CÔNG NGHỆ CHẾ tạo TRỤC CAM

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC CAM ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG – ĐỒ GÁ GIA CÔNG I. Giới thiệu kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 1.1: Kết cấu - Trục cam động cơ đốt trong là loại trục truyền lực không lớn mà chủ yếu chỉ truyền chuyển động chủ yếu cho các chi tiết trong hệ thông phối khí (con đội, sup- páp) cho bơm dầu, bơm nhiên liệu và hệ thống đánh lửa. - Phụ thuộc vào số xilanh của động cơ và sự bố trí xilanh mà trục cam có chiều dài, số cổ trục, số vấu cam, vị tí góc của vấu cam khác nhau.Nói chung cam là một chi tiết có yêu cầu gia công cao, độ cứng vững của trục kém do đó cần phải có biện pháp công nghẹ thích hợp khi gia công. 1.2: Yêu cầu kĩ thuật - Độ chích xác của các cổ trục đạt cấp chính xác 2 (sai số 0,012-0,025) (TCVN) - Độ ôvan và độ côn cho phép 0,08-0,1 - Dung sai theo đường kính ở phần tròn của cam: 0,04 - 0,05.Độ lệch theo bán kính của phần nâng ở bề mặt cam 0,03-0,05. - Độ sai góc của các vấu cam cho phép không quá 1 0 - 1,5 0 - Độ không đồng tâm của các cổ trục trên toàn chiều dài trụ không quá 0,015- 0,03. - Độ không đồng tâm của phần tròn các vấu cam đối với các cổ trụ không quá 0,025-0,035. - Độ vênh của mặt đầu lắp bánh răng cam so với đường tâm trục không quá 0,015-0,025 đo theo bán kính lớn nhất của mặt cầu. 1 - Độ bóng bề mặt các cổ trục ∇9 (Ra: 0,32) - Độ bóng bề mặt vấu cam: ∇8 - ∇9 (Ra 0,63÷0,32) - Độ cứng bè mặt các cổ trục và các vấụ cam bằng thép sau khi tôi phải đạt từ 54÷62HRC và có chiều sâu thấm tôi: 2÷5mm - Đối với các vật liệu thép thấm cacbon, chiều sâu thấm phải đạt từ 1,5÷2,2mm. - Đối với trục cam chế tạo từ phôi đúc, chiều sâu biến cứng trên bề mặt các vấu cam 52÷58HRC,độ cứng các cổ trục: 255÷302HRC. II. Vật liệu và phôi chế tạo trục cam. 1.1. Vật liệu - Trục cam chế tạo bằng các loại thép 20, 20Ґ, 45, 40Ґ, 50Ґ.Hiện nay người ta còn chế tạo trục cam bằng gang xám đặc biệt hoặc gang dẻo peclit. - Trong đó thành phần gang xám :C (3,2÷3,4)%;Si (2,3÷2,5)%;Mn (0,4÷0,7)%;Cr (0,3÷0,5)%;S không quá 0,1%;P 0,012%;Ni (0,5÷0,7)% . - Trong đó thành phần gang dẻo: C(2,35÷2,45)%; Si (0,85÷1,0)%; Mn (0,4÷0,5)%; Cr ≤0,06%;S và P không quá 0,15%;Al :0,015%. 1.2. Phôi trục cam Phôi của trục cam chế tạo bằng thép được dập nóng trên máy búa hơi hoặc máy dập và đúc tuỳ theo vật liệu của trục. a) Trục cam phôi dập - Phôi của trục cam chế tạo bằng thép được dập trên máy búa hơi hoặc máy dập Để tăng độ chính xác của phôi thường chế tạo bằng hai khuôn :dập thô và dập tinh. - Để giảm lượng thép thoát ra người ta thường sử dụng phôi là thép cán tròn hoặc cán sơ bộ thành hình dạng gần giống trục cam (hình 1). - Sau khi dập cần thường hoá bằng cách nung nóng phôi đến 850÷870 C,giữ nhiệt 1 giờ sau làm nguội ngoài không khí. Sau thường hoá phôi đạt độ cứng là 230÷300HB. Trong sản xuất loạt nhỏ, phôi trục cam có thể là thép cán tròn. 2 ` 1:Thép cán tròn 2:Cán tạo hình 3:Dập thô 4:Dập tinh Hình 1: Quá trình tạo hình phôi dập trục cam b) Trục cam phôi đúc. - Phôi đúc được thực hiện đối với trục cam bằng gang.Có 2 phương pháp đúc có thể nhận được độ cứng cao ở phần mặt nâng của vấu cam. * Khuôn tổng hợp - Là loại khuôn cát , ở phần mặt nâng của vấu cam có bố trí các mảnh khuôn kim loại. Tại đây kim loại lỏng sẽ nguội nhanh hơn so với các phần khác do đó độ cứng cao hơn. Hình 2 : Khuôn đúc tổng hợp. * Khuôn vỏ mỏng. 3 - Khuôn vỏ mỏng có cấu tạo từ tổng hợp cát và nhựa. Để tăng cường độ cứng của mặt nâng ở vấu cam người ta thổi dòng khí lạnh vào khu vực cần làm nguội nhanh sau khi rót kim loại lỏng vào khuôn ( sau hơn 1 phút). Đúc bằng khuôn này có khả năng đạt độ chính xác rất cao, sai số về đường kính 0,12 – 0,13 mm về một phía. Hình 3 giới thiệu sơ đồ khuôn đúc vỏ mỏng. Hình 3 : Khuôn đúc vỏ mỏng trục cam. 1,2. giá đỡ ; 3,4. ống dẫn dòng khí lạnh ; 5. ống dẫn khí lạnh vào khu vực làm nguội - Trục cam chế tạo từ gang hợp kim được đúc từ phương pháp trên có độ cứng cao ở các bề mặt làm việc của vấu cam, do đó không cần tôi cứng vẫn đảm bảo được khả năng chống mài mòn cao khi làm việc. III. Tính toán lượng dư gia công và kích thước phôi Trong nghành nghề chế tạo máy người ta thường áp dụng hai phương pháp sau đây để xác định lượng dư gia công : - Phương pháp thống kê kinh nghiệm: theo phương pháp này lượng dư trung gian được xác định dựa trên cơ sở lượng dư tổng cộng của bề mặt lấy theo kinh nghiệm. 4 Các số liệu kinh nghiệm này thường được tổng hợp theo bảng trong sổ tay công nghệ chế tạo máy 1 [7]. + Ưu điểm: cho phép xác định nhanh lượng dư gia công cụ thể của các bước gia công. Vì thế trị số lượng dư thường lớn hơn nhiều so với lượng dư tính toán. + Phạm vi sử dụng: chủ yếu dùng trong sản xuất nhỏ, trong sản xuất lớn dùng để tham khảo. - Phương pháp tính toán phân tích: người ta căn cứ vào từng điều kiện cụ thể của quy trình công nghệ để xác định lượng dư. Để có lượng dư tổng cộng phải xác định được tất cả các lượng dư trung gian tạo nên nó. Như vậy để có được lượng dư tổng cộng chính xác thì cần phải có lượng dư trung gian chính xác, để có lượng dư trung gian chính xác phải căn cứ vào việc phân tích tỷ mỉ các điều kiện cụ thể của một sơ đồ gia công. + Ưu điểm: trị số lượng dư được xác định một cách chính xác theo những điều kiện gia công cụ thể. + Nhược điểm: đòi hỏi người cán bộ công nghệ phải phân tích đánh giá một cách thận trọng, chính xác nên tốn thời gian. + Phạm vi sử dụng: dùng trong sản xuất loạt lớn và loạt vừa, trong sản xuất nhỏ dùng khi vật liệu quí hiếm. Ở đây, ta dùng phương pháp tra lượng dư. Theo bảng 1.43 Sổ tay gia công cơ ta có: * Gia công cổ trục lớn nhất. - Với kích thước của tiết diện của cổ trục lớn nhất là 52mm thì lượng dư và sai lệch giới hạn là 6±2mm. Khi đó kích thước theo bề rộng của phôi là: 5 52+6 ± 2 = 58 ± 2 (mm). - Với kích thước chiều dày của cổ trục là 28 mm thì lượng dư và sai lệch giới hạn là: 6±2mm. Khi đó kích thước theo chiều cao của phôi là: 28 + 6 ± 2 = 34 ± 2 (mm). * Gia công vấu cam - Với kích thước của tiết diện của vấu cam là 36 mm thì lượng dư và sai lệch giới hạn là 6 ± 2mm. Khi đó kích thước theo bề rộng của phôi là: 36+6 ± 2 = 12 ± 2 (mm). - Với kích thước của chiều dày của vấu cam là 14 mm thì lượng dư và sai lệch giới hạn là 6±2mm. Khi đó kích thước theo bề rộng của phôi là: 14+6 ± 2 = 20 ± 2 (mm). * Gia công phay hai mặt đầu - Với kích thước của chiều dày trục cam là 28 mm thì lượng dư và sai lệch giới hạn là 6±2mm. Khi đó kích thước theo bề rộng của phôi là: 28+6 ± 2 = 34 ± 2 (mm). - Với kích thước của chiều dài của trục cam là 520,5 mm thì lượng dư và sai lệch giới hạn là 21±5mm. Khi đó kích thước theo bề rộng của phôi là: 520,5 + 21 ± 5 =541,5 ± 5 (mm) IV. Quy trình chế tạo chi tiết Trục cam dạng phôi dập được thực hiện gia công theo các nguyên công sau 6 1: Nắn sửa thẳng phôi. 2: Gia công chuẩn phụ: hai lỗ tâm. 3: Nắn sửa phôi và kiểm tra theo hai lỗ tâm. 4: Gia công cở trục giữa để đỡ luynet (bao gồm tiện và mài). 5: Tiện xén hai bên bề mặt các cổ trục, vấu cam và tiện các cổ trụ ở hai phía đầu trụ. 6: Nắn sửa lại trục. 7: Mài thô các cổ tên trục. 8: Gia công chuẩn định vị theo hướng góc cho các vấu cam (rãnh then hoặc lỗ trên mặt bích). 9: Tiện các vấu cam và bánh lệch tâm. 10: Mài thô các vấu cam và bánh lệch tâm. 11: Gia công răng của bánh răng bơm dầu. 12: Khoan các lỗ dầu trên trục. 13: Gia công lỗ ren trên trục. 14: Gia công rãnh dẫn dầu trên cổ trục. 15: Nhiêt luyện làm cứng các cổ trục, vấu cam, bánh lệch tâm, răng xoắn. 16: Nắn sửa thẳng trục. 17: Mài tinh các cổ trục. 18: Mài tinh các vấu cam và bánh lệch tâm. 19: Đánh bóng các cổ trục, vấu cam, bánh lệch tâm. 20: Tổng kiểm tra. 7 3.1. Sơ đồ định vị và cắt gọt của các nguyên công. 1: Nắn sửa thẳng phôi. 2: Gia công chuẩn phụ hai lỗ tâm. + Phay hai mặt đầu trục + Khoan hai lỗ tâm 3: Nắn sửa phôi và kiểm tra theo hai lỗ tâm. 4: Gia công cở trục giữa để đỡ luynet (bao gồm tiện và mài). 5: Tiện xén hai bên bề mặt các cổ trục, vấu cam và tiện các cổ trụ ở hai phía đầu trụ. 6: Nắn sửa lại trục. 7: Mài thô các cổ tên trục. [...]... cho cỏc vu cam (rónh then hoc l trờn mt bớch) 9: Tin cỏc vu cam v bỏnh lch tõm 10: Mi thụ cỏc vu cam v bỏnh lch tõm 11: Gia cụng rng ca bỏnh rng bm du 13: Gia cụng l ren trờn trc 14: Gia cụng rónh dn du trờn c trc 15: Nhit luyn lm cng cỏc c trc, vu cam, bỏnh lch tõm, rng xon 16: Nn sa thng trc 17: Mi tinh cỏc c trc 18: Mi tinh cỏc vu cam v bỏnh lch tõm 19: ỏnh búng cỏc c trc, vu cam, bỏnh lch... tiết quay quanh trục của nó Để đảm bảo điều kiện các thành phần lực gây ra không ảnh hởng tới quá trình công nghệ ta đi xét ảnh hởng của các thành phần lực này Khi đó việc tính toán đồ gá sẽ đạt hiệu quả cao hơn trong sử dụng cũng nh việc đảm bảo khả năng làm việc trong quá trình gia công a ảnh hởng của thành phần Py: P có = W1 y t cân yM A'xu hớngl1gâyPmất = 0 bằng cho chi tiết gia công bị lật quanh... định theo công thức: W 624 QTrong đó: = = = 312 (KG ) 2 2 [ c:[]hệ ]số an toàn K K c = 1,5 : ứng suất kéo cho phép của vật liệu, với thép CT30 25(kg/mm) = d 1,5 4 312 1,3 = 7,5(mm) 3,14 25 Do đó: Tra bảng tiêu chuẩn chọn d = 18(mm) để đảm bảo đủ cứng vững cho quá trình Q.l W =công gia tg( + ) R + tg R ' 1 tb 1 Q.l = W [ tg( +bu )R + tg R ' ] Tính lực xiết lông: 1 tb 1 Xác định theo công thức:... gia công bị lật quanh điểm A: Py t 39,6 5 W1 = trình cân bằng:0,76 (KG) Phơngl = 260 = 1 Do đó ta xác định đợc W1 là: b ảnh hởng của thành phần Po Lực Po làm cho chi tiết gia công trợt trên khối V(theo điều kiện chống trợt dọc trục) w2 f ms3 w2 w2 f ms3 po A' f ms1 f ms2 n n Phơng trình cân bằng: 2Fms1 + 2Fms2 + 2Fms3 - kPo = 0 2W + Px - 4(N1+N2) sin = 0 Fms = N f Trong đó: Fms1, Fms2, là ma sát... R3 r 2 8 63 ' R = ì 2 2 = ì 2 = 10,6(mm) 3 R r 3 8 62 R : Bán kính ma sát đợc xác định theo công thức: l: chiều dài cánh tay đòn l = 150(mm) 642 [ (tg2030' + 8053' ) ì 6 + tg8053' ì10,6] Q= = 12,2 (KG) 150 Do đó: VI KT LUN Quỏ trỡnh tớnh toỏn thit k gỏ ó xỏc nh c gỏ phự hp vi nguyờn cụng phay rónh trc cam Trờn c s ú tớnh toỏn c lc kp cht ca c cu, ng thi tớnh toỏn c ngoi lc m nguyờn cụng phi s... bỏnh lch tõm 19: ỏnh búng cỏc c trc, vu cam, bỏnh lch tõm 20: Tng kim tra V Thit k gỏ gia cụng c khớ 5.1 Cu to: 5.2 Nguyờn lý nh v v kp cht phụi trờn gỏ Chi tit c nh v bng hai khi ch V t thõn trc cam- l mt khụng gia cụng do õy l nguyờn cụng u tiờn trong quy trỡnh cụng ngh ó hn ch c 4 bc t do.Mt bc t do cũn li ta s dng cht t - ch cn nh v 5 bc t do l cho gỏ phay mt u Chi tit c kp cht nh c cu 2... 35,9ì 54,5 ì 0.15 2 W2 = = 58,3(KG) 2 2 ì 0,15 ì (1 + ) 2 sin Trong đó: K là hệ số an toàn K = 1,5; f là hệ số ma sát f = 0,15 c ảnh hởng của thành phần PZ Pz có xu hớng làm cho chi tiết quay quanh trục của nó(điều kiện chống xoay) Phơng trình cân bằng: 2N1.R + 2N2.R KPz R = 0 (1) w3 nf2 nf1 pz n n 2 ( N 1nf1 N ) + Py = K Px + 2 W3 sin 2 (2) Mặt khác: 1,5 99 1,5 54,5 0,15 K.Pz - K.Px.f . với trục cam chế tạo từ phôi đúc, chiều sâu biến cứng trên bề mặt các vấu cam 52÷58HRC,độ cứng các cổ trục: 255÷302HRC. II. Vật liệu và phôi chế tạo trục cam. 1.1. Vật liệu - Trục cam chế tạo. :0,015%. 1.2. Phôi trục cam Phôi của trục cam chế tạo bằng thép được dập nóng trên máy búa hơi hoặc máy dập và đúc tuỳ theo vật liệu của trục. a) Trục cam phôi dập - Phôi của trục cam chế tạo bằng thép. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC CAM ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG – ĐỒ GÁ GIA CÔNG I. Giới thiệu kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết 1.1: Kết cấu - Trục cam động cơ đốt trong là loại trục truyền