Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máyDựa theo điều kiện và yêu cầu sản xuất của nhà máy ta có thể chọn 2 loại phôi để chế tạo chi
Trang 1Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Lời nói đầu
Ngày nay, khi đất nớc đang trong giai đoạn tiến tới Công nghiệp hoá - hiện
đại hóa, thì ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng trởthành một ngành công nghiệp mũi nhọn để phát triển đất nớc Bởi vì nó là ngành cơbản để phát triển tất cả các ngành khác Vì vậy đi sâu và tập trung nghiên cứu vào
nó là hết sức quan trọng
Quyển đồ án này đã đa ra một số cơ sở lý thuyết và tính toán về thiết kế máy
ép khuỷu và quy trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy, trục khuỷu Trongquá trình tính toán thiết kế với điều kiện sản xuất tại Việt nam chúng em đã cốgắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi Chúng em đã sử dụngphơng án phân tán nguyên công, sử dụng các máy công cụ vạn năng sẵn có ở Việtnam cộng với các đồ gá chuyên dùng và tận dụng nguồn nhân lực d thừa để đảmbảo tính kinh tế của đồ án
Kết cấu của đồ án đợc chia làm ba phần chính
Phần I: Nghiên cứu nguyên lý làm việc của máy ép khuỷu EK2-6.3.Phần II: Tính toán thiết kế trục khuỷu và thân máy
Phần III: Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân máy, trục khuỷu
Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và học hỏi song bản đồ án này mới chỉ dừng lại ởmức tập thiết kế của một sinh viên ngành Cơ khí chế tạo máy nên chắc chắn cònnhiều sai sót Rất mong các thầy cô và các bạn đồng nghiệp góp ý
Chúng em xin chân thành cám ơn thầy Đinh Đắc Hiến, là ngời đã trực tiếp ớng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, cùng các thầy cô ở
h-bộ môn công nghệ đã nhiệt tình chỉ bảo chúng em hoàn thành tốt đồ án này
Trang 2Đặc điểm chung của loại máy ép này là dùng cơ cấu tay quay thanh truyền,trong truyền động cơ khí để biến đổi chuyển động quay của trục khuỷu thànhchuyển động đi lại của đầu trợt Máy chỉ có một đầu trợt mang khuôn trên chuyển
động đi lại nên đợc gọi là máy ép đơn động
Do những yêu cầu sử dụng khác nhau trong công nghệ, thân máy, ngời ta chia
ra làm hai kiểu, thân hở và thân kín
Kiểu thân hở dạng chữ C có u điểm là mở rộng đợc phạm vi đa phôi cả ba phíavào bàn máy Kiểu này thờng có lực dập không lớn hơn 100 tấn, còn khi yêu cầunhững lực dập lớn hơn nữa ngời ta dùng kiểu máy thân kín Thuật ngữ “kín” chỉ làphân biệt thân máy theo dạng bên ngoài hình chữ C Thân máy đợc liên kết vớinhau bằng kết cấu hàn hoặc bu lông giằng Kiểu thân kín có độ cứng vững cao,thân máy ít biến dạng khi có tải trọng Sản phẩm dập ra có độ chính xác cao Việc
đa phôi liệu vào bàn máy thực hiện cả hai phía trớc và sau
Ngoài việc phân loại trên, thân máy còn chia ra kiểu một trụ và hai trụ
Thân máy kiểu một trụ là dạng máy có bộ phận truyền động nằm về một phíacủa thân máy (hình 1.a) Biên máy mang đầu trợt lắp ở đầu cuối trục lệch tâm haynói cách khác là biên máy mang đầu trợt nằm ngoài gối đỡ của thân máy, ngời tagọi máy có trục công-sôn Nhợc điểm của thân máy kiểu một trụ là độ cứng vữngcủa trục chính kém
Thân máy kiểu hai trụ, là loại máy có bộ phận truyền động, bố trí cả hai phíacủa thân máy (hình 1.b) Biên máy mang đầu trợt nằm ở giữa hai gối đỡ của thânmáy nên độ cứng vững của trục chính cao Thân máy kiểu hai trụ thờng có kiểuthân nghiêng đợc có u điểm là sản phẩm sau khi dập rời khỏi lòng khuôn, đợc rơi ratheo chiều nghiêng của thân máy
Trong thực tế sản xuất cần lu ý rằng: khi tính toán lực cho những nguyên côngdập cắt, đột lỗ, thực hiện trên máy ép kiểu thân hở một trụ hoặc hai trụ, thì lực đóphải tính nhỏ hơn lực danh nghĩa từ 25-30%
Việc chọn khe hở giữa chầy và cối thực hiện trên các thân máy kiểu trên, cũngphải chọn lớn hơn so với các máy thân kín
Trang 3Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Máy ép khuỷu đơn động hiện nay đang chiếm một tỷ lệ lớn trong ngành giacông áp lực, nó đa dạng về kiểu máy, phong phú về chủng loại, mức độ hiện đạingày càng tiến bộ, hình dáng công nghiệp ngày càng đổi mới, nhng nhìn chung vềcơ bản đều có một nguyên tắc chuyển động giống nhau
Qua sơ đồ động (hình 2) ta thấy từ động cơ 1 bánh đai 2 qua dây đai đến bánh
đà 3 Bánh đà có lắp cố định với trục trung gian truyền chuyển động cho bánh răng
4 và 5 ở khâu này có liên kết với trục khuỷu 6 bằng cơ cấu ly hợp Trục khuỷu nốivới đầu trợt 7 bằng biên 8 và đợc định hớng trên hai đờng trợt 9
Đầu cuối của trục khuỷu có cơ cấu hãm 10 để dừng đầu trợt ở điểm chết trênkhi máy không làm việc Khuôn dới lắp trên tấm lót khuôn 11 đã đợc cố định vớithân máy
Thân máy là một chi tiết bằng gang đúc liền, có độ cứng vững cao, hoàn toànchịu tác dụng của lực dập và không làm ảnh hởng đến nền móng nhà xởng
Máy ép một khuỷu đơn động là loại máy ép truyền động cơ khí Nguyên tắclàm việc của máy là dùng cơ cấu tay quay thanh truyền để biến đổi chuyển độngquay của trục khuỷu thành chuyển động đi lại của đầu trợt Lực ép do cơ cấu trêntạo nên
Cơ cấu này có u điểm, sử dụng bền, điều khiển đơn giản, nên đợc ứng dụngrộng rãi trong các máy ép cơ khí dùng trong ngành gia công áp lực
c)
Hình 1.1: Máy ép một
khuỷu đơn động a- Thân hở một trụ b- Thân hở hai trụ nghiêng đ ợc c- Thân kín
1 2
3
4
5 6
7 8
9 10
11
Hình 2: Sơ đồ động máy ép khuỷu đơn động.
Trang 4Phần Ii
Tính toán thiết kế trục khuỷu và thân máy
I Tính toán sơ bộ trục khuỷu:
Đối với máy ép khuỷu PH < 200 T
do = 14 √P H+0,02 (cm)Trong đó:
PH: lực ép danh nghĩa của máy (MN)
Đối với máy ép khuỷu 6.3T ta có: PH = 6.3 T = 0.063 MN
Trang 5Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
do = 40 1.1 = 44 (mm) Chọn theo dãy tiêu chuẩn do = 45 mm
Vì trên trục có bố trí ly hợp then xoay, nên ta phải tính chiều dài trục theochiều dài dãy then xoay
dthen xoay = 0.4 d = 0.4 60 = 24 (mm)
Trong đó:
D là đờng kính cổ khuỷu (mm)
Chọn theo dãy tiêu chuẩn Dtx = 25 mm
Chiều dài rãnh then xoay: L= 3 dtx
Trong đó: L chiều dài then xoay phần làm việc với trục khuỷu:
L = 3 25 = 75 (mm)
II Tính toán thân máy:
Máy ép có lực ép danh nghĩa PH > 160 T thì phải tính đầy đủ về sức bền củathân máy, cùng độ cứng vững, kết cấu của thân máy bằng thép hàn, khi chịu lựcdanh nghĩa PH > 160 T Tính thân máy là công việc thiết kế mà cần thiết là kiểm tracác tiết diện chịu tải nguy hiểm về chịu lực và độ cứng vững ở diện tích ngang lànguy hiểm nhất nh hình vẽ:
Đối với thân máy đúc bằng gang:
Trang 6a 0,09 √ PH
a: chiều dày vách thân
PH là lực ép danh nghĩa của máy tính bằng Kg
a 0,09 √ 6300 = 7,1 thông thờng a 8 mm đối với máy ép khuỷu 6,3
T ta lấy a = 12 mm
III Hành trình đầu trợt:
Trong các máy ép cơ khí, để biến đổi chuyển động quay của trục khuỷu,thành chuyển động đi lại của đầu trợt Ngời ta áp dụng phổ biến cơ cấu tay quaythanh truyền (khuỷu – biên) Chiều dài tay quay R chính là bán kính lệch tâm củatrục khuỷu Chiều dài L của biên là khoảng cách giữahai tâm của hai ổ bi ở hai đầubiên bên trên và bên dới Khi đầu trợt chuyển động qua lại ,có hai vị trí ở đó tâmbiên và tâm trục khuỷu cùng trên một đờng trục Ngời ta gọi hai vị trí này là điểmchết trên và điểm chết dới
Khoảng cách giữa hai vị trí đó là hành trình toàn phần S của đầu trợt và S
=2R là một trị số không đổi Mỗi vòng quay của trục khuỷu đầu trợt thực hiện đợchai hành trình Hành trình đi xuống và hành trình đi lên Trong thuyết minh máyngời ta ghi trị số hành trình của đầu trợt Ta hiểu đó là hành trình toàn phần theomột hớng chuyển động
Phần hành trình của đầu trợt, ở đó thực hiện một nguyên công công nghệ gọi
Trang 7Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Để đơn giản trong việc tính toán ngòi ta tính sẵn các giá trị của f phụ thuộcvào và Biết giá trị của của f ta chỉ đem nhân với R là tính đợc giá trị của S
Trong trờng hợp hệ số khó xác định ta có thể tính theo trị số trung bình 0.14 – 0.16
Đối với máy ép khuỷu EK2 – 6.3 ta có R= 22.5 mm góc làm việc của trụckhuỷu = 30o ; tỷ số = 0.1 Tìm gia trị của f cho trong bảng 1.3 ta có f =0.146 Nh vậy khoảng hành trình làm việc tìm đợc:
V Số hành trình của đầu trợt và hệ số sử dụng số hành trình:
Số hành trình của đầu trợt , ta hiểu là số lần hành trình của đầu trợt chuyển
động xuống dới , tính trong một phút
Số hành trình của đầu trợt ghi trong thuyết minh của máy đợc tính cho chế
độ làm việc liên tục một phút Trong trờng hợp máy làm việc ở chế độ dập nhátmột ,thì số hành trình từng nhát đó trong một phút ,gọi là số hành trình sử dụng
Số hành trình sử dụng là một chỉ tiêu làm việc rất quan trọng ,nó tính tớinăng suất và mức độ tự động hoá của máy Để so sánh đợc mức độ tự động ,ngời ta
đa ra một hệ số và gọi là hệ số ‘sử dụng số hành trình’ kí hiệu p Nếu gọi số hànhtrình ghi trong thuyết minh là nm và số hành trình sử dụng là np Ta có hệ số sửdụng số hành trình:
p =
n p
n m
Thực tế hệ số sử dụng số hành trình phụ thuộc vào mức độ tự động hoá, nh
đ-a phôi tự động, trọng lợng và hình dáng củđ-a sản phẩm dập, tổ chức nơi làm việc củđ-acông nhân, mà hệ số sử dụng p dao động trong phạm vi rất rộng Trị số p nằm trongkhoảng 0.2 – 0.25 thờng chỉ đạt 0.2
VI Công cho phép của máy:
Một thông số năng lợng quan trọng của máy ép là công để hoàn thành mộtnguyên công sau một hành trình làm việc của đầu trợt Đại lợng lớn nhất của cônggọi là công cho phép
Công cho phép của máy chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của bánh đà và độngcơ điện Trong máy ép cơ khí bánh đà và động cơ điện là một hệ thống đồng nhất.Bánh đà làm nhiệm vụ tích luỹ công để sản ra trong thời gian dập, đồng thời cònlàm nhiệm vụ bảo vệ động cơ khi có xung lực Ngợc lại, động cơ làm nhiệm vụphục hồi công mà bánh đà đã mất đi giữa hai lần dập
Trong thời gian bánh đà sinh công thì bánh đà và động cơ đều giảm thấpvòng quay đi một lợng Lợng vòng quay giảm đi này đợc giới hạn bằng sự nóng lên
Trang 8của động cơ Do đó công lớn nhất, mà bánh đà có thể sinh ra, trong một khoảngthời gian giữa hai lần dập đợc giới hạn bằng điều kiện phát nhiệt của động cơ.
Trong thực tế sử dụng có trờng hợp ta đã gặp là khi máy đang làm việc, bánh
đà mất đi đáng kể một số vòng quay chỉ sau một vài hành trình của đầu trợt Độngcơ điện bị nóng lên, bánh đà quay chậm dần và dừng hẳn Nh vậy ta nói là công cầnthiết để dập lớn hơn công cho phép của động cơ, hay nói cách khác là số lần dậpchọn cho nguyên công ấy hơi cao
Do đó muốn đảm bảo đợc năng suất khi sử dụng phải lu ý đến đièu kiện làmviệc của động cơ
Nếu biết công suất của động cơ lắp trên thân máy công cho phép đợc tínhtheo công thức sau:
A=
5100ìN
n mìp (Kgm)
(công thức đã tính 20% an toàn cho công suất động cơ)
A – tổng các công tiêu hao của máy
N- công suất thực của động cơ lắp trên máy kW
Kích thớc tấm lót khuôn (bàn phụ) tính từ phải sang trái, theo mặt trớc máy
và trớc ra sau, dùng để xác định kích thớc của khuôn trên mặt phẳng
Những máy ép có hành trình cố định ,giới hạn thay đổi chiều cao kín của khuôn, chỉ xác định bằng trị số điều chỉnh chiều dài biên Chiều cao kín lớn nhất củakhuôn:
Hkh(max) = H- h
Hkh(min) = H- h - B
H – chiều cao kín ghi trong thuyết minh
h- chiều dày tấm lót khuôn (bàn giả)
B – khoảng điều chỉnh của biên
Trang 9Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Phần Iii
Tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công
trục khuỷu và thân máy
- Trục khuỷu có nhiệm vụ truyền chuyển động từ bánh đai đến đầu trợt
- Do yêu cầu làm việc của máy, nên trục khuỷu chịu tải trọng thay đổi theo ờng độ, theo hành trình gia công Vì vậy cấu tạo của trục khuỷu phải đảm bảonhững yêu cầu sau đây:
c-+ Tính chống mài mòn và hệ số ma sát bé trong điều kiện nhiệt độ cao vàbôi trơn không đầy đủ
Trang 10- Các bề mặt trên trục có khả năng gia công bằng dao thông thờng.
- Đờng kính cổ trục giảm dần về hai đầu: L/D < 10 đảm bảo độ cứng vững chotrờng hợp gia công bằng nhiều dao
- Kết cấu của trục phù hợp cho gia công chép hình trên máy thuỷ lực
- Vì yêu cầu đối với máy EK2-6.3 không cao, nên hình dạng trục đơn giản, dễ chế tạo trong sản xuất
- Kết cấu rãnh then hở, nâng cao năng suất gia công
N = N1.m(
ở đây: N - số chi tiết đợc sản xuất trong một năm;
N1- số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm;
m- số chi tiết trong một sản phẩm;
- số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)
Nếu tính đến số % phế phẩm chủ yếu trong các phân xởng đúc và rèn thì ta cócông thức sau:
Q - trọng lợng của chi tiết (kG);
- trọng lợng riêng của vật liệu (thép = 7.852 kG/dm3)
V - thể tích của chi tiết (dm3)
Trang 11Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Dựa theo điều kiện và yêu cầu sản xuất của nhà máy ta có thể chọn 2 loại phôi
để chế tạo chi tiết nh sau:
+ Phôi thép thanh
+Phôi rèn
- Phôi thép thanh thờng đợc dùng trong sản xuất nhỏ lẻ, đơn chiếc Với yêu cầu kỹ thuật không cao, giá thành hạ, không yêu cầu trang bị đồ gá phức tạp Nhng trong sản xuất hàng loạt thì không dùng do yêu cầu kỹ thuật, chất lợng, cũng nh thời gian chế tạo chi tiết
- Phôi rèn thờng dùng trong sản xuất hàng loạt vừa, do đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo chất lợng sản phẩm, cũng nh đảm bảo năng suất cao trong quá trình chế tạo máy
C1 – giá thành một tấn phôi: C1 = 5000000 (đồng)
K1; K2; K3; K4; K5 – các hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác; độ phức tạp củaphôi; vật liêu; trọng lợng và sản lợng phôi
K1 = 11.1; K2 = 1.21 (đối với thép cacbon); K3 = 0.7 1.45;
K4 = 0.38 (đối với trọng lợng phôi 10 kG)
K5 = 1 (đối với sản lợng phôi 100500 chiếc)
Q = 13 kG: trọng lợng của phôi
q = 7.637 kG: trọng lợng của chi tiết
S = 900000 (đồng): giá thành 1 tấn phôi phế phẩm
Trang 12Dạng sản xuất ở đây là hàng loạt vừa, muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đờng lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bớc công nghệ trong một nguyên công) ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyêndùng dễ chế tạo.
3 Lập tiến trình công nghệ:
Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu
Nguyên công 2: Khoan 2 lỗ tâm
Nguyên công 3: Tiện thô cổ chính
Nguyên công 4: Tiện thô cổ biên
Nguyên công 5: Tôi cải thiện
Nguyên công 6: Tiện tinh cổ chính
Nguyên công 7: Tiện tinh cổ biên
Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song giữa cổ chính và cổ biên
Nguyên công 9: Khoan lỗ 10.
Nguyên công 10: Phay mặt phẳng gờ trục
Nguyên công 11: Phay rãnh then R9 và R5
Nguyên công 12: Khoan lỗ then xoay
Nguyên công 13: Khoan 3 lỗ 5
Nguyên công 14: Tarô tay 3 lỗ M6
Nguyên công 15: Tổng kiểm tra
VI Thiết kế nguyên công:
1 Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu, khoan 2 lỗ tâm.
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do Mặt bậc của trục khuỷu đợc tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do tịnhtiến dọc trục Nh vậy chi tiết gia công đợc hạn chế 5 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu Phơng của lực kẹp vuông góc với kích thớc thực hiện
Chọn máy: theo bảng 5.11 – Sổ tay gia công cơ ta chọn đợc loại máy phay
ngang 6H82 của Liên bang Nga có Nm=7 kW; n = 30 1500 (vòng/phút)
Chọn dao: chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng:D=100mm; B= 50 mm; số răng Z=8 răng (theo bảng 4.95 - STCNCTM)
2 Nguyên công 2: Khoan 2 lỗ tâm
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do Mặt bậc của trục khuỷu đợc tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do tịnhtiến dọc trục Nh vậy chi tiết gia công đợc hạn chế 5 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu Phơng của lực kẹp vuông góc với kích thớc thực hiện
Chọn máy: theo bảng 24 – Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy ta chọn
đợc loại máy khoan tâm hai đầu BC-150 của Liên bang Nga có Nm=3 kW; n
= 620 1365 (vòng/phút)
12
530
Trang 13Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Chọn dao: ta chọn mũi khoan tâm 6 II GOST 6694-53: d = 6 mm; chiều dài
L = 85 mm; chiều dài phần khoan sâu l= 8 mm (theo bảng 6-9 trang 371 Sổtay CNCTM loại 1 tập)
3 Nguyên công 3: Tiện thô cổ chính và các cổ trục còn lại (trừ cổ biên).
Định vị: chi tiết đợc định vị trên hai mũi tâm trong đó có một mũi tâm tuỳ
động và dùng chốt tỳ vào mặt đầu Nh vậy chi tiết đã đợc hạn chế 5 bậc tựdo
Kẹp chặt: để kẹp chặt và truyền mô men xoắn ta dùng tốc kẹp cong
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
4 Nguyên công 4: Tiện thô cổ biên
Định vị: chi tiết đợc định vi trên hai khối V ngắn (hạn chế 4 bậc tự do); mặt
đầu chi tiết tì vào chốt tì (hạn chế 1 bậc tự do) Nh vậy chi tiết đã đợc hạnchế 5 bậc tự do Hai khối V đợc gá để cho tâm của trục cổ chính lệch đi sovới đờng tâm trục chính máy tiện một khoảng đúng bằng khoảng lệch tâmgiữa cổ chính và cổ biên là: e = 22.5 mm
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu Phơng của lực kẹp vuông góc với kích thớc thực hiện
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
13
S n
Trang 145 Nguyên công 5: Tôi cải thiện
6 Nguyên công 6: Tiện tinh cổ chính
Định vị: chi tiết đợc định vị trên hai mũi tâm trong đó có một mũi tâm tuỳ
động và dùng chốt tỳ vào mặt đầu Nh vậy chi tiết đã đợc hạn chế 5 bậc tựdo
Kẹp chặt: để kẹp chặt và truyền mô men xoắn ta dùng tốc kẹp cong
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
7 Nguyên công 7: Tiện tinh cổ biên
Định vị: chi tiết đợc định vi trên hai khối V ngắn (hạn chế 4 bậc tự do); mặt
đầu chi tiết đợc tì sát vào mâm xoay (hạn chế 1 bậc tự do) Nh vậy chi tiết đã
đợc hạn chế 5 bậc tự do Hai khối V đợc gá để cho tâm của trục cổ chínhlệch đi so với đờng tâm trục chính máy tiện một khoảng đúng bằng khoảnglệch tâm giữa cổ chính và cổ biên là: e = 22.5 mm
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu Phơng của lực kẹp vuông góc với kích thớc thực hiện
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Trang 15Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Định vị: chi tiết đợc định vị bằng 2 khối V ngắn tì vào hai cổ trục chính (hạnchế 4 bậc tự do); mặt bậc của chi tiết tì vào mặt bên của khối V2 Chi tiết đã
đợc định vị 5 bậc tự do
Kiểm tra: dùng đồng hồ đo cho rà suốt chiều dài cổ biên, đọc và ghi haichuyển âm và dơng lớn nhất Bằng tính toán ta sẽ đợc độ không song songgiữa cổ biên và cổ chính; yêu cầu 0.08
9 Nguyên công 9: khoan lỗ 10
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do (mỗi khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do); để hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọctrục chi tiết ta dùng mặt bên của khối V2 (mặt bậc của chi tiết tì sát vào khốiV2); bậc tự do xoay quanh tâm trục đợc hạn chế bằng chốt tỳ tỳ vào mặt vaicủa trục Nh vậy chi tiết đã đợc định vị 6 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu Phơng của lực kẹp vuông góc với kích thớc thực hiện
Chọn máy: dùng máy khoan cần 2H125 của Việt Nam có Nm=2.2 kW; đờngkính lớn nhất khoan đợc: D = 25 mm; phạm vi tốc độ trục chính:
n = 452000 vòng/phút; số cấp tốc độ trục chính: 12 (theo bảng 5.22 Sổ taygia công cơ)
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi trụ, loại ngắn; đờng kính d
= 10 mm; chiều dài L = 135 mm; chiều dài phần làm việc l =95 mm (theobảng 4.40 STCNCTM tập 1 – trang 319)
10 Nguyên công 10: Phay mặt phẳng gờ trục
Định vị: Chi tiết đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do; mặtbậc của trục đợc tì sát vào khối V2 hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục; dùngchốt trám đặt vào lỗ 10 hạn chế bậc tự do xoay quanh đờng tâm cổ chính.Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu Phơng của lực kẹp vuông góc với kích thớc thực hiện
Chọn máy : Máy phay vạn năng: 6H82; Nm=7 kw, số cấp tấc độ 18, phạm vitốc độ : (30 ¿ 1500) vòng/phút
Trang 16 Chọn dao: Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, đờng kính dao
D = 160, B = 22; d = 50; số răng Z=12 răng (theo bảng 4.85 STCNCTM tập
1 – trang 367)
11 Nguyên công 11: Phay rãnh then
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do Mặt bậc của trục khuỷu đợc tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do tịnhtiến dọc trục Dùng chốt tỳ đặt vào mặt phẳng gờ trục để hạn chế bậc tự doxoay xung quanh tâm cổ chính Nh vậy chi tiết gia công đợc hạn chế 6 bậc tự
do Ngoài ra ta còn dùng thêm chốt tỳ phụ để làm tăng độ cứng vững
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu
Chọn máy: Dùng máy phay vạn năng 6H82 của liên bang Nga ; Nm=7 kw,
số cấp tấc độ 18, phạm vi tốc độ : (30 ¿ 1500) vòng/phút (theo bảng 5.11 Sổtay gia công cơ)
Chọn dao: dùng dao phay rãnh then liền khối P6M5, theo bảng 4-75 Sổ tayCNCTM ta có:
- Phay rãnh then R9: d = 18 mm; l = 19 mm; L = 79 mm; Z= 4 răng
- Phay rãnh then R5: d = 10 mm; l = 12 mm; L = 62 mm; Z= 4 răng
12 Nguyên công 12: Khoan lỗ then xoay
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do Mặt bậc của trục khuỷu đợc tỳ sát vào khối V2 để hạn chế bậc tự do tịnhtiến dọc trục; dùng chốt trám đặt vào lỗ 10 để hạn chế bậc tự do xoayquanh đờng tâm cổ chính Nh vậy chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do
Trang 17Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu
Chọn máy: theo bảng 5.11 (Sổ tay gia công cơ) ta chọn dùng máy máy phayngang 6H82 của Liên bang Nga có Nm=7 kW; n = 30 1500 (vòng/phút)
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi côn, loại dài; đờng kính d
= 25 mm; chiều dài L = 305 mm; chiều dài phần làm việc l =205 mm (theobảng 4.42 STCNCTM tập 1 – trang 328)
13 Nguyên công 13: Khoan 3 lỗ 5
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do Mặt bậc của trục khuỷu đợc tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do tịnhtiến dọc trục Dùng chốt trám đặt vào lỗ 10 để hạn chế bậc tự do xoayquanh trục Nh vậy chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu
Chọn máy: theo bảng 5.11 (Sổ tay gia công cơ) ta chọn dùng máy máy phayngang 6H82 của Liên bang Nga có Nm=7 kW; n = 30 1500 (vòng/phút)
Chọn dao: ta chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại ngắn bằng thép gió: d = 5.5 mm; chiều dài L = 95 mm; chiều dài làm việc l0= 60 mm (theo bảng 4.47 STGCC – trang 364)
14.Nguyên công 14: tarô tay 3 lỗ M6
Định vị: chi tiết gia công đợc định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự
do Mặt bậc của trục khuỷu đợc tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do tịnhtiến dọc trục Nh vậy chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do
Để xác định vị trí chính xác giữa 3 lỗ M6 và lỗ then xoay 25 ta dùng bạcthay nhanh có gắn chốt trám lắp vào lỗ then xoay 25 (định vị không chobạc xoay so với trục)
Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so vớitrục khuỷu
S
n
A A
Trang 18 Chọn dao: dùng tarô ngắn có cổ dùng cho ren hệ mét (bớc lớn): bớc ren p = 1mm; đờng kính d = 6 mm; chiều dài L = 72 mm; chiều dài phần làm việc l =
22 mm
15 Nguyên công 15: Tổng kiểm tra
Kiểm tra các yêu cầu của trục khuỷu:
- Độ không song song giữa cổ chính và cổ biên: yêu cầu 0.08
- Độ không đồng tâm giữa hai cổ trục chính yêu cầu 0.03
- Kiểm tra chất lợng các bề mặt gia công
ViI Tính toán lợng d bề mặt cổ biên 60, R Z = 20 ( m):
Cấp chính xác phôi cấp I (vì dạng sản xuất là hàng loạt vừa, chi tiết rèn khuôndạng trục có hình dạng đơn giản) khối lợng phôi 7.64 kG; vật liệu thép 45 Quytrình công nghệ gồm 2 bớc: tiện thô và tiện tinh
Đờng kính danh nghĩa của cổ biên 60−0.076
−0.030, cấp độ bóng 5 Theo bảng 1.70(Sách STGCC) ta có cấp chính xác ứng với dung sai 46 m là cấp chính xác 8.Theo bảng 3.71 (trang 238 Sổ tay CNCTM tập1) ta có:
Rz = 200 m và T = 250 m Vậy Rz + T = 450 m
Sai số không gian tổng cộng của phôi: ph= √ ρ cv 2 + ρ lk 2
(chú thích 2, bảng 1.14 Sổ tay gia công cơ)
Trong đó: cv là độ cong vênh của phôi đúc đợc tính nh sau: cv=cv.l (đối với phôi cán kéo nguội tính theo bảng 1.2 - Sổ tay GCC)
cv là độ cong vênh đơn vị: cv=3 (bảng 1.14 Sổ tay gia công cơ)
l là chiều dài chi tiết đúc: l=67 mm
A - A
3 lỗ M6
20
Trang 19Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
lk là độ lệch giữ hai nửa khuôn: lk = 0.9 mm (bảng 1.13 STGCC)
II: sai số do độ nhám mặt chuẩn không đều
II = {1.1 q1 /10(γ0 +γ3)
K11/[sin (1+ W3+RZ0+RZ3)1- α1 ]RZ3Với q= 2000 N/cm; 0=2; 3=1.9; K1=0.62; 1=0.55; W3=8 (m); RZ0=3.5 (m); RZ3= 30 (m); RZ3=20 (m) Thay vào ta có:
II = 2.38 (m)
III: sai số do độ sóng mặt chuẩn không ổn định
III = {0.87q0.2K/[sind0.2(1+W3)1-]}W3Với K = 0.82; d = 56 mm; W3 = 6 (m) Thay vào ta có:
Trang 20- Sau khi tiện thô, chất lợng bề mặt đạt Rz = 50 m; T = 50 m.
- Sau tiện tinh, chất lợng bề mặt đạt: Rz = 25 m; T = 25 m
- Dung sai tiện thô: 1= 400 m
- Dung sai tiện tinh: 2= 30 m
- Dung sai phôi: ph= 2600 m
2Zbmin = 63.0 – 61.0 = 2 mm2Zbmax = 65.6 – 61.4 = 4.2 mm
Trang 21Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Kích thớc giới hạn, mm
Lợng d giới hạn, m
Tra lợng d cho các nguyên công còn lại:
- Lợng d gia công mặt đầu Zb= 2.1 mm (Bảng 1.51 Sổ tay Gia công cơ)
1 Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu
Chọn máy: theo bảng 5.11 – Sổ tay gia công cơ ta chọn đợc loại máy phay
ngang 6H82 của Liên bang Nga có Nm=7 kW; n = 30 1500 (vòng/phút)
Chọn dao: chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng T15K6:D=100mm; B= 50 mm; số răng Z=8 răng (theo bảng 4.95 - STCNCTM)
+ K1= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cách gá lắp dao
+ K2= 0.7: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính
Trang 22 Chọn máy: để có thể phay hai mặt đầu, theo bảng 24 – Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy ta chọn đợc loại máy khoan tâm hai đầu BC-150
của Liên bang Nga có Nm=3 kW; n = 620 1365 (vòng/phút)
Chọn dao: ta chọn mũi khoan tâm 6 II GOST 6694-53: d = 6 mm; chiều dài
L = 85 mm; chiều dài phần khoan sâu l= 8 mm (theo bảng 6-9 trang 371 Sổtay CNCTM loại 1 tập)
Chiều sâu cắt: t = 3 mm
Lợng chạy dao: S = 0.12 mm/vòng (theo bảng 5.87 STCNCTM)
Chu kỳ bền trung bình của dao: T = 25 phút
Vận tốc cắt: Vb = 27.5 m/phút (theo bảng 5.86 STCNCTM)
Vt= Vb.K (K=K1 K2 K3)
+ K1= 0.95: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công
+ K2= 0.85: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ
+ K1= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan
3 Nguyên công 3: Tiện thô cổ chính và các cổ trục còn lại (trừ cổ biên).
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Lợng d gia công tổng cộng: 2Zb= 4.2 mm
Chu kỳ bền trung bình của dao: T= 60 phút
Chiều sâu cắt t = 1.6 mm
Lợng chạy dao vòng S= 0.5 mm/vòng (theo bảng 5.60 STCNCTM)
Chọn lại theo máy Sm = 0.5 mm/vòng
Tuổi bền dao: T = 60 phút
Tốc độ cắt: Vb = 110 (m/phút) (theo bảng 5.63 STCNCTM)
Vt= Vb.K
K= K1 K2 K3 Trong đó:
+ K1= 1.28: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công
+ K2= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi
+ K3= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội
Trang 23Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
4 Nguyên công 4: Tiện thô cổ biên
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Lợng d gia công tổng cộng: 2Zb= 4.4 mm
Chiều sâu cắt t = 1.65 mm
Lợng chạy dao S = 0.6 mm/vòng (Bảng 5-11, sổ tay CNCTM)
Chọn lại theo máy Sm = 0.6 mm/vòng
KNV = 1 (Bảng 5-5 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt gia công
KUV = 1 (Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vật liệu làm dao
Vậy KV = 1.4811= 1.48
Trang 24Vt =
350(60)0 2.(1.65)0.15.(0.6)0.35 1.48 = 253.35 m/phút.
n =
1000.V t
π D =
1000ì253.353.14ì60 = 1344 vòng/phút.
Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 1270 vg/ph
5 Nguyên công 5: Tôi cải thiện
ở đây ta chỉ cần tôi bề mặt để tăng độ cứng của bề mặt trục khuỷu
6 Nguyên công 6: Tiện tinh cổ chính
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Lợng d gia công tổng cộng: 2Zb= 4.2 mm
Chiều sâu cắt t = 0.5 mm
Lợng chạy dao vòng S= 0.3 mm/vòng (theo bảng 5.60 STCNCTM)
Chọn lại theo máy Sm = 0.3 mm/vòng
Tuổi bền dao: T = 60 phút
Tốc độ cắt: Vb = 125 (m/phút) (theo bảng 5.63 STCNCTM)
Vt= Vb.K
K= K1 K2 K3 Trong đó:
+ K1= 1.28: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công
+ K2= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi
+ K3= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội
24
Trang 25Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
7 Nguyên công 7: Tiện tinh cổ biên
Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theomẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính Nm=7 kW (theobảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 2000vòng/phút
Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Lợng d gia công tổng cộng: 2Zb= 4.4 mm
Chiều sâu cắt t = 0.55 mm
Lợng chạy dao S =0.3 mm/vòng (Bảng 5-11, sổ tay CNCTM)
Chọn lại theo máy Sm = 0.3 mm/vòng
Trang 26KMV = kn (750σ b )nv = 1 (750750 )1.75 = 1 (sau khi tôi cải thiện giới hạn
b =
750 MPa) Bảng 5-1 Sổ tay CNCTM
KNV = 1 (Bảng 5-5 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt gia công
KUV = 0.3 (Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vật liệu làm dao
Vậy KV = 110.3 = 0.3
Vt =
350(60)0 2.(0.55)0.15.(0.3)0.35 0.3 = 77.18 m/phút.
n =
1000.V t
π D =
1000ì77 183.14ì60 = 409.66 vòng/phút.
Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 400 vg/ph
8 Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song giữa cổ chính và cổ biên
Định vị: chi tiết đợc định vị bằng 2 khối V ngắn tì vào hai cổ trục chính (hạnchế 4 bậc tự do); mặt bậc của chi tiết tì vào mặt bên của khối V2 Chi tiết đã
đợc định vị 5 bậc tự do
Kiểm tra: dùng đồng hồ đo cho rà suốt chiều dài cổ biên, đọc và ghi haichuyển âm và dơng lớn nhất Bằng tính toán ta sẽ đợc độ không song songgiữa cổ biên và cổ chính; yêu cầu 0.08
9 Nguyên công 9: khoan lỗ 10
Chọn máy: dùng máy khoan cần 2H125 của Việt Nam có Nm=2.2 kW; đờngkính lớn nhất khoan đợc: D = 25 mm; phạm vi tốc độ trục chính:
26
Trang 27Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
n = 452000 vòng/phút; số cấp tốc độ trục chính: 12 (theo bảng 5.22 Sổ taygia công cơ)
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi trụ, loại ngắn; đờng kính d
= 10 mm; chiều dài L = 135 mm; chiều dài phần làm việc l =95 mm (theobảng 4.40 STCNCTM tập 1 – trang 319)
Chiều sâu cắt: t = 5 mm
Lợng chạy dao: S = 0.22 mm/vòng (theo bảng 5.87 STCNCTM)
Chu kỳ bền trung bình của dao: T = 25 phút
Vận tốc cắt: Vb = 24 m/phút (theo bảng 5.86 STCNCTM)
Vt= Vb.K (K=K1 K2 K3)
+ K1= 0.95: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công
+ K2= 0.85: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ
+ K1= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan
10 Nguyên công 10: Phay mặt phẳng gờ trục
Chọn máy : Máy phay vạn năng: 6H82; Nm=7 kw, số cấp tấc độ 18, phạm vitốc độ : (30 ¿ 1500) vòng/phút
Chọn dao: Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, đờng kính dao
+ K1= 0.89: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của thép
+ K2= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao
+ K3=1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào số răng dao phay
Trang 28Sm = 0.16 12 500= 960 (mm/ph)
Chọn lại theo máy : Sm = 960 mm/ph
Theo bảng 5-180 STCNCTM ta có: công suất cắt N= 4.6 kW < Nm = 7 kW
11 Nguyên công 11: Phay rãnh then
Chọn máy: Dùng máy phay vạn năng 6H82 của liên bang Nga ; Nm=7 kw,
số cấp tấc độ 18, phạm vi tốc độ : (30 ¿ 1500) vòng/phút (theo bảng 5.11 Sổtay gia công cơ)
Chọn dao: dùng dao phay rãnh then liền khối P6M5, theo bảng 4-75 Sổ tayCNCTM ta có:
Chu kỳ bền của dao T= 80 phút (theo bảng 5-40 Sổ tay CNCTM)
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt: kV= kMV.knv.kuv
kMV= kn (750σ b )nv = 1 (850750 )1 = 0.88 (bảng 5.1 Sổ tay CNCTM): hệ
số phụ thuộc chất lợng của vật liệu gia công
knv= 1 (bảng 5.5 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặtcủa phôi
kuv= 1 (bảng 5.6 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng
Trang 29Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
-kMP: hệ số điều chỉnh cho chất lợng của vật liệu gia công
Chu kỳ bền của dao T= 80 phút (theo bảng 5-40 Sổ tay CNCTM)
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt: kV= kMV.knv.kuv
kMV= kn (750σ b )nv = 1 (850750 )1 = 0.88 (bảng 5.1 Sổ tay CNCTM): hệ
số phụ thuộc chất lợng của vật liệu gia công
knv= 1 (bảng 5.5 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặtcủa phôi
kuv= 1 (bảng 5.6 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng
Trang 30-kMP: hệ số điều chỉnh cho chất lợng của vật liệu gia công
12 Nguyên công 12: Khoan lỗ then xoay
Chọn máy: theo bảng 5.11 (Sổ tay gia công cơ) ta chọn dùng máy máy phayngang 6H82 của Liên bang Nga có Nm=7 kW; n = 30 1500 (vòng/phút)
Chọn dao: Mũi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi côn, loại dài; đờng kính d
= 25 mm; chiều dài L = 305 mm; chiều dài phần làm việc l =205 mm (theobảng 4.42 STCNCTM tập 1 – trang 328)
Chiều sâu cắt: t = 12.5 mm
Lợng chạy dao: S = 0.38 mm/vòng (theo bảng 5.25 STCNCTM)
Chu kỳ bền trung bình của dao: T = 50 phút (theo bảng 5-30 Sổ tayCNCTM)
thuộc chất lợng của vật liệu gia công
kuv= 1 (bảng 5.5 Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt
klv= 0.7 (bảng 5.31Sổ tay CNCTM): hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan
30
Trang 31Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
+ Mũi khoan: ta chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại ngắn bằng thép gió
P18: d = 5.5 mm; chiều dài L = 95 mm; chiều dài làm việc l0= 60 mm (theo bảng 4.47 STGCC – trang 364)
Tra chế độ cắt cho nguyên công khoan:
Chiều sâu cắt: t = 2.5 mm
Lợng chạy dao: S = 0.11 mm/vòng (theo bảng 5.87 STCNCTM)
Chu kỳ bền trung bình của dao: T = 25 phút (theo bảng 5.86 STCNCTM)
Vận tốc cắt: Vb = 27.5 m/phút (theo bảng 5.86 STCNCTM)
Vt= Vb.K (K=K1 K2 K3)
+ K1= 0.9: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép
+ K2= 0.85: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ
+ K1= 1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan
K = 0.90.851 = 0.76
Vậy: Vt= 27.50.76 = 20.9 m/phút
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
Trang 32đ-IX Xác định thời gian nguyên công:
Trong sản xuất hàng loạt vừa, thời gian nguyên công đợc xác định theo công thức sau đây:
Ttc= T0 + TP + TPV + Ttn
Trong đó:
Ttc: thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)
T0: thời gian cơ bản (thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc và tính chất cơ lý của chi tiết; thời gian này có thể đ ợc thực hiện bằng máy hoặc bằng tay trong từng trờng hợp gia công cụ thể có công thức tơng ứng)
TP: thời gian phụ (thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích th -
ớc của chi tiết v.v…) Ta có thể lấy TP = 10%T0
TPV: thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (TPVKT) để thay dụng cụ, sửa đá, mài dao, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng
cụ (TPVKT = 8%T0); thời gian phục vụ tổ chức (TPVC) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn dao ca kíp (TPVTC =3%T0) Vậy: TPV= 11%T0
Ttn: thời gian nghỉ ngơi của công nhân: Ttn= 5%T0
Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức sau:
Sv n .i( phút )
L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)
L1- Chiều dài ăn dao (mm)
L2- Chiều dài thoát dao (mm)
Sv- Lợng chạy dao vòng (mm/vg)
n- Số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút (vg/ph)
i: Số lần gia công
1 Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu
a Phay măt đầu có đờng kính 30:
Trang 33ThiÕt kÕ m¸y Ðp khuûu eK2-6.3 vµ thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng trôc khuûu vµ th©n m¸y
3 Nguyªn c«ng 3: tiÖn th« cæ chÝnh vµ c¸c cæ trôc
Trang 345.Nguyªn c«ng 5: t«i c¶i thiÖn
6 Nguyªn c«ng 6: tiÖn tinh cæ chÝnh vµ c¸c cæ trôc kh¸c
Trang 35ThiÕt kÕ m¸y Ðp khuûu eK2-6.3 vµ thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng trôc khuûu vµ th©n m¸y
Trang 3611.Nguyªn c«ng 11: Phay r·nh then
a Phay r·nh then R9 kÝn hai ®Çu:
Trang 37ThiÕt kÕ m¸y Ðp khuûu eK2-6.3 vµ thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng trôc khuûu vµ th©n m¸y
Thêi gian c¬ b¶n gia c«ng tÊt c¶ c¸c c¸c nguyªn c«ng lµ:
Trang 38X Tính và thiết kế đồ gá:
1 Đồ gá nguyên công tiện cổ biên:
a Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công tiện cổ biên:
Yêu cầu đối với cổ biên là: độ song song của cổ biên so với cổ chínhphải đảm bảo 0.08
- Chi tiết đợc định vị bằng hai khối V ngắn trên hai cổ trục 56 và 30 có
RZ = 20; hạn chế 4 bậc tự do Hai khối V này đợc gá trên hai mâm xoay gắnvới trục chính của máy tiện
- Mặt đầu có RZ = 40 đợc tì vào mâm xoay hạn chế 1 bậc tự do tịnh tiến chiềutrục
K3: là hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, lấy K3=1.2
K4: là hệ số kể đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay lấy K4=1.3
K5: là hệ số kể đến mức độ kẹp thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, lấy K5=1
Ko: là hệ số kể đến mô men làm quay chi tiết, lấy K6=1
Từ đó tính đợc : K = 1.51.21.21.21.311 = 3.37
Hệ số ma sát f tra theo bảng 34 sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy taxác định đợc:
f 1 = 0.3: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết đã gia công và mỏ kẹp
f2 = 0.15: hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết đã gia công và bề mặt khối V
Trang 39Thiết kế máy ép khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực:
- Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu: khi kẹp phải giữ đúng vịtrí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ, không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏgọn, thao tác thuận lợi và an toàn Với các yêu cầu nh vậy ta chọn cơcấu kẹp là cơ cấu đòn kẹp, kẹp chặt bằng ren
- Cơ cấu kẹp chặt đồ gá là Bulông và đai ốc
- Cơ cấu sinh lực bằng tay
c Đờng kính của bulông dùng để kẹp chặt:
d C √ W σ (mm)
Chọn = 8 Kg/mm2
Ta có đờng kính bu lông :
d 1.4 √567.68 = 11.79 (mm)
Ta chọn đờng kính bu lông theo tiêu chuẩn d =12 (mm)
Mô men xiết bu lông đợc xác định theo công thức:
M= 0.1d W = 0.112567.6 = 681.12 (Kg.mm)
d Sai số chế tạo của đồ gá:
Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy định điềukiện kĩ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá
- Sai số chuẩn:
Sai số chuẩn c = 0.5d = 0.50.035 = 0.0175 (mm) = 17.5 (m) (theo trờnghợp 6 bảng 7.7 Sổ tay ATLAS đồ gá - Trần Văn Địch) (chuẩn định vị không trùngvới gốc kích thớc thực hiện) ở đây d là dung sai của đờng kính 56
II: sai số do độ nhám mặt chuẩn không đều
II = {1.1 q1 /10(γ0 +γ3)
K11/[sin (1+ W3+RZ0+RZ3)1- α1 ]RZ3Với q= 2000 N/cm; 0=2; 3=1.9; K1=0.62; 1=0.55; W3=8 (m); RZ0=3.5 (m); RZ3= 30 (m); RZ3=20 (m) Thay vào ta có:
II = 2.38 (m)
III: sai số do độ sóng mặt chuẩn không ổn định
III = {0.87q0.2K/[sind0.2(1+W3)1-]}W3Với K = 0.82; d = 56 mm; W3 = 6 (m) Thay vào ta có:
III = 6.33 (m)
Trang 40e Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
Từ kết quả tính toán giá trị sai số gá đặt cho phép của đồ gá ở trên ta có yêu cầu
kỹ thuật của đồ gá nh sau:
- Độ không song song giữa thân đồ gá và tâm trục chính 0.017 mm
- Độ không vuông góc giữa thân đồ gá và đĩa gá 0.017 mm
2 Đồ gá nguyên công phay rãnh then:
a Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công phay rãnh then:
- Chi tiết đợc định vị bằng hai khối V ngắn trên hai cổ trục 45 có RZ =20; hạn chế 4 bậc tự do Một mặt bậc của trục tì sát vào mặt bên của khốiV1 hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục Một chốt tỳ chống xoay hạn chế
1 bậc tự do Nh vậy chi tiết đã đợc hạn chế 6 bậc tự do