Công nghệ chế tạo máy - Chương 7: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết máy

 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
Ch−ơng 7 
 Thiết kế quy trình công nghệ 
gia công chi tiết máy 
7.1- ý nghĩa của công việc chuẩn bị sản xuất 
 Bất cứ một sản phẩm nào tr−ớc khi đ−a vào sản xuất đều phải qua giai đoạn 
chuẩn bị sản xuất. Một trong những công việc chính của công tác chuẩn bị sản xuất là 
thiết lập quy trình công nghệ gia công cơ. 
 Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ là lập nên những văn kiện, tài liệu 
để phục vụ và h−ớng dẫn cho việc gia công các chi tiết trên máy, bao gồm cả việc 
thiết kế những trang bị cần thiết. Mục đích là nhằm h−ớng dẫn công nghệ, lập các 
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất. 
 Mức độ phức tạp của QTCN phụ thuộc vào dạng sản xuất. Trong sản xuất loạt 
nhỏ, đơn chiếc quy trình công nghệ chỉ bao gồm trình tự các nguyên công với một số 
thông số cần thiết nh− chỉ rõ máy, dao, thời gian gia công, bậc thợ... Còn sản xuất 
loạt lớn, hàng khối thì quy trình rất quy mô, tỷ mỷ, bao gồm nhiều tài liệu khác nhau. 
 Để một quy trình công nghệ thiết kế ra đ−ợc tốt thì phải có các điều kiện sau: 
 - Phải đảm bảo chất l−ợng sản phẩm. 
 - Ph−ơng pháp gia công phải kinh tế nhất. 
 - áp dụng đ−ợc những thành tựu mới nhất trong khoa học kỹ thuật. 
 - Phải thích hợp với điều kiện cụ thể của nhà máy, khả năng và lực l−ợng 
cán bộ, công nhân, thiết bị... 
 - Phải tranh thủ sử dụng các sáng kiến kinh nghiệm hợp lý hóa sản xuất. 
 - ứng dụng những hình thức tổ chức sản xuất tiên tiến. 
 Có hai tr−ờng hợp lập quy trình công nghệ, một là khi thiết kế một nhà máy 
mới, hai là trong những điều kiện của một nhà máy đang hoạt động. 
 c Lập quy trình công nghệ theo đồ án đ−ợc dùng khi thiết kế những nhà 
máy mới, phân x−ởng mới. 
 Lúc đầu ta thiết kế một quy trình công nghệ theo các tài liệu ban đầu của vật 
phẩm chế tạo trong nhà máy đã cho. Sau đó tính phụ tải của máy, đồng thời trên cơ sở 
quy trình đã thiết kế ta phải định tr−ớc việc phân nhóm loạt thiết bị này theo từng 
phân x−ởng riêng và bố trí chúng. Tr−ờng hợp này, điều kiện để lựa chọn trang thiết 
bị rộng rãi hơn, quy trình công nghệ phải linh hoạt để có thể sửa đổi theo yêu cầu. 
 d Lập quy trình công nghệ theo điều kiện sản xuất đang tồn tại đ−ợc dùng 
khi phân x−ởng, nhà máy đã có phải chế tạo những sản phẩm mới. 
Khi lập quy trình công nghệ theo cách này thì quy trình công nghệ chịu những 
hạn chế chặt chẽ hơn về thiết bị, diện tích, tải trọng máy, kế hoạch sản xuất... nh−ng 
lại đ−ợc thừa kế những kinh nghiệm sản xuất. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
107
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
7.2- ph−ơng pháp thiết kế qtcn gia công chi tiết máy 
 7.2.1- Những tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình công nghệ 
 Muốn thiết kế một quy trình công nghệ tốt, tr−ớc hết chúng ta phải có các tài 
liệu ban đầu sau: 
 - Bản vẽ chế tạo của chi tiết với đầy đủ: 
 + Mặt cắt, hình chiếu diễn tả rõ ràng. 
 + Ghi đầy đủ kích th−ớc, dung sai và các điều kiện kỹ thuật khác. 
 + Ghi rõ những chỗ cần gia công đặc biệt (ví dụ: gia công khi lắp). 
 + Ghi rõ vật liệu, ph−ơng pháp nhiệt luyện, độ cứng yêu cầu. 
 - Sản l−ợng chi tiết kể cả thành phần dự trữ. 
 - Hình vẽ bộ phận của sản phẩm trong đó có chi tiết gia công. 
 - Những tài liệu về thiết bị: thuyết minh máy, các tiêu chuẩn dao, đồ gá... 
 Ngoài ra, còn cần có các tài liệu, sổ tay khác nh−: tiêu chuẩn xác định l−ợng 
d−, dung sai, vật liệu, sổ tay về đồ gá, tiêu chuẩn về chế độ cắt, định mức kinh tế - kỹ 
thuật... 
 7.2.2- Trình tự thiết kế một quy trình công nghệ 
 Thiết kế quy trình công nghệ nên theo trình tự nh− sau: 
 - Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, kiểm tra lại tính công nghệ của nó. 
 - Phân loại chi tiết, sắp đặt vào các nhóm. 
 - Xác định dạng sản xuất. 
 - Chọn phôi và ph−ơng pháp chế tạo phôi. 
 - Xác định chuẩn và chọn cách định vị, kẹp chặt cho mỗi nguyên công. 
 - Lập thứ tự các nguyên công. 
 - Chọn máy cho mỗi nguyên công. 
 - Tính l−ợng d− giữa các nguyên công và dung sai nguyên công. 
 - Chọn dụng cụ cắt và dụng cụ đo l−ờng. 
 - Chọn đồ gá, nếu cần thì thiết kế đồ gá. 
 - Xác định chế độ cắt. 
 - Định bậc thợ. 
 - Định mức thời gian và năng suất, tính toán kinh tế, so sánh ph−ơng án. 
 - Ghi vào phiếu công nghệ, vẽ các sơ đồ nguyên công. 
7.3- Một số b−ớc cơ bản khi thiết kế quy trình công nghệ 
 7.3.1- Tính công nghệ trong kết cấu 
 Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc 
chi tiết cơ khí nhằm đảm bảo l−ợng tiêu hao kim loại ít nhất, khối l−ợng gia công và 
lắp ráp ít nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất 
định. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
108
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 Khi nghiên cứu nâng cao tính công nghệ của kết cấu cơ khí, ta phải dựa vào 
một số cơ sở sau đây: 
 c Tính công nghệ của kết cấu phụ thuộc rất nhiều vào quy mô sản xuất, 
tính chất hàng loạt của sản phẩm. Vì quy mô sản xuất và tính hàng loạt quyết định rất 
nhiều mức độ hợp lý của việc sử dụng ph−ơng pháp công nghệ này hay ph−ơng pháp 
công nghệ khác trong việc chế tạo sản phẩm. Việc ứng dụng vào thực tế một ph−ơng 
h−ớng công nghệ nào đó đòi hỏi phải tiến hành hàng loạt công việc và chi phí để trang 
bị máy móc, đồ gá, dụng cụ... Do đó, khi thiết kế phải l−u ý đến tính công nghệ của 
kết cấu. 
 d Tính công nghệ của kết cấu cần phải đ−ợc nghiên cứu đối với toàn bộ 
sản phẩm. Nếu chỉ tách riêng từng chi tiết riêng lẻ ra để nghiên cứu tính công nghệ thì 
có thể dẫn đến sự thay đổi rất nhiều, có khi xét toàn bộ sản phẩm thì tính công nghệ 
trong kết cấu lại kém đi. 
 e Nghiên cứu tính công nghệ của kết cấu phải đ−ợc đặt ra và giải quyết 
triệt để trong từng giai đoạn của quá trình sản xuất. Vì quá trình sản xuất một mặt 
hàng rất phức tạp nên phải đ−ợc xem xét từng b−ớc về kết cấu để tìm cách giải quyết 
hợp lý các vấn đề nhằm đ−a lại hiệu quả kinh tế lớn nhất. 
 f Nghiên cứu tính công nghệ của kết cấu phải tính đến đặc điểm của nơi 
sẽ sản xuất ra sản phẩm ấy. 
Những điểm trên nói lên tính t−ơng đối về tính công nghệ của kết cấu trong gia 
công và lắp ráp. Một kết cấu có tính công nghệ cao ở xí nghiệp này nh−ng ch−a hẳn là 
cao ở xí nghiệp khác. 
Để đánh giá đ−ợc tính công nghệ cao hay thấp thì chỉ tiêu bao trùm nhất và có 
thể dùng trong mọi tr−ờng hợp là giá thành chế tạo sản phẩm. 
Trong thực tế, th−ờng dùng hai chỉ tiêu chính là khối l−ợng lao động và khối 
l−ợng vật liệu tiêu tốn để chế tạo ra sản phẩm. 
* Đối với quá trình gia công cắt gọt, tính công nghệ của kết cấu chi tiết máy 
đ−ợc xét trên cơ sở các yêu cầu cụ thể nh− sau: 
- Giảm l−ợng vật liệu cắt gọt bằng cách thiết kế phôi và các bề mặt gia 
công hợp lý, xác định chính xác l−ợng d− gia công, giới hạn khối l−ợng cắt gọt chỉ ở 
những bề mặt quan trọng. 
 - Giảm quãng đ−ờng chạy dao khi cắt. 
- Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế (tách chi tiết phức tạp 
thành các chi tiết đơn giản, dễ gia công, gá đ−ợc nhiều chi tiết khi gia công). 
- Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, thống nhất. 
- Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập khi cắt. 
- Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn. 
- Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số 
lần gá đặt chi tiết khi gia công. 
- Phân biệt rõ ràng giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
109
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 7.3.2- Xác định l−ợng d− gia công 
 a) Khái niệm về l−ợng d− gia công 
L−ợng d− gia công cơ là lớp kim loại đ−ợc lấy đi trong quá trình gia công cơ 
khí. Ta phải xác định l−ợng d− gia công hợp lý là vì: 
- L−ợng d− quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia 
công nhiều, tốn năng l−ợng, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng... dẫn đến giá thành tăng. 
- Nếu l−ợng d− quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi do 
sai số in dập của phôi để lại, có thể xảy ra hiện t−ợng tr−ợt giữa dao và chi tiết. 
 c L−ợng d− trung gian đ−ợc xác định bằng hiệu số kích th−ớc do b−ớc hay 
nguyên công sát tr−ớc (a) để lại và kích th−ớc do b−ớc hay nguyên công đang thực 
hiện (b) tạo nên, ký hiệu là Zb. 
 - Đối với mặt ngoài: 
 Zb = a - b 
 - Đối với mặt trong: 
 Zb = b - a 
ab
Zb 
Mặt ngoài.
a b
Zb
Mặt trong.
 d L−ợng d− tổng cộng là lớp kim loại cần phải hớt đi trong tất cả các b−ớc 
hoặc nguyên công tức là trong suốt cả quá trình gia công trên bề mặt đó để biến từ 
phôi thô thành chi tiết hoàn thiện, ký hiệu Z0. 
 L−ợng d− tổng cộng đ−ợc xác định bằng hiệu số kích th−ớc phôi thô và kích 
th−ớc chi tiết đã chế tạo xong. 
 - Đối với mặt ngoài: Z0 = aph - act 
 - Đối với mặt trong: Z0 = act - aph
 Nh− vậy, rõ ràng là l−ợng d− tổng cộng sẽ bằng tổng các l−ợng d− trung gian 
trong tất cả các b−ớc của quá trình công nghệ: , n là số b−ớc công nghệ. ∑
=
=
n
1i
i0 ZZ
 e L−ợng d− đối xứng, nó tồn tại khi gia công các bề mặt tròn xoay ngoài 
hoặc tròn xoay trong, hoặc khi gia công song song các bề mặt phẳng đối diện nhau. 
 - Đối với mặt ngoài: 
db Zb 
da 
Zb da Zb
db
Zb 
Mặt trong.
Mặt ngoài.
 bab ddZ2 −=
 - Đối với mặt trong: 
 abb ddZ2 −=
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
110
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 b) Ph−ơng pháp xác định l−ợng d− gia công hợp lý 
 Trong Chế tạo máy có hai ph−ơng pháp xác định l−ợng d−: 
 * Ph−ơng pháp thống kê kinh nghiệm 
 Với ph−ơng pháp này l−ợng d− đ−ợc xác định dựa trên tổng số l−ợng d− các 
b−ớc gia công theo kinh nghiệm. 
L−ợng d− phôi đúc th−ờng lấy theo kinh nghiệm mà không tính tới các b−ớc 
gia công. Trong các sổ tay th−ờng cho loại l−ợng d− này. 
 Song theo ph−ơng pháp này thì ta xác định l−ợng d− gia công một cách máy 
móc, không dựa trên các b−ớc gia công, không tính tới sơ đồ định vị, kẹp chặt, các 
điều kiện khác khi cắt... nên l−ợng d− th−ờng lớn hơn yêu cầu, dẫn đến không kinh tế. 
 * Ph−ơng pháp tính toán phân tích 
 Ph−ơng pháp này do GS. Kôvan đề xuất, dựa trên việc phân tích và tổng hợp các 
yếu tố tạo nên lớp kim loại cần phải hớt đi để có một chi tiết hoàn thiện. 
 Ph−ơng pháp này tính l−ợng d− cho hai tr−ờng hợp: 
 - Tr−ờng hợp dao đ−ợc điều chỉnh sẵn trên máy. 
 - Tr−ờng hợp gá đặt chi tiết theo kiểu rà gá. 
 Các vấn đề trình bày sau đây chủ yếu thuộc tr−ờng hợp dao đ−ợc điều chỉnh 
sẵn trên máy, nếu áp dụng vào tr−ờng hợp rà gá thì chỉ cần bổ sung một ít mà thôi. 
 c Đối với mặt ngoài 
Khi gia công một loạt phôi cùng loại trên máy đã điều chỉnh sẵn, vì kích th−ớc 
phôi dao động trong giới hạn dung sai nên l−ợng d− gia công cũng sẽ dao động. 
 ở những phôi có kích th−ớc nhỏ nhất amin khi gia công xong sẽ có kích th−ớc 
bmin, l−ợng d− gia công sẽ là Zb min; còn những phôi có kích th−ớc lớn nhất amax khi gia 
công xong sẽ có kích th−ớc bmax, l−ợng d− gia công sẽ là Zb max. L−ợng d− thực khi gia 
công sẽ nằm trong khoảng Zb min ữ Zb max. 
 Ta thấy rằng, nếu điều chỉnh dao theo kích th−ớc CH để cắt loạt phôi đó thì khi 
gặp phôi có kích th−ớc amin nó sẽ cắt lớp chiều sâu cắt nhỏ nhất, lực cắt sẽ nhỏ nhất và 
biến dạng sẽ nhỏ nhất ymin, ta sẽ có l−ợng d− nhỏ nhất Zb min. Kích th−ớc hình thành 
sau khi cắt là CH + ymin. Ng−ợc lại, khi gặp phôi có kích th−ớc amax thì sẽ cắt lớp chiều 
sâu cắt lớn nhất, lực cắt lớn nhất, biến dạng sẽ lớn nhất ymax, ta có l−ợng d− lớn nhất 
Zb max. Kích th−ớc hình thành sau khi cắt là CH + ymax. 
a m
ax
b m
ax
Z
b m
ax
y m
ax
C
H b m
in
Z
b m
in
y m
in
C
Ha
m
in
Hình 7.1- Giá trị l−ợng d− gia công đối với một loạt phôi trên máy điều chỉnh sẵn.
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
111
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 Vậy ta có: Zb min = amin - (CH + ymin) = amin - bmin 
 Zb max = amax - (CH + ymax) = amax - bmax 
 Nếu thay trị số về dung sai của các kích th−ớc a, b là δa, δb: 
 amax = amin + δa 
 bmax = bmin + δb 
ta sẽ có: Zb max = (amin + δa) - (bmin + δb) 
 = amin - bmin + δa - δb 
 Zb max = Zb min + δa - δb 
 L−ợng d− danh nghĩa (l−ợng chênh lệch giữa hai kích th−ớc danh nghĩa adn, 
bdn): Zb dn = and - bdn
 = (amin + Ha) - (bmin + Hb) 
 = amin - bmin + Ha - Hb 
 Zb dn = Zb min + Ha - Hb 
amax
amin
Ha
Ba
adn
 d Đối với mặt trong 
 Làm t−ơng tự nh− với mặt ngoài, ta có đ−ợc: 
 Zb min = bmax - amax
 Zb max = bmin - amin
Thay: amin = amax - δa; bmin = bmax - δb vào Zb max ta có: 
Zb max = Zb min + δa - δb 
Zb dn = bnd - adn
 = (bmax - Bb) - (amax - Ba) 
 = bmax - amax + Ba - Bb 
 Zb dn = Zb min + Ba - Bb 
 e Đối với bề mặt đối xứng 
L−ợng d− của bề mặt đối xứng đ−ợc xác định t−ơng tự nh− trên, ta có: 
 - Mặt ngoài đối xứng: 
 2Zb min = Da min - Db min 
 2Zb max = Da max - Db max = 2Zb min + δD a - δD b 
2Zb dn = 2Zb min + HD a - HD b 
 - Mặt trong đối xứng: 
 2Zb min = Db max - Da max 
 2Zb max = Db min - Da min = 2Zb min + δD a - δD b 
2Zb dn = 2Zb min + BD a - BD b
 Dung sai của l−ợng d− là hiệu số giữa l−ợng d− lớn nhất và nhỏ nhất: 
 - Bề mặt không đối xứng: δz = Zb max - Zb min = δa - δb
 - Bề mặt đối xứng: δz = 2Zb max - 2Zb min = δD a - δD b 
 Lấy tổng các l−ợng d− trung gian ta sẽ đ−ợc l−ợng d− tổng cộng Z0. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
112
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 c) Các yếu tố tạo thành l−ợng d− trung gian 
 Phần kim loại cần phải hớt đi qua một b−ớc hay một nguyên công tức là l−ợng 
d− trung gian, bao gồm các yếu tố sau đây: 
 Rz a - Chiều cao trung bình của lớp nhấp nhô bề mặt do b−ớc công nghệ sát 
tr−ớc để lại. 
 Ta - Chiều sâu lớp h− hỏng bề mặt do b−ớc công nghệ sát tr−ớc để lại. 
 ρa - Sai lệch về vị trí không gian của chi tiết do b−ớc công nghệ sát tr−ớc 
để lại (độ không song song, độ cong vênh, độ lệch tâm...). 
 εa - Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra. 
a m
in
R
z a
 +
 T
a 
W
ε b ρ a
b m
in
Z
b
m
in
ε b
W
Hình 7.2- Các yếu tố tạo thành l−ợng d− gia công.
 Nh− vậy, giá trị nhỏ nhất 
của l−ợng d− gia công bề mặt 
không đối xứng tính cho b−ớc 
công nghệ đang thực hiện đ−ợc 
xác định nh− sau: 
 Zb min = Rza + Ta + ρa + εb 
 Đối với bề mặt đối xứng, thì 
ph−ơng của ρa và εb có thể khác 
nhau nên ta phải tính theo phép 
cộng vectơ: 
 ( )baaaminb TRz2Z2 ε+ρ++= 
Khi biết rõ ph−ơng của ρa và εb thì ta cộng hai vectơ đó theo công thức: 
 ( )baba2b2aba ,cos..2 ερερ+ε+ρ=ε+ρ 
tuy nhiên, trong thực tế thì ph−ơng của hai vectơ đó rất khó xác định. Vì vậy, ta lấy trị 
số trung bình theo xác suất: 2b
2
aba ε+ρ=ε+ρ 
 Nh− vậy, công thức tính l−ợng d− cho bề mặt đối xứng là: 
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ε+ρ++= 2b2aaaminb TRz2Z2 
 Các công thức trên cho ta cách tính l−ợng d− từ các yếu tố hợp thành với 
tr−ờng hợp tổng quát. Còn trong một số tr−ờng hợp cụ thể, biểu thức tính l−ợng d− 
không cần đầy đủ các yếu tố đó. Ví dụ: 
 - Sau nguyên công thứ nhất, đối với các chi tiết làm bằng gang hoặc kim 
loại màu thì không còn Ta ở trong biểu thức tính l−ợng d− nữa. Sở dĩ nh− vậy, vì 
lớp kim loại hỏng tạo nên là do biến dạng d ... lớn nhất theo bản vẽ [tức ô IX(10)]. Lấy kích th−ớc này trừ đi l−ợng d− tính toán ở cột 
6 sẽ đ−ợc kích th−ớc tính toán của nguyên công sát tr−ớc. Tiếp tục cho đến hết. 
 Cột 8: Hàng cuối cùng [tức ô X(8)] ghi theo dung sai của bản vẽ, tất cả các ô 
còn lại của cột đ−ợc tra theo sổ tay. 
 Cột 9, 10: Hàng cuối cùng [tức ô X(9), X(10)] ghi theo các kích th−ớc giới hạn 
của bản vẽ. Còn các ô còn lại thì đ−ợc ghi theo cách sau: 
 - Đối với mặt ngoài: Lấy kích th−ớc tính toán ở cột 7 đem quy tròn (tùy 
theo hàng số có nghĩa của dung sai) rồi ghi vào cột 10. Sau đó, lấy kích th−ớc giới hạn 
ở cột 10 cộng với dung sai sẽ đ−ợc kích th−ớc ở cột 9. 
 - Đối với mặt ngoài: Lấy kích th−ớc tính toán ở cột 7 đem quy tròn (lấy 
giảm đi một đơn vị) rồi ghi vào cột 9. Sau đó, lấy kích th−ớc giới hạn ở cột 9 trừ đi 
dung sai sẽ đ−ợc kích th−ớc ở cột 10. 
 Cột 11, 12: Ghi kết quả vào các ô theo công thức: 
 - Đối với mặt ngoài: Zb min = amin - bmin; Zb max = amax - bmax
- Đối với mặt trong: Zb min = bmax - amax; Zb max = bmin - bmin
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
115
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
Cộng tất cả l−ợng d− ở cột 11 ta có đ−ợc l−ợng d− tổng cộng lớn nhất Z0 max 
[tức ô I(11)], cộng tất cả l−ợng d− ở cột 12 ta có đ−ợc l−ợng d− tổng cộng lớn nhất Z0 
min [tức ô I(12)]. 
Kiểm tra lại kết quả tính bằng công thức: δz = Zb max - Zb min = δa - δb
Ví dụ: Cần gia công trục từ phôi liệu ban đầu là phôi cán, kích th−ớc đạt đ−ợc 
sau khi gia công sẽ là D = 350 - 0,215. Các b−ớc gia công, giá trị để tính toán l−ợng d− 
gia công đ−ợc cho ở bảng sau. Hãy bổ sung những số liệu còn thiếu (in đậm). 
Các yếu tố tạo thành 
l−ợng d− (àm). 
Giá trị tính 
toán 
Kích th−ớc 
giới hạn 
(mm) 
L−ợng d− 
giới hạn 
(àm) 
Thứ tự 
gia công 
Rz 
T 
ρ 
ε 
Zb min 
(àm) 
K.th−ớc
(mm)
Dung
sai 
T 
(àm)
Max Min Max Min 
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 
Phôi 3000 5500 - - 367,495 20000 388 368 - - 
Tiện thô 50 50 105 1000 17300 350,195 1350 351,55 350,2 36450 17800 
Tiện tinh - - - - 410 349,785 215 350 349,785 1550 415 
Chú ý: - Vì là mặt đối xứng nên l−ợng d− tính toán sẽ là 2Zb min chứ không còn là Zb 
min, không đ−ợc chia 2. 
 - Việc quy tròn giá trị l−ợng d− tính toán là theo hàng số có nghĩa của dung sai. 
Nếu là mặt ngoài thì lấy lên một đơn vị; nếu là mặt trong thì lấy giảm đi một đơn vị. 
 7.3.3- Chọn phôi và ph−ơng pháp chế tạo phôi 
 Trong thực tế sản xuất, phôi th−ờng đ−ợc chọn theo hai h−ớng sau: 
 - Theo hình dạng chi tiết gia công, với cách này phôi có hình dạng và kích 
th−ớc gần nh− chi tiết hoàn chỉnh. Lúc đó, chi phí gia công sẽ đ−ợc giảm xuống 
nh−ng có thể chi phí sản xuất phôi sẽ lớn, đặc biệt là với sản xuất đơn chiếc và loạt 
nhỏ (ví dụ nh− phôi của trục khuỷu). 
 - Theo các phôi liệu đ−ợc sản xuất sẵn, sử dụng rộng rãi (phôi cán). Tr−ờng 
hợp này thì có thể l−ợng d− gia công sẽ khá lớn, dẫn đến chi phí gia công cao nh−ng 
có −u điểm là chi phí cho việc chế tạo phôi thấp. 
Việc chọn loại và ph−ơng pháp chế tạo phôi là một vấn đề tổng hợp nhằm mục 
đích đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật. Ph−ơng án phôi hợp lý nhất là ph−ơng án có 
tổng phí tổn ít nhất. 
 Lựa chọn ph−ơng pháp chế tạo phôi có thể căn cứ vào các yếu tố sau: 
 - Căn cứ vào vật liệu chế tạo chi tiết. Ví dụ nh− chi tiết bằng gang thì dùng 
ph−ơng pháp đúc; bằng thép thì dùng ph−ơng pháp cán, rèn, dập, đúc... 
 - Căn cứ vào hình dạng chi tiết và yêu cầu kỹ thuật. Chi tiết có hình dạng 
phức tạp thì dùng ph−ơng pháp đúc; chi tiết đơn giản, kích th−ớc lớn thì dùng cán... 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
116
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 - Căn cứ vào dạng sản xuất. Nếu sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ thì dùng đúc 
trong khuôn cát, đúc thủ công, hàn, rèn; sản xuất loạt lớn, hàng khối thì dùng đúc áp 
lực, đúc trong khuôn kim loại... 
 - Căn cứ vào điều kiện cụ thể. Xem xét điều kiện kỹ thuật nhà máy sản 
xuất có cho phép gia công đ−ợc các loại phôi nào, từ đó tìm h−ớng lựa chọn ph−ơng 
pháp chế tạo phôi. 
7.4- Xác định trình tự gia công hợp lý 
 Khi thiết kế QTCN gia công chi tiết máy phải chú ý xác định hợp lý tiến trình 
công nghệ ứng với các bề mặt của chi tiết, sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một 
chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả sản xuất. 
 Cơ sở của việc xác định trình tự gia công hợp lý là tiến trình công nghệ gia 
công các chi tiết điển hình: càng, hộp, trục, bạc, bánh răng và điều kiện cụ thể. 
 * Các nguyên tắc khi xác định trình tự gia công hợp lý: 
 - Chọn chuẩn thô và cách thực hiện nguyên công thứ nhất thật cẩn thận. 
 - Tiếp đó xác định trình tự các nguyên công sau và chọn chuẩn tinh. 
 - Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác và độ nhám bề mặt mà chọn ph−ơng 
pháp gia công lần cuối của các bề mặt quan trọng. 
 Ví dụ: Ta cần gia công một lỗ có yêu yêu cầu đạt cấp chính xác 7, Ra = 1,25. 
Khi đó, với sản xuất loạt nhỏ ta có thể dùng trình tự: Khoan - Khoét - Doa; hay Khoan 
- Tiện - Mài. Nếu sản xuất loạt lớn thì có thể dùng: Khoan - Chuốt. 
 - Cố gắng bảo đảm tính thống nhất về chuẩn tinh. 
 - Chú ý tới các nguyên công có thể sinh ra phế phẩm. Những nguyên công 
này nên đặt tr−ớc để tránh lãng phí hoặc bố trí thêm việc kiểm tra trung gian. 
 - Chú ý tới những nguyên công dễ sinh ra biến dạng (nh− gia công thô, 
nhiệt luyện). Tách những nguyên công này khỏi nguyên công gia công tinh hoặc thêm 
vào quy tình những nguyên công chỉnh sửa nh− nắn thẳng... 
 - Cố gắng giảm số lần gá, tăng số vị trí trong mỗi lần gá. 
7.5- thiết kế nguyên công 
 7.5.1- Chọn máy 
 Khi gia công cắt gọt, máy cắt đ−ợc xác định theo các nguyên tắc sau: 
 - Máy đ−ợc chọn phải đảm bảo thực hiện đ−ợc ph−ơng pháp gia công đã 
xác định, ứng với chi tiết gia công. 
 - Máy đ−ợc chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất l−ợng gia công. Thông 
th−ờng chọn máy có cấp chính xác lớn hơn cấp chính xác cần thực hiện từ 1 ữ 2 cấp. 
 - Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy phải tạo 
điều kiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất l−ợng và năng suất gia công tốt. 
 - Tùy thuộc vào dạng sản xuất mà chọn máy cho hợp lý. Với sản xuất loạt 
nhỏ, ta sử dụng máy vạn năng; với sản xuất lớn ta dùng các máy chuyên dùng. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
117
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 7.5.2- Chọn chuẩn, ph−ơng án gá đặt phôi và trang bị công nghệ 
 Chọn chuẩn công nghệ nhằm đảm bảo gá đặt phôi đạt hiệu quả kỹ thuật và 
kinh tế cao. Phôi đ−ợc gá đặt với trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ 
hợp từ các bộ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng. 
 7.5.3- Xác định các thông số công nghệ 
 Thông số công nghệ cơ bản của quá trình cắt gọt đối với chi tiết máy là: vận 
tốc cắt, số vòng quay, l−ợng chạy dao, chiều sâu cắt, số lần cắt. 
 Giá trị của các thông số công nghệ phụ thuộc từng ph−ơng pháp gia công, từng 
loại máy, từng kiểu trang bị công nghệ và tính chất của vật liệu gia công. 
 Việc xác định thông số công nghệ trong thực tế chủ yếu bằng đồ thị hoặc tra 
trong sổ tay, rồi đối chiếu với phạm vi giá trị thực trên máy, kết hợp với việc kiểm tra 
lại công suất và năng suất gia công. 
 Để đảm bảo chất l−ợng gia công và hiệu quả kinh tế, cần xác định giá trị tối −u 
của thông số công nghệ. Nói chung, khi gia công thô thì mục tiêu chủ yếu là đạt năng 
suất gia công cao; ng−ợc lại khi gia công tinh thì mục tiêu lại là chất l−ợng gia công. 
 7.5.4- Xác định thời gian gia công 
 Thời gian gia công đ−ợc xác định đảm bảo nguyên tắc tận dụng với hiệu quả 
cao nhất vốn thời gian làm việc của trang thiết bị, dụng cụ công nghệ và sức lao động. 
 Trong thực tế, th−ờng xác định thời gian gia công theo hai ph−ơng pháp là bấm 
giờ và dựa vào định mức tiêu chuẩn. Nói chung, ph−ơng pháp bấm giờ sát thực tế hơn 
nên đạt hiệu quả tốt hơn vì thời gian cần thiết để thực hiện các công việc trong quá 
trình gia công đ−ợc xác định trên cơ sở quan sát, phân tích từng động tác. 
 7.5.5- Xác định số l−ợng máy và công nhân 
 Số l−ợng máy cần thiết cho một nguyên công đ−ợc xác định theo tổng khối 
l−ợng của nguyên công, tính ra tổng giờ máy cần thiết, đối với sản l−ợng quy định và 
vốn thời gian làm việc thực tế hàng năm của một máy tùy theo chế độ làm việc hàng 
ngày (mấy ca/ngày). 
m.T
k.T
M
M
m= 
với, + Tm là tổng giờ máy cần thiết để gia công sản l−ợng chi tiết (giờ/năm). 
 + k là hệ số xét đến khả năng v−ợt định mức, tăng năng suất (k = 0,9 ữ 0,95). 
 + TM là vốn thời gian làm việc thực tế của một máy theo chế độ một ca sản xuất 
hàng ngày (TM = 2200 giờ/năm). 
 + m là số ca sản xuất hàng ngày (m = 1 ữ 3). 
 + M là số máy tính toán cần thiết cho nguyên công. 
 Số l−ợng công nhân cần thiết cho nguyên công cũng đ−ợc xác định trên cơ sở 
tổng khối l−ợng lao động của nguyên công hàng năm và vốn thời gian làm việc thực 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
118
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
tế của một công nhân hàng năm theo chế độ một ca sản xuất hàng ngày. 
C
n
T
k.T
R = 
với, + Tn là tổng giờ ng−ời cần thiết cho cả sản l−ợng (giờ/năm). 
 + TC là vốn thời gian làm việc thực tế của một công nhân theo chế độ một ca sản 
xuất hàng ngày (TC = 2000 giờ/năm). 
7.6- định mức tính chất kinh tế - kỹ thuật 
 Một ph−ơng án công nghệ bao giờ cũng đ−ợc so sánh, phân tích về mặt kinh tế. 
Muốn chọn đúng ph−ơng h−ớng, biện pháp để tăng năng suất và hạ giá thành trong 
phải có những chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá. 
 7.6.1- Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 
 Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật bao gồm: 
 c Chỉ tiêu về thời gian T 
 Chỉ tiêu kỹ thuật về thời gian là thời gian cần đủ để hoàn thành một công việc 
nhất định trong điều kiện sản xuất bình th−ờng của nhà máy (phân x−ởng) có tính đến 
kinh nghiệm và những thành tựu mới về kỹ thuật cũng nh− về tổ chức sản xuất. 
* Thời gian gia công từng chiếc: Ttc = T0 + Tph + Tpv + T tn
trong đó, + T0: thời gian cơ bản. Thời gian này cần thiết để biến đổi trực tiếp hình 
dạng, kích th−ớc và tính chất cơ lý của chi tiết gia công và có thể thực hiện bằng tay 
hay máy, có công thức tính cho từng nguyên công. 
 + Tph: thời gian phụ, là thời gian công nhân thao tác để có thể hoàn thành 
công việc cơ bản và đ−ợc lặp lại sau một chi tiết hay một nhóm chi tiết mà khi đó 
không tác động đến hình dạng, kích th−ớc và tính chất của chi tiết nh−: thời gian gá, 
tháo chi tiết, đo l−ờng... 
 Tnc = T0 + Tph, là thời gian nguyên công. 
 + Tpv: thời gian phục vụ trông nom cho máy làm việc, có thể phục vụ về kỹ 
thuật nh−: đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao... hay phục vụ về tổ chức nh−: tra dầu, bàn 
giao ca, quét dọn... ncpv T.100
ba
 T
+= , với a, b là các hệ số tỷ lệ thời gian (tra sổ tay). 
 + Ttn: là thời gian nghỉ ngơi tự nhiên theo nhu cầu cần thiết của con ng−ời. 
 ncpv T.100
c
 T = 
 Vậy, thời gian gia công từng chiếc là: nctc T100
cba
1T ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +++= 
* Nếu gia công hàng loạt chi tiết, cần có thợ điều chỉnh thì ta có thêm thời gian 
chuẩn bị kết thúc, bao gồm những việc có liên quan đến việc chuẩn bị để gia công 
một loạt chi tiết và thu dọn khi kết thúc nh−: điều chỉnh máy, dụng cụ cắt, đồ gá lắp... 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
119
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
n
T
 T T cbkttcloạt tc += , với n là số chi tiết trong loạt. 
 d Chỉ tiêu về năng suất Q đối với một nguyên công hoặc cả sản phẩm. 
 Chỉ tiêu kỹ thuật về năng suất Q là năng suất lao động xác định bằng số l−ợng 
sản phẩm đ−ợc chế tạo ra trong một đơn vị thời gian. 
 k.
T
m
Q
tc
= (từng chiếc), hoặc k.
T
m
Q
tạlotc
= (hàng loạt) 
với, m là thời gian (một ca, giờ hay phút). 
 7.6.2- Giá thành sản phẩm 
 Một ph−ơng án công nghệ phải đ−ợc đánh giá về mặt kinh tế, nghĩa là chọn 
ph−ơng án công nghệ kinh tế nhất sẽ dẫn đến giá thành hạ. Để đánh giá ta phải tính 
giá thành sản phẩm chi tiết: 
G = A.n + B = f(nhiều yếu tố). 
với, + A: là phí tổn th−ờng xuyên cho mỗi chi tiết nh− vật liệu, khấu hao, l−ơng công 
nhân..., dù sản l−ợng nhiều hay ít thì phí tổn này vẫn không đổi. 
 + B: là phí tổn cố định nh− l−ơng công nhân điều chỉnh máy, đồ gá, thiết bị 
chuyên dùng... tính cho từng chi tiết, phí tổn này càng nhỏ khi x càng lớn. 
Từ đó, ta có giá thành một sản phẩm: g = G/n, dựa vào đây mà ta đánh giá và 
chọn ph−ơng án công nghệ có giá thành thấp nhất. 
 Giả sử, ta có hai ph−ơng án 
công nghệ với giá thành sản 
phẩm đ−ợc biểu diễn bởi các 
đ−ờng G1 và G2. 
G1 
G2 
B1 
B2 
n1 n2 n3n'2 
n
Hình 7.3- Giá thành sản phẩm.
G
 Rõ ràng, nếu số l−ợng chi 
tiết cần gia công n < n1, ta chọn 
ph−ơng án G1. Còn nếu n > n1 
thì chọn ph−ơng án G2. 
 Tuy nhiên, do chi phí cố 
định B phụ thuộc vào n nên đến 
một giá tị nào đó thì các đ−ờng 
G1 và G2 phải tăng lên một l−ợng 
 nào đó (l−ợng tăng này bằng với chi phí cố định tăng thêm). Đến lúc đó, ta lại phải 
xét tiếp ph−ơng án nào có giá thành thấp hơn thì chọn. 
 7.6.3- Biện pháp tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm 
 Nói đến năng suất và hạ giá thành là một phạm trù rất rộng, có thể phạm vi kỹ 
thuật, phạm vi tổ chức hoặc kết hợp cả hai mặt đó lại. 
 Trong thực tế có thể áp dụng nhiều ph−ơng pháp tăng năng suất và hạ giá thành 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
120
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
gia công qua cách giảm đại l−ợng thời gian cơ bản T0 và thời gian phụ Tph. 
 Ta có: 
t.S.n
z.L
S.n
i.L
S.v.1000
i.L.D.
T0 ==π= 
trong đó, L: chiều dài cắt (mm). 
 v: tốc độ cắt (m/ph). 
 S: l−ợng chạy dao (mm/v). 
 n: số vòng quay của trục chính (v/ph). 
 i: số lần chạy dao. 
 t: chiều sâu cắt (mm). 
 z: l−ợng d− gia công cơ (mm). 
 c Biện pháp giảm thời gian cơ bản T0
 - Nâng cao độ chính xác của phôi vì phôi chế tạo có l−ợng d− đều, chính xác thì 
i giảm. Phôi đ−ợc xử lý nhiệt (ram, ủ, th−ờng hóa) để tạo điều kiện cắt gọt dễ dàng. 
 - Rút ngắn chiều dài chạy dao bằng cách: dùng nhiều dao, chọn l−ợng ăn tới và 
thoát ra của dao một cách hợp lý. 
 - Tăng chế độ cắt (chọn tmax, Smax đảm bảo độ bóng bề mặt, tăng vận tốc cắt 
nh−ng vẫn đảm bảo tuổi bền kinh tế của dụng cụ cắt, đảm bảo chất l−ợng gia công). 
 - Gia công nhiều bề mặt cùng một lúc bằng dao định hình hoặc bằng nhiều dao 
thực hiện trên các máy tự động và bán tự động nhiều trục. 
 d Biện pháp giảm thời gian phụ Tph
 - Giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công bằng cách dùng các cơ cấu kẹp nhanh 
(khí nén, dầu ép), gá đặt tự động đạt kích th−ớc, dùng đồ gá vạn năng điều chỉnh. 
 - Làm cho thời gian phụ trùng với thời gian máy nh− dùng đồ gá bàn quay, gá 
phay kiểu đi về cùng cắt, phay liên tục, kiểm tra tự động, cấp phôi tự động. 
 - Cơ khí hóa, tự động hóa quá trình công nghệ, giảm thời gian vận chuyển chi 
tiết, giảm thời gian dừng máy để đo, dùng máy điều khiển theo ch−ơng trình... 
 - Dùng dao chuyên dùng để gia công đ−ợc nhiều bề mặt, giảm thời gian thay 
dao, điều chỉnh dao... 
 - Tổ chức làm việc hợp lý. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
121