Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong chương trình đào tạo ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí, đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy giữ vai trò trọng tâm nhằm trang bị và kiểm chứng năng lực giải quyết các vấn đề kỹ thuật thực tế trong sản xuất cơ khí. Đề tài "Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bích" được thực hiện tại Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Nha Trang nhằm giải quyết bài toán thiết kế toàn diện một quy trình sản xuất chi tiết cơ khí dạng đĩa/bích từ khâu phân tích bản vẽ, chọn phôi, lập tiến trình công nghệ đến thiết kế chi tiết từng nguyên công cắt gọt.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định theo 8 nội dung chính trong phần thuyết minh:
- Xác định dạng sản xuất của chi tiết dựa trên sản lượng và khối lượng.
- Phân tích chức năng, điều kiện làm việc và tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công.
- Phân tích chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi tối ưu.
- Xây dựng tiến trình công nghệ gia công các bề mặt của chi tiết.
- Thiết kế chi tiết các nguyên công (chọn chuẩn, đồ gá, máy cắt, dụng cụ cắt, chế độ cắt).
- Xác định lượng dư gia công trung gian và kích thước trung gian.
- Xác định chế độ cắt và tính toán thời gian gia công cơ bản.
- Lập phiếu tổng hợp nguyên công công nghệ.
Cùng với tập thuyết minh, hệ thống sản phẩm đồ án bao gồm 05 bản vẽ kỹ thuật khổ A3: 01 bản vẽ chi tiết gia công, 01 bản vẽ phôi và 03 bản vẽ nguyên công.
Đối tượng nghiên cứu là chi tiết bích (dạng đĩa tròn xoay có bậc và các hệ lỗ liên kết). Số liệu ban đầu quy định sản lượng sản xuất là 2500 sản phẩm/năm. Phạm vi nghiên cứu về không gian là xưởng gia công cơ khí chế tạo máy với hệ thống máy công cụ vạn năng (máy tiện, máy khoan cần, máy mài tròn ngoài); phạm vi thời gian thực hiện đồ án ghi nhận vào năm 2023.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết của đồ án dựa trên các nguyên lý cơ sở của Công nghệ chế tạo máy: lý thuyết định vị và kẹp chặt 6 điểm, nguyên tắc chọn chuẩn công nghệ (chuẩn thô, chuẩn tinh), chuỗi kích thước công nghệ, lý thuyết cắt gọt kim loại và định mức kỹ thuật.
Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa mô hình hóa kỹ thuật số và tính toán tra cứu sổ tay công nghệ:
- Phương pháp mô hình hóa 3D: Ứng dụng phần mềm CAD Creo Parametric 8.0 để dựng hình học chi tiết và trích xuất đặc tính khối lượng học (Mass Properties).
- Phương pháp giải tích và tra bảng kỹ thuật: Tính toán sản lượng hàng năm theo công thức cơ sở chế tạo máy; tra cứu lượng dư, dung sai, chế độ cắt và thông số hình học dụng cụ cắt từ các sổ tay công nghệ chế tạo máy chuẩn.
- Phương pháp phân tích - so sánh kinh tế kỹ thuật: So sánh ưu nhược điểm giữa các phương pháp tạo phôi (đúc, cán nóng, cán nguội, dập thể tích) và các phương án gá đặt, phân chia bước công nghệ.
Nguồn dữ liệu sử dụng bao gồm bản vẽ thiết kế chi tiết bích, các bảng tra tiêu chuẩn nhà nước về dung sai - lắp ghép, thành phần hóa học thép kết cấu C30, các thông số kỹ thuật của thiết bị gia công (máy tiện 1K62, máy khoan cần 2H53, máy mài tròn ngoài 3M150) và sổ tay dụng cụ cắt gọt.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Xác định dạng sản xuất
Chương 1 tiến hành mô hình hóa hình học và tính toán các đại lượng đặc trưng để phân loại quy mô sản xuất của phân xưởng.
Chi tiết bích được dựng hình không gian 3D trên phần mềm Creo Parametric 8.0 qua 5 bước chính:
- Bước 1: Vẽ biên dạng 2D phẳng của chi tiết theo kích thước danh nghĩa.
- Bước 2: Sử dụng lệnh Revolve quay quanh trục để tạo khối trụ tròn xoay 3D.
- Bước 3: Sử dụng lệnh Hole tạo biên dạng lỗ trụ trung tâm.
- Bước 4: Dùng lệnh Hole kết hợp tính năng sao chép xoay Pattern để tạo 4 lỗ thông suốt phân bố đều.
- Bước 5: Dùng lệnh Hole tạo lỗ M14.4 kết hợp lệnh Pattern để hoàn thiện toàn bộ các lỗ còn lại trên thân chi tiết.
Để xác định khối lượng, chi tiết được gán hệ đơn vị Millimeter - Kilogram - Second và vật liệu thép kết cấu carbon (Steel Medium Carbon / Thép C30). Thể tích đo được từ công cụ Mass Properties là $V = 51638\text{ mm}^3 = 5,1638 \cdot 10^{-5}\text{ m}^3$. Với khối lượng riêng của thép C30 là $D = 7,8\text{ g/cm}^3 = 7800\text{ kg/m}^3$, khối lượng của chi tiết được tính ra là:
$$m = D \cdot V = 7800 \times 5,1638 \cdot 10^{-5} \approx 0,40\text{ kg}$$
Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm ($N$) được xác định theo công thức:
$$N = N_0 \cdot m \cdot \left(1 + \frac{\alpha}{100}\right) \cdot \left(1 + \frac{\beta}{100}\right)$$
Trong đó sản lượng kế hoạch $N_0 = 2500$ sản phẩm/năm; số chi tiết trong một sản phẩm $m = 1$; hệ số dự trù phụ tùng thay thế $\alpha = 15%$; hệ số phế phẩm dự phòng $\beta = 4%$. Kết quả tính toán đạt sản lượng thực tế:
$$N = 2500 \times 1 \times \left(1 + \frac{15}{100}\right) \times \left(1 + \frac{4}{100}\right) = 2990\text{ chi tiết/năm}$$
Đối chiếu khối lượng chi tiết $m = 0,40\text{ kg}$ và sản lượng $N = 2990$ chiếc/năm với bảng phân cấp tiêu chuẩn, dạng sản xuất của chi tiết bích được xác định là sản xuất hàng loạt vừa.
Chương 2: Phân tích chi tiết gia công
Nội dung chương tập trung làm rõ điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ kết cấu của chi tiết bích:
| Bề mặt / Kích thước |
Cấp chính xác (CCX) |
Độ nhám bề mặt ($Ra$) |
Chức năng kỹ thuật |
| Lỗ trong Ø216 mm |
IT7 |
$Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ |
Mặt làm việc chính, lắp ghép chính xác |
| Trụ ngoài Ø180 mm |
IT6 |
$Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ |
Mặt lắp ghép trụ ngoài |
| Bề mặt kích thước $18^{+1}\text{ mm}$ |
IT16 |
$Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$ |
Kích thước tự do, định vị phụ |
| Mặt ngoài Ø300 mm và lỗ Ø156 mm |
IT14 |
$Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$ |
Bề mặt không tham gia lắp ghép chính |
| Lỗ ren và lỗ kẹp Ø36 mm, Ø13 mm |
IT14 |
$Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$ |
Lỗ kẹp chặt bulông, định vị |
| Tất cả các bề mặt còn lại |
IT14 |
$Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$ |
Bề mặt ngoài không lắp ghép |
Vật liệu chế tạo chi tiết là thép kết cấu C30 với giới hạn chảy kéo 335 MPa và giới hạn bền kéo 540 MPa.
| Nguyên tố |
C |
Cr |
Mn |
Si |
Ni |
S |
| Tỷ lệ (%) |
0,27 - 0,35 |
< 0,25 |
0,5 - 0,8 |
0,17 - 0,37 |
< 0,25 |
< 0,04 |
Về tính công nghệ kết cấu, chi tiết có tỷ lệ chiều dài trên đường kính $L/D < 1$ nên độ cứng vững cao, không bị biến dạng uốn khi kẹp chặt trên mâm cặp máy tiện. Các bán kính lượn góc $R1$ và $R0,5$ tránh tập trung ứng suất và phù hợp với bán kính đỉnh dao tiêu chuẩn. Bề rộng bậc trụ Ø180 là 7 mm cho phép ăn dao tiện bậc thuận lợi. Các lỗ khoan Ø13 mm là lỗ thông suốt, thuận tiện cho việc thoát phoi và dẫn dịch trơn nguội.
Chương 3: Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi
Chương 3 tiến hành so sánh kỹ thuật giữa ba phương án tạo phôi: phôi đúc, phôi dập thể tích và phôi cán.
- Phôi đúc: Cho phép tạo hình phức tạp nhưng dễ xuất hiện khuyết tật rỗ khí, xỉ hàn, năng suất tạo phôi thép C30 thấp.
- Phôi dập thể tích: Cơ tính và độ chính xác cao nhưng chi phí khuôn mẫu quá đắt, không kinh tế với đường kính lớn Ø300 mm ở quy mô loạt vừa.
- Phôi cán: Năng suất rất cao, tính dẻo kim loại tốt, dễ cơ khí hóa và có giá thành hợp lý đối với chi tiết dạng đĩa tròn có chiều dài danh nghĩa ngắn ($L = 72\text{ mm}$) và đường kính lớn nhất Ø300 mm. Tác giả lựa chọn phôi cán tròn, cắt lát bằng máy cưa vòng.
Khi lựa chọn phương pháp cán giữa thép cán nóng và cán nguội, tác giả chọn thép cán nóng do giá thành thấp, giữ nguyên cơ tính sau gia công và phù hợp việc cắt gọt tiếp theo.
Bảng tra lượng dư và dung sai phôi cán nóng sơ bộ:
| Đặc điểm kích thước |
Kích thước danh nghĩa (mm) |
Sai lệch cho phép (mm) |
Dung sai (mm) |
Lượng dư một phía (mm) |
Kích thước sơ bộ phôi (mm) |
| Chiều dài ($L$) |
72 |
+0,2 / -0,6 |
0,8 |
5,0 |
$82 \pm 0,6$ |
| Đường kính ($\varnothing$) |
Ø300 |
+1,8 / -1,2 |
3,0 |
2,5 |
$\varnothing 305 \pm 1,2$ |
Yêu cầu kỹ thuật của phôi cán sau cưa lát: độ nhám bề mặt $R_z = 150\text{ }\mu\text{m}$, cấp chính xác phôi đạt IT15 ÷ IT16.
Chương 4: Xây dựng tiến trình gia công
Sau khi đánh số thứ tự 11 bề mặt gia công trên bản vẽ kết cấu, tác giả lập bảng tiến trình công nghệ tổng thể gồm 13 nguyên công:
| STT |
Tên nguyên công |
Bề mặt gia công |
Bề mặt định vị (chuẩn) |
Loại thiết bị |
| 1 |
Chuẩn bị phôi (cưa lát) |
Toàn bộ phôi cán |
Vỏ ngoài phôi cán |
Máy cưa vòng |
| 2 |
Tiện thô mặt ngoài và khoan lỗ |
Bề mặt 1, 3, 4, khoan 11 |
Mặt 6, 7 |
Máy tiện vạn năng |
| 3 |
Tiện thô mặt đầu và lỗ còn lại |
Bề mặt 6, 7, 9, 10, 11 |
Mặt 1, 4 |
Máy tiện vạn năng |
| 4 |
Khoan, khoét hệ lỗ phụ |
Bề mặt 5, 8, khoét 11 |
Mặt 11, 3 |
Máy khoan cần |
| 5 |
Khoan, taro ren |
Bề mặt lỗ ren 2 |
Mặt 11, 3 |
Máy khoan cần |
| 6 |
Tiện bán tinh đợt 1 |
Bề mặt 1, 3, 4 |
Mặt 6, 7 |
Máy tiện vạn năng |
| 7 |
Tiện bán tinh đợt 2 |
Bề mặt 6, 7, 9, 10, 11 |
Mặt 1, 4 |
Máy tiện vạn năng |
| 8 |
Tiện tinh mặt trụ ngoài |
Bề mặt 4 (trụ Ø180) |
Mặt 6, 7 |
Máy tiện vạn năng |
| 9 |
Tiện tinh mặt lỗ |
Bề mặt 9 (lỗ Ø216) |
Mặt 1, 4 |
Máy tiện vạn năng |
| 10 |
Tiện láng mặt lỗ |
Bề mặt 9 (lỗ Ø216) |
Mặt 1, 4 |
Máy tiện vạn năng |
| 11 |
Mài tinh mặt trụ ngoài |
Bề mặt 4 (trụ Ø180) |
Mặt 6, 7 |
Máy mài tròn ngoài |
| 12 |
Mài láng mặt trụ ngoài |
Bề mặt 4 (trụ Ø180) |
Mặt 6, 7 |
Máy mài tròn ngoài |
| 13 |
Kiểm tra |
Toàn bộ các bề mặt |
Chuẩn kiểm tra |
Bàn máng kiểm tra |
Chương 5: Thiết kế nguyên công
Chương 5 thiết lập đồ gá, chế độ gá đặt, chọn máy, dụng cụ cắt và thiết bị đo cho từng nguyên công cụ thể:
- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi: Cưa phôi cán nóng tròn Ø305 mm thành từng lát có chiều dày 82 mm bằng máy cưa vòng.
- Nguyên công 2: Tiện thô bề mặt 1, 3, 4 và khoan lỗ 11:
- Gá đặt: Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, lấy mặt 6, 7 làm chuẩn.
- Máy công cụ: Máy tiện 1K62 (công suất động cơ chính 10 kW, 23 cấp tốc độ trục chính từ 12,5 đến 2000 vòng/phút, bước tiến dọc 0,07 - 1,9 mm/vòng, bước tiến ngang 0,035 - 2,08 mm/vòng).
- Dụng cụ cắt: Dao tiện mặt đầu gắn thép gió P9 (chứa 8,5 - 10% vonfram, $\alpha = 10^\circ, \varphi = 90^\circ, \lambda = 10^\circ, \gamma = 16^\circ$); mũi khoan ruột gà thép gió P12 đường kính $D = 60\text{ mm}$, chiều dài $L = 400\text{ mm}, l_0 = 200\text{ mm}$, góc đỉnh $2\varphi = 120^\circ, \alpha = 12^\circ, \Psi = 55^\circ$, chu kỳ bền $T = 8\text{ phút}$.
- Dung dịch tưới nguội: Nhũ tương Emunxi. Đo kiểm bằng thước cặp $0 - 150 \times 0,05\text{ mm}$. Bề mặt sau gia công đạt IT14, $Ra = 12,5\text{ }\mu\text{m}$.
- Nguyên công 3: Tiện thô bề mặt 6, 7, 9, 10, 11:
- Máy tiện 1K62, mâm cặp 3 chấu định vị mặt 1, 4.
- Dụng cụ cắt: Dao tiện mặt đầu P9 và dao tiện lỗ thông suốt gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 ($B \times H = 16 \times 16\text{ mm}, L = 150\text{ mm}, \gamma = 12^\circ, \alpha = 10^\circ, \varphi = 45^\circ, T = 40\text{ phút}$). Dung dịch Emunxi, đo bằng thước cặp $0 - 150 \times 0,05\text{ mm}$.
- Nguyên công 4: Khoan, khoét bề mặt 5, 8 và khoét lỗ 11:
- Máy công cụ: Máy khoan cần 2H53 (đường kính gia công lớn nhất 35 mm, công suất 2,2 kW, 21 cấp tốc độ từ 25 đến 2500 vòng/phút, 12 cấp tiến dao từ 0,056 đến 2,5 mm/vòng).
- Định vị: Phiến tỳ định vị mặt phẳng đáy 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị lỗ tâm 2 bậc tự do.
- Dụng cụ cắt: Mũi khoan ruột gà thép gió P12 đường kính $D = 12\text{ mm}, L = 145\text{ mm}$; dao khoét ruột gà thép gió $d = 13\text{ mm}, L = 275\text{ mm}$. Đạt cấp chính xác IT10, $Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$. Thước cặp kiểm tra $0 - 150 \times 0,02\text{ mm}$.
- Nguyên công 5: Khoan, taro ren bề mặt 2:
- Máy khoan cần 2H53. Đồ gá: Phiến tỳ, chốt trụ ngắn và chốt trám chống xoay.
- Dụng cụ: Mũi khoan P12 $D = 12\text{ mm}$ và mũi taro thép gió ($D_s = 8\text{ mm}, L = 90\text{ mm}, l = 19\text{ mm}, l_n = 35\text{ mm}, k = 6,2\text{ mm}$). Đo kiểm bằng thước cặp $0 - 150 \times 0,02\text{ mm}$.
- Nguyên công 6 & 7: Tiện bán tinh các bề mặt ngoài và mặt trong:
- Thực hiện trên máy tiện 1K62 bằng dao tiện thép gió P9 và dao tiện lỗ T15K6. Chất lượng đạt cấp chính xác IT12, độ nhám $Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$.
- Nguyên công 8: Tiện tinh bề mặt trụ ngoài 4 (Ø180):
- Máy tiện 1K62, mâm cặp 3 chấu.
- Dụng cụ cắt: Dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 kẹp cơ khí đa cạnh ($B \times H = 20 \times 25\text{ mm}, L = 125\text{ mm}, \gamma = 6^\circ, \alpha = 6^\circ, \varphi = 95^\circ, T = 45\text{ phút}$). Đạt IT8, $Ra = 5\text{ }\mu\text{m}$.
- Nguyên công 9 & 10: Tiện tinh và tiện láng bề mặt lỗ trong 9 (Ø216):
- Máy tiện 1K62. Dao tiện lỗ hợp kim cứng T15K6 ($B \times H = 12 \times 12\text{ mm}, L = 150\text{ mm}, \gamma = 16^\circ, \alpha = 10^\circ, \varphi = 45^\circ, T = 40\text{ phút}$).
- Sau tiện láng (Nguyên công 10), bề mặt lỗ 9 đạt cấp chính xác IT7, độ nhám $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$.
- Nguyên công 11 & 12: Mài tinh và mài láng bề mặt trụ ngoài 4 (Ø180):
- Thiết bị: Máy mài tròn ngoài 3M150 (đường kính mài tối đa 100 mm, chiều dài mài tối đa 50 mm, tốc độ dịch chuyển bàn máy 0,25 - 5,5 m/phút, số vòng quay đá mài 24000 vòng/phút).
- Dụng cụ mài:
- Mài tinh (NC 11): Đá mài Prôphin hình trụ vật liệu Corun điện thường, kích thước $D = 300\text{ mm}, d = 40\text{ mm}, H = 127\text{ mm}$. Đạt IT7, $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$.
- Mài láng (NC 12): Đá mài Prôphin có thân ở giữa vật liệu hạt mài kim cương, kích thước $D = 60\text{ mm}, H = 10\text{ mm}, d = 15\text{ mm}, S = 5\text{ mm}$. Đạt cấp chính xác hoàn thiện IT6, $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$.
- Đo kiểm bằng panme dải đo $0 - 150 \times 0,02\text{ mm}$.
- Nguyên công 13: Kiểm tra tổng thể: Kiểm tra kích thước hình học, độ đảo hướng kính, độ không song song và độ nhám toàn bộ 11 bề mặt theo yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã hoàn thành thiết kế trọn vẹn quy trình công nghệ gia công chi tiết bích đáp ứng đúng các chỉ tiêu kỹ thuật đề ra:
- Xác lập được bộ thông số sản xuất chính xác: Chi tiết có thể tích $51638\text{ mm}^3$, khối lượng $0,40\text{ kg}$, sản lượng thực tế cần chế tạo $2990\text{ chiếc/năm}$, tương ứng hình thức sản xuất hàng loạt vừa.
- Đưa ra giải pháp tạo phôi cán nóng tối ưu kinh tế kỹ thuật từ phôi trụ tròn Ø305 mm cắt lát dài 82 mm, với dung sai kích thước chặt chẽ (0,8 mm cho chiều dài và 3,0 mm cho đường kính), khắc phục nhược điểm rỗ khí của phương pháp đúc.
- Xây dựng thành công chuỗi 13 nguyên công cắt gọt hợp lý, lựa chọn chính xác các thiết bị gia công vạn năng (máy tiện 1K62, máy khoan cần 2H53, máy mài 3M150) cùng hệ thống dao cắt (thép gió P9, P12, hợp kim cứng T15K6, đá mài Corun và kim cương).
- Bảo đảm đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật khắt khe nhất của chi tiết: Mặt trụ ngoài Ø180 đạt cấp chính xác IT6 và độ nhám $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ thông qua chuỗi tiện thô $\rightarrow$ tiện bán tinh $\rightarrow$ tiện tinh $\rightarrow$ mài tinh $\rightarrow$ mài láng; mặt lỗ trong Ø216 đạt cấp chính xác IT7 và độ nhám $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ qua chuỗi tiện thô $\rightarrow$ tiện bán tinh $\rightarrow$ tiện tinh $\rightarrow$ tiện láng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Dựa trên nội dung thuyết minh và các ghi chú phản biện trong văn bản:
- Bản vẽ phôi sơ bộ ban đầu thể hiện phôi dạng đặc nguyên khối chưa tối ưu về mặt hình chiếu và chưa bóc tách phần lỗ rỗng lớn ở giữa, dẫn đến tăng lượng phoi cắt gọt khi tiện thô.
- Một số mục tính toán chế độ cắt chi tiết (tốc độ cắt $v$, chiều sâu cắt $t$, lượng chạy dao $s$) và thời gian nguyên công cơ bản ($T_0$) chưa được triển khai chi tiết từng công thức giải tích trong thuyết minh.
- Hướng hoàn thiện tiếp theo: Tối ưu hóa sơ đồ gá đặt đồ gá chuyên dùng cho nguyên công khoan hệ lỗ trên máy khoan cần; hiệu chỉnh bản vẽ phôi có khoét lỗ sơ bộ để giảm thời gian cắt gọt thô; bổ sung tính toán lực kẹp cơ cấu đồ gá và cân bằng kinh tế cho từng dao cắt.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo trực tiếp cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Kỹ thuật cơ điện tử khi thực hiện đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy, đồ án Thiết kế đồ gá hoặc Khóa luận tốt nghiệp về thiết kế quy trình sản xuất chi tiết dạng đĩa, bích, bạc.
Các phần có giá trị tham khảo nổi bật bao gồm:
- Quy trình ứng dụng CAD Creo Parametric 8.0 để tính thể tích và khối lượng chi tiết.
- Bảng so sánh lựa chọn dạng phôi và tra cứu dung sai lượng dư phôi cán nóng.
- Trình tự phân chia các bước gia công từ thô đến mài láng để đạt cấp chính xác cao IT6, IT7.
- Hệ thống thông số hình học của các loại dao tiện thép gió P9, dao tiện lỗ T15K6 và đá mài Prôphin.
Câu hỏi thường gặp
Chi tiết bích thuộc dạng sản xuất nào và căn cứ xác định là gì?
Chi tiết thuộc dạng sản xuất hàng loạt vừa. Căn cứ xác định dựa vào sản lượng thực tế hàng năm tính được là $N = 2990\text{ chiếc/năm}$ (tính từ sản lượng kế hoạch 2500 chiếc, dự trù 15% phụ tùng và 4% phế phẩm) kết hợp với khối lượng chi tiết $m = 0,40\text{ kg}$ (thể tích $51638\text{ mm}^3$, khối lượng riêng thép C30 là $7800\text{ kg/m}^3$).
Phương pháp chế tạo phôi được chọn là gì và kích thước phôi sơ bộ như thế nào?
Phương pháp chế tạo phôi được lựa chọn là phôi thép cán nóng cắt lát bằng máy cưa vòng. Kích thước phôi sơ bộ gồm chiều dài $82 \pm 0,6\text{ mm}$ (lượng dư một phía 5,0 mm, dung sai 0,8 mm) và đường kính $\varnothing 305 \pm 1,2\text{ mm}$ (lượng dư một phía 2,5 mm, dung sai 3,0 mm). Phôi đạt độ nhám $R_z = 150\text{ }\mu\text{m}$ và cấp chính xác IT15 ÷ IT16.
Để đạt độ chính xác IT6 và độ nhám $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ cho mặt trụ ngoài Ø180, quy trình thực hiện qua những nguyên công nào?
Bề mặt trụ Ø180 được gia công qua 5 nguyên công tuần tự: Tiện thô (Nguyên công 2, đạt IT14, $Ra = 12,5\text{ }\mu\text{m}$ trên máy tiện 1K62), Tiện bán tinh (Nguyên công 6, đạt IT12, $Ra = 6,3\text{ }\mu\text{m}$ trên máy 1K62), Tiện tinh (Nguyên công 8, đạt IT8, $Ra = 5\text{ }\mu\text{m}$ bằng dao hợp kim cứng T15K6 trên máy 1K62), Mài tinh (Nguyên công 11, đạt IT7, $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ bằng đá Corun điện thường trên máy mài 3M150) và Mài láng (Nguyên công 12, đạt IT6, $Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$ bằng đá mài hạt kim cương trên máy 3M150).
Những loại máy công cụ và vật liệu dụng cụ cắt nào được trang bị trong quy trình?
Quy trình sử dụng 3 dòng máy công cụ chính: Máy tiện vạn năng 1K62 (10 kW), Máy khoan cần 2H53 (2,2 kW) và Máy mài tròn ngoài 3M150. Dụng cụ cắt bao gồm: Thép gió P9 (dao tiện mặt đầu), thép gió P12 (mũi khoan ruột gà), hợp kim cứng T15K6 (dao tiện lỗ, dao tiện tinh ngoài), mũi taro ren thép gió, đá mài Corun điện thường và đá mài hạt kim cương. Dung dịch làm nguội xuyên suốt là nhũ tương Emunxi.
Kết luận
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy của tác giả Nguyễn Thanh Bình đã hoàn thành trọn vẹn việc thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bích từ thép kết cấu C30 với quy mô sản xuất hàng loạt vừa (2990 sản phẩm/năm). Bản thuyết minh thể hiện tính logic chặt chẽ từ mô hình hóa 3D trên Creo Parametric 8.0, lựa chọn phôi cán nóng kinh tế đến việc phân bổ 13 nguyên công cắt gọt trên các máy công cụ vạn năng 1K62, 2H53 và 3M150. Kết quả tính toán và lựa chọn công nghệ bảo đảm đầy đủ các chỉ tiêu hình học, độ nhám ($Ra = 3,2\text{ }\mu\text{m}$) và cấp dung sai khắt khe (IT6, IT7), đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí.
