Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy thiết kế quy trình và trang bị công nghệ gia công piston động cơ máy kéo m30

Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy LỜI NĨI ĐẦU Đất nước ta có chuyển biến lớn mặt, đặc biệt phát triển kinh tế Q trình Cơng nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước có thay đổi nhanh chóng tích cực, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế Trong phát triển đó, ngành Cơ khí chứng tỏ tầm quan trọng thiếu mặt kinh tế, từ sản phẩm khí đóng vai trị hàng hố việc sản xuất, chế tạo máy móc, thiết bị, cơng cụ sản xuất cho ngành nghề khác Nói cách khác, ngành Cơ khí đóng vai trị mũi nhọn q trình Cơng nghiệp hố - Hiện đại hố đất nước Hiện nay, người kỹ sư Cơ khí nói chung kỹ sư Chế tạo máy nói riêng ngày chứng tỏ vai trị phát triển ngành Cơ khí kinh tế đất nước Mặt khác, người kỹ sư Cơ khí – Chế tạo máy đứng trước thử thách khơng phần khó khăn Đó phải tìm cách làm để sản phẩm Cơ khí tạo có chất lượng cao, giá thành hạ, có khả cạnh tranh thị trường nước quốc tế Đối với sinh viên ngành Cơ khí – Chế tạo máy nhiệm vụ hàng đầu phải nắm vững kiến thức chuyên ngành để thiết kế, chế tạo, hoàn thiện sản phẩm khí Đồng thời, phải tích cực tìm hiểu thành tựu khoa học kỹ thuật lĩnh vực Công nghệ chế tạo máy để sau trường đáp ứng yêu cầu vai trị kỹ sư Cơ khí – Chế tạo máy Đồ án tốt nghiệp thử thách để sinh viên ngành Cơ khí – Chế tạo máy chứng tỏ khả nắm bắt vận dụng kiến thức trước trở thành kỹ sư Cơ khí Để hồn thành đồ án sinh viên phải biết cách tổng hợp kiến thức học tập trường vận dụng cách linh hoạt, kết hợp với hiểu biết thực tế sản xuất ngành Cơ khí – Chế tạo máy Việt Nam, hướng dẫn thầy cô giáo khoa để tiến hành phân tích đưa phương án thực có hiệu Vì sau thực xong đồ án sinh viên thu nhiều kiến thức kinh nghiệm bổ ích cho cơng việc sau Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -1- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Với đề tài giao: Thiết kế quy trình trang bị cơng nghệ gia công piston động máy kéo M30 Sau thời gian làm việc tích cực hướng dẫn thầy giáo Th.S Lưu Văn Nhang, đến em hồn thành đồ án Mặc dù có nhiều cố gắng, khoảng thời gian ngắn với kiến thức hạn chế hiểu biết thực tế sản xuất cịn nên đồ án em khơng thể tránh khỏi nhiều sai sót Em mong bảo, hướng dẫn thầy cô giáo bạn sinh viên khoa Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: - Thầy giáo: Th.S Lưu Văn Nhang, người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp - Thầy giáo: TS Nguyễn Trọng Doanh, giáo viên duyệt đồ án - Các thầy cô giáo môn CNCTM – khoa Cơ khí trường ĐHBK Hà Nội, tồn thể thầy giáo khoa khí trường ĐHBK Hà Nội - Các bạn sinh viên lớp CTM6 – K 44, đặc biệt bạn nhóm làm tốt nghiệp Hà Nội, ngày 10/05/2004 Sinh viên Trịnh Thế Nam Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -2- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Chương Tổng quan phương tiện giao thông vận tải kỹ thuật đại 1.1 Các phương tiện vận tải Hiện khoa học kỹ thuật phát triển với tốc độ nhanh, với phát triển ngành khoa học phương tiện vận tải kỹ thuật ngày phát triển đa dạng phong phú Các phương tiện vận tải đóng vai trị quan trọng trọng, nhân tố thiết yếu sống đại ngày nay, nhu cầu vận tải ngày lớn, song song với nhu cầu phương tiện giao thông vận tải phải phát triển để đáp ứng với thực tế Các phương tiện dùng để vận tải đa dạng gồm nhiều chủng loại hình thức vận chuyển dùng đường khơng máy bay, vận tải đường thuỷ loại tàu thuyền… , vận tải đường đường sắt Trong vận tải đường đóng vai trị quan trọng, vận tải đường thường dùng loại phương tiện như: ôtô, máy kéo loại xe gắn máy… ơtơ, máy kéo đóng vai trị chủ yếu phương tiện vận tải đường Ôtô chủ yếu dùng để chuyên chở, vận chuyển hàng hố hành khách, ngồi ơtơ cịn trang bị máy công tác đặc biệt để thực công việc đặc biệt cứu hoả, nâng hàng… ôtô sử dụng rộng rãi lĩnh vực kinh tế, quốc phòng, thể thao… 1.2 Vai trò máy kéo sống Máy kéo có vai trị quan trọng sống, sử dụng nhiều lĩnh vực ngành kinh tế, nhu cầu máy kéo nước ta lớn Trong nông nghiệp: máy kéo chủ yếu sử dụng để thực công việc đồng ruộng cày, bừa, gieo hạt, chăm sóc trồng, cải tạo ruộng đồng, vận chuyển sản phẩm vật tư nông nghiệp, thu hoạch nơng sản… Một số máy kéo cịn có phận trích cơng suất đơi cịn liên hợp với máy tĩnh máy bơm nước, tuốt lúa, nghiền thức ăn cho gia súc Trong lâm nghiệp: máy kéo chủ yếu sử dụng để thực công việc khai thác vận chuyển gỗ, trồng rừng, san ủi mặt đường… Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -3- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Trong giao thông vận tải xây dựng máy kéo dùng để vận chuyển hàng hoá tuyến đường ngắn, đường xấu vận chuyển cấu kiện có trọng lượng lớn, cồng kềnh, san ủi mặt xây dựng, đào cống rãnh… Như máy kéo đóng vai trò lớn sống, máy kéo động phận nơi tạo công suất để giúp máy kéo hoạt động 1.3 Bộ truyền tay biên piston động máy kéo đặc tính chúng Bộ truyền tay biên piston gồm có: xecmăng, tay biên, trục khuỷu Bộ truyền tay biên piston động đốt có nhiệm vụ nhận lực từ khí thể truyền đến tay biên để biến thành chuyển động quay trục khuỷu để truyền công suất ngồi 1.3.1 Piston Piston với xecmăng khí, xecmăng dầu trình làm việc động làm nhiệm vụ sau: Tạo thành buồng cháy tốt, bảo đảm bao kín buồng cháy giữ khơng để khí cháy lọt xuống cacte dầu nhờn không sục vào buồng máy Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -4- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Tiếp nhận lực khí thể Pz truyền lực cho truyền để làm quay trục khuỷu đưa công suất ngồi Trong q trình nén, piston nén khí nạp trình thải piston làm nhiệm vụ bơm đẩy quét khí 1.3.1.1 Điều kiện làm việc piston Piston chi tiết máy quan trọng động máy kéo Trong trình làm việc động cơ, piston chịu tải trọng học tải trọng nhiệt lớn ảnh hưởng xấu đến độ bền, tuổi thọ piston Tải trọng học: Chủ yếu lực khí thể lực qn tính gây nên Trong q trình cháy áp suất khí thể tăng đột ngột có tới 10 đến 12 MPa cao Ngoài lực qn tính tác dụng nhóm piston lớn Các lực biến thiên theo chu kỳ nên gây va đập dội chi tiết máy nhóm piston vớ xy lanh truyền làm piston bị biến dạng làm hỏng piston Tải trọng nhiệt: Do tiếp xúc với nhiệt độ cao trình cháy (khoảng 2300 – 2700 0K) nên nhiệt độ đỉnh piston thường cao gây tác hại sau đây: - Gây ứng suất nhiệt lớn làm rạn nứt cục bộ, giảm độ bền piston - Gây biến dạng nhiệt khiến piston bị bó kẹt xy lanh làm tăng ma sát piston xy lanh - Giảm hệ số nạp làm giảm công suất động - Làm dầu nhờn chóng bị phân huỷ Ma sát ăn mịn hố học Trong q trình làm việc bề mặt thân piston thường làm việc trạng thái ma sát nửa khô thiếu dầu bôi trơn Hơn piston bị biến dạng trình làm việc nên ma sát lớn Ngoài đỉnh piston ln tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mịn hố học thành phần axít sinh trình cháy Do điều kiện làm việc piston nên thiết kế piston cần đảm bảo yêu cầu sau đây: - Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt - Tản nhiệt tốt để tránh kích nổ bó kẹt Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -5- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy - Có trọng lượng nhỏ để giảm lực quán tính - Đủ bền đủ độ cứng vững để tránh biến dạng lớn - Đảm bảo bao kín buồng cháy để cơng suất động khơng giảm sút hao dầu nhờn 1.3.1.2 Vật liệu chế tạo piston Do điều kiện làm việc piston nên vật liệu dùng để chế tạo piston phải có tính lý sau đây: - Có sức bền cao độ bền nhiệt lớn - Trọng lượng riêng nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn - Chịu mịn tốt chịu ăn mịn hố học Ngày thường sử dụng gang hợp kim nhôm Để thoả mãn yêu cầu làm việc trên, piston làm từ hợp kim nhôm với thành phần gồm có Si, Ni, Cu nguyên tố khác Vật liệu sử dụng rộng rãi hợp kim nhơm – niken, có trọng lượng riêng nhỏ, độ dẫn nhiệt cao khả đúc lớn, tổn thất ma sát nhỏ, nhơm có độ cứng nhỏ HB = 90 – 120 nên dễ gia công Độ truyền dẫn nhiệt tốt giúp cho nhiệt độ đỉnh piston thấp dẫn tới giảm phụ tải nhiệt phần đỉnh 1.3.1.3 Kết cấu piston Piston chia thành phần như: đỉnh, đầu, thân chân piston Mỗi phần có nhiệm vụ riêng đặc điểm kết cấu riêng - Đỉnh piston: phần piston, với xylanh, nắp xylanh tạo thành buồng cháy Về mặt kết cấu có loại đỉnh piston sau: + Đỉnh bằng: có diện tích chịu nhiệt nhỏ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo + Đỉnh lồi: có sức bền lớn, có độ cứng vững cao, khơng cần gân tăng bền đỉnh nên trọng lượng nhỏ diện tích chịu nhiệt lớn nên nhiệt độ đỉnh lồi thường cao đỉnh Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -6- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ ch to mỏy Đỉnh Đầu Thân + nh lừm: l dạng đỉnh dùng động diezen kỳ có buồng cháy trực tiếp Loại đỉnh có kết cấu đa dạng Tuy nhiên sức bền diện tích chịu nhiệt lớn đỉnh - Đầu piston: bao gồm đỉnh piston vùng đai lắp xecmăng khí, xecmăng dầu, làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy Đường kính đầu piston thường nhỏ đường kính thân thân phần dẫn hướng piston Trong trình làm việc động đầu piston truyền phần lớn nhiệt lượng khí cháy truyền cho (70 – 80 %) qua phần đai xecmăng, qua xecmăng đến xylanh truyền cho nước làm mát động Dòng nhiệt chủ yếu qua xecmăng xecmăng vừa làm nhiệm vụ bao kín buồng cháy vừa làm nhiệm vụ truyền dẫn tản nhiệt cho phần đầu piston Kết cấu đầu piston phải đảm bảo yêu cầu sau: + Bao kín tốt: cho buồng cháy nhằm ngăn khí cháy lọt xuống cacte dầu dầu bơi trơn từ cacte sục lên buồng cháy Thông thường người ta dùng xecmăng để bao kín Có hai loại xecmăng xecmăng khí để bao kín buồng cháy xecmăng dầu để ngăn dầu sục lên buồng cháy Số xecmăng tuỳ thuộc vào loại động cơ, tốc độ động cơ, số rãnh xecmăng khí rãnh xecmăng dầu định kích thước vành đai xecmăng chiều cao phần đầu piston + Tản nhiệt tốt cho đầu piston: vấn đề quan trọng khơng nhiệt độ đỉnh piston cao gây nhiều tác hại như: rạn nứt, bó kẹt xecmăng, Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -7- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy đầu piston, cơng suất động có giảm sút, ứng suất nhiệt tăng lên Để tản nhiệt tốt thường dùng biện pháp kỹ thuật sau đây: Phần chuyển tiếp đỉnh đầu có bán kính R lớn Dùng gân tản nhiệt đỉnh piston Dùng rãnh ngăn nhiệt để giảm lượng nhiệt truyền cho xecmăng thứ Rãnh ngăn nhiệt ngăn phần dòng nhiệt truyền cho xecmăng thứ nhất, bảo vệ xecmăng đồng thời hướng dòng nhiệt phân tán xuống phía vành đai xecmăng phân tán cho xecmăng số 2, số Làm mát đỉnh piston, bố trí vị trí rãnh xecmăng thứ gần khu vực làm mát lót xylanh Vị trí rãng xecmăng dầu thứ ảnh hưởng lớn đến chiều cao phần đầu piston nên cách đỉnh xa + Sức bền cao: để tăng sức bền độ cứng vững cho bệ chốt piston người ta thiết kế gân trợ lực - Thân piston: phần cịn lại piston có nhiệm vụ dẫn hướng cho piston chuyển động tịnh tiến xylanh chịu lực ngang N Để dẫn hướng tốt, va đập khe hở thân piston xylanh phải nhỏ nên gây tượng bó kẹt piston Khi thiết kế phần thân piston thường phải giải vấn đề sau: + Chiều cao thân piston: tuỳ thuộc vào chủng loại động cơ, thân thường ngắn vát bớt hai bên hông Thân piston động diezen tốc độ thấp thường có chiều dài lớn để giảm áp suất lực ngang N gây + Vị trí tâm chốt: bố trí cho piston xylanh mòn đều, đồng thời giảm va đập va gõ piston đổi chiều Một số động có tâm chốt piston lệch so với tâm xylanh giá trị e phía cho lực ngang N max giảm để hai bên chịu lực piston xylanh mòn + Dạng thân piston: Thân piston thường khơng phải hình trụ mà tiết diện thường có dạng van vát ngắn hai phía đầu bệ chốt Để piston chịu lực bị biến dạng khơng bị bó kẹt xylanh Piston bị biến dạng chịu lực khí thể Pz, lực ngang N giãn nở nhiệt vùng bệ chốt + Để chống bó kẹt piston có biện pháp thiết kế sau: Chế tạo thân piston có dạng van có phương trục ngắn trùng với phương đường tâm chốt Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -8- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Tiện vát đúc lõm phần thân hai đầu bệ chốt Xẻ rãnh giãn nở thân piston (rãnh chữ U hoăc chữ T) Biện pháp đảm bảo thân piston có độ đàn hồi nên khơng bị bó kẹt, khe hở giảm xuống tối thiểu nên nhiệt độ piston giảm xuống nhiều so với piston không sẻ rãnh Đúc hợp kim có độ giãn nở dài nhỏ (ví dụ: hợp kim inva có thành phần (30  38)% Ni, (0  8) % Cr lại Fe, có độ giãn nở dài 1/10 hợp kim nhôm) vào bệ chốt piston để hạn chế giãn nở thân piston theo phương vng góc với tâm chốt - Chân piston: chân piston thường có vành đai để tăng cứng vững a Mặt trụ a với mặt đầu chân piston chuẩn công nghệ gia công nơi điều chỉnh trọng lượng piston cho đồng xilanh Độ sai lệch trọng lượng động máy kéo không (0,2  0,6)% 1.3.2 Thanh truyền 1.3.2.1 Vai trò Thanh truyền chi tiết nối piston trục khuỷu nhằm biến chuyển động tịnh tiến piston xylanh thành chuyển động quay tròn trục khuỷu 1.3.2.2 Điều kiện làm việc Trong trình làm việc truyền chịu lực tác dụng sau: - Lực khí thể xylanh - Lực quán tính chuyển động tịnh tiến nhóm piston - Lực qn tính thân truyền Khi động làm việc lực thay đổi theo chu kỳ tải trọng tác dụng lên truyền tải trọng động nên tính tốn phải có hệ số an tồn hợp lý Dưới tác dụng lực làm việc thân truyền bị nén, uốn dọc, uốn ngang, đầu nhỏ truyền bị biến dạng méo, nắp đầu to truyền bị uốn kéo 1.3.2.3 Vật liệu chế tạo Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 -9- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Vật liệu chế tạo truyền thường thép cacbon thép hợp kim Động ơtơ máy kéo dùng thép cacbon C40, C45 thường dùng loại thép hợp kim 45Mn2; 40CrNi; 40Cr; 40MnMo 1.3.2.4 Kết cấu Kết cấu truyền chia làm phần là: đầu nhỏ, đầu to thân truyền - Đầu nhỏ truyền: Khi chốt piston lắp tự với đầu nhỏ truyền, đầu nhỏ thường phải có bạc lót Đối với động ơtơ máy kéo thường động cao tốc, đầu nhỏ thường mỏng để giảm trọng lượng Trong số động người ta thường làm vấu lồi đầu nhỏ để điều chỉnh trọng tâm truyền cho đồng xylanh Để bơi trơn bạc lót chốt piston có phương án dùng rãnh hứng dầu bôi trơn cưỡng dẫn dầu từ trục khuỷu dọc theo thân truyền - Thân truyền: Tiết diện thân truyền thường thay đổi từ nhỏ đến lơn kể từ đầu nhỏ đến đầu to truyền để phù hợp với quy luật phân bố lực quán tính lắc truyền.Tiết diện thân truyền có dạng sau: + Tiết diện chữ I: có sức bền theo hai phương, dùng phổ biến, tạo phôi phương pháp rèn khuôn + Loại tiết diện hình chữ nhật, van có ưu điển dễ chế tạo - Đầu to truyền: Để lắp ráp với trục khuỷu cách dễ dàng, đầu to truyền thường cắt làm hai nửa ghép với bulơng hay vít cấy Do bạc lót phải chia làm hai nửa phải cố định lỗ đầu to truyền 1.3.3 Bulơng truyền 1.3.3.1 Vai trị Bulơng truyền chi tiết ghép nối hai nửa đầu to truyền Nó dạng bulơng hay vít cấy, có kết cấu đơn giản quan trọng nên phải quan tâm thiết kế chế tạo Nừu bulơng truyền ngun nhân bị đứt dẫn tới phá hỏng toàn động 1.3.3.2 Điều kiện làm việc Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 - - 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy W  3400,8 Phương trình chống lật quanh điểm B là: K P l  W D W 2.K P.l D W 2.3,51.105,4.76 110 W  256,277 Vậy để đảm bảo lực kẹp chống chi tiết lật quanh hai điểm A B ta có lực kẹp có độ lớn sau: W = 3401 N 4.1.4 Tính đường kính bulơng kẹp chặt Theo sơ đồ bulông phải chịu lực 8917,5 N Đường kính bulơng tính theo cơng thức sau: d  c Q  đó: Q: lực bulơng tạo ra, Q = 8917,5 N C = 1,4 với ren hệ mét  = 80 N/mm2: ứng suất kéo Thay vào cơng thức ta có đường kính bulơng là: d  1,4 8917,5  14,78 80 Chọn theo tiêu chuẩn ta chọn bulơng kẹp chặt có đường kính d = 16 mm 4.1.5 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số chế tạo đồ gá tính theo cơng thức: 2  ct   gd  ( c2   k2   m2   dch ) đó: ct : Sai số chế tạo đồ gá gd: Sai số gá đặt 5  gd  (  )  (  )160  53,3 m Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 104 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy dc: Sai số điều chỉnh 1 1  dc  (  )  (  )160  32 m c: Sai số chuẩn, ngun cơng khơng có sai số chuẩn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước, c = k: Sai số kẹp chặt, lực kẹp vuông góc với mặt định vị nên k = m: Sai số mòn đồ gá m   N  = 0,3: hệ số mòn bề mặt làm việc phiến tỳ N: Số lần tiếp xúc chi tiết gia công đồ định vị hai lần điều chỉnh cấu định vị đồ gá Do điều kiện sản xuất sản xuất hàng loạt nên chọn N = 1000  m  0,3 1000  9,48 m Thay số vào cơng thức tính sai số chế tạo đồ gá ta được:  ct  53,3  (0   9,48  32 )  44,14 m Ta lấy ct = 44 m 4.1.6 Quyết định điều kiện kỹ thuật đồ gá - Độ không song song mặt phẳng phiến tỳ với mặt đáy đế đồ gá nhỏ 0,044 mm 100 mm chiều dài - Độ khơng vng góc mặt trụ 94 so với mặt phẳng phiến tỳ nhỏ 0,044 mm 4.2 Đồ gá khoan lỗ thoát dầu 4.2.1 Chức nhiệm vụ đồ gá Đồ gá nguyên công dùng để khoan 10 lỗ thoát dầu phân bố rãnh xéc măng dầu phía 4.2.2 Các yêu cầu kỹ thuật phải đạt Phải đảm bảo gia công 10 lỗ thoát dầu phân bố rãnh xecmăng dầu Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 105 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Đảm bảo độ vng góc lỗ gia cơng rãnh xecmăng 4.2.3 Quyết định phương án định vị, kẹp chặt, điểm đặt lực phương án sinh lực 4.2.3.1 Định vị Chi tiết định vị dùng chuẩn tinh thống mặt trụ 94 hạn chế hai bậc tự mặt đầu 110 hạn chế ba bậc tự do.Với phương pháp định vị 56 - Kết cấu đồ định vị: định vị vào mặt trụ 94 dùng chốt trụ 80 ta có độ cứng vững cao, đảm bảo số bậc tự cần thiết để gia công ngắn, định vị vào mặt đầu 110 dùng phiến tỳ, phiến tỳ để định vị 110 chốt trụ 94 làm liền khối, bậc tự chống xoay khơng cần phải khống chế Đồ định vị có kết cấu hình vẽ 4.2.3.2 Kẹp chặt - Kẹp chặt: Chọn phương án kẹp chặt chi tiết gia công dùng cấu kẹp ren, lực kẹp đặt vào bề mặt lỗ ắc Phương án có ưu điểm sau: + Lực kẹp đảm bảo + Cơ cấu kẹp đơn giản + Dễ sử dụng cấu với chi tiết tiêu chuẩn bulơng, đai ốc - Tính lực kẹp cần thiết: Lực kẹp phải đảm bảo phôi cân bằng, ổn định, không xê dịch suốt trình gia cơng Sơ đồ định vị hình vẽ: p M w/2 r2 w r1 w/2 a l Dưới tác dụng lực cắt mômen cắt chi tiết có xu hướng lật quanh điểm A Để chi tiết cân ổn định lực kẹp phải thắng mômen cắt lực cắt Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 106 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Phương trình chống lật quanh điểm A là: 2M D  W R1  R2   K  P.l   d   2.M D   2.K  P.l   d   W  R1  R2 đó: W: lực kẹp cần thiết để chống lật P: lực cắt M: mơmen cắt K: hệ số an tồn chung tính đến yếu tố khác gây nên không ổn định trình cắt K  K K1 K K K K K K0 = 1,5: hệ số an toàn định mức K1 = 1,2: hệ số có tính tới tượng tăng lực cắt ảnh hưởng nhấp nhô bề mặt phơi thơ K2 = 1,0: hệ số tính tới tượng tăng lực cắt dao mòn K3 = 1,0: hệ số tính tới tượng tăng lực cắt tính gián đoạn q trình ngồi K4 = 1,3: hệ số tính tới độ ổn định lực kẹp cấu kẹp chặt gây K5 = 1,0: hệ số tính đến mức độ thuận lợi vị trí tay vặn cấu kẹp chặt K6 = 1,5: hệ số tính đến mơmen xoắn có xu hướng lật chi tiết Thay vào công thức ta có hệ số an tồn là: K  1,5.1,2.1,0.1,0.1,0.1,3.1,0.1,5  3,51 Theo sơ đồ ngun cơng ta có: l = 124,5: khoảng cách từ mặt định vị tới vị trí lỗ gia công R1 = 15 mm: khoảng cách từ điểm A đến điểm tác dụng bên lực kẹp Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 107 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy R2 = 90 mm: khoảng cách từ điểm A đến điểm tác dụng bên lực kẹp Theo phần tính chế độ cắt ta tính lực kẹp cho bước kht thơ có lực cắt mơmen cắt lớn nên bước khoét thô lực kẹp đảm bảo bước khoét tinh lực kẹp đảm bảo Ta có lực cắt mơmen cắt là: P = 148,54 N M = 0,106 N.m Thay vào phương trình cân lực ta có: Phương trình chống lật quanh điểm A là: 2.106.110   2.3,51.148,54.124,5     W  15  90 W  1626,18 Vậy để đảm bảo lực kẹp chống chi tiết lật quanh hai điểm A lực kẹp có độ lớn sau: W = 1630 N 4.2.4 Tính đường kính bulông kẹp chặt Theo sơ đồ bulông phải chịu lực 1630 N Đường kính bulơng tính theo cơng thức sau: d  c Q  Q: lực bulông tạo ra, Q = 1630 N C = 1,4 với ren hệ mét  = 80 N/mm2: ứng suất kéo Thay vào cơng thức ta có đường kính bulơng là: d  1,4 1630  6,32 80 Chọn theo tiêu chuẩn ta chọn bulơng kẹp chặt có đường kính d = 12 mm Tính đường kính trục kẹp: theo sức bền vật liệu, đường kính trục kẹp tính theo công thức sau: d  W W L 0,1. B  W/2 Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 108 - W/2 80 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành cơng nghệ chế tạo máy Thay số vào ta có: d  1630 80 0,1.610 d  10.22 Vậy ta dùng trục kẹp có đường kính 11 mm 4.2.5 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số chế tạo đồ gá tính theo cơng thức: 2  ct   gd  ( c2   k2   m2   dch ) đó: ct: sai số chế tạo đồ gá gd: Sai số gá đặt 5  gd  (  )  (  )120  40 m dc: Sai số điều chỉnh 1 1  dc  (  )  (  )120  24 m c: Sai số chuẩn, ngun cơng khơng có sai số chuẩn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước, c = k: Sai số kẹp chặt, lực kẹp vuông góc với mặt định vị nên k = m: Sai số mòn đồ gá m   N  = 0,3: hệ số mòn bề mặt làm việc phiến tỳ N: Số lần tiếp xúc chi tiết gia công đồ định vị hai lần điều chỉnh cấu định vị đồ gá Do điều kiện sản xuất sản xuất hàng loạt nên chọn N = 1000  m  0,3 1000  9,48 m Thay số vào cơng thức tính sai số chế tạo đồ gá ta được:  ct  40  (0   9,48  24 )  30,564 m Ta lấy ct = 30 m Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 109 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy 4.2.6 Quyết định điều kiện kỹ thuật đồ gá - Độ không vuông góc mặt phẳng phiến tỳ với mặt đáy đế đồ gá nhỏ 0,03 mm - Độ không song song phiên dẫn so mặt phẳng đáy đế đồ gá nhỏ 0,03 mm 100 mm chiều dài - Độ khơng vng góc bạc dẫn hướng so với mặt đáy đế đồ gá nhỏ 0,03 mm - Độ không song song mặt trụ định vị 94 so với mặt phẳng đáy đế đồ gá nhỏ 0,03 mm 100 mm chiều dài 4.3 Đồ gá tiện rãnh vòng hãm 4.3.1 Chức nhiệm vụ đồ gá Đồ gá nguyên công dùng để khoét thô khoét tinh lỗ ắc, cho phép gá đặt nhanh độ xác gá đặt cao 4.3.2 Các yêu cầu kỹ thuật phải đạt Phải đảm bảo độ vng góc rãnh vòng hãm bề mặt lỗ ắc Đảm bảo độ đồng tâm rãnh vòng hãm bề mặt lỗ ắc Đảm bảo khoảng cách từ mặt đầu lỗ ắc đến rãnh vòng hãm 4.3.3 Quyết định phương án định vị, kẹp chặt, điểm đặt lực phương án sinh lực 4.3.3.1 Định vị Chi tiết định vị dùng chuẩn tinh thống mặt trụ 94 hạn chế hai bậc tự mặt đầu 110 hạn chế ba bậc tự do, bậc tự chống xoay định vị vào lỗ ắc.Với phương pháp định vị ta có độ cứng vững cao, đảm bảo số bậc tự - Kết cấu đồ định vị: định vị vào mặt trụ 94 dùng chốt trụ ngắn, định vị vào mặt đầu 110 dùng phiến tỳ, phiến tỳ để định vị 110 chốt trụ 94 làm liền khối, bậc tự chống xoay dùng chốt côn trám tuỳ động định vị vào bề mặt lỗ ắc Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 110 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Phiến định vị Chốt côn trám tuỳ động 4.3.3.2 Kẹp chặt - Kẹp chặt: Chọn phương án kẹp chặt chi tiết gia công dùng cấu kẹp ren, lực kẹp đặt vào bề mặt đỉnh piston Phương án có ưu điểm sau: + Lực kẹp lớn + Dễ sử dụng cấu với chi tiết tiêu chuẩn bulông, đai ốc + Không tạo biến dạng hướng kính chi tiết gia cơng - Tính lực kẹp cần thiết: Lực kẹp phải đảm bảo phôi cân bằng, ổn định, không xê dịch suốt q trình gia cơng Ta có sơ đồ định vị ngun cơng hình vẽ sau: w p a Dưới tác dụng lực cắt mômen cắt chi tiết có xu hướng lật quanh điểm A Để chi tiết cân ổn định lực kẹp phải thắng lực cắt Phương trình chống lật quanh điểm A là: Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 111 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy K P.l  W W D 2.K P.l D đó: W: lực kẹp cần thiết để chống lật P: lực cắt l: khoảng cách từ điểm A tới rãnh vịng hãm K: hệ số an tồn chung tính đến yếu tố khác gây nên khơng ổn định q trình cắt K  K K1 K K K K K K0 = 1,5: hệ số an toàn định mức K1 = 1,2: hệ số có tính tới tượng tăng lực cắt ảnh hưởng nhấp nhô bề mặt phôi thô K2 = 1,0: hệ số tính tới tượng tăng lực cắt dao mịn K3 = 1,0: hệ số tính tới tượng tăng lực cắt tính gián đoạn q trình ngồi K4 = 1,3: hệ số tính tới độ ổn định lực kẹp cấu kẹp chặt gây K5 = 1,0: hệ số tính đến mức độ thuận lợi vị trí tay vặn cấu kẹp chặt K6 = 1,5: hệ số tính đến mơmen xoắn có xu hướng lật chi tiết Thay vào cơng thức ta có hệ số an tồn là: K  1,5.1,2.1,0.1,0.1,0.1,3.1,0.1,5  3,51 Theo phần tính chế độ cắt ta tính lực kẹp cho bước tiện thơ rãnh có lực cắt mơmen cắt lớn nên bước tiện thô lực kẹp đảm bảo bước tiện tinh lực kẹp đảm bảo Ta có lực cắt là: P = 895,125 N l = 97 mm Thay vào phương trình cân lực ta có: Phương trình chống lật quanh điểm A là: Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 112 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy W 2.3,51.895,125.97 110 W  5541,15 Vậy để đảm bảo lực kẹp chống chi tiết lật quanh hai điểm A ta có lực kẹp có độ lớn sau: W = 5542 N 4.1.4 Tính đường kính bulơng kẹp chặt Theo sơ đồ bulơng phải chịu lực 2835,37 N Đường kính bulơng tính theo cơng thức sau: d  c Q  Q: lực kẹp bullông tạo ra, Q = 2835,37 N C = 1,4 với ren hệ mét  = 80 N/mm2: ứng suất kéo Thay vào công thức ta có đường kính bulơng là: d  1,4 2835,37  8,33 80 Chọn theo tiêu chuẩn ta chọn bulơng kẹp chặt có đường kính d = 12 mm 4.3.5 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số chế tạo đồ gá tính theo công thức:` 2  ct   gd  ( c2   k2   m2   dch ) đó: ct: Sai số chế tạo đồ gá gd: Sai số gá đặt 5  gd  (  )  (  )160  52 m dc: Sai số điều chỉnh 1 1  dc  (  )  (  )160  32 m c: Sai số chuẩn, ngun cơng khơng có sai số chuẩn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước, c = Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 113 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy k: Sai số kẹp chặt, lực kẹp vng góc với mặt định vị nên k = m: Sai số mòn đồ gá m   N  = 0,3: hệ số mòn bề mặt làm việc phiến tỳ N: Số lần tiếp xúc chi tiết gia công đồ định vị hai lần điều chỉnh cấu định vị đồ gá Do điều kiện sản xuất sản xuất hàng loạt nên chọn N = 1000  m  0,3 1000  9,48 m Thay số vào cơng thức tính sai số chế tạo đồ gá ta được:  ct  53  (0   9,48  32 )  39,88 m Ta lấy ct = 39 m 4.3.6 Quyết định điều kiện kỹ thuật đồ gá - Độ không song song tâm chốt côn trám mặt phẳng tỳ nhỏ 0,039 mm 100 mm chiều dài - Độ khơng vng góc tâm trốt trụ phiến tỳ nhỏ 0,039 mm Kết luận Trong thời gian làm đồ án, em thực công việc cụ thể sau: Tính tốn sơ lập vẽ chi tiêt, vẽ lắp, lập tiến trình cơng nghệ gia cơng chi tiết , tính tốn số liệu cần thiết gia cơng Sau hồn thành đồ án em thu nhiều kiến thức bổ ích thực tế, hiểu sâu kiến thức lý thuyết học môn học học, nắm phương pháp tổng hợp vận dụng kiến thức học Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 114 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Do thiếu kiến thức hiểu biết thực tế sản xuất nên thiết kế phương án cơng nghệ gia cơng cịn có nhiều sai sót Phương án cơng nghệ gia cơng chi tiết có nhiều phương án để thực nên phương án chọn có phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế Việt Nam, điều kiện sản xuất khác có phương án khác tối ưu phương án chọn Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 115 - - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS TS Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang; Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2004; 344 trang [2] PGS.TS Trần Văn Địch, Th.S Lưu Văn Nhang, Th.S Nguyễn Thanh Mai; Sổ tay gia công cơ; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2002; 499 trang [3] GS TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt; Sổ tay Công nghệ chế tạo máy; Tập 1; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2003; 469 trang [4] GS TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt; Sổ tay Công nghệ chế tạo máy; Tập 2; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2003; 582 trang [5] GS TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt; Sổ tay Công nghệ chế tạo máy; Tập 3; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2003; [6] Bộ mơn cơng nghệ chế tạo máy; Giáo trình công nghệ chế tạo máy; Tập 1; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2001; 384 trang [7] Bộ mơn cơng nghệ chế tạo máy; Giáo trình công nghệ chế tạo máy; Tập 2; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2001; 292 trang [8] Phạm Minh Tuấn; Động đốt trong; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2001; 171 trang [9] Nguyễn Đức Phú; Kết cấu tính tốn động đốt trong; Hà Nội; Trường ĐHBK Hà Nội; 1995; 390 trang [10] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển; Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí; Tập 1; Hà Nội; Nhà xuất giáo dục; 2000; 271 trang [11] PGS TS Ninh Đức Tốn, TS Đỗ Trọng Hùng; Hướng dẫn làm tập dung sai; Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; 2001 [12] PGS TS Trần Văn Địch; Đồ gá gia công cơ; Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật; 2002; 250 trang Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương Tổng quan phương tiện giao thông vận tải kỹ thuật đại 1.1 Các phương tiện vận tải 1.2 Vai trò máy kéo sống 1.3 Bộ truyền tay biên piston động máy kéo đặc tính chúng 1.3.1 Piston 4 1.3.1.1 Điều kiện làm việc piston 1.3.1.2 Vật liệu chế tạo piston 1.3.1.3 Kết cấu piston 1.3.2 Thanh truyền 1.3.3 Bulông truyền 10 1.3.4 Xecmăng 10 1.4 Thiết kế sơ piston cho động máy kéo M30 12 Chương Phân tích chi tiết gia cơng 14 2.1 Phân tích tính công nghệ chi tiết gia công 14 2.2 Xác định dạng sản xuất 14 2.3 Chọn phôi phương pháp tạo phơi 15 Chương Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng 17 3.1 Phân tích chuẩn định vị 17 3.2 Lập tiến trình cơng nghệ gia cơng 17 3.3 Tính lượng dư gia cơng cho bề mặt lỗ ắc 18 3.4 Thiết kế sơ nguyên công 24 3.4.1 Nguyên công 1: Gia công tạo chuẩn 24 3.4.2 Nguyên công 2: Tiện thô 110 khoả đỉnh piston 32 Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy 3.4.3 Nguyên công 3: Tiện tinh 110, tiện rãnh xecmăng dầu rãnh xecmăng khí thứ 3.4.4 Ngun cơng 4: Tiện 109,7 hai rãnh xecmăng khí đầu 38 47 tiên 3.4.5 Nguyên công 5: Tiện 109,5 rãnh ngăn nhiệt 53 3.4.6 Nguyên công 6: Tiện 109 59 3.4.7 Nguyên công 7: Khoét lỗ ắc 61 3.4.8 Nguyên công 8: Phay mặt đầu bên lỗ ắc 65 3.4.9 Nguyên cơng 9: Phay mặt đầu bên lỗ ắc cịn lại 71 3.4.10 Nguyên công 10: Doa thô lỗ ắc 76 3.4.11 Ngun cơng 11: Tiện bên rãnh vịng hãm 78 3.4.12 Ngun cơng 12: Tiện bên rãnh vịng hãm cịn lại 82 3.4.13 Ngun cơng 13: Khoan 16 lỗ dầu 86 3.4.14 Ngun cơng 14: Khoan 10 lỗ dầu 89 3.4.15 Ngun cơng 15: Doa tinh lỗ ắc 91 3.4.16 Nguyên công 16: Kiểm tra sửa trọng lượng piston 94 3.4.17 Nguyên công 17: Tổng kiểm tra 94 Chương Thiết kế đồ gá cho ngun cơng 96 4.1 Đồ gá kht lỗ ắc 96 4.2 Đồ gá khoan 10 lỗ thoát dầu 100 4.3 Đồ gá tiện rãnh vòng hãm 104 Kết luận 109 Tài liệu tham khảo 110 Trịnh Thế Nam Lớp CTM6 – K44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com .. .Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Với đề tài giao: Thiết kế quy trình trang bị công nghệ gia công piston động máy kéo M30 Sau thời gian làm việc tích cực hướng... add luanvanchat@agmail.com Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy Chương 3: Thiết kế qui trình cơng nghệ gia cơng 3.1 Phân tích chuẩn định vị Trong q trình gia cơng cắt gọt, ta chọn chuẩn... mặt đầu 110 piston để đảm bảo trình gia cơng đạt độ xác u cầu biến dạng phơi 3.2 Lập tiến trình cơng nghệ gia cơng Tiến trình cơng nghệ gia cơng chi tiết có nhiều phương án để gia công chi tiết