đồ án lập quy trình công nghệ chế tạo thanh truyền

- Đường tâm lỗ đầu nhỏ và đầu lớn phải cùng nằm trên mặt phẳng đốixứng qua thân thanh truyền.. Qua quá trình tính toán lượng dư gia công của phôi theo phương phápthống kê kinh nghiệm, ta

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỜI MỞ ĐẦU Môn học công nghệ chế tạo động cơ là một môn học đóng vai tròquan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế

và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành nông nghiệp, côngnghiệp, giao thông vận tải…

Thiết kế môn học (TKMH) môn Công nghệ chế tạo động cơ kỳ 8 làmột trong các TKMH có tầm quan trọng đối với một sinh viên khoa cơkhí TKMH giúp cho sinh viên hiểu được nhiều kiến thức đã học khôngnhững môn Công nghệ chế tạo động cơ mà các môn khác như: Chi tiếtmáy, Chế tạo máy… TKMH còn giúp cho sinh viên được hiểu dần vềthiết kế và tính toán một quy trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Th.s Hoàng VănThành trong bộ môn Động cơ đốt trong đến nay TKMH của em đã hoànthành Tuy nhiên việc tính toán TKMH không tránh khỏi sai sót, emmong nhận được sự chỉ bảo của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.s Hoàng Văn Thành đã giúp đỡ

em hoàn thành công việc được giao

Hà nội, ngày tháng 5, năm 2010.

Sinh viên thực hiện

Lập Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Thanh Truyền

( Dạng sản xuất loạt nhỏ )

* Thuyết minh:

1 Giới thiệu kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết chế tạo

2 Giới thiệu vật liệu chế tạo và phôi

+ Vật liệu

+ Các dạng phôi: So sánh đặc điểm các dạng phôi => Chọn dạng phôi

3 Tính toán lượng dư gia công và kích thước của phôi

+ Tính toán lượng dư gia công cho các bề mặt phải gia công ( theophương pháp thống kê kinh nghiệm )

+ Xác định kích thước của phôi ( hình vẽ phôi)

4 Lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

Nội dung: Từng nguyên công

- Vẽ sơ đồ gia công: + Vẽ sơ đồ gá lắp

+ Chuyển động của dao, phôi

- Chọn thiết bị gia công: + Máy công cụ

+ Dao cắt: Loại dao

Vật liệu làm dao

+ Đồ gá

+ Dụng cụ đo, kiểm tra

( Chọn tính toán chế độ cắt gọt và lực cắt của 1 nguyên công nào đó )

5 Thiết kế đồ gá gia công cơ khí của 1 nguyên công

- Giới thiệu kết cấu và nguyên lý làm việc của đồ gá:

+ Vẽ 1 hình chiếu cơ bản của đồ gá trong thuyết minh

+ Giới thiệu cấu tạo của đồ gá

+ Phân tích nguyên lý định vị và kẹp chặt phôi trên đồ gá

Kết Cấu Và Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Thanh Truyền

Thanh truyền Động cơ đốt trong là 1 chi tiết điển hình của chi tiếtdang càng Trong quá trình làm viếc, thanh truyền truyền lực tác dụngtrên piston cho trục khuỷu làm quay trục khuỷu để sinh công Khi làmviệc thanh truyền chịu tác dụng của lực khí thể và lực quán tính, đầu nhỏchủ yếu chịu lực quán tính của nhóm piston, đầu to chịu lực tác dụng củalực quán tính nhóm piston, nhóm thanh truyền và lực quán tính ly tâm.Dưới tác dụng của lực này thanh truyền thường bị uốn cong và xoắn…

Kết cấu thanh truyền.

1.1 Cấu tạo của thanh truyền.

Thanh truyền thường được chia ra làm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to.Đầu nhỏ lắp ghép với chốt piston, đầu to lắp ghép với chốt khuỷu

1.1.1 Đầu nhỏ.

Nếu chốt piston lắp cố định trên đầu nhỏ thì đầu nhỏ có khe cắt xiên và

cố

định bằng bulông Nếu chốt piston lắp với đầu nhỏ thanh truyền thì phải

có bạc lót và cần giải quyết tốt vấn đề bôi trơn

Ở các động cơ cỡ nhỏ, động cơ 2 kỳ cao tốc người ta không dùng bạclót mà dung ổ bi đũa.

Để điều chỉnh trọng lượng thanh truyền, trên đầu nhỏ có vấu lồi dự trữkim loại

1.1.2 Thân thanh truyền

Thân thanh truyền thường có tiết diện thay đổi từ nhỏ đến lớn từ đầunhỏ đến đầu to Các loại tiết diện được trình bày như hình vẽ, trong đó

và thanh truyền Bạc lót đầu to cũng được cắt làm 2 nửa cho phù hợp Ởđộng cơ tàu thuỷ hoặc tĩnh tại cỡ lớn, đầu to được chế tạo rời với thân vàlắp ghép với thân bằng bulông hoặc vít cấy Các dạng động cơ cỡ nhỏ,đầu to là 1 khối nguyên, loại này không dùng bạc lót mà dùng ổ bi đũa

Nắp đầu to thường có gân để tăng độ cứng vững cũng như tránh biến

dạng bạc lót

1.2 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết chế tạo.

Để đảm bảo được yêu cầu làm việc của thanh truyền thì khi chế tạocần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cơ bản kỹ thuật sau:

- Độ chính xác gia công lỗ bạc đồng đầu nhỏ phải đạt cấp chính xác 1(TCVN) hoặc cấp 5 (ISO) : dung sai 0,008 đến 0,012

Khi gia công xong, đường kính lỗ bạc được chia ra 2÷4 nhóm; mỗinhóm có dung sai từ 0,002÷0,003

- Độ côn và ô van của lỗ bạc đồng không quá 0,002÷0,004

- Độ chính xác của lỗ đầu lớn đạt cấp 1 (TCVN) (dung sai0,01÷0,015); độ côn và ôvan không quá 0,003÷0,005

- Độ không song song của 2 đường tâm lỗ đầu lớn và nhỏ không quá0,02÷0,06 trên 100mm chieu dài

- Dung sai khoảng cách 2 đường tâm lỗ giới hạn trong khoảng0,07÷0,1

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu của lỗ đầu lớn và đường tâm lỗkhông quá 0,03÷0,05

- Đường tâm lỗ đầu nhỏ và đầu lớn phải cùng nằm trên mặt phẳng đốixứng qua thân thanh truyền

- Bạc đầu nhỏ gia công đạt độ bóng cấp 8 (Ra: 0,63)

thanh truyền phải đảm bảo cách đường tâm dầu nhỏ thanh truyền 2/3chiều dài thân và đường tâm đầu to thanh truyền 1/3 chiều dài thân

- Sai lệch phần đầu nhỏ cho phép  1  2 gram

- Sai lệch phần đầu to cho phép  2  5 gram

2 Phôi

Phôi của thanh truyÒn thường được chế tạo bằng phương pháp dập nóng

Ưu điểm: Thân kim loại được phân bố phù hợp với tính chất chịu lực của thanh truyền Khi chế tạo bằng phương pháp dập có 2 cách tạo phôi + Dập thân và nắp liền

+ Dập thân và nắp rời nhau

Ngoài ra còn chế tạo phôi bằng phương pháp cán trên các trục cán định hình Với động cơ có công suất nhỏ có thể chế tạo thanh truyền tư gang dẻo Péclit

Chương III

Tính Toán Lượng Dư Gia Công Và Kích Thước Của

Phôi

3.1 Tính toán lượng dư gia công cho các bề mặt phải gia công.

Ta xác định lượng dư gia công theo phương pháp thống kê kinhnghiệm

Theo bảng 1.43 Sổ tay gia công cơ ta có:

- Với kích thước lớn nhất của tiết diện là 94mm thì lượng dư và sai lệchgiới hạn là 8±2mm Khi đó kích thước theo bề rộng của phôi là:

94 +8 ± 2 = 102 ± 2 (mm)

- Với kích thước chiều cao của phôi là 36mm thì lượng dư và sai lệchgiới hạn là: 7±2mm Khi đó kích thước theo chiều cao của phôi là:

36 + 7 ± 2 = 43 ± 2 (mm).

- Với kích thước đường kính trong là 64mm thì lượng dư và sai lệchgiới hạn là: 14±2mm Khi đó kích thước đường kính trong của phôi là:

64 – 14 ± 2= 50 ± 2 (mm)

3.2 Xác định kích thước của phôi.

Qua quá trình tính toán lượng dư gia công của phôi theo phương phápthống kê kinh nghiệm, ta có các kích thước bề ngoài phải gia công củathanh truyền là:

+ Bề rộng của đầu to thanh truyền: 102 ± 2 (mm)

+ Chiều cao của thanh truyền: 43 ± 2 (mm)

+ Đường kính trong của đầu to của phôi thanh truyền là: 50 ± 2 (mm)

Do phôi dập có nắp và thân liền nhau nên phải có nguyên công cắt nắp vàthân rời nhau Khi đó lỗ đầu to thanh truyền phải được dập có hình ôvan Vậy ta có hình vẽ của phôi như sau:

Chương IV:

Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Chi Tiết

Thanh truyền là một chi tiết thuộc dạng càng, do đó qua trình sử dụngchuẩn định vị, các phương pháp gia công các bề mặt cơ bản của thanhtruyền đều thực hiện như các chi tiết dạng càng khác Đối với các lỗ lắp

bu lông thanh truyền là các lỗ lắp bulông tinh, do đó cần phải gia côngchính xác qua các giai đoạn: thô, bán tinh, tinh

Các nguyên công chủ yếu để gia công thanh truyền bao gồm:

- Gia công các mặt đầu và lỗ

- Gia công các mặt chuẩn định vị phụ

- Gia công thô các lỗ chính

- Gia công các mặt phẳng lắp ghép giữa nắp, thân và các mặt phẳngkhác

- Ráp nắp và thân thanh truyền

- Gia công tinh các lỗ chính

- Điều chỉnh trọng lượng

- Tổng kiểm tra

4.1 Quy trình công nghệ chế tạo thanh truyền.

Quy trình công nghệ chế tạo thanh truyền phụ thuộc vào nhiều điềukiện cụ thể khác nhau Sau đây là quy trình công nghệ của thanh truyền

áp dụng đối với loại phôi dập nắp và thân liền nhau:

+ Gia công mặt đầu của lỗ đầu lớn và lỗ đầu nhỏ

+ Khoan, khoét lỗ đầu nhỏ

+ Phay mặt chuẩn định vị phụ

+ Gia công các mặt tỳ của đầu bulông thanh truyền

+ Gia công thô lỗ lắp bulông thanh truyền

+ Tháo nắp và thân thanh truyền.

+ Phay rãnh hãm bạc đầu to trên nắp và thân

+Lắp nắp và thân

+ Gia công tinh mặt đầu lỗ đầu lớn

+ Gia công tinh lỗ đầu lớn

+ Ép bạc đồng vào lỗ đầu nhỏ

+ Doa và vát mép bạc đồng lỗ đầu nhỏ

+Điều chỉnh trọng lượng thanh truyền

+ Tổng kiểm tra

4.2 Sơ đồ gá lắp của từng nguyên công.

* Nguyên công I: Phay mặt đầu, gia công trên máy phay ngang bằng

dao phay mặt đầu sau đó có thể mài phẳng để đạt độ nhám Ra= 12,5 đểlàm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

+ Lập sơ đồ gá đặt: Ta sử dụng 2 khối V(1 khối V cố định và 1 khối V

di động) và 2 mặt chuẩn định vị có khía nhám vì đây là chuẩn thô Giacông xong mặt này ta chuyển sang gia công mặt còn lại, lúc này mặtphẳng dùng để định vị là mặt phẳng đã qua gia công tinh

+ Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng khối V có vít điều chỉnh

+ Chọn máy: Máy phay đứng

Công suất của máy là 7kW

Hiệu suất máy: 0,75

+ Chế độ cắt: n = 475 v/ph

+ Chọn dao: Dao phay mặt đầu có gắn mảnh thép gió, có D=80mm, sốrăng Z=14

* Nguyên công II: Khoan, khoét lỗ đầu nhỏ.

+ Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ đầu nhỏ cần đảm bảo độ đồng tâmtương đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuônggóc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ 1 phiến tỳ, 1 chốt trụ và

1 chốt tỳ

+ Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng khối V có vít điều chỉnh

+ Chọn máy: Gia công trên máy khoan đứng 2A135

+ Công suất động cơ: 6kW

+ Hiệu suất máy 0,8

+ Chọn dao: Mũi khoan 23mm, mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng + Chế độ cắt: n = 400 v/ph, s = 0,25mm/v

a) Khoan lỗ đầu nhỏ thanh truyền.

b) Khoét lỗ đầu nhỏ thanh truyền

* Nguyên công III: Phay mặt phẳng định vị phụ.

+ Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng 2 phiến tỳ ở 2 đầu hạn chế 3 bậc tự

do, sử dụng chốt trụ ngắn ở lỗ đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do, dùng khối V

di động vừa có tác dụng định vị vừa có tác dụng kẹp chặt

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay nằm ngang 678M

Công suất động cơ 1,7 kW

Hiệu suất của máy 0,75

+ Chọn dao: Dao phay mặt đầu có D=68mm, số răng Z= 14

+ Chế độ cắt: n = 280 v/ph

t = 22mm/ph

* Nguyên công IV: Gia công các mặt tỳ của đầu bulông thanh truyền.

+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay đứng 6H12

+ Công suất của máy: 7kW

+ Hiệu suất máy: 0,75

+ Chọn dao: Dao phay ngón Ø20mm

+ Chế độ gia công: n = 375 (v/ph);

t= 30 (mm/ph)

* Nguyên công V: Gia công thô lỗ lắp bulông thanh truyền

+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ

+ Chọn máy: Gia công trên máy khoan đứng hoặc máy phay CNC Ởđây ta chọn gia công trên máy khoan đứng 2A125

+ Chọn dao: Mũi khoan Ø8mm, côn moóc chính No = 4

+ Công suất động cơ: 2,8 kW

+ Hiệu suất máy: 0,8

+ Chế độ cắt; n= 392 v/ph

s= 0,22mm/v

* Nguyên công VI: Cắt nắp và thân.

+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ.

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay nằm ngang 6H82.

+ Chọn dao: Dao phay đĩa D=80mm, bề rộng của dao 5mm

+ Chế độ cắt: n= 450v/ph, t= 5mm/ph

+ Công suất động cơ: 7kW

+ Hiệu suất máy: 0,75

* Nguyên công VII: Phay thô, tinh mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân thanh truyền.

a) Phay mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân của nắp đầu to thanh

truyền

b) Phay mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân của thân thanh truyền

Lập sơ đồ gá đặt như hình vẽ

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay thẳng đứng6H13 Bề mặt làmviệc của bàn máy 320x1250

Công suất động cơ 10kW

Hiệu suất máy 0,75

+ Chọn dao: Sử dụng dao phay mặt đầu co D= 40mm, số răng Z= 12 + Chế độ gia công: Phay thô: n=300(v/ph), t = 37 (mm/ph )

b) Doa lỗ lắp bulông của thân và lắp bằng mũi doa.

+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ

+ Chọn máy: Gia công trên máy khoan đứng 2A125

+ Công suất của động cơ: 2,8kW

+ Hiệu suất của máy: 0,8.

+ Chọn dao: Ta sử dụng mũi khoét và mũi doa có gắn mảnh hợp kimcứng

+ Chế độ gia công: n= 392 (v/ph)

s= 0,15 (mm/v)

* Nguyên công IX: Tiện bán tinh lỗ đầu lớn.

+ Chọn máy: Gia công trên máy tiện 1A62

+ Công suất động cơ 10kW

+ Hiệu suất máy: 0,75

+ Chọn dao: Sử dụng dao tiện

+ Chế độ cắt : n = 500 (v/ph)

lượng tiến dọc 0,12 (mm/v)

lượng tiến ngang 0,06 (mm/v)

+ Sơ đồ gia công như hình vẽ

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay đứng 6H12

+ Chọn dao: dùng dao phay đĩa có D = 50mm

+ Công suất của động cơ: 7kW

+ Hiệu suất của máy: 0,75

+ Chế độ gia công: n=375 v/ph

t=30mm/ph

b) Phay rãnh hãm bạc lót trên thân thanh truyền.

+ Lập sơ đồ gá đặt như hình vẽ

+ Chọn máy: gia công trên máy phay ngang 68H2T

+ Chọn dao: dùng dao phay đĩa có D= 50mm

+ Công suất của động cơ: 7kW

+ Hiệu suất của máy: 0,75

+ Chế độ gia công: n= 375v/ph

t= 30mm/ph

* Nguyên công XIII: Gia công tinh mặt đầu lỗ đầu lớn.

+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ.

+ Chọn máy: Gia công trên máy mài 372Б

* Nguyên công XIV: Gia công tinh lỗ đầu lớn.

+ Chọn máy: Gia công trên máy khoan đứng 2A150,

+ Công suất động cơ: 7kW

+ Hiệu suất máy 0,85

+ Chọn dao: Mũi doa có lắp mảnh hợp kim cứng, D=64mm

+ Chế độ cắt: n = 500 v/ph,

s = 0,12mm/v

* Nguyên công XV: Doa và vát mép bạc đồng lỗ đầu nhỏ.

a) Doa bạc đồng lỗ đầu nhỏ.

b) Vát mép bạc đồng lỗ đầu nhỏ

+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ.

+ Chọn máy: Gia công trên máy khoan đứng 2A135

+ Công suất của động cơ: 4,5kW

+ Hiệu suất của máy: 0,81

+ Chọn dao: Mũi doa có đường kính D=36mm, mũi dao vát mép có

Chương V

Thiết Kế Đồ Gá Gia Công Cơ Khí

5.1 Giới thiệu kết cấu và nguyên lý làm việc của đồ gá.

5.1.1 Cấu tạo của đồ gá.

Cấu tạo của đồ gá (hình vẽ) gồm những chi tiết sau:

5.1.2.Nguyên lý định vị và kẹp chặt phôi trên đồ gá

a Nguyên lý định vị phôi trên đồ gá.

Thanh truyền được điịnh vị bởi: phiến tỳ 12, chốt tỳ 13 và chốt trụ 2

Chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp, ren vít

c Các thao tác gá lắp phôi trên đồ gá.

Đầu tiên lắp phiến tỳ 12 lên thân đồ gá bằng các vít trìm Sau đó lắpchốt trụ ngắn vào lỗ đầu to của thanh truyền Cuối cùng là lắp chốt tỳ

Mỏ kẹp được lắp thể hiện như hình vẽ

5.1.3 Nguyên lý định vị và kẹp chặt đồ gá lên máy công cụ:

Nguyên công này được thực hiện trên máy khoan có trục thẳng đứng.Phần bàn máy của máy phay có xẻ rãnh dạng chữ T nhằm mục đích choviệc gá lắp đồ gá lên máy

Khi gá lắp đồ gá trên máy khoan nhờ rẵnh chữ T của bàn máy sẽ hạnchế được 3 bậc tự do Cùng với việc rà gá bằng các thiết bị chuyên dùngkhác như đồng hồ rà ta khống chế được tất cả 5 bậc tự do của đồ gá trênbàn máy do đó đảm bảo được nguyên lý định vị Để kẹp chặt đồ gá tadùng cơ cấu bulông đai ốc như hình vẽ Lực xiết trong quá trình gá phải

đủ lớn để đảm bảo đồ gá được kẹp chặt, tránh rung động trong quá trình

5.2 Phân tích lực kẹp chặt trên phôi.

b Lượng chạy dao S(m/vòng)

Theo bảng 5-25 STCNCTM II ta có: S = 0,480,58 mm

c Tốc độ cắt V(m/ph).

v y m

q

v K S T

D C

T =70 (phút) Chu kì bền trung bình củ mũi khoan Bảng 5-30 STCNCTM II

MV K

K   



750 750

V K K K

K 