Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG TRỤC KHUỶU Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS VŨ THỊ HẠNH LÊ VĂN TÙNG Đà Nẵng, 2018 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu LỜI MỞ ĐẦU Hiện Đảng xác định công nghiệp hoá, đại hoá đất nước phải gắn liền với khí hố Như biết, nước ta nước có cơng nghiệp cịn lạc hậu, trình độ cơng nghệ cịn chưa theo kịp nước tiên tiến giới Vì phải nhập ngoại phần lớn thiết bị để phục vụ cho kinh tế Từ đảng chủ trương phát triển ngành khí cách nhanh chóng, việc đào tạo người có chun mơn lĩnh vực cần thiết Từ chủ trương Đảng, trường đại học bách khoa Đà Nẵng không ngừng phát triển, nâng cao chất lượng dạy học, ngành khí ngày phát triển, đầu tư xây dựng sở dạy học nhằm nâng cao chất lượng đào tạo Là C sinh viên may mắn tìm hiểu học tập khoa Cơ Khí, chúng em tự hào phấn khởi Sau thời gian học tập trường tham quan, LR công nghệ gia công trục khuỷu” C thực tập nhà máy, xí nghiệp, em giao nhiệm vụ “thiết kế quy trình Bằng kiến thức học tập trường với hướng dẫn tận tình Vũ T- Thị Hạnh, em hoàn thành nhiệm vụ giao Tuy nhiên, thời gian, kiến U thức kinh nghiệm em cịn nhiều hạn chế nên việc tính tốn thiết kế máy D chắn nhiều thiếu sót Em kính mong thầy dẫn thêm để em vững thêm kiến thức trước trường Em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Hạnh thầy cô khoa giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 26 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thiết kế Lê Văn Tùng Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT TRỤC KHUỶU I Tác dụng, yêu cầu kỹ thuật điều kiện làm việc trục khuỷu I.1 Tác dụng trục khuỷu - Trục khuỷu chi tiết quan nhất, có cường độ làm việc lớn nhất, giá thành cao động Trục khuỷu loại trục lệch tâm, thường dùng động đốt để tiếp nhận lực khí thể từ piston qua truyền biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu để dẫn động phận công tác máy hay cụm máy - Khối lượng trục khuỷu thường chiếm (7% 10%) khối lượng động giá thành trục khuỷu 1/3 giá thành động C I.2 Yêu cầu kỹ thuật trục khuỷu Tuổi thọ động phụ thuộc chủ yếu tuổi thọ trục khuỷu, kết cấu C trục khuỷu cần đảm bảo yêu cầu kĩ thuật sau: LR - Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ mịn - Độ xác gia cơng cao, bề mặt làm việc cần có độ bóng độ cứng cao T- - Không xảy tượng dao động cộng hưởng phạm vi tốc độ sử dụng U - Kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo tính cân đối, tính đồng động D - Dễ chế tao, trọng lượng bé đảm bảo tính sử dụng - Do trục khuỷu có hình dáng phức tạp nên vật liệu phải có tính cơng nghệ cao - Độ cứng: 4855HRC - Độ xác cấp IT 89, sai số hình học: độ cơn, độ ô van nằm giới hạn dung sai đường kính - Độ bóng bề mặt đạt cấp 10 (Ra=0,630,16µm) - Độ không song song tâm cổ biên tâm cổ khơng vượt q 0,010,03mm chiều dài cổ biên - Độ xác vị trí tương quan độ đảo cổ trục, độ thẳng góc đường tâm mặt đầu vai trục khoảng: 0,010,1mm I.3 Điều kiện làm việc trục khuỷu - Trục khuỷu làm việc điều kiện nặng, trình làm việc trục Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu khuỷu chịu tác động lực khí thể, lực quán tính (quán tính chuyển động thẳng quán tính chuyển động quay) Những lực có trị số lớn thay đổi theo chu kì định nên có tính va đập mạnh - Các lực tác dụng gây ứng suất uốn xoắn trục, đồng thời gây tượng dao động dọc dao động xoắn, làm động rung cân - Các lực tác dụng gây hao mòn lớn bề mặt ma sát cổ trục chốt khuỷu - Chịu lực tập trung lớm đổi chiều, chịu mài mịn, đồng thời làm việc mơi trường nhiệt độ cao khả bôi trơn làm mát lại hạn chế II Các dạng kết cấu trục khuỷu II.1 Tính cơng nghệ kết cấu trục khuỷu Hình dạng kết cấu trục khuỷu phụ thuộc vào số xilanh, cách bố trí xilanh, C số kỳ động cơ, thứ tự làm việc xilanh, phải đảm bảo yêu cầu C kết cấu sau: LR + Đảm bảo động làm việc đồng đều, biên độ dao động momen xoắn tương đối nhỏ T- + Động làm việc cân bằng, rung động U + Ứng suất sinh momen xoắn nhỏ D + Công nghệ chế tạo đơn giản, giá thành rẻ + Kích thước trục khuỷu phụ thuộc vào khoảng cách hai đường tâm xilanh tức phụ thuộc vào đường kính xilanh, chiều dày lót xilanh phương pháp làm mát động + Khi thiết kế trục khuỷu cần phải cố gắng dùng biện pháp để thu gọn trục khuỷu phải đảm bảo độ cứng vững, sức bền trục khuỷu phải ý đến điều kiện làm việc ổ trục II.2 Phân loại trục khuỷu - Về kết cấu trục khuỷu phân làm hai loại: + Trục khuỷu nguyên: Áp dụng cho động nhỏ trung bình Đồ án tốt nghiệp LR C C Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu T- Hình I.1: Trục khuỷu nguyên D U + Trục khuỷu ghép: Được áp dụng nhiều động lớn kết cấu phức tạp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu Hình I.2: Trục khuỷu ghép - Về số lượng cổ trục phân làm hai loại: C + Trục khuỷu đủ cổ: Là loại trục khuỷu có số cổ trục z nhiều số khuỷu C trục i Loại trục khuỷu có độ cứng vững lớn nên thường sử dụng D U T- LR động diezen cơng suất cao Hình I.3: Trục khuỷu đủ cổ + Trục khuỷu trốn cổ (trục khuỷu thiếu cổ): loại trục khuỷu mà số cổ trục z số khuỷu trục Loại trục khuỷu thường dùng động xăng động diezen cỡ nhỏ trung bình Đồ án tốt nghiệp C C Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu LR Hình I.4: Trục khuỷu trốn cổ T- II.3 Kết cấu phần trục khuỷu Trục khuỷu gồm phần: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, má khuỷu, cổ biên U trục khuỷu Ngồi để trục khuỷu cân người ta lắp thêm đối D trọng trục khuỷu Hình I.5: Kết cấu phần trục khuỷu Trong đó: 1-đầu trục khuỷu; 2- chốt khuỷu; 3- cổ khuỷu; 4- đối trọng; 5-má khuỷu; 6-đuôi trục khuỷu; 7-bánh đai - Đầu trục khuỷu: Dùng để lắp bánh dẫn động, bơm cao áp, bơm dầu…Trên đầu trục khuỷu có thêm giảm chấn để giảm dao động xoắn - Chốt khuỷu (cổ biên): Nối trục khuỷu với truyền Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu + Đường kính chơt khuỷu lấy nhỏ đường kính cổ + Chiều dài phụ thuộc vào khoảng cách đường tâm xilanh kề chiều dài cổ trục - Cổ khuỷu (cổ chính): Các cổ động thường có kích thước đường kính Đường kính cổ chọn theo sức bền, điều kiện hình thành dầu bơi trơn, thời gian sủ dụng số lần bảo dưỡng + Kích thước đường kính cổ trục động xăng thường d=(0,650,8)D, chiều dài: l=(0,50,6)d + Kích thước đường kính cổ trục động diezen (0,70,8)D Với: D đường kính xilanh C - Má khuỷu: phận nối cổ cổ biên Các hình dạng má khuỷu: hình C chữ nhật, hình trịn, hình van LR - Đối trọng: Đối trọng lắp trục khuỷu có tác dụng chủ yếu: + Cân lực momen qn tính khơng cân động T- + Giảm phụ tải cho cổ trục Mặt khác trục khuỷu thân máy chi tiết không cứng vững nên đối trọng U cịn có tác dụng cân giảm rung động D Kết cấu đối trọng: Đối trọng có nhiều loại + Đối trọng hàn liền với má khuỷu động diezen + Đối trọng lắp ghép với má khuỷu bulong Về mặt động học vật xa tâm quay momen qn tính lớn Vì để giảm trọng lượng kết cấu trục khuỷu đối trọng lắp xa tâm quay trục tốt - Đuôi trục khuỷu: Dùng để lắp cấu truyền dẫn cơng suất (bánh đai, bánh đà…) Vì dùng để tháo lắp với cấu truyền động nên trục khuỷu dùng mặt bích lắp bánh đà có ưu điểm tháo lắp dễ dàng mối ghép chắn * Ở cổ khuỷu cổ biên thường làm rỗng để bố trí rãnh dẫn dầu bên nhằm bơi trơn bề mặt q trình làm việc Yêu cầu: + Lỗ dẫn dầu bố trí vị trí có áp suất nhỏ Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công trục khuỷu + Phương pháp bôi trơn dầu trục khuỷu phương pháp cưỡng + Dầu bôi trơn phải làm việc nhanh chóng + Dầu phải lọc đến bề mặt làm việc LR III.1 Vật liệu chế tạo phôi - Thép: C III Vật liệu phương pháp chế tạo phơi C Hình I.6: Lỗ dẫn dầu T- + Đối với trục khuỷu dùng động tốc độ thấp thường chế tạo từ thép cacbon trung bình như: C35, C40, C45, C50 Thường dùng thép C45 U + Đối với trục khuỷu dùng động tốc độ cao phụ tải lớn thường D dùng thép hợp kim crom, niken như: 40CrCuAl, 40CrNi, 18crNiCuAl…hặc thép hợp kim Mangan như: 45Mn2, 50Mn2… - Gang: Hiện số trục máy cán, trục khuỷu dùng vật kiệu gang rèn peclit, gang cầu có độ bền cao ưu điểm sau: + Có tính đúc tốt + Giá thành rẻ + Có khả dập tắt dao động tốt hệ số ma sát gang lớn + Giữ dầu bơi trơn tốt tính chịu mòn gang tốt thép + Gang nhạy cảm với ứng suất tập trung III.2 Các phương pháp chế tạo phôi Trục khuỷu chi tiết phức tạp, yêu cầu kĩ thuật độ xác chế tạo cao khâu tạo phơi trục khuỷu quan trọng, lựa chọn phương pháp tạo phơi Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu hợp lí vừa tạo điều kiện cho việc gia công dễ dàng vừa tăng suất giá thành sản phẩm hạ Việc tạo phôi trục khuỷu thường dùng phương pháp sau: III.2.1 Rèn tự - Thực chất rèn tự phương pháp gia cơng áp lực kim loại biến dạng gần tự do, bị khống chế bề mặt tiếp xúc với bề mặt dụng cụ gia công - Phương pháp dùng sản xuất đơn hàng loạt nhỏ, thường áp dụng để rèn trục khuỷu có kích thước lớn, có hình thù đơn giản, trọng lượng chi tiết rèn lên tới 250T Vật liệu dùng phương pháp thép cacbon thép hợp kim - Ưu điểm phương pháp: + Thiết bị đơn giản C + Vốn đầu tư thấp - Nhược điểm: + Lượng dư gia cơng lớn T- + Hạn chế độ xác LR C + Có thể gia cơng phơi lớn, thay đổi mặt hàng dễ + Độ nhẵn bóng bề mặt phơi thấp D U + Cơ tính phơi kém, điều ảnh hưởng đến q trình gia cơng Hình I.7: Các bước chế tạo phơi trục khuỷu phương pháp rèn tự Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu Sn Sd HìnhII.41: Sơ đồ định vị kẹp chặt chi tiết VII.1.3 Tính lực cắt Trong phần tính tốn chế độ cắt, tiện cổ giữaФ76mm lực cắt sinh lớn Lực cắt tiện thô cổ giữa: Pz=1878N, Py=568N, Px=582N C C VII.1.4 Tính lực kẹp a.Tính lực kẹp mâm cặp LR *Chọn kích thước mâm cặp Tra bảng (8-81)/539/[II] ta có kích thước mâm cặp sau: D2 350 270 290 D3 B L H d 235 36 130 170 M16 T- D1 L D2 D B D1 D3 D U D H HìnhII.42: Kết cấu mâm cặp ba chấu tự định tâm *Tính lực kẹp 109 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu W R0 W W.f R W.f W.f n Px W.f PZ S Hình II.43: Sơ đồ tính lực kẹp tiện Theo cơng thức (37)/83/[IV] ta có: - Phương trình cân lực có dạng: Mms=Wt.f.R=K.M=K.Pz.R0 Trong đó: + Wt: Lực kẹp tổng ba chấu kẹp C + f: Hệ số ma sát chấu kẹp chi tiết, chọn f=0,45 C + R: Bán kính chi tiết phần chưa gia cơng: R=40 LR + R0: Bán kính chi tiết vị trí gia cơng: R=38 T- + M: Momen cắt Từ cơng thức ta có: K M K PZ R0 1,5.1878.38 5947 N R f R f 40.0, 45 D WT = U + K: hệ số an tồn: K=(1,3÷1,6), Chọn K=1,5 Lực kẹp chấu: W = WT 5947 1982 N 3 - Phương trình cân chống trượt dọc trục: WT.f = K.PX hay 3W.f = K.PX W K PX 1,5.582 647( N ) f 3.0, 45 b.Tính lực kẹp tốc kẹp *Chọn kích thước tốc kẹp Theo [VIII] ta có bảng kích thước tốc kẹp sau: 110 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu D D1 Z L d y 60° D2 Hình II.44: kết cấu tốc kẹp Đối với chi tiết trục khuỷu phơi có đường kính 80mm ta chọn tốc kẹp thẳng có kích thước sau: + dmax=125mm C + dmin=65mm C + D=180mm LR + D1=35mm + D2=25mm T- + L=270mm D Z Na Fa A Fc y O Nb B C Nc Fb L *Tính lực kẹp U + Vít: M14 R HìnhII.45: Sơ đồ lực kẹp tốc kẹp 111 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu Lực kẹp đảm chụi momen xoắn M lực cắt Pz gây ra: M=Pz.(D/2) Với D đường kính chi tiết tiện: Vậy M=1980.40=79200(N.mm) Xét cân lực kẹp tốc tiết diện kẹp tốc chi tiết tiện Có lực sau tác dụng: + R: Lực trục máy tiện tác dụng lên tốc: R=M/L=79200/120=660N + L: Tay đoàn lực R L=120mm + Lực tiếp điểm tốc trục khuỷu A, B, C là: Na, Nb, Nc Ba điểm A, B, C phân bố cách 120độ + Lực ma sát tiếp điểm A, B, C chống lại momen xoắn M là: Fa=f.Na; Fb=f.Nb; Fc=f.Nc Trong f hệ số ma sát chi tiết trục khuỷu tốc: f=0,45 Phương trình cân momen tâm O chi tiết trục khuỷu: R.L-f.(Na+Nb+Nc).r=0 LR 15,75(Na+Nb+Nc)=79200 (1) C thành: C M=(Fa+Fb+Fc).r Với r bán kính chỗ kẹp tốc: r=35mm Khi phương trình Chiếu lên Oy ta có: T- -R+Nc.cos30+Fc.cos60-Fa-Nb.cos30+Fb.cos60=0 U -R+Nc.0,866+f.Nc.0,5-f.Na-Nb.0,866+f.Nb.0,5=0 D 0,45Na-0,641Nb+1,091Nc=660 (2) Chiếu lên phương Oz ta có: Na-Nb.cos60-Fb.cos30-Nc.cos60+Fc.cos30=0 Na-Nb.0,5-f.Nb.0,866-Nc.0,5+f.Nc.0,866=0 Na-0,8897Nb-0,1103Nc=0 (3) Từ (1); (2); (3) ta có Na=1949N; Nb=2065N; Nc=1014N Trong Na lực kẹp vít tác động lực kẹp tốc kẹp lên trục khuỷu là: W=Na=1949N c Tính nguồn sinh lực Muốn có lực kẹp phải vặn vít tốc kẹp với momen Mv Theo [IV] ta có: Mv=Na.tg(α+φ1).r1+tgφ.r2 Trong đó: + α góc nâng ren: tgα=S/(2π.r1), với S bước ren Đối với đường kính chỗ kẹp 75mm vít kẹp M14 Theo tiêu chuẩn TCVN 45-63 ta có: bước ren 112 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu S=1,75mm, bán kính trung bình ren vít r1=6,43 Vậy tgα=1,75/(2.3,14.6,43)=0,043 α=2,480 + r1 bán kính trung bình ren vít, r1=6,43 + φ1 góc ma sát chỗ tiếp xúc ren vít (giữa vít lỗ vít), hệ số ma sát: f1=tgφ1 Lấy f1=0,2, suy φ1 =11,30 + φ góc ma sát chỗ vít tiếp xúc với chi tiết, hệ số ma sát: f=tgφ=0,45, + r2 bán kính đầu vít chỗ tiếp xúc với chi tiết, r2=5mm + Na=1949N Vậy Mv=1949.tg(2,48+11,3).6,43+0,45.5=3076N.mm VII.1.5 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số tiện ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan bề mặt gia cơng bề mặt chuẩn định vị chi tiết gia công, khơng ảnh hưởng đến hình C dáng hình học bề mặt gia công Sai số chế tạo cho phép đồ gá, theo công C thức (62)/91/[IV] ta có: CT ( gd )2 ( 2c k m dc ) LR Trong đó:+ εgd: Sai số gá đạt cho phép xác định theo công thức: εgd=δ/3, với δ dung sai kích thước nguyên công thự T- + εc: Sai số chuẩn lấy chuẩn kích thước khơng trùng với chuẩn định vị U + εk: sai số lực kẹp gây xác định theo công thức: D εk=(Ymax-Ymin).cosα=Y.cosα, với Y giá trị biến dạng mặt chuẩn, α góc hợp phương lực kẹp phương kích thước thực nên α=900 Vậy εk=0 + εm: Sai số mịn đồ gá gây ra, theo cơng thức (61)/90/[IV] ta có:εm=β.√N(μm), với β hệ phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị Đối với mũi tâm ta chọn β=0,2 Gia trị N sản lượng hàng năm: N=500 + εdc: Sai số sinh qua trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá, sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả điều chỉnh dụng cụ dụng cụ để điều chỉnh lắp ráp Trong thực tế tính tốn đồ gá ta chọn εdc=5÷10μm Kích thước 72mm 239mm có dung sai ±0,2 ta xác định thành phần công thức sau: εgd=δ/3=0,4/3=0,133mm εc=0 εk=0 113 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu εm=4,47µm=0,00447mm εdc=10µm=0,01mm Vậy: CT ( gd )2 ( 2c k m2 ác ) (0,133)2 (0,00477)2 (0,01)2 0,133mm VII.1.6 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá Độ không đồng tâm mặt côn mũi tâm mặt N≤0,133mm - Độ không vuông góc mặt N mặt F≤0,133mm U T- LR C C - D HìnhII.46: Mũi chống tâm VII.2 Thiết kế đồ gá phay rãnh then VII.2.1 Chọn trang bị công nghệ - Chọn khối V ngắn - Chọn chốt trám chống xoay - Chọn chốt tì chống tịnh tiến - Chọn cữ so dao - Chọn máy: Máy phay đứng 6H12 - Chọn dao: Dao phay ngón thép gió P6M5 114 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu VII.2.2 Sơ đồ định vị kẹp chặt n w w 2 Hình II.47: Sơ đồ gá đặt để phay rãnh then - Chi tiết định vị khối V ngắn tự định tâm khống chế bậc tự do, C chốt tỳ định vị vào mặt bên má khuỷu khống chế bậc tự tịnh tiến, chốt trám vào lỗ mặt bích khống chế bậc tự chống xoay C - Chi tiết kẹp chặt kẹp ta xiết chặt đai ốc Lúc dao phay LR tiến vào để phay rãnh then Sau gia công xong ta nới lỏng đai ốc kẹp VII.2.3 Tính lực cắt T- trượt rãnh kẹp nhờ ta tháo chi tiết khỏi đồ gá D U CP t x SZ y Bu Z K MP (KG)(trang 28/[II]) - Lực cắt phay: Pz= Dq n + Giá trị Cp hệ số mũ tra bảng (5-41)/34/[II] ta có: Cp=68,2; x=0,86; y=0,72; u=1; p=0,86; w=0 + Sz=0,05(mm/răng) + B=18mm + Z=4răng + D=18mm + n=960(vòng/phút) + KMP: Hệ số điều chỉnh cho chất lượng vật liệu gia cơng, tra bảng (59)/9/[II] ta có KMP=1 68, 2.20.86.0,050.72.181.4 186 KG=1860N Pz= 180.86.4780 + Lực hướng kính: Py=(0,2 0,4).Pz=0,4Pz=0,4.1860=744N 115 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu + Lực chạy dao: Ph=(0,3 0,4) Pz= 0,4Pz=0,4.1860=744N + Lực vng góc với lực chạy dao: Pv=(0,85 0,9) Pz=0,9.1860=1674N Pyz = Ph2 Pv2 7442 16742 1831N + Lực hướng trục Px Tra bảng (5-42)/35/[II] ta có: Px=0,5Pz=0,5.1860=930N VII.2.4 Chọn kích thước cấu kẹp a.Kích thước mỏ kẹp Tra bảng (8-33)/438/[II] ta có kích thước mỏ kẹp B L h1 l A R 40 80 250 10 115 30 13 H H h1 C 120° LR B C A l T- R L D b.Kết cấu khối V U HìnhII.48: Kết cấu mỏ kẹp D L h1 h d1 a d2 d A2 A1 H B A 116 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu HìnhII.49: Kết cấu khối V Tra bảng (8-5)/397/[II] ta có kích thước khối V sau: H L B d d1 d2 A A1 A2 h h1 50 45 120 13 19 10 95 22 26 13 28 VII.2.5 Tính lực kẹp Ta có sơ đồ tính lực cắt W Wf N f1 Pv N a C N f1 Ph LR C N HìnhII.50: Sơ đồ tính lực cắt T- - Khi phay rãnh then lực ma sát xuất bề mặt tiếp xúc chi tiết U với khối V (Fms1 )và chi tiết với mỏ kẹp (Fms2) để chống lại momen cắt M D - Cơng thức tính lực kẹp: K.M 2Fms1 + Fms2 (2.f1 W + W.f2).R = Pv.R.K W = sin (2 Pv K f1 sin f2 ) Trong đó: + Bán kính chi tiết R=38mm + Tra bảng (34)/[IV] ta có hệ số ma sát: f1=0,15; f2=0,4 + α: góc khối V=90độ + K: Hệ số an toàn, K=1,5 Thay số vào ta được: W= VII.2.6 Xác định nguồn sinh lực Q để tạo lực kẹp W Sơ đồ tính lực: 117 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công trục khuỷu P01 Q P0 Q l l O I1 l1 P O1 l1 P0 HìnhII.51: Sơ đồ tính lực - Ta có phương trình cân điểm I, O, O1 + Tại I: P.l= Q.l1, suy Q = P l l1 + Tại O: (l + l1).P = P0.l1, suy P0 = l l P l1 + Tại O1: (l + l1).P1=P01.l1, với P01=.P0 C l1 l l1 l l Q.( ).( ). Q l l1 l l l1 l LR l Q = W với (P1 = W) l1 C Suy ra: P1=P0 T- Trong đó: U + : Hiệu suất, tra bảng (8-44)/454/[II] ta có = 0,8 D + Tỉ số chiều dài cánh tay địn, tra bảng (8-44)/454/[II] ta có Vậy: Q = 3030 l1 = 1,4 l 1 2705 (N) 1, 0,8 VII.2.8 Tính sai số chế tạo đồ gá - Sai số chế tạo cho phép đồ gá: Theo cơng thức (6-2)/91/[IV] ta có: [CT] = ( gd ) ( c k m dc ) Trong đó: +gd: Sai số gá đặt cho phép + c: Sai số chuẩn lấy kích thước thiết kế không trùng với chuẩn định vị + k: Sai số lực kẹp gây 118 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu + m: Sai số mài mòn đồ gá bị mài mòn gây + εdc : Sai số điều chỉnh sinh trình lắp ráp điều chỉnh -Tính tốn giá trị: + gd xác định theo công thức: gd = Với dung sai kích thước ngun cơng thực Ta có kích thước 18mm 5mm dao thực Kích thước 60mm đồ gá thực Kích thước có dung sai ±0,2 Vậy: gd = 0, 0,133 (mm) 3 + c: Tra bảng (7-7)/38[VI] ta có: 1) = 0,5.0,2.( )=0,042(mm) C sin C c = 0,5.b.( LR + k: Tra bảng (7-10)/44/[VI] ta có k = 0,1 CM q sin Tra bảng (7-9)/43/[VI] ta có giá trị CM=0,26, 2α=900, Độ mòn khối V [u]=0,3 T- Lực đơn vị tác dụng lên khối V: Vậy: k = 0,1 5.18 D H B U q= Q 3030 33, 67( N ) q 0, 3.q 0, 3.33, 67 10,1( N ) 0, 26 0,004 10,1.sin 450 + m = N 0,18 500 4,03( m) 0,00403 (mm) + dc = (5 10)m, chọn dc = 10(m) = 0,01(mm) [CT] = 0,1332 (0, 0422 0, 0042 0, 004032 0, 012 ) =0,126(mm) VII.2.9 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá - Độ không song song tâm khối V mặt đáy 0,126mm 100mm chiều dài VII.3 Đồ gá kiểm tra độ đồng tâm độ ô van cổ trục VII.3.1 Đồ gá kiểm tra độ đồng tâm cổ trục Gá trục khuỷu lên hai khối V cố định mặt phẳng chuẩn nằm ngang, lấy hai mặt hai cổ lắp ổ bi làm quay mặt chuẩn, sau đưa đồng hồ so vào bề 119 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công trục khuỷu mặt này, rà đồng hồ quanh mặt chỉnh giá trị 0, điều chỉnh giá trị xong đưa đồng hồ đến cổ cần đo, qua nhiều lần đo, giá trị so với điểm chuẩn độ không đồng tâm cổ trục 90 80 60 70 60 50 10 20 70 90 80 50 30 40 10 20 30 40 C 10 C Hình II.52 Sơ đồ kiểm tra độ đồng tâm cổ trục LR VII.3.2 Đồ gá kiểm tra độ ô van cổ trục Khi quay tay quay, truyền động truyền qua truyền trục vít bánh vít Trục vít truyền qua tốc kẹp thơng qua chốt trám cố định lỗ trục khuỷu T- làm trục khuỷu quay Các đồng hồ gắn mặt phẳng chuẩn, cho mũi tì U vào cổ trục, trục khuỷu quay thông số hiển thị đồng hồ D Sau nhiều lần đo ta lấy giá trị lớn trừ giá trị thấp Kết giá trị đo độ van cổ trục 90 10 80 20 70 60 50 30 40 90 10 80 20 70 60 50 30 40 Hình II.53 Sơ đồ kiểm tra độ ô van cổ trục 120 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu TÀI LIỆU THAM KHẢO [ I ] Nguyễn Đắc Lộc - Lê Văn Tiến - Ninh Đức Tốn - Trần Xuân Viện, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005 [ II ] Nguyễn Đắc Lộc - Lê Văn Tiến - Ninh Đức Tốn - Trần Xuân Viện, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005 [ III ] Nguyễn Đắc Lộc - Lê Văn Tiến - Ninh Đức Tốn - Trần Xuân Viện, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005 C [ IV ] GS.TS Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy LR C [ V ] GS.TS Trần Văn Địch, Công nghệ chế tạo máy [ VI ] Trần Hữu Quế - Đặng Văn Cứ - Nguyễn Văn Tuấn, Vẽ kỹ thuật khí T- tập 1, NXB Giáo Dục U [ VII ] Trần Hữu Quế - Đặng Văn Cứ - Nguyễn Văn Tuấn, Vẽ kỹ thuật khí D tập 2, NXB Giáo Dục [ VIII ] Trần Văn Địch, Atlat đồ gá, NXB Khoa học kỹ thuật 121 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT TRỤC KHUỶU I Tác dụng, yêu cầu kỹ thuật điều kiện làm việc trục khuỷu I.1 Tác dụng trục khuỷu I.2 Yêu cầu kỹ thuật trục khuỷu I.3 Điều kiện làm việc trục khuỷu II Các dạng kết cấu trục khuỷu II.1 Tính cơng nghệ kết cấu trục khuỷu II.2 Phân loại trục khuỷu II.3 Kết cấu phần trục khuỷu III Vật liệu phương pháp chế tạo phôi III.1 Vật liệu chế tạo phôi C III.2 Các phương pháp chế tạo phôi C IV Các phương pháp gia công bề mặt lệch tâm 12 LR IV.1 Giới thiệu bề mặt lệch tâm chi tiết dạng trục 12 IV.2 Các biện pháp công nghệ chủ yếu để gia công bề mặt lêch tâm chi tiết dạng trục 13 T- II.2 Phương pháp thứ hai: Dùng trục khuỷu mẫu điều khiển dao cắt cổ biên 16 U II.3 Phương pháp thứ ba: Gia công máy phay chuyên dùng 17 II.4 Phương pháp thứ tư: Gia cơng máy mài đánh bóng máy mài 17 D PHẦN II: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU 19 I Định dạng sản xuất 19 I.1 Tính trọng lượng chi tiết 19 II Chọn vật liệu xác định phương pháp chế tạo phôi 20 II.1 Chọn vật liệu 20 II.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi 21 III Lập quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu 22 III.1 Chọn chuẩn để gia công 22 III.2 Nội dung thực nguyên công 23 IV Tính lượng toán lượng dư tất bề mặt 43 IV.1: Tính lượng dư gia công cho bề mặt cổ biênФ68-0,03mm 43 IV.2: Tính lượng dư gia cơng cho bề mặt cổ khuỷu Ф76-0,03mm 47 V Tính tốn chế độ cắt cho ngun cơng 59 V.1: Nguyên công 2: Gia công bề mặt chuẩn 59 122 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu V.2: Nguyên công 3: Tiện cổ giữa, má khuỷu đầu trục khuỷu 61 V.4: Nguyên công 5: Khoan lỗ mặt bích 73 V.5: Nguyên công 6: Phay mặt lắp đối trọng 74 V.6: Nguyên công 7: Khoan lỗ lắp đối trọng, ta rô ren lỗ 75 V.7: Nguyên công 8: Tiện cổ biên mặt má khuỷu 77 V.8: Nguyên công 9: Phay rãnh then 83 V.9: Nguyên công 10: Khoan lỗ dầu mm 84 V.10 Nguyên công 13: Mài thô mài tinh cổ 85 V.11: Nguyên công 14: Mài thô mài tinh cổ biên 86 V.12 Nguyên công 15: Gia công tinh lần cuối cổ trục 87 V.13 Nguyên công 1: Gia công tinh lần cuối cổ biên 87 VI Tính tốn thời gian gia cơng nguyên công 88 VI.1.Nguyên công 1: Nắn thẳng phôi 88 C VI.3.Nguyên công 3: Tiện cổ giữa, má khuỷu đầu trục khuỷu 91 C VI.4:Nguyên công 4: Tiện cổ trục bề mặt má khuỷu ngồi cịn lại 94 VI.5: Nguyên công 5: Khoan lỗ mặt bích 96 LR V.I.6 Nguyên công 6: Phay mặt lắp đối trọng 97 VI.7 Nguyên công 7: Khoan ta rô lỗ lắp đối trọng 98 T- VI.8 Nguyên công 8: Tiện cổ biên má khuỷu 99 U VI.9.Nguyên công 9: Phay rãnh then 101 D VI.10 Nguyên công 10: Khoan lỗ dầu 102 VI.11 Nguyên công 11: Nhiệt luyện: 103 VI.12: Nguyên công 12: Sửa trục sau nhiệt luyện 103 VI.13.Nguyên công 13: Mài thô mài tinh cổ trục 103 VI.14.Nguyên công 14: Mài thô mài tinh cổ biên 104 VI.15.Nguyên công 15: Gia công tinh lần cuối cổ trục 105 VI.16:Nguyên công 16: Gia công tinh lần cuối cổ biên 107 VI.17:Nguyên công 17: Lắp đối trọng cân 107 VI.18.Nguyên công 18: Tổng kiểm tra 108 VII Tính tốn thiết kế đồ gá 108 VII.1 Thiết kế đồ gá tiện cổ giữa, má khuỷu đầu trục Ф65 108 VII.2 Thiết kế đồ gá phay rãnh then 114 VII.3 Đồ gá kiểm tra độ đồng tâm độ ô van cổ trục 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 123 ... Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu LR Hình I.4: Trục khuỷu trốn cổ T- II.3 Kết cấu phần trục khuỷu Trục khuỷu gồm phần: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, má khuỷu, cổ biên U đuôi trục. .. loại trục khuỷu nói riêng 12 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công trục khuỷu Để gia công mặt lêch tâm trục gia công cổ biên trục khuỷu có phương pháp sau: IV.2 Các biện pháp công. .. C Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục khuỷu T- Hình I.1: Trục khuỷu nguyên D U + Trục khuỷu ghép: Được áp dụng nhiều động lớn kết cấu phức tạp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế quy trình cơng nghệ
Ngày đăng: 22/05/2021, 23:22
Xem thêm:
