Thiết kế đồ án công nghệ gia công tay biên động cơ d6

Là một sinh viên được giao nghiên cứu về đề tài nghiên cứu đối phổ biến và thông dụng như chi tiết tượng tay biên, em nhận định rằng mình phải nắm bắt được chức năng, nguyên lí hoạt động

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay trong các nghành kinh tế nói chung và đặc biệt là nghành cơ khí đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tương đối rộng đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ

sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các nghành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế,trong chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là không thể thiếu được đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo: T.S TRẦN QUỐC HÙNG, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong quá trình thiết kế

em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quan và cả trong thực tế, tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn vì thiếu kinh nghiệm thực tế, thiết kế Do vậy

em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức em vẫn mong được học hỏi Mong muốn nhận được nhiều kiến thức và sự sự giúp đỡ tận tình của thầy cô và các giáo viên bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, T.S TRẦN QUỐC HÙNG đã hướng dẫn em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này

Hà Nội ngày 23 tháng 4 năm 2015

Lời nói đầu:

Chương 1 Mở đầu

4 Chương 2 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 6

2.1 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 17

2.2 Xác định dạng sản xuất 20

Chương 3 Chọn phôi, xác định phương pháp chế tạp phôi và xây dựng bản vẽ lồng phôi 21

Chương 4 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 26

A- Quy trình công nghệ nguyên công 27

B- thời gian gia công các nguyên công 63

Chương 5 Thiết kế đồ gá cho nguyên công 66

Chương 6 Kiểm bền chi tiết được giao 71

Phụ lục 75

Kết luận 79

Tài liệu tham khảo 80

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN

Đề tài: Thiết kế đồ án công nghệ gia công tay biên tay biên động cơ D6

- Sinh viên: NGUYỄN ĐỨC MẠNH

- Lớp: CK CLC1 Khóa: VI

- Giảng vên hướng dẫn: TS TRẦN QUỐC HÙNG

1. Tổng quát chung:

2. Ưu điểm và nhược điểm của sinh viên về nội dung, hình thức, thái độ,

trách nhiệm của sinh viên trong thực hiện đồ án:

3. Kết luận:

Hà Nội, Ngày 23 tháng 4 năm 2015

Người nhận xét ( ký tên và ghi rõ họ và tên người hướng dẫn)

Trong đời sống hiên nay máy móc là một trong những trang thiết bị không thể thiếu, hơn thế nữa những máy móc phục vụ cho công việc sản xuất hay các máy móc

trong phân xưởng nhà máy cơ khí ngày càng thông dụng Một trong các thiết bị phổ

biến và quan trọng của máy móc là cụm thiết bị pittong, thanh truyển, trục khủy…

những chi tiết đều cs chức năng và nhiệm vụ riêng cho mình

Trong đó : TAY BIÊN (THANH TRUYỀN) là họ chi tiết dạng càng Là bộ phận quan trọng của hầu hết các động cơ, đặc biệt thông dụng với các động cơ có chức năng truyền chuyển động là một cụm chi tiết quan trọng trong bộ phận máy bao gồm:

pittong, thanh truyền, trục khủy

Trong đó thanh truyền thuộc dạng chi tiết có chuyển động song phẳng, có chức năng biến chuyển động quay ( khi một đầu được lắp ghép với trục khủy) thành chuyển động tịnh tiến ( đầu còn lại được lắp ghép vào pittong)

Trong thực tế sản xuất, gia công hiện nay TAY BIÊN ( THANH TRUYỀN ) hiện có trong các máy dập, máy búa , máy đột, máy cưa và trong thiết bị o tô Trong

thiết bị ô tô tay biên D6 là được sử dụng thông dụng nhất

Dễ dàng nhân ra hiện nay tầm quan trọng của nghành sản xuất và gia công chi tiết này là qan trọng như thế nào đối với nghành công nghiệp cơ khí Nó đóng vai trò

quan trọng trong nghành cơ khí hiện nay Là một sinh viên được giao nghiên cứu về đề tài nghiên cứu đối phổ biến và thông dụng như chi tiết tượng tay biên, em nhận định

rằng mình phải nắm bắt được chức năng, nguyên lí hoạt động của chi tiết, để từ đó đưa

ra các phương pháp thích họp và phù hợp nhất cho quá trình gia công chế tạo chi tiết

này Bên cạnh đó để mình đưa ra được các biện pháp thích hợp sửa chữa khi chi tiết

xảy ra tình trọng hỏng hóc hay đưa ra các biện pháp cải tiến công nghệ chi tiết…

Là một sinh viên chưa tham gia vào hoạt động gia công thực tiễn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên trong đề tài nghiên cứu này còn nhiều vấn đề sai sót nhỏ mong thầy cô giảng viên bỏ qua

Tay biên là một chi tiết thuộc họ chi tiết dạng càng, trong đó thông thường có một hoặc hai lỗ cơ bản mà tâm chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc

nào đó Chi tiết thông thường có cơ cấu chuyển động song phẳng tay biên là chi tiết

nối giữa pittong và trục khủy hay gốc trượt chi tiết dạng càng có chức năng biến

chuyển động tịnh tiến (thường là của pittong trong động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác ( thường là trục khủy của động cơ đó) hoặc ngược lại Trong một số

trường hợp tay biên còn có chức năng dùng để đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền

trong hộp tốc độ Tay biên có ở trong các máy búa , đột , dập, cưa và động cơ ô tô …

Một số chi tiết TAY BIÊN cơ bản hiện nay đang thông dụng:

Tay biên trong máy rửa xe Tay biên loại được dập nóng thành khối thống nhất

Tay biên loại chia thành hai nửa: Thân

và nửa đầu to lắp ghép

Phân tích cấu tạo của TAY BIÊN (THANH TRUYỀN ):

Đặc điểm cấu tạo:

Trong đó cấu tạo chính của chi tiết này như sau:

- Bạc lót đầu nhỏ

- Thân tay biên

- Hai nửa bạc đầu to

- Nắp dưới

- Bu lông

- Đai ốc

a. Đầu nhỏ thanh truyền

+ Khi chốt piston lắp tự do với đầu nhỏ thanh truyền, trên đầu nhỏ thường phải có bạc lót Đối với động cơ ô tô máy kéo thường là động cơ cao tốc, đầu nhỏ thường mỏng để giảm trọng lượng Ở một số động cơ người ta thường làm vấu lồi trên đầu nhỏ để điều chỉnh trọng tâm thanh truyền cho đồng đều giữa các xylanh Để bôi trơn bạc lót và chốt piston có những phương án như dùng rãnh hứng dầu hoặc bôi trơn cưỡng bức do dẫn dầu từ trục khuỷu dọc theo thân thanh truyền

+ Khi chốt piston cố định trên đầu nhỏ thanh truyền, đầu nhỏ phải cú kết cấu kẹp chặt

- Loại tiết diện chữ I (Hình 1 b) có sức bền đều theo hai phương, được dùng rất phổ biến, từ động cơ cỡ nhỏ đến động cơ cỡ lớn và được tạo phôi bằng phương pháp rèn khuôn

- Loại tiết diện hình chữ nhật, ô van (Hình 1 d, e) có ưu điểm là dễ chế tạo thường được dùng ở động cơ môtô, xuồng máy cỡ nhỏ

Hiện nay thân có tiết diện (Hình 1 b, c) được sử dụng phổ biến trên các động

cơ ôtô, đặc biệt là xe du lịch, bởi vì tiết diện dạng chữ I vì loại này tiết kiệm được

Để bôi trơn chốt piston bằng áp lực, ở một số động cơ dọc theo thân thanh truyền có khoan lỗ dẫn dầu Đế tăng độ cứng vững và dễ khoan lỗ dẫn dầu thân thanh truyền có gân trên suốt chiều dài.

b. Đầu to thanh truyền

Đầu to thanh truyền lắp với cổ biên hay chốt khuỷu của trục khuỷu có nhiều kết cấu khác nhau

Để lắp ghép với trục khuỷu được dễ dàng đầu to thanh truyền thường được cắt thành 2 nửa, phần dời được gọi là lắp đầu to (lắp biên) ( thân biên )và được lắp ghép với nửa trên bằng các bulông

- Đối với động cơ cỡ lớn, để tiện khi chế tạo người ta chế tạo đầu to thanh truyền riêng rồi lắp với thân thanh truyền (hình 2 a) Bề mặt lắp ghép giữa thân và đầu to thanh truyền được lắp các tấm đệm thép dày 0.05 – 0.20 mm để có thể điều chỉnh tỷ số nén cho đồng đều giữa các thành xylanh

- Trong một số trường hợp do kích thước đầu to quá lớn nên đầu to thanh truyền được chia làm 2 nửa bằng mặt phẳng chéo (hình 2 b) để bắt lọt vào xylanh khi lắp ráp Khi đó mối ghép sẽ phải có kết cấu chịu lực cắt thay cho bulông thanh truyền như vấu hoặc răng khía

- Để giảm kích thước đầu to thanh truyền có loại kết cấu bản lề và hãm bằng chốt con (hình 2 c)

Hình 1: Các loại tiết diện thân thanh truyền

c. - Một số động cơ 2 kỳ cỡ nhỏ có thanh truyền không chia làm hai nửa phải dùng ổ bi đũa (hình 2 d) được lắp dần từng viên ở một số động cơ xylanh kiểu chữ V hoặc hình sao, thanh truyền của hai hàng xylanh khác nhau.

Hình 2: Kết cấu đầu to thanh truyền

d. Bulong thanh truyền

+ Vai trò

Là chi tiết ghộp nối hai nửa đầu to thanh truyền, nó có thể ở dạng bulong hay cấy, tuy kết cấu đơn giản nhưng rất quan trọng nên phải được quan tâm khi thiết kế vầ chế tạo Nếu bulong thanh truyền do nguyên nhân nào đó bị đứt sẽ dẫn tới phỏ hỏng toàn bộ động cơ

+ Điều kiện làm việc

Bulong thanh truyền khi làm việc chịu các lực như lực xiết ban đầu, lực quán tính của nhóm piston-thanh truyền không kể nắp đầu to thanh truyền Những lực này đều là các lực có chu kỳ cho nên bulong thanh truyền phải có sức bền mỏi cao

+ Vật liệu chế tạoBulong thanh truyền được chế tạo bằng thép hợp kim có các thành phần crôm, man-gan, niken…Tốc độ động cơ càng lớn, vật liệu bulong thanh truyền có hàm lượng kim loại quý càng nhều

e Bạc lót

- Công dụng

Hạn chế việc mài mòn trực tiếp giữa cổ biên với đầu to thanh truyền đồng thời

để tăng tính kinh tế trong quá trình sửa chữa

Hình 3: Bạc lót

- Điều kiện làm việc

Khi làm việc bạc lót chịu lực ma sát lớn

- Phân loại

Cú thể chia bạc lót thành hai loại là bạc lót mỏng và bạc lút dày

+ Bạc lót mỏng: Thường được sử dụng trên động cơ ôtô, máy kép có ưu điểm thuận tiện khi thay thế sửa chữa theo cốt tức là thay bạc có đường kính nhỏ hơn + Bạc lót dày: có gộp bạc và lớp hợp kim chịu mòn đều dày và thường có gờ vai cũng được tráng hợp kim chịu mòn để hạn chế di chuyển dọc trục Giữa hai bề mặt

có thể cạo rà bạc lót theo kích thước sửa chữa

- Cấu tạo

Bạc đầu nhỏ thanh truyền: Khi lắp chốt piston xoay tương đối với đầu nhỏ thanh truyền thì trong đầu nhỏ có ép vào 1 bạc đồng mỏng dày 0.01 ÷ 0.04 mm để giảm ma sát, chống mòn Bạc được ép vào lỗ rồi doa lại cho chính xác

- Bạc đầu to lắp giữa đầu to thanh truyền và cổ trục khuỷu Bạc gồm 2 nửa có kết cấu gần giống nhau, thường làm bằng vỏ thép rồi tráng lớp hợp kim chống mòn Đối với động cơ xăng là hợp kim có nền thiếc hoặc chì Động cơ diesel thường dùng hợp kim đồng chì

Để tránh bạc bị xoay trong đầu to thanh truyền, mỗi nửa bạc có gập cựa hãm (gờ định vị) ăn khớp với rãnh trong đầu to thanh truyền Để tăng độ tiếp xúc với đầu to thanh truyền đường kính ngoài của bạc lớn hơn đường kính lỗ đầu to khoảng 0.03 ÷ 0.04 mm Trong bạc đầu to thanh truyền thường có rãnh chứa dầu Dầu bôi trơn giữa bạc và cổ quay thanh truyền sẽ qua 1 lỗ nhỏ ở nửa bạc trên trùng với lỗ ở đầu to thanh truyền lên bôi trơn cho xilanh bằng cách vung vẩy

Trong một số thanh truyền người ta dùng ổ bi thay thế cho bạc, khi đó dầu bôi trơn được tra trực tiếp và ổ bi và đồng thời trong qua trình chuyển động của tay biên

dầu cũng được văng vào ổ bi Thông thường ổ bi được dùng cho các động cơ có công suất nhỏ và đầu to thường là một khối nguyên.

Trong thực tế sản xuất và hoạt động của các máy có thanh truyền hiên nay, một số hưng hỏng chính đối với thanh truyền được phát hiên như sau:

- Thanh truyền bị cong:

Thanh truyền bị cong làm cho pittong đâm lệch về phía pittong và xéc măng bị nghiêng làm giảm độ kín khít, cụm pittong xéc măng và xy lanh bị mòn nhanh

- Thanh truyền bị xoắn : Thanh truyền bị xoắn làm cho đường tâm của lỗ đầu to thanh truyền và

lỗ đầu nhỏ thanh truyền không cùng nắm trên một một phẳng pistong xoay lệch trong bạc đầu to thanh truyền mòn nhanh, thanh truyền bị mòn rỗng lỗ đầu to, đầu nhỏ do bạc bị xoay làm cho khe hở lắp ghép mòn nhanh gây va đập bó kẹt ( do bị tắc đườn dầu) khi động cơ làm việc

- Đôi khi thanh truyền bị đứt gãy, bu lông bị trờn , gãy do pitong bị bó kẹt trong xylanh

- Thanh truyền bị đứt gãy ảnh hưởng đến các chi tiết khác dẫn đến phá hủy động cơ

Được sự phân công và tiếp nhận đồ án của nhà trường em xin phép nghiên cứu chi tiết tay biên có hình dạng theo mô tả bản vẽ sau:

2.1 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT

(chia làm hai phần nắp lắp ghép thanh truyền và phần thân thanh truyền chính)

A – THÂN THANH TRUYỀN

47±0,1

Bề mặt làm việc chủ yếu của thanh truyền là hai lỗ ở đầu to và đầu nhỏ tay biên Trên lỗ đầu nhỏ có lỗ dẫn dần vào bên trong, trong 2 lỗ thường có lắp bạc lót

Hai đường tâm của hai lỗ đầu to và đàu nhỏ phải song song với nhau và vuông góc với

2 mặt đầu tay biên Hai đường tâm của hai lỗ phải đảm bảo khoảng cách 230-0.4 mm và

có dung sai độ không song song của hai lỗ đạt 0.03/100 mm độ không vuông góc của tâm lỗ với bề mặt bên đạt 0.02mm trên toàn bề mặt hai lỗ thường có lắp bạc lót, ổ bi

• Sai lệch khối lượng không vượt quá 100g

Qua đó phần công nghệ trong kết cấu chi tiết được đưa ra sau đây:

- Kết cấu của tay biên phải đảm bảo được độ cứng vững

- Vì kích thước phôi không lớn lắm nên ta chọn kiểu gia công phôi là phôi dập để

đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt

- Chiều sâu của các lỗ cơ bản là như nhau và chúng phải phải thuộc các bề mặt song song vơi nhau là tốt nhất

- Kết cấu của chi tiết tay biên là đối xứng qua mặt phẳng phân cách nửa trên và nữa dưới của chi tiết các lỗ vuông góc được thiết kế đẽ gia công dễ dàng

- Kết cấu của chi tiết tay biên phải thuận lượi cho việc gia công nhiều bề mặt một

lúc

- Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

n¾p biªn thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng n¾p biªn

Hu?ng d?n

5 2

Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là bề mặt trong của hai lỗ Cho nên bề mặt làm việc của nắp biên là phần nửa cung tròn trong để đáp ứng yêu cầu làm việc

cụ thể của tay biên thì chi tiết cần phải đảm bảo những yêu cầu kĩ thuật sau đây:

- Kết cấu bề mặt cho phép thoát dao một cách dễ dàng

- Kết cấu phải đảm bảo cứng vững

- Với nắp biên làm việc với điều kiện khó khăn và với sản lượng lớn nên chọn phôi là phôi dập

- Hai lỗ bên để giữ nắp biên và tay biên phải có độ chính xác cao

- Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết một lúc

- Kết cấu phải đối xứng qua mặt phẳng qua tâm và vuông góc với đáy lỗ vuông góc với đáy để dễ gia công

- Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải song song với nhau và cùng vuông góc với

mặt đầu tay biên Hai đường tâm của hai phải đảm bảo khoảng cách A = 230-0.4 , độ

vuông góc của đường tâm lỗ và mặt bên là 0,08 mm trên l = 35 mm (0,08/35), độ

không song song của tâm lỗ to so với tâm lỗ nhỏ là 0,04 mm trên L (khoảng cách giữa hai đường tâm lỗ to và lỗ nhỏ (0,04/L)

βα

m N N

Trong đó:

N : Số chi tiết sản xuất trong một năm

6 1 100

4 1 2

Tổng trọng lượng chi tiết tay biên:

500÷

300Hàng loại lớn

CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ BẢN VẼ

CHI TIẾT LỒNG PHÔI

Phương pháp chế tạo phôi:

Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào tất nhiều vấn đề như chức năng và kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy ,vật liệu sử dụng ,yêu cần kỹ thuật ,hình dáng bề mặt

và kích thước của chi tiết,quy mô và tính loạt của sản xuất.Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo ,phương pháp hình thành phôi ,xác định lượng dư gia công cho các bề mặt ,tính toán kích thước và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi Chọn phôi là một bài toán không dễ dàng Phương án cuối cùng chỉ có thể được quyết định sau khi đã tính toán giá thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ

Trong thực tế hiên nay có hai phương pháp tạo phôi được dùng để chế tạo thông dụng nhất:

Phôi đúc: bản chất đúc là rót kim loại lỏng vào lòng khuôn, sau khi kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận được vât đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn Phù hợp nhất hiện nay đối với các chi tiết được làm bằng gang

Ưu điểm:

- đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau

- đúc được các vật có khối lượng, hình dạng và kết cấu phức tạp

- Các phương pháp đức hiện đại có đọ chính xác và năng suất rất cao

Nhược điểm:

- Phương pháp đúc có thể tạo ra các khuyết tật như : rỗ khí , rỗ xỉ

- Phôi đúc thường không điền đầy vào lòng khuôn

- Vật đúc dễ bị nứt

- Khó đúc được các chi tiết có nhiều bề mặt có diện tích nhỏ, dễ gây ra sai số

về kích thước và hình dạng

- ……

Tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực ( Phôi dập nóng ):

bản chất là gia công kim loại bằng áp lực là dùng các ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ hoặc thiết bị ( búa tay hoặc búa máy) làm cho kim loại biến dạng dẻo theo một định hướng trước nhằm tạo một vật thể có hình dạng, kích thước theo yêu cầu Phù hợp nhất hiện nay đối với các vật liệu có tính dẻo

- Phôi gia công áp lực có có tính cao và dễ cơ khí hóa

- Tạo được phôi có độ chính xác cao

- Tiết kiêm được kim loại và giảm chi phí cho gia công cắt gọt

Nhược điểm:

- Không thể chế tạo được vật có hình dạng kết cấu phức tạp và kích thước lớn

- Do dễ cơ khí hóa trong quá trình sản xuất nên chi phí đầu tư máy móc cao,

và điều kiện làm việc nặng nhọc

Dựa vào kết cấu của chi tiết là không phức tạp và kết hợp với đặc trưng là chi tiết lớn cũng như những yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm, tức là chi tiết thông dụng nên công nghệ gia công cơ khí hóa phát triển đối với dạng chi tiết này.Trong thực tế hiện nay vật liệu chủ yếu được chọn để tạp hình chi tiết là thép C45.bên cạnh đó phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho cơ tính cao, tạo nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt Vì được chế tạo bằng thép C45 nên phương pháp rèn, dập nóng là thích hợp nhất, bởi vì thép C45 có tính dẻo, không dễ để đúc để tạo được cơ tính và tốt như dập, rèn

Chính vì các yếu tố trên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp phôi dập nóng Và chọn phương pháp dập là dập trong khuôn kín.

Ưu điểm: thân kim loại được phân bố phù hợp với tính chất chịu áp lực của thanh truyền.

Thành phần thép C45:

0,4-0,5 0,17-0,37 0,5-0,8 0,045 0,045 0,3 0,3

Khi chế tạo bằng phương pháp dập có hai cách tạo phôi:

+ Dập thân và nắp liền với nhau + Dập thân và nắp rời với nhau Ngoài ra còn có thể cán trên các trục cán định hình Với động cơ có công suất nhỏ có thể tạo thanh truyền từ gang dẻo peclit.

Trước khi dập nóng kim loại ta phải làm sạch kim loại ( thổi sạch bằng ngọn lửa có thể nung nóng hoặc không nung nóng, có thể làm sạch bằng máy búa hơi, bằng máy phay hay bằng máy mài), cắt nhỏ từng phần và chọn nhiệt độ

và thiết bị thích hợp tùy thuộc vào điều kiện làm việc của từng chi tiết tay biên (thanh truyền).

Bản vẽ chi tiết lồng phôi.

a) Phần thân tay biên.

TRU? NG Ð? I HOC CÔNG NGHI? P HÀ N? I L? P ck clc 1

47±0,1

n¾p biªn thiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng n¾p biªn

Hu?ng d?n

5 2

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

CÔNG CHI TIẾT TAY BIÊN

Đối với sản xuất hàng khối để đạt chuyên môn hóa cao trong điều kiện sản xuất

ở nước ta hiện nay thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công( ít bước công nghệ trong cùng một nguyên công) ở đây ta dùng các máy vạn năng kết

hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng

A- Quy trình công nghệ trải qua các nguyên công sau:

- Nguyên công 1 : Tạo phôi bằng phương pháp dập nóng (nắp thanh truyền)

- Nguyên công 2 : Kiểm tra phôi và làm sạch phôi

- Nguyên công 3 : Gia công mặt đáy (mặt tiếp xúc giữa nắp biên và thân biên)

- Nguyên công 4: Gia công mặt vai (đối diện với mặt vừa gia công)

- Nguyên công 5 : Gia công 2 lỗ định vị và dữ chặt nắp biên và thân biên

( khoan khoét 2 lỗ lắp ghép bulong)

- Nguyên công 6 : Tạo phôi bằng phương pháp dập nóng ( dập phôi thân tay biên)

- Nguyên công 7 : Kiểm tra phôi

- Nguyên công 8 : Phay mặt đầu to đạt kích thước 47.5, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200 mm và sau đó có thể mài phẳng ( đạt được độ nhám Ra = 1,25 - cấp độ nhẵn bóng cấp 7) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

- Nguyên công 9 : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thước φ42± 0,030 và vát mép

lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt được

độ nhám Ra = 1,25

- Nguyên công 12: Gia công 2 lỗ lắp bu lông đầu to đạt kích thước φ11,7, gia công trên máy khoan bằng mũi khoan

- Nguyên công 13: lắp ghép nắp tay biên và thân tay biên

- Nguyên công 14 : Gia công mặt đầu của tay biên phía đầu to vừa lắp ráp với nắp biên

- Nguyên công 15: lắp ghép nắp tay biên và thân tay biên vào gia công hai lỗ

φ12 trên máy khoan bằng mũi khoan

- Nguyên công 16: Khoét, doa lỗ dầu đầu to đạt kích thước, gia công trên máy khoan với mũi khoét có đường kính φ69.5 và mũi doa có đường kính φ70

- Nguyên công 17: Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2 mũi

có đường kính φ8 và φ4

- Nguyên công 18 : Gia công rãnh lắp then bên trong lỗ φ70 (Mặt lắp bạc)

- Nguyên công 19: Phay hạ bậc đầu nhỏ tay biên trên máy phay ngang bằng dao phay đĩa ba mặt để đạt được kích thước 37 ±0,1

- Nguyên công 20 : kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ to không vượt quá 0,08/35

- Nguyên công 21 : Kiểm tra độ song song của hai mặt đầu không vượt quá 0,025 trên 100mm chiều dài

- Nguyên công 22: Kiểm tra độ song song giữa hai đường tâm lỗ to và nhỏ của tay biên không vượt quá 0,04 trên chiều dài L

3- Nguyên công phụ

+ Nguyên công kiểm tra phôi

Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ

+ Nguyên công làm nguội và thực hiện ghép hai nửa chi tiết lại với nhau để

tiến hành cho bước gia công khác

Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ

1.Kẹp chặt thân biên lên êtô

4.Bộ chữ số5.Clê tuýp

+ tháo chi tiết

Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ

1.Kẹp chặt thân biên tren êtô

2.Tháo lỏng thân và nắp

3.Tháo và lấy chi tiết

1.Êtô2.Clê tuýp

+ Ép bạc vào lỗ đầu nhỏ

+ Nguyên công lắp bạc và đầu to chi tiết

+ Nguyên công sửa nguội và làm sạch

3.Tháo và lấy chi tiết

+ Nguyên công cân , kiểm tra lại trọng lượng

+ kiểm tra và điều chỉnh sự cân bằng của chi tiết ( Điều chỉnh trọng tâm)

+ Nghiệm thu

Thiết kế các nguyên công cụ thể:

Nguyên công 1: Dập phôi nắp tay biên.

Nguyên công 2: Kiểm tra phôi và làm sạch phôi.

Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ

n

Lập sơ đồ gá đặt: Để gia công nguyên công đầu tiên tức là phải chọn một mặt

làm chuẩn thô, ta chọn mặt vai là chuẩn thô để gia công mặt lắp ráp để sau này dùng

đó làm chuẩn tinh thống nhất gia công các mặt còn lại Để định vị mặt vai (mặt bắt bulông khi lắp ráp nắp biên với thân biên) ta phải định vị 3 bậc tự do, vì là chuẩn thô nên không thể dùng phiến tỳ, ở đây ta phải dùng ba chốt có khía nhám để định vị 3 bậc

tự do trên mặt chuẩn thô này Vì mặt phẳng gia công không bị vướng chi tiết, gia công thuận tiện nên dù chi tiết có xoay chút ít cũng không làm ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công, do đó ta không cần phải chống xoay

Γ

Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Zb1 = 3 mm và lượng dư phay tinh Zb2 = 1 mm

Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ trên xuống, tác

động chính giữa tâm đối xứng của chi tiết Để chống xoay thì lực kẹp phải đủ lớn

6,35.1000

.1000

π

35,8 m/phút

Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.12.190 =247 mm/phút

Phay tinh: Lượng chạy dao So = 2,7 – 1,2 chọn So = 1,2 mm/vòng

 Sz = So/Z = 1,2 / 10 = 0,1 mm/răng

.1000

π

44,42 m/phút

Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.12.235 =282 mm/phút

Nguyên công 4: Phay mặt vai (đối diện với mặt vừa gia công).

Lập sơ đồ gá đặt: Phay mặt vai do không yêu cầu cao về độ bóng Rz = 40 nên

ta chỉ cần phay thô Với bề mặt lắp ráp vừa gia công ta có thể dùng đó làm chuẩn tinh

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82Γ Công suất của máy Nm = 7kW

Chọn dao: Dùng dao phay đĩa 3 mặt có gắn mảnh là thép gió Kích thước :

D = 100 mm, Z = 10 răng, B = 28(Tra theo Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1)

Lượng dư gia công: Gia công 1 lần với lượng dư Phay Zb = 3,5 mm

Kẹp chặt: Dùng một mỏ kẹp được kẹp bằng bulông và đai ốc, lực kẹp từ trên

xuống vuông góc với đế đồ gá

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho phay Chiều sâu cắt t = 3,5 mm, lượng

chạy dao S = 0,12 mm/răng(Bảng 5 – 163 ST CNCTM II), tốc độ cắt Vb = 37 mm/phút (Bảng 5 – 164 ST CNCTM II) Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công cho trong bảng 5-3

4,31.1000

.1000

Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø 12 đạt kích thước Ø 11,7

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ lắp ráp giữa thân biên và nắp biên yêu cầu đảm

bảo độ vuông goc giữa tâm lỗ với mặt lắp ráp (dùng làm chuẩn tinh chính) , khoảng cách giữa hai đường tâm phải đảm bảo khoảng cách 83±0,05 và phải đạt Ø11,7 Với nguyên công khoan ta cần định vị đủ 6 bậc tự do, vậy định vị mặt vai bằng hai phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do, còn lại 3 bậc tự do ta dùng hai khối V (một tự lựa một cố định) Chi tiết được cố định như trên hình vẽ

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp đơn giản, mỏ kẹp kẹp chặt vào đường tâm đối xứng

của chi tiết và có lực kẹp tác dụng từ trên xuống vuông góc với bề mặt định vị của chi tiết

Chọn máy: Máy khoan đứng K135 Công suất của máy Nm = 2,8kW

Chọn dao: Chọn dao theo bộ kiến nghị gia công lỗ ta có:

Chọn mũi khoan ruột gà φ11,7mm

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay tại đầu to

của chi tiết

Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ

- Nguyên công 8 : Phay mặt đầu thân tay biên

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần

phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, trong đó má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất của máy Nm = 7kW

Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có

các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay CNCTM tập 1):

D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng

Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Zb1 = 2.5 mm và lượng dư mài thô Zb2 = 0.5 mm

Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai

phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp cùng phương với phương của kích thước thực hiện Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai

mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công bởi vậy ta dùng cơ cấu bàn phân độ.

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao Chiều sâu cắt t = 2.5 mm,

lượng chạy dao S = 0.1_ 0.18mm/răng, tốc độ cắt V =32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 (Sổ tay CNCTM tập2): k1 = 1

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM tập): k2 = 0,8

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 (Sổ tay CNCTM2)- k3 = 1

26.1000

.1000

.d n m

bậc tự do và có tác dụng định tâm (hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do)

Chọn máy: Máy khoan đứng K125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi

khoan thép có độ bền trung bình φmax = 25mm Công suất của máy Nm = 6 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 41.5 mm( có các kích

thước sau: L = 262÷308 mm, l = 101÷220 mm) Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng, chuôi lắp D = 42mm, L= 40÷55mm, l=32mm, d=16÷32mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay CNCTM tập 1)

Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Zb1 = 1,25 mm và lượng dư Doa Zb2 = 0,25 mm

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống.

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, lượng

chạy dao S=1 mm/vòng(0,9÷1,1), tốc độ cắt V =72 mm/phút Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1

k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2,

72.1000

.1000

d

v t

π

709,68 vòng/phút

⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 696 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,12 mm/vòng.

Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 1 mm/vòng(1÷1,3), tốc độ cắt V = 10 mm/phút

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:

nt =

=

=

30.14,3

10.1000

.1000

d

v t

π

106,2 vòng/phút

⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 87 vòng/phút

và lượng chạy dao S = 0,12 mm/vòng

- Nguyên công 10: Phay mặt lắp ghép hai nửa tay biên.

Lập sơ đồ gá đặt: Để đảm bảo sự đồng phẳng của cả hai bên mặt lắp ghép

do đó khi gia công ta phay một lần cho cả hai phía Dùng dao phay mặt đầu

để phay nên ta có sơ đồ định vị như sau: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do Dùng chốt trụ ngắn ở lố đầu nhỏ tay biên hạn chế 2bậc tự do Và một chốt tỳ ở đầu to tay biên để hạn chế 1 bậc tự do

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H82 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay mặt đầu chắp bằng thép gió, có các kích

thước sau ( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

D = 63 mm, số răng Z = 14 răng

Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Zb = 1,5 mm, lượng

dư phay tinh Zb = 0,1mm.Tổng lượng dư là 1,6 mm

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp thẳng đứng Dồn kẹp

được đặt ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững

Chế độ cắt:

Bước 1:Phay thô

Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lượng chạy dao răng

S = 0.12 – 0.2mm/răng, lượng chạy dao vòng S = 1,68 – 2,8mm/vòng, tốc

độ cắt Vb = 43 m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTM tập 2 Các hệ

số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,06

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8

K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k4 = 1Vậy tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 29,17m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

nt =

14762

.14,3

17,29.1000

.1000

Vận tốc cắt thực: Vt =

6,291000

π

m/phútLượng chạy dao m/ phút S=SV.n=(252 – 420) mm/ phút

Chọn theo máy S = 350 mm/ phút

Lượng chạy dao cho 1 vòng SV =350/150 = 2,33 mm/ vòng

Công suất cắt Nc = 1,2 Kw

Bước 2: Phay tinh

Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, lượng chạy dao răng S = 0.5mm/ vòng, lượng chạy dao vòng S = 1,68 – 2,8mm/vòng, tốc độ cắt Vb =

54 m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTM tập 2 Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,06

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8

K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k3 = 0,8

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k4 = 1Vậy tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 36,6 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

Vận tốc cắt thực: Vt = 1000 m/phútLượng chạy dao m/ phút S=SV.n=95mm/ phút.

Chọn theo máy S = 95 mm/ phút

lượng chạy dao S = 0,12 mm/vòng

- Nguyên lông 11: Phay mặt đầu hai lỗ bu lông.

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do,chốt trụ ngắn ở

lỗ φ42 hạn chế 2 bậc tự do Một chốt tỳ hạn chế 1bậc tự do ở đầu lỗ tay biên