xuất.
  3. Phân tích chức năng làm việc, các điều kiện kỹ thuật và cơ tính vật liệu chế tạo.
  4. Lựa chọn dạng phôi, phương pháp tạo phôi và tra cứu lượng dư gia công cơ.
  5. Thiết lập tiến trình công nghệ gia công, xác định chuẩn công nghệ (chuẩn thô, chuẩn tinh).
  6. Thiết kế nguyên công, lựa chọn trang thiết bị máy công nghệ, dao cắt, đồ gá và dụng cụ đo kiểm.
  7. Tính toán chế độ cắt bằng phương pháp giải tích và tra bảng, xác định định mức thời gian gia công từng nguyên công.
  8. Tính toán chi phí chế tạo, tìm hiểu nguyên tắc thiết kế quy hoạch mặt bằng xưởng và an toàn lao động cơ khí.

Đối tượng nghiên cứu là chi tiết Khớp đỡ hộp giảm tốc (khối lượng 52,06 g, vật liệu hợp kim nhôm 6061). Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong phạm vi công nghệ gia công cơ khí cắt gọt trên máy phay CNC và các thiết bị xưởng cơ khí, phục vụ chế tạo thử nghiệm đơn chiếc cho thiết bị y tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng hệ thống lý thuyết công nghệ chế tạo máy, phương pháp thiết kế đồ gá và các tiêu chuẩn định mức gia công cắt gọt kim loại:

  • Khung lý thuyết và công thức tính toán:
    • Công thức xác định sản lượng chi tiết chế tạo hàng năm: $N = N_0 \cdot m \cdot (1 + \frac{\alpha}{100}) \cdot (1 + \frac{\beta}{100})$, trong đó $N_0$ là số sản phẩm kế hoạch, $m$ là số lượng chi tiết trong một sản phẩm, $\alpha$ là tỉ lệ dự trữ phụ tùng, $\beta$ là tỉ lệ phế phẩm.
    • Lý thuyết về chuẩn công nghệ trong gia công cơ khí: Phân định chuẩn thô (bề mặt chưa gia công) và chuẩn tinh (chuẩn tinh chính tham gia lắp ráp, chuẩn tinh phụ không tham gia lắp ráp).
    • Phương pháp giải tích xác định chế độ cắt khi khoan và phay: Chiều sâu cắt $t$, lượng ăn dao $S$, tốc độ cắt $V = \frac{C_v \cdot D^q}{T^m \cdot t^x \cdot S^y} \cdot k_v$ (với các hệ số hiệu chỉnh $k_v = k_{MV} \cdot k_{uv} \cdot k_{lv}$), số vòng quay trục chính $n = \frac{1000 \cdot V}{\pi \cdot D}$.
    • Công thức tính thời gian gia công cơ bản: $T = \frac{\pi \cdot D \cdot l}{1000 \cdot V \cdot S}$ đối với khoan, taro ren và $T = \frac{l \cdot i}{S \cdot n}$ đối với phay mặt đầu, phay trụ.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp mô hình hóa hình học (CAD): Ứng dụng phần mềm Solidworks để dựng bản vẽ 2D, mô hình hóa 3D và sử dụng công cụ Mass Properties tính toán thể tích, khối lượng chi tiết theo khối lượng riêng vật liệu.
    • Phương pháp tra cứu sổ tay công nghệ: Tra bảng cấp chính xác (IT), độ nhám bề mặt ($R_a$, $R_z$), lượng dư gia công đúc, chế độ cắt và chu kỳ bền của dụng cụ cắt từ các tài liệu chuyên ngành chế tạo máy.
    • Phương pháp phân tích công nghệ: So sánh ưu - nhược điểm của các dạng phôi (đúc, rèn, cán) và các phương pháp gia công cơ (tiện, phay, bào, mài, khoan, doa, chuốt) để chọn phương án tối ưu kỹ thuật - kinh tế.
  • Nguồn dữ liệu: Mẫu chi tiết vật lý của Máy phục hồi chức năng chi trên CPM 7 bậc tự do; bảng tra cứu tiêu chuẩn vật liệu nhôm 6061; thông số kỹ thuật máy phay CNC MATSUURA MC-510V; tài liệu kỹ thuật dầu cắt gọt Blaser Universal 2000.

Thiết kế và triển khai quy trình công nghệ

Căn cứ vào kết cấu hình học và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết Khớp đỡ hộp giảm tốc, đồ án đã triển khai lựa chọn thiết bị gia công, dụng cụ cắt gọt, dụng cụ đo kiểm và phương án gá đặt chuyên dụng trên máy CNC.

Hạng mục công nghệ Thông số / Thiết bị lựa chọn Đặc tính kỹ thuật
Máy công cụ Máy phay CNC MATSUURA MC-510V Hệ điều khiển Yasnac MX3 CNC; 3 trục; công suất 7 hp; tốc độ trục chính tối đa 6000 rpm; hành trình XYZ: $510 \times 355 \times 457\text{ mm}$; tốc độ tiến dao X/Y: $400\text{ mm/s}$, Z: $250\text{ mm/s}$; bàn máy $762 \times 380\text{ mm}$, tải trọng tối đa $400\text{ kg}$; ổ chứa 20 dao; kích thước máy $2794 \times 2413 \times 2618\text{ mm}$.
Vật liệu dao cắt Thép gió (HSS - High Speed Steel) Độ cứng cao, chịu nhiệt và chống mài mòn tốt, phù hợp gia công hợp kim nhôm.
Dụng cụ cắt - Dao phay ngón đầu phẳng $\varnothing 25$ (End Mill)
- Mũi khoan $\varnothing 3.3$, $\varnothing 4.0$, $\varnothing 4.5$
- Mũi taro ren $M4 \times 0.7$, $M5 \times 0.8$		 - Phay thô và tinh mặt cung $R45$ (mặt 19)
- Khoan các lỗ thông suốt và lỗ tạo ren
- Cắt ren tiêu chuẩn $M4$ và $M5$
Dung dịch tưới nguội Blaser Universal 2000 (Thụy Sĩ) Dầu pha nước tỷ lệ 5 - 15%; tiêu hao trung bình 5 lít/máy/tháng; tuổi thọ 1 - 2 năm; không chứa Clo, không ăn mòn thiết bị, an toàn cho người vận hành.
Dụng cụ kiểm tra Thước cặp (Caliper), dưỡng đo bán kính, dưỡng đo ren Kiểm tra kích thước thẳng, bán kính góc lượn cung $R45$ và bước ren $M4$, $M5$.
Đồ gá & Định vị Đồ gá chuyên dùng / Ê-tô máy phay - Nguyên công 1: Kẹp đơn vào các mặt 1, 4, 7; tỳ định vị vào mặt 6 (kẹp ê-tô mặt 1, 7, 11, 12 và tỳ mặt 3, 19).
- Nguyên công 2: Kẹp đơn vào các mặt 2, 6, 15; tỳ định vị vào mặt 1 (kẹp ê-tô mặt 1, 7, 11, 12 và tỳ mặt 22, 23).

Nội dung chính theo từng chương

Nhiệm vụ thiết kế

Nhiệm vụ trọng tâm là chế tạo chi tiết "Khớp đỡ hộp giảm tốc" thuộc "Cụm khuỷu tay" trong "Máy phục hồi chức năng chi trên CPM 7 bậc tự do". Tác giả tiến hành đo đạc trực tiếp từ mẫu chi tiết thực tế, thiết lập bản vẽ kỹ thuật 2D mô tả đầy đủ kích thước hình học và xây dựng mô hình không gian 3D làm cơ sở cho toàn bộ quá trình lập quy trình công nghệ.

Chương 2: Xác định dạng sản xuất

Chương này nhằm xác lập quy mô sản xuất để định hướng công nghệ chế tạo phôi và thiết bị gia công:

  • Sản lượng hàng năm tính toán: Với số lượng kế hoạch $N_0 = 1$ chiếc/năm, số lượng chi tiết trên mỗi sản phẩm $m = 1$, tỉ lệ dự phòng $\alpha = 10%$, tỉ lệ phế phẩm $\beta = 5%$, sản lượng tính ra là $N \approx 1\text{ chiếc/năm}$.
  • Khối lượng chi tiết: Dựa trên mô hình Solidworks với vật liệu gán là hợp kim nhôm 6061 Alloy (khối lượng riêng $\rho = 2700\text{ kg/m}^3$), chức năng Mass Properties xác định khối lượng chi tiết là $52,06\text{ g}$ ($0,05206\text{ kg}$).
  • Kết luận dạng sản xuất: Tra bảng định mức theo khối lượng ($< 1\text{ kg}$) và sản lượng ($< 10\text{ chiếc/năm}$), tác giả xác định dạng sản xuất là sản xuất đơn chiếc.

Chương 3: Phân tích chi tiết gia công

Tác giả phân tích chi tiết công năng và các yêu cầu kỹ thuật:

  • Công dụng: Mặt trước chi tiết lắp ghép với "Vòng trượt" (nối cụm đỡ khớp khuỷu), mặt trên lắp ráp "Khớp đỡ motor" để giữ cụm động cơ.
  • Yêu cầu kỹ thuật: Đảm bảo độ bền, độ cứng vững chịu tải hai cụm chi tiết; chuyển động trơn tru không va chạm; thuận tiện tháo lắp khi bảo trì; vát các cạnh sắc; đảm bảo độ vuông góc và độ song song giữa các bề mặt chức năng; độ nhám bề mặt chung đạt $R_z = 40\ \mu\text{m}$.
  • Vật liệu chế tạo: Hợp kim nhôm 6061 sở hữu các đặc tính khối lượng riêng nhỏ, độ bền cao, dễ gia công cắt gọt, có khả năng nhiệt luyện, hàn tốt và anod hóa tạo lớp phủ bảo vệ. Độ cứng vật liệu đạt $95\text{ HB}$.

Chương 4: Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi

Tác giả phân tích so sánh ba dạng phôi cơ bản (đúc, rèn, cán):

  • Lựa chọn phôi: Chọn dạng phôi đúc do chi tiết có hình học phức tạp, yêu cầu chất lượng bề mặt không quá khắt khe, vật liệu nhôm dễ đúc.
  • Phương pháp tạo phôi: Do dạng sản xuất đơn chiếc, cấp chính xác yêu cầu IT14 ÷ IT15, độ nhám $R_z = 40\ \mu\text{m}$, tác giả lựa chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy (đạt cấp chính xác đúc cấp I).
  • Lượng dư gia công: Tra cứu lượng dư đúc cho hợp kim nhôm, xác định lượng dư gia công cơ cho mặt cung 19 là $3\text{ mm}$.

Chương 5: Chọn tiến trình gia công chi tiết

Chương này xác định các bề mặt gia công, cấp chính xác, chuẩn công nghệ và thứ tự các bước:

  • Phương pháp gia công các bề mặt: Bề mặt cung $R45$ (mặt 19) áp dụng phay thô và phay tinh đạt cấp chính xác IT11, $R_a = 3,2\ \mu\text{m}$ ($R_z = 40\ \mu\text{m}$); các mặt lỗ 11, 13, 3, 5 áp dụng khoan và phay ren/taro ($R_z = 40\ \mu\text{m}$); các lỗ 10, 12 áp dụng phương pháp khoan.
  • Chọn chuẩn công nghệ: Chuẩn thô là mặt 1 và mặt 4 của phôi chưa gia công. Chuẩn tinh chính là mặt 19 (mặt tiếp xúc lắp ghép với vòng trượt).
  • Trình tự nguyên công: Phân chia thành hai nguyên công chính trên máy phay CNC (Nguyên công 1 gia công phay cung $R45$ mặt 19, khoan và taro ren; Nguyên công 2 lật mặt để khoan và gia công lỗ, ren còn lại).

Chương 6: Thiết kế nguyên công công nghệ

Tác giả thiết kế chi tiết từng nguyên công:

  • Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt cho Nguyên công 1 (kẹp đơn mặt 1, 4, 7, tỳ mặt 6) và Nguyên công 2 (kẹp đơn mặt 2, 6, 15, tỳ mặt 1).
  • Lựa chọn máy phay CNC MATSUURA MC-510V 3 trục với hệ điều khiển Yasnac MX3 CNC.
  • Lựa chọn dụng cụ cắt bằng thép gió HSS (dao phay ngón $\varnothing 25$, các mũi khoan $\varnothing 3.3$, $\varnothing 4.0$, $\varnothing 4.5$, mũi taro $M4$, $M5$).
  • Lựa chọn trang bị đo kiểm: Thước cặp cơ khí/điện tử, dưỡng đo bán kính kiểm tra cung $R45$, dưỡng đo ren kiểm tra ren $M4$ và $M5$.

Chương 7: Xác định chế độ cắt và thời gian gia công

Chương này tập trung xác lập các thông số công nghệ cắt gọt:

  • Chọn dung dịch trơn nguội: Dầu Blaser Universal 2000 tỷ lệ pha 5 - 15%.
  • Xác định chế độ cắt theo phương pháp phân tích giải tích:
    • Khoan lỗ $\varnothing 4.5$: Chiều sâu cắt $t = 2,25\text{ mm}$; lượng chạy dao $S = 0,18\text{ mm/vòng}$; hệ số $C_v = 36,55$; chu kỳ bền $T = 20\text{ phút}$; hệ số điều chỉnh $k_v = 0,95 \times 0,6 \times 1 = 0,57$; tốc độ cắt tính toán $V = 53\text{ m/phút}$; tốc độ quay trục chính $n \approx 3749\text{ rpm}$ (chọn vận hành $3800 - 3900\text{ rpm}$).
    • Khoan lỗ $\varnothing 3.3$: Chiều sâu cắt $t = 1,65\text{ mm}$; lượng chạy dao $S = 0,18\text{ mm/vòng}$; tốc độ cắt $V = 49\text{ m/phút}$; số vòng quay trục chính $n \approx 4726\text{ rpm}$ (chọn vận hành $4700 - 4800\text{ rpm}$).
    • Phay ren $M4 \times 0.7$: Lượng ăn dao $S = 0,3$; chu kỳ bền $T = 200\text{ phút}$; hệ số $C_v = 140$; tốc độ cắt $V = 66\text{ m/phút}$; số vòng quay trục chính $n \approx 5252\text{ rpm}$.
  • Xác định chế độ cắt theo phương pháp tra bảng:
    • Phay thô mặt 19 (cung $R45$): Chiều sâu cắt $t = 3\text{ mm}$, lượng ăn dao $0,5\text{ mm}$, thực hiện qua 6 bước thô.
    • Phay tinh mặt 19: Lượng ăn dao $0,1\text{ mm}$, thực hiện qua 5 bước tinh.
    • Khoan lỗ $\varnothing 4$ (mặt 3, 5): Lượng ăn dao $S = 0,18\text{ mm/vòng}$, tốc độ cắt $V = 52\text{ m/phút}$, tốc độ trục chính $4100 - 4200\text{ rpm}$.
  • Định mức thời gian gia công: Thời gian nguyên công 1 (bước 1 phay thô đạt $5,73\text{ phút}$); thời gian nguyên công 2 (bước 1 khoan đạt $0,31\text{ phút}$); tổng thời gian gia công chi tiết hoàn thiện là hơn 11 phút.

Chương 8: Thiết kế đồ gá

Trình bày phương án kết cấu và bản vẽ lắp ráp đồ gá chuyên dụng cho Nguyên công 1 và Nguyên công 2 nhằm định vị chính xác phôi đúc, chống xoay và biến dạng khi chịu lực cắt phay và khoan taro.

Chương 9: Tính chi phí chế tạo

Khảo sát và tính toán tổng chi phí sản xuất chi tiết, bao gồm: chi phí điện năng tiêu thụ của máy CNC, chi phí khấu hao/mài mòn dụng cụ cắt HSS, chi phí sử dụng đồ gá chuyên dùng và chi phí bảo dưỡng, bảo trì máy định kỳ.

Chương 10: Tìm hiểu về thiết kế mặt bằng xưởng

Tổng hợp cơ sở lý luận về thiết kế nhà máy – xưởng cơ khí: Ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật - xã hội; quá trình sản xuất; nội dung và các giai đoạn thiết kế; xác định địa điểm xây dựng; sơ đồ cấu trúc tổng quát của nhà máy cơ khí; quy hoạch bố trí dây chuyền và mặt bằng xưởng sản xuất cơ khí.

Chương 11: Tìm hiểu về thiết kế an toàn xưởng

Trình bày các nguyên tắc an toàn lao động cơ khí: Quy tắc chung chống chấn thương tay; an toàn khi vận hành máy tiện, máy phay, máy mài, máy khoan; danh mục dụng cụ sơ cấp cứu y tế tại xưởng; quy trình và thao tác sơ cứu khi xảy ra tai nạn lao động cơ khí.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết Khớp đỡ hộp giảm tốc được thiết lập hoàn chỉnh với hệ thống thông số kỹ thuật định lượng cụ thể:

Thông số kỹ thuật Giá trị xác lập trong đồ án
Vật liệu & Khối lượng chi tiết Hợp kim nhôm 6061 ($\rho = 2700\text{ kg/m}^3$), khối lượng $52,06\text{ g}$
Dạng sản xuất Đơn chiếc ($N \approx 1\text{ chiếc/năm}$)
Dạng phôi & Phương pháp tạo phôi Phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn máy (Cấp chính xác I)
Lượng dư gia công bề mặt 19 $3,0\text{ mm}$ (chia thành 6 bước phay thô và 5 bước phay tinh)
Chế độ cắt khoan lỗ $\varnothing 4.5$ $t = 2,25\text{ mm}$; $S = 0,18\text{ mm/vòng}$; $V = 53\text{ m/phút}$; $n = 3800 - 3900\text{ rpm}$
Chế độ cắt khoan lỗ $\varnothing 3.3$ $t = 1,65\text{ mm}$; $S = 0,18\text{ mm/vòng}$; $V = 49\text{ m/phút}$; $n = 4700 - 4800\text{ rpm}$
Chế độ cắt phay ren $M4 \times 0.7$ $S = 0,3$; $V = 66\text{ m/phút}$; $n \approx 5252\text{ rpm}$
Chế độ cắt khoan lỗ $\varnothing 4.0$ $S = 0,18\text{ mm/vòng}$; $V = 52\text{ m/phút}$; $n = 4100 - 4200\text{ rpm}$
Tổng thời gian gia công chi tiết Khoảng 11 phút/chi tiết trên máy phay CNC MATSUURA MC-510V

Giải pháp và đóng góp của đồ án

  • Xây dựng thành công quy trình công nghệ gia công chi tiết khớp nối cơ khí phục vụ trực tiếp cho thiết bị y tế phục hồi chức năng (máy CPM 7 bậc tự do).
  • Giải quyết bài toán chọn chuẩn định vị kép hợp lý (chuẩn thô mặt 1, 4 và chuẩn tinh mặt 19) giúp hạn chế tối đa sai số gá đặt trên máy phay CNC 3 trục.
  • Kết hợp đồng bộ giữa tính toán lý thuyết giải tích và tra cứu thực nghiệm tiêu chuẩn công nghệ, cung cấp hướng dẫn tính toán chế độ cắt chi tiết cho vật liệu nhôm 6061.
  • Mở rộng nội dung nghiên cứu bao quát từ khâu gia công chi tiết đơn lẻ đến quy hoạch mặt bằng xưởng sản xuất và các biện pháp bảo đảm an toàn lao động cơ khí.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án thiết kế theo quy mô sản xuất đơn chiếc ($N \approx 1\text{ chiếc/năm}$) với dạng phôi đúc khuôn cát thủ công kết hợp mẫu kim loại, chưa tối ưu hóa cho dây chuyền sản xuất hàng loạt lớn; các thông số chế độ cắt và thời gian gia công được xây dựng trên cơ sở tính toán lý thuyết và tra bảng sổ tay, chưa qua bước gia công thực nghiệm kiểm chứng hao mòn dao thực tế trên phôi thật.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Khi máy phục hồi chức năng CPM 7 bậc tự do được hoàn thiện và đưa vào sản xuất thương mại, cần nghiên cứu chuyển đổi quy trình công nghệ sang dạng sản xuất loạt lớn (sử dụng phôi đúc áp lực hoặc dập thể tích); lập trình CAM gia công trực tiếp trên máy MATSUURA MC-510V để đo kiểm độ nhám bề mặt thực tế và tối ưu hóa thời gian chu kỳ gia công (cycle time).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo trực tiếp cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy: Tham khảo cấu trúc, phương pháp tính toán và các bước lập quy trình công nghệ cho đồ án môn học ME4061 hoặc đồ án tốt nghiệp chế tạo máy.
  • Người nghiên cứu thiết kế thiết bị y tế: Tham khảo kết cấu hình học, vật liệu và giải pháp công nghệ chế tạo các chi tiết dạng khớp nối, khớp đỡ cho các hệ thống máy vật lý trị liệu.
  • Phần có giá trị tham khảo cao nhất: Phương pháp tính toán chế độ cắt chi tiết bằng công thức giải tích kết hợp tra bảng (Chương 7) và giải pháp chọn chuẩn công nghệ, phân chia bước phay thô/phay tinh trên máy CNC (Chương 5 và Chương 6).

Câu hỏi thường gặp

1. Chi tiết "Khớp đỡ hộp giảm tốc" giữ chức năng gì trong máy CPM 7 bậc tự do?
Chi tiết có công dụng đỡ cụm động cơ (motor) và cố định vào "Vòng trượt" thuộc cụm đỡ khớp khuỷu. Mặt trước chi tiết dùng để lắp ráp vòng trượt nối với cụm đỡ khớp khuỷu, mặt trên dùng để lắp ráp khớp đỡ motor.

2. Tại sao dạng sản xuất của chi tiết được xác định là sản xuất đơn chiếc?
Dựa vào công thức tính sản lượng hàng năm theo nhiệm vụ thiết kế đạt $N \approx 1\text{ chiếc/năm}$ và khối lượng chi tiết tính qua phần mềm Solidworks là $52,06\text{ g}$ ($< 1\text{ kg}$), đối chiếu bảng phân loại dạng sản xuất cho thấy quy mô thuộc dạng đơn chiếc ($N < 10\text{ chiếc/năm}$).

3. Vì sao tác giả lựa chọn phương pháp tạo phôi là đúc trong khuôn cát với mẫu kim loại?
Do chi tiết có kết cấu không gian phức tạp, vật liệu nhôm 6061 có tính đúc tốt, quy mô sản xuất là đơn chiếc và cấp chính xác bề mặt không gia công chỉ yêu cầu cấp IT14 ÷ IT15 ($R_z = 40\ \mu\text{m}$), nên đúc khuôn cát mẫu kim loại (làm khuôn máy) đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất.

4. Chuẩn thô và chuẩn tinh chính được lựa chọn như thế nào trong đồ án?
Chuẩn thô được chọn là mặt 1 và mặt 4 của phôi chưa gia công. Chuẩn tinh chính được chọn là mặt 19 (bề mặt cung $R45$) vì đây là bề mặt làm việc quan trọng dùng để lắp ráp trực tiếp với chi tiết vòng trượt.

5. Thiết bị gia công chính và vật liệu dụng cụ cắt được sử dụng là gì?
Thiết bị chính là máy phay CNC MATSUURA MC-510V 3 trục trang bị hệ điều khiển Yasnac MX3 CNC. Tất cả dụng cụ cắt (dao phay ngón $\varnothing 25$, các mũi khoan và mũi taro) đều được chọn làm từ thép gió (HSS).

Kết luận

Đồ án Kỹ thuật chế tạo ME4061 của sinh viên Đỗ Đăng Quang đã xây dựng thành công quy trình công nghệ hoàn chỉnh cho chi tiết Khớp đỡ hộp giảm tốc trong cụm khuỷu tay của Máy phục hồi chức năng chi trên CPM 7 bậc tự do. Toàn bộ các bước từ phân tích kết cấu, xác định dạng sản xuất đơn chiếc, lựa chọn phôi đúc khuôn cát đến thiết kế nguyên công và xác lập chế độ cắt trên máy phay CNC MATSUURA MC-510V đều được tính toán nhất quán trên cơ sở tiêu chuẩn công nghệ chế tạo máy. Đồ án không chỉ hoàn thành mục tiêu gia công chi tiết cơ khí y tế mà còn cung cấp tài liệu tổng hợp có giá trị về thiết kế đồ gá, tính toán chi phí, quy hoạch mặt bằng xưởng và an toàn lao động cơ khí.