đồ án lập quy trình công nghệ chế tạo thanh truyền

Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  Đồ Án Lập Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Thanh Truyền Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 1 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ LỜI MỞ ĐẦU Môn học công nghệ chế tạo động cơ là một môn học đóng vai trò quan 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, công nghiệp, giao thông vận tải… Thiết kế môn học (TKMH) môn Công nghệ chế tạo động cơ kỳ 8 là một trong các TKMH có tầm quan trọng đối với một sinh viên khoa cơ khí. TKMH giúp cho sinh viên hiểu được nhiều kiến thức đã học không những môn Công nghệ chế tạo động cơ mà các môn khác như: Chi tiết máy, Chế tạo máy… TKMH còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết 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 Văn Thành trong bộ môn Động cơ đốt trong đến nay TKMH của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc tính toán TKMH không tránh khỏi sai sót, em mong 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. Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 2 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ Lập Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Thanh Truyền ( Dạng sản xuất loạt nhỏ ) NỘI DUNG: * 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 ( theo phương 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. + Phân tích nguyên lý định vị và kẹp chặt đồ gá trên máy công cụ. + Phân tích lực kẹp chặt trên phôi( Tính ngoại lực tác dụng lên cơ cấu lực của đồ gá) 6. Kết luận + Phụ lục Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 3 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ + Mục lục BẢN VẼ: 2 bản vẽ + Bản vẽ chế tạo chi tiết gia công: khổ A 1 + Bản vẽ lắp đồ gá: Khổ A 0 Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 4 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ Chương I Kết Cấu Và Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Thanh Truyền Thanh truyền Động cơ đốt trong là 1 chi tiết điển hình của chi tiết dang càng. Trong quá trình làm viếc, thanh truyền truyền lực tác dụng trên piston cho trục khuỷu làm quay trục khuỷu để sinh công. Khi làm việc thanh truyền chịu tác dụng của lực khí thể và lực quán tính, đầu nhỏ chủ yếu chịu lực quán tính của nhóm piston, đầu to chịu lực tác dụng của lực 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. Người ta thường khoan lỗ hứng dầu trên đầu nhỏ hoặc khoan dọc thân thanh truyền để dẫn dầu bôi trơn từ cổ trục lên. Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 5 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ Ở các động cơ cỡ nhỏ, động cơ 2 kỳ cao tốc người ta không dùng bạc lót mà dung ổ bi đũa. Để điều chỉnh trọng lượng thanh truyền, trên đầu nhỏ có vấu lồi dự trữ kim loại. 1.1.2. Thân thanh truyền Thân thanh truyền thường có tiết diện thay đổi từ nhỏ đến lớn từ đầu nhỏ đến đầu to. Các loại tiết diện được trình bày như hình vẽ, trong đó loại tiết diện chữ I được dùng phổ biến nhất vì vừa tiết kiệm kim loại vừa đảm bảo sức bền. Thân thanh truyền có thể khoan lỗ dầu bôi trơn. 1.1.3. Đầu to Đầu to được lắp với chốt khuỷu, kích thước của nó phụ thuộc vào đường kính và chiều dài chốt. Để thuận tiện cho việc lắp ghép và đút lọt qua lỗ xy lanh, Đầu to thường được cắt làm 2 nửa và lắp lại bằng bulông. Một số động cơ cỡ lớn, để giảm kích thước đầu to, người ta thường cắt theo mặt phẳng xiên. Khi đó phải chú ý đến việc tránh lực cắt cho bulông và thanh truyền. Bạc lót đầu to cũng được cắt làm 2 nửa cho phù hợp. Ở động cơ tàu thuỷ hoặc tĩnh tại cỡ lớn, đầu to được chế tạo rời với thân và lắp 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. Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 6 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ 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 tạo cần 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; mỗi nhóm 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 sai 0,01÷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 quá 0,02÷0,06 trên 100mm chieu dài. - Dung sai khoảng cách 2 đường tâm lỗ giới hạn trong khoảng 0,07÷0,1. - Độ không vuông góc giữa mặt đầu của lỗ đầu lớn và đường tâm lỗ không quá 0,03÷0,05. - Đường tâm lỗ đầu nhỏ và đầu lớn phải cùng nằm trên mặt phẳng đối xứng qua thân thanh truyền. - Bạc đầu nhỏ gia công đạt độ bóng cấp ∇ 8 (R a : 0,63). - Thanh truyền phải đảm bảo cân bằng trọng lượng. Trọng tâm của thanh truyền phải đảm bảo cách đường tâm dầu nhỏ thanh truyền 2/3 chiều dài thân và đường tâm đầu to thanh truyền 1/3 chiều dài thân. - Sai lệch phần đầu nhỏ cho phép 21÷± gram. - Sai lệch phần đầu to cho phép 52 ÷± gram. Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 7 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ Chương II: Vật Liệu Và Phôi 1. Vật liệu. Thanh truyền động cơ đốt trong chịu tải trọng thay đổi lớn, để nâng cao giới hạn bền mỏi cho thanh truyền, vật liệu chế tạo là các loại thép có chất lượng tốt và có phân bố đúng đắn các thớ kim loại trong chi tiết. Thông thường vật liệu chế tạo thanh truyền có thể là các loại thép các bon kết cấu có hàm lượng các bon: 0,4%÷0,45% C hoặc các loại thép hợp kim kết cấu có hàm lượng 0,18%-0,4%C ngoài ra nguyên tố hợp kim 1%Ni, 2% Mn, 1% Cr. 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 kinh nghiệm. 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 lệch giới 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 lệch giới hạn là: 7±2mm. Khi đó kích thước theo chiều cao của phôi là: Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 8 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ 36 + 7 ± 2 = 43 ± 2 (mm). - Với kích thước đường kính trong là 64mm thì lượng dư và sai lệch giới 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 pháp thống kê kinh nghiệm, ta có các kích thước bề ngoài phải gia công của thanh 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 và thân rời nhau. Khi đó lỗ đầu to thanh truyền phải được dập có hình ôvan. Vậy ta có hình vẽ của phôi như sau: 43±2(36) 102±2(94) 73(62) 271(260) Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 9 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ Chương IV: Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Chi Tiết Thanh truyền là một chi tiết thuộc dạng càng, do đó qua trình sử dụng chuẩn định vị, các phương pháp gia công các bề mặt cơ bản của thanh truyền 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 công chính 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 phẳng khác. - 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 điều kiện 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. + Cắt nắp và thân. + Phay (thô, tinh) các mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân thanh truyền. + Ráp nắp, thân và gia công đồng thời 2 lỗ lắp bulông của thân và nắp (khoét và doa ). + Tiện bán tinh lỗ đầu lớn. Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 10 - [...]... Cơ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Th.s Hoàng Văn Thành Bài giảng Công nghệ chế tạo động cơ [2] Trần Đình Quý Công nghệ chế tạo phụ tùng Kỹ thuật chế tạo máy Tập II [3] Trần Văn Địch Sổ tay CN Chế Tạo Máy Tập I Sổ tay CN Chế Tạo Máy Tập II Thiết kế đồ án CN Chế TẠo Máy Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 32 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ MỤC LỤC Trang Lời mở đầu………………………………………………………... PHÔI……………………………………………………… 7 3.1 Tính toán lượng dư gia công ………………………………… 7 3.2 Kích thước của phôi…………………………………………… 8 Chương IV LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT……… 9 4.1 Quy trình công nghệ chế tạo thanh truyền …………………… 9 4.2 Sơ đồ gá đặt từng nguyên công …………………………… 10 Chương V THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG CƠ KHÍ……………………… 23 5.1 Giới thiệu kết cấu và nguyên lý làm việc của đố gá…………… 23 5.2 Phân tích lực kẹp chặt... Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ + 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... TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ * 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 Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 22 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ * Nguyên công XV: Doa và vát mép bạc đồng... giữa nắp và thân thanh truyền a) Phay mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân của nắp đầu to thanh truyền Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 16 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ 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 làm việc của bàn máy 320x1250 Công suất động cơ... Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ + 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... mảnh hợp kim cứng + Chế độ cắt: n = 400 v/ph, s = 0,25mm/v a) Khoan lỗ đầu nhỏ thanh truyền Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 12 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ 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... Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ + 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... Ø20mm + Chế độ gia công: n = 375 (v/ph); t= 30 (mm/ph) Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 14 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ * 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 Ở đây ta chọn gia công trên máy khoan đứng 2A125 + Chọn dao: Mũi khoan Ø8mm, côn moóc chính No = 4 + Công suất... suất của máy: 0,75 + Chế độ gia công: n= 375v/ph t= 30mm/ph Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 20 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ * 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 + Công suất của động cơ: 4,5kW + Hiệu suất máy: 0,95 + Chon dao: Sử dụng đá mài có D= 100mm + Chế độ gia công: n= 25 (m/ph) t= . 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. TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  Đồ Án Lập Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Thanh Truyền Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 1 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công. ngày tháng 5, năm 2010. Sinh viên thực hiện. Sinh viên thực hiện: Tạ VănTrưởng - 2 - Bộ Môn: Động Cơ Đốt Trong TKMH: Công Nghệ Chế Tạo động Cơ Lập Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Thanh Truyền (