(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục khuỷu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH TRƯƠNG QUANG VINH Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trương Quang Vỉnh Số thẻ sinh viên: 101150153 Lớp: 15C1C Khoa: Cơ khí Ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Tên đề tài đồ án: Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Sản xuất hàng loạt vừa Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Phần I: Tổng quan chi tiết trục khuỷu + Tổng quan chi tiết trục khuỷu C C + Các phương pháp gia công bề mặt lệch tâm Phần II: Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu + Phân tích đặt điểm yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia cơng R L T U D + Trình tự nguyên công gia công : sơ đồ gá đặt, chọn máy, dao, trang bị công nghệ cho nguyên công + Tính lượng dư cho tất bề mặt gia cơng + Tính chế độ cắt cho tất ngun cơng gia cơng + Tính thời gian cho nguyên công + Thiết kế đồ gá gia công Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Bản vẽ thơng số hình học phương pháp gia công : 3A0 Bản vẽ chế tạo chi tiết lồng phôi.: 1A0 Bản vẽ đồ gá gia công : 3A0 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hồn thành đồ án: Trưởng Bộ mơn 06 / 09 /2019 20/ 12 /2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Với tốc độ phát triển vũ bão ngành khoa học kỹ thuật giới cho đời nhiều loại trang thiết bị máy móc đại Trong khơng thể không kể đến ngành công nghệ chế tạo máy, đóng vai trị chủ đạo sản xuất Cơng nghệ chế tạo máy chiếm vị trị đặc biệt quan trọng ngành khí, giúp cho cán kỹ thuật có nhìn tổng qt lĩnh vực chế tạo chi tiết nói riêng sản phẩm thiết bị máy móc nói chung Với q trình phát triển cơng nghệ đại, địi hỏi cán kỹ thuật phải nắm công nghệ để đáp ứng phát triển công nghệ cao nhằm tối ưu hố q trình sản xuất, nâng cao xuất lao động phát triển kinh tế quốc dân Nhiệm vụ người kỹ sư công nghệ kết cấu chi tiết để thiết kế quy trình cơng nghệ tối ưu gia cơng chi tiết tạo sản phẩm hồn thiện Đồ án tốt nghiệp bước tạo cho người kỹ sư có nhìn tổng hợp, đánh giá tổng quát toàn C C R L T kiến thức bắt đầu làm quen với thực tế sản xuất để hồn thành nhiệm vụ bước vơ quan để chúng em bước hoàn thiện thân có nhiều kiến thức trước bước cánh cổng trường đại học Chúng em xin chân thành cảm ơn dẫn tận tình thầy PGS.TS Lưu Đức U D Bình thầy khoa Cơ khí bạn bè giúp đỡ để chúng em hồn thành đồ án Trong trình thiết kế chế tạo cịn nhiều thiếu sót vốn kiến thức thân cịn hạn chế, kinh nghiệm thân chưa có, mong thầy bảo để chúng em có hội hoàn thiện thân Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Trương Quang Vỉnh i CAM ĐOAN Em xin cam kết chấp hành nghiêm chỉnh, đầy đủ quy định liêm học thuật Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng Đồ án tốt nghiệp kết nghiên cứu, thiết kế thân em Các kết nghiên cứu, thiết kế kết luận đồ án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Trong q trình làm chúng em có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy đề tài Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Sinh viên thực Trương Quang Vỉnh C C R L T U D ii MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT viii PHẦN I:TỔNG QUAN VỀ CHI TIẾT I Giới thiệu khái quát trục khuỷu: 1.1 Tổng quan động đốt : 1.2 Tổng quan trục khuỷu: II Phân tích điều kiện kỹ thuật trục khuỷu: 2.1 Điều kiện làm việc trục khuỷu: .4 2.2 Tải trọng học: 2.3 Tải trọng ma sát .4 2.4 Tính cơng nghệ kết cấu chi tiết : 2.5 Vật liệu chế tạo trục khuỷu: C C R L T U D III Yêu cầu kỹ thuật trục khuỷu: PHẦN II: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU I Phân tích đặc điểm yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công .7 1.1 Xác định dạng sản xuất: 1.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi: 1.3 Cấu tạo khuôn dập: II VỊ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT VÀ CHUẨN ĐỊNH 2.1 Nguyên công khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm : 2.1.1 Phương pháp gia công: 2.1.2 Chuẩn định vị: .9 2.2 Nguyên công tiện cổ biên trục : 2.2.1 Phương pháp gia công: 2.2.2 Chuẩn định vị: .10 2.3 Các nguyên cơng cịn lại : 10 iii 2.3.1 Phương pháp gia công: 10 2.3.2 Chuẩn định vị: .10 III LẬP TIẾN TRÌNH CÁC NGUN CƠNG: .10 IV THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG: 11 4.1 Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu, khoan lỗ tâm 11 4.2 Nguyên công 2: Tiện thô, tiện tinh trục bậc Ø65, Ø76, rảnh, vát mép .12 4.3 Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh mặt trụ lại 13 4.4 Nguyên công 4: : Phay mặt lắp đối trọng 14 4.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ lắp đối trọng taro ren 15 4.6 Ngun cơng 6: Khoan lỗ mặt bích 16 4.7 Nguyên công Phay rảnh then 17 4.8 Nguyên công 8: Khoan lỗ dầu .18 4.9 Nguyên công 9: Tiện thô, tinh cổ biên 19 C C R L T 4.10 Nguyên công 10: Nhiệt luyện phương pháp cao tần 19 4.11 Nguyên công 11: Mài thô, mài tinh cổ trục: 20 4.12 Nguyên công 12: Mài thô, mài tinh cổ biên 21 4.13 Nguyên công 13: Kiểm tra 22 U D V CHỌN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG: .22 5.1 Lượng dư gia công cổ trục 76-0.03 22 5.2 Lượng dư gia công bề mặt cổ biên 68-0.03 22 5.3.Lượng dư gia công mặt 65, 170 22 5.4.Lượng dư gia công má 56-0.19 22 5.5.Lượng dư bề mặt lại: 22 PHẦN III: TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG 24 I 1.1 Tra chế độ cắt nguyên công: 24 Nguyên công 1: Khỏa hai mặt đầu khoan lỗ tâm .24 1.1.1 Tính chế độ cắt phay mặt đầu 24 1.1.2 Tính chế độ cắt khoan lỗ tâm : 24 1.2 Nguyên công 2: Tiện thô, tinh trục bậcØ65, Ø76 , rãnh vát mép 25 1.2.1.Tính chế độ cắt tiện cổ Ø76mm: 25 1.2.2 Tra chế độ cắt tiện đầu trục 65: 27 1.2.3.Chế độ cắt tiện rãnh thoát dao 27 1.2.4.Vát mép 2,5x 45°: 28 iv 1.3 Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh cổ trục lại 28 1.4 Nguyên công 4: Phay mặt lắp đối trọng 30 1.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ lắp đối trọng taro ren 30 1.6 Nguyên công 6: Khoan lỗ mặt bích 32 1.7 Nguyên công 7: Phay rảnh then .32 1.8 Nguyên công 8: : Khoan lỗ dầu .33 1.9 Ngun cơng 9: Tiện thơ, tinh cổ trục phía đầu trục 33 1.10 Nguyên công 10: Nhiệt luyện phương pháp cao tần 35 1.11 Nguyên công 11: Mài thô, mài tinh cổ trục 35 1.12 Nguyên công 12: Mài thô, tinh cổ biên 36 1.13 Nguyên công 13: Kiểm tra 36 II Tính thời gian gia công: 37 2.1 Nguyên công 1: Khỏa hai mặt đầu khoan lỗ tâm 37 2.2 Nguyên công 2: Tiện thô, tinh cổ giữa, đầu trục, vát mép, tiện rảnh .38 2.3 Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh cổ trục lại 38 2.4 Nguyên công 4: Phay mặt lắp đối trọng 39 2.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ lắp đối trọng taro ren 39 2.6 Nguyên công 6: khoan lỗ mặt bích 40 2.7 Nguyên công 7: Phay rãnh then .40 2.8 Nguyên công 8: Khoan lỗ dầu 40 2.9 Nguyên công 9: Tiện thô, tinh cổ biên 41 C C R L T U D 2.10 Nguyên công 11: Mài thô, tinh cổ trục 41 2.11 Nguyên công 12: Mài thô, tinh cổ biên 41 PHẦN IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO CÁC NGUYÊN CÔNG 42 I Đồ gá nguyên công khoan lỗ mặt bích: 42 1.1 Phương pháp định vị 42 1.2 Xác định lực kẹp cần thiết 42 1.3 Tính nguồn sinh lực Q 44 1.4 Tính toán sai số chuẩn 45 1.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: 46 II Đồ gá nguyên công tiện cổ biên: 46 2.1 Phương pháp định vị 46 2.2 Xác định lực kẹp cần thiết: 47 v 2.3 Nguồn sinh lực Q: 49 2.4 Tính tốn sai số chuẩn 49 2.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: 50 III Đồ gá nguyên công phay rảnh then: 51 3.1 Phương pháp định vị : 51 3.2 Tính lực cắt: 51 3.3 Tính nguồn sinh lực Q 54 3.4 Tính sai số gá đặt: 55 3.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 C C R L T U D vi DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo vị trí cấu động đốt Hình 1.2 : Cấu tạo chung trục khuỷu Hình 2.1: Bản vẽ lồng phơi dập Hình 2.2: Gia cơng trục lệch tâm gá mũi chống tâm Hình 2.3: Sơ đồ định vị kẹp chặt gia cơng mặt chuẩn Hình 2.4: Sơ đồ định vị kẹp chặt gia công cổ trục Hình 2.5: Sơ đồ định vị kẹp chặt gia cơng cổ trục Hình 2.6: Sơ đồ định vị kẹp chặt gia công phay mặt đối trọng Hình 2.7: Sơ đồ định vị, kẹp chặt khoan lỗ lắp đối trọng taro ren Hình 2.8: Sơ đồ định vị kẹp chặt gia công lỗ mặt bích Hình 2.9: Sơ đồ định vị kẹp chặt phay rảnh then Hình 2.10: Sơ đồ định vị kẹp chặt khoan lỗ dầu C C R L T Hình 2.11: Sơ đồ định vị kẹp chặt gia cơng cổ biên Hình 2.12: Sơ đồ định vị kẹp chặt mài cổ trục Hình 2.13: Sơ đồ định vị kẹp chặt mài cổ biên U D Hình 2.14: Bản vẽ phơi Hình 3.1 : Sơ đồ kiểm tra độ van cổ trục Hình 4.1: Sơ đồ đồ gá gia công khoan lỗ mặt mặt bích Hình 4.2: Các lực tác dụng lên chi tiết khoan Hình 4.3: Nguồn sinh lực kẹp chặt chi tiết khoan Hình 4.4: Sơ đồ đồ gá tiện cổ biên trục khuỷu Hình 4.5: Sơ đồ lực kẹp tốc kẹp lực cắt tiện Hình 4.6: Nguồn sinh lực kẹp chặt tiện cổ biên Hình 4.7: Sơ đồ đồ gá phay rảnh then trục khuỷu Hình 4.8: Các lực tác lên chi tiết phay Hình 4.9: Kích thước khối V đồ gá Hình 4.10: Sơ đồ lực kẹp chặt nguồn sinh lực phay vii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: CHỮ VIẾT TẮT: C C R L T U D viii Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu D Fms = K Mx - → Wct = K Mx Sin  (2) D f Khi đó, ta có : • (1) → Wct = • 2.1577.0.7 2.0.3 = 2468 (N) (2) → Wct = 2.947.0,7 = 260 (N ) 17.0.3 Khi : Wtt = max (Wct1, Wct2) = 2468 ( N ) 1.3 Tính nguồn sinh lực Q C C R L T U D Hình 4.3: Nguồn sinh lực kẹp chặt chi tiết khoan Tính lực tay quay Ta chọn bu lông kẹp chặt M10, Rtđ = R = mm Bước ren: px = 1,5 mm Góc nâng α = 20 Chọn hệ số ma sát f = tanφ = tanφ1 = 0,1 nên φ = φ1= 5043’ Chọn L = 100 mm SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 44 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu tanα = px px =  d tb 2. rtb → rtb = 6.5 mm Ta có phương trình cân mômen sau: Q.L = Mma sát ren + Mma sát đầu kẹp = W.tan(α+φ).rtb + W.tanφ1 Rtđ => W = Q= QL tan( +  ).rtr + tan 1.R td 1262.tan(2+5.7).6.5+1262.tan 5.7.5 100 = 17 N Vậy lực tác dụng tay công nhân là: Q = 17 N 1.4 Tính tốn sai số chuẩn - Sai số gá đặt tính theo cơng thức sau: (do phương sai số khó xác định) C C ta dùng công thức cộng véctơ :  gd =  c +  k +  dg R L T  gd =  c2 +  k2 +  dg Trong đó: (1) U D  c : sai số chuẩn  : sai số kẹp chặt k _  dg : sai số đồ gá  dg =  ct +  m +  dc +2 +2  dg =  ct m dc 1 1 Sai số gá đặt cho phép  gd  =     3 5 (2) (3) Sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] Từ (1), (2), (3) , ta xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá: [ct] =    − ( +  +  +  )  c k m dc    gd   Tính giá trị sai số: + c - sai số chuẩn  = 10  m + k - sai số kẹp chặt lực kẹp gây SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 45 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu k = phương lực kẹp vng góc phương kích thước gia cơng + m - sai số mòn gây m =  N  : hệ số phụ thuộc vào cấu định vị điều kiện tiếp xúc Chọn  = 0,2 N = 2500: số lượng chi tiết gia công đồ gá (dạng sx hàng loạt vừa) => m = 0,2 2500 = 10 m + đc: sai số điều chỉnh Là sai số sinh trình lắp răp điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khâu nâng điều chỉnh dụng cụ dùng để điều chỉnh lắp ráp Thực tế tính tốn đồ gá ta lấy đc = 10 - 15  m C C Chọn đc =10  m R L T + gd - sai số gá đặt 1 1 1 1 [gd] =     =    130 = (26  43,3) m, với  :dung sai kích thước chi 3 5 3 5 U D tiết Chọn [gd] = 40m Vậy sai số chế tạo cho phép đồ gá là: ct= 40 − (10 + + 10 + 10 ) = 26 m 1.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: - Độ khơng vng góc đường tâm lỗ mặt đáy đế < 0.03/100 - Bề mặt làm việc chốt tỳ nhiệt luyện đạt 50-60 HRC - Khối V thấm than, nhiệt luyện đạt 55-60 HRC II Đồ gá nguyên công tiện cổ biên: 2.1 Phương pháp định vị Chi tiết gia công định vị mũi chống tâm định vị bậc tự do, để chống rung động lực dọc trục ta dùng chốt trụ định vị bậc tự thứ Lực tác dụng lên chi tiết gồm: Px W SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 46 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu 2.2 ❖ Hình 4.4: Sơ đồ đồ gá tiện cổ biên trục khuỷu Xác định lực kẹp cần thiết: Tính lực cắt C C R L T U D w w w Hình 4.5: Sơ đồ lực kẹp tốc kẹp lực cắt tiện - Lực cắt Pz (N) Pxyz = 10.CP.tx.Sy.Vn.Kp Trong đó: Cp số mũ tra bảng 5-22 Pz : Cv =350 , x =1 , y = 0,75 ; n = -0,15 Py : Cv =243 ; x = 0,9 ; y = 0,6 ; n= -0,3 Px : Cv =339 ; x = ; y = 0,5 ; n= -0,4 Trong đó: Kp hệ số điều chỉnh lực cắt: Kp = KMP.KP.KP.KP.KRP Tra bảng: 5-9 (Sổ tay CNCTM2) có: KMP = Cịn bảng: 5-22 ta có: SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 47 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu KP : Pz = 0,89 ; Py =0,5 ; Px = 1,17 KP : Pz = 1,1 ; Py =1,4 ; Px = 1,4 KP : Pz = ; Py =1,7 ; Px = 0,65 KRP : Pz = 0,93 ; Py =0,82 ; Px = Với : KPz = 1.1,089.0,93.1,1.1 = 0,83 KPy = 1.0,5.1,4.1,7.0,82 = 0,98 KPx = 1.1,17.1,4.0,65.1 = 1,1 Pz = 10.300.(2)1.(0,54)0.75.(110,8)-0.15.0,85 = 1548(N) Py = 10.243.(2)1.(0,54)0.5.(110,8)-0.3.0,98 = 748 (N) Px = 10.339.(2)1.(0,54)0.5.(110,8)-0.4.1,1 = 834 (N) C C ❖ Tính lực kẹp Phương trình cân lực : 2.W.f = K P → Wct = - R L T K P0.𝑆𝑖𝑛𝑎 2.𝑓 U D Phương trình cân momem : D Fms = K Mx → Wct = → Wct = 1548.0.7.𝑠𝑖𝑛30 68.0.3 K Mx Sin  D f (2) = 2652 (N) - Phương trình cân mơmen Mms = (Q + 2N).f.R = K.PZ.R0 Trong đó: f : hệ số ma sát tốc kẹp chi tiết R: Là bán kính chi tiết vị trí kẹp chặt, R = 38 N= Q sin SVTH: Trương Quang Vỉnh  , Với  = 400 GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 48 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục khuỷu 2.3 Nguồn sinh lực Q: C C Hình 4.6: Nguồn sinh lực kẹp chặt tiện cổ biên Từ cơng thức ta có: Q(1 +  ).f.R = K.PZ.R0 R L T sin PZ = 10.300.(2)1.(0,54)0.75.(110,8)-0.15.0,85 = 1548(N) Suy 𝑄= U D 𝐾.𝑃𝑧.𝑅𝑜 𝑓.𝑅(1+ ) 𝑠𝑖𝑛𝑎 = 1,5.1548.36 0,3.36.(1+ ) 𝑠𝑖𝑛30 = 2580 𝑁 2.4 Tính tốn sai số chuẩn - Sai số gá đặt tính theo cơng thức sau: (do phương sai số khó xác định) ta dùng công thức cộng véctơ :  gd =  c +  k +  dg  gd =  c2 +  k2 +  dg Trong đó: (1) 𝜀̄𝑐 : sai số chuẩn 𝜀̄𝑐 =  : sai số kẹp chặt k _  dg : sai số đồ gá  dg =  ct +  m +  dc +2 +2  dg =  ct m dc 1 1 Sai số gá đặt cho phép  gd  =     3 5 (2) (3) Sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 49 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu Từ (1), (2), (3) , ta xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá: [ct] =    − ( +  +  +  )  c k m dc    gd   Tính giá trị sai số: + k - sai số kẹp chặt lực kẹp gây k = phương lực kẹp vng góc phương kích thước gia cơng + m - sai số mòn gây m =  N  : hệ số phụ thuộc vào cấu định vị điều kiện tiếp xúc Chọn  = 0,2 N = 2500: số lượng chi tiết gia công đồ gá (dạng sx hàng loạt vừa) => m = 0,2 2500 = 10 m + đc: sai số điều chỉnh C C R L T Là sai số sinh trình lắp răp điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khâu nâng điều chỉnh dụng cụ dùng để điều chỉnh lắp ráp Thực tế tính tốn đồ gá ta lấy đc = 10 - 15  m U D Chọn đc =10  m + gd - sai số gá đặt 1 1 1 1 [gd] =     =    130 = (26  43,3) m, với  :dung sai kích thước chi 3 5 3 5 tiết Chọn [gd] = 40m Vậy sai số chế tạo cho phép đồ gá là: ct= √402 − (0 + + 102 + 102 )= 35 m 2.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: Độ không song song đường tâm chi tiết với mặt đáy thân đồ gá không 0,02 mm/100 mm Đồ gá đảm bảo khoảng cách bánh lệch tâm e xác khoảng cách đường tâm bánh lệch tâm trục Độ nhẵn bề mặt làm việc đạt cấp (Ra = 0,63 m) SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 50 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu III Đồ gá nguyên công phay rảnh then: 3.1 Phương pháp định vị : Chi tiết định vị khối V định vị bề mặt cổ trục 78 mặt mút khống chế bậc tự bậc tự chống xoay khống chế cổ trục, cấu kẹp cịn địn kẹp bulơng hai đai ốc + đệm với kết cấu đồ gá đơn giản, thuận tiện thực nhiều phương pháp gá đặt gia công C C 3.2 R L T Hình 4.7: Sơ đồ đồ gá phay rảnh then trục khuỷu Tính lực cắt: Lực cắt Pz tính theo cơng thức X- 40 [I] U D Pz = Cp txp syp Bup kp z Dqp np a) Các thông số chế độ cắt: Dao phay rãnh then chuyên dùng z = Lượng dư phay : h = mm Chiều sâu cắt: t1 = mm Lượng chạy dao sz = 0,1 mm/răng s = 0,2 mm/vòng Vận tốc cắt: v = 22,6 m/phút Số vòng quay dao: V = 600 vòng/phút b) Các hệ số mũ: Theo bảng X - 46 [I] có cpz = 68,2 ; xpz = 0,86 ; ypz = 0,72 ; upz = ; wpz = ; qpz = 0,86 ; kp = c) Lực cắt: Pz = Cp txp syp Bup z .kp Dqp np SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 51 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu Pz = 68,2 10,86 0,1 12,2 0,86 12 PS = 36,7 kG PV PS N N a C C Hình 4.8: Các lực tác lên chi tiết phay R L T Các thành phần lực cắt lại py = 0,4 pz - Lực py trùng với phương chạy dao U D py = 0,4 36,7 = 14,7 KG px = 0,55 pz Thành phần lực có phương dọc trục dao px = 0,55 36,7 =20KG + Tính lực kẹp theo điều kiện chống trượt dọc trục lực py : Ta có hệ phương trình cân bằng: Y = 2fms1 - K.py + 2fms2 + 2f ms3 = o (1) X = 2w + px - 4(N1+N2)sin = (2) Fms = N f (3) Trong đó: Fms1, Fms2, ma sát chi tiết bề mặt làm việc khối V Fms3 ma sát chi tiết kẹp Thay (3) vào (1) ta có: 2N1f + 2N2f - K py + 2w f = (4) Từ (2) suy : 2N1 + 2N2 = 2w + px sin SVTH: Trương Quang Vỉnh 2w + px (5) 4sin + K.py = - 2w f GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 52 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu  w = K.py sin -px f Trong : 2(1+ sin)  : góc khối V : 2 = 90 →  = 45o o py : thành phần lực ngang px : thành phần lực thẳng đứng f : hệ số ma sát: f = 0,15 k : hệ số an toàn: K = 1,5 Vậy w = 1,5.14,7 0,15 2 - 20 2 2(1 + + = 24,6KG ) C C Tính lực kẹp theo hệ thống chống xoay Điều kiện cân là: R L T Moo’ = K.pz.25 - 2(N1 + N2) 35 = Y = K px + 2w - (1) 2(N1 + N2) U D =0 (2) sin Từ (2) suy ra: 2(N1 + N2) = (K px + 2w) sin (3) Thay (3) vào (1) ta có : K.pz.25 - 35(K px + 2w).1 sin = w= = K.pz.25 - 35 K.pxf sin 35 f sin 1,5 36,7 25 - 35 1,5 20 0,15 2 =1710N 2 Vậy để thoả mãn điều kiện chống trượt, chống lật chống xoay ta cần phải kẹp chặt với w = 1710N + Chọn chi tiết đồ gá - Bu lông - đai ốc M18 - Khối V đỡ theo bảng XII-8 [I] - (TCVN 397 - 70) SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 53 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu 90o 0,63 Rz80 1 1,6x45 7 13 25 45 17 13x2lỗ 10x2lỗ Rz80 1,2 C C 95 50 26 14 R L T U D 22 1x45 120 Hình 4.9: Kích thước khối V đồ gá 3.3 Tính nguồn sinh lực Q Hình 4.10: Sơ đồ lực kẹp chặt nguồn sinh lực phay Ta có phương trình cân điểm I, điểm O O1 SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 54 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu Tại I: P.l= Q.l1, suy Q = P l l1 Tại O : (l + l1) P = P0.l1, suy P0 = P0 / l1 Suy ,P1=P0 l1 l + l1 l l  = Q.( )( ). = Q  l + l1 l l + l1 l Q= W l l1  Trong đó, : Là hiệu suất , chọn  = 0,8 Tra bảng - 44 (sổ tayCNCTM2), có 3.4 l1 : l l1 = 0,95 lực kẹp cần thiết: l Q = 0,95.0,8 1710 = 1299,6(N) Tính sai số gá đặt: C C Sai số gá đặt thành phần sai số gia công sinh việc gá đặt chi tiết gia công R L T g = c + k + đg Trong đó:  thành phần sai số chuẩn Sai số chuẩn sinh từ việc chọn sử dụng chuẩn Sai số chuẩn có giá trị lượng di động chuẩn định vị so với chuẩn khởi xuất hay chuẩn định dao U D K - Sai số kẹp chặt: thành phần sai số sinh sê dịch chuẩn khởi xuất theo phương kích thước gia cơng tác dụng lực kẹp lên chi tiết đg - Sai số đồ gá Là sai số chi tiết đồ gia cơng gá khơng xác chế tạo lắp ráp sử dụng đồ gá Các thành phần c, k, đg nhứng đại lượng ngẫu nhiên , phân bố theo quy luật phân bố chuẩn Gaus Do sai số gá đặt xác định: gđ = 2c + 2k + 2đg Ở Ta cần tính sai số gá đặt cho rãnh then 8p9 , đặt kích thước 60-0,16 chỉnh sẵn dao + Tính sai số chuẩn áp dụng cơng thức : c = mđv cos  ktc cos mđv-Thành phần sai số số đo sai số mặt định vị gây nên ktc - Thành phần sai số khơng trùng chuẩn  - Góc hợp phương mđv phương kích thước gia cơng  - Góc hợp phương ktc phương kích thước gia cơng SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 55 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu 0,07 D Ta có: mđv = = 2sin D ktc = 2sin450 0,07 = = 0,05 mm ,  = 00 ,  = 0 = 0,035 mm 2 Cùng điều kiện thay đổi kích thước đường kính định vị mđv cos ngược chiều với ktc cos  c = mđv cos - ktc cos = 0,05 - 0,035 = 0,015 mm + Tính sai số kẹp Theo bảng - [V] có: y = Q' 22 + 0,03 Ra2 C C (m) D y = C Qn (m) R L T Trong đó: Ra - Độ nhấp nhơ bề mặt y - Biến dạng chi tiết đồ gá Q' - Lực kẹp đơn vị chiều dài U D Q' = D - Đường kính phơi (mm) Theo cơng thức tính sai số kẹp: k1 = 2n C Qtbn (1) Q (kG/cm) L Kn - cos (2) (K+1)n k2 = 0,2 C Qtb cos n (3)  góc hợp phương kích thước khởi xuất phương lực kẹp  = 00 Từ hệ phương trình (1) với n = 0,5 ta có: 2.(22+0,03.Ra2) C = (4) D Thay (4) vào (2), (3) ta có: k1 = 20,5 2.(22+0,03.2,52) 342 76 + 3,5 k2 = 20,5 2.(22+0,03.2,5 ) 76 342 0,5 1,50,5 - = 0,85m (1,5 + 1)0,5 0,5 cos00 = 6,03 m + 3,5  k = k12 + k22 = 0,852 + 6,032 = 6,09 m SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 56 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu + Tính sai số đồ gá đg = đg2 + 2 Trong đó: đg sai số sinh chế tạo đồ gá khơng xác có ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước khởi xuất Tuỳ điều kiện sơ đồ gá đặt mà đg có không công thức Với sơ đồ gá đặt ngun cơng V ta bỏ qua đg  - Độ mòn đồ gá: = N (m) Trong đó:  - Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị điều kiện tiếp xúc:  = 0,3 N - Số lần tiếp xúc: N = 2500   =  N = 0,3 2500 = 15 m C C Sai số gá đặt Sai số gá đặt tính: R L T đg = c2 + k2 + đg2 = 152 + 6,092 + 152 =22 m 3.5 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: Độ không song song đường tâm chi tiết với mặt đáy thân đồ gá không U D 0,02 mm/100 mm Độ không đồng tâm khối V không 0,015 mm/100mm Khối V làm gang xám Thấm than sâu 0,8  1,2 mm, đạt độ cứng HRC = 55  60 Độ nhẵn bề mặt làm việc đạt cấp (Ra = 2,5 m) SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 57 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu TÀI LIỆU THAM KHẢO Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1[1], 2[2], 3[3] – GS.TS Nguyễn Đắc Lộc chủ biên – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy – GS.TS Trần Văn Địch – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Giáo trình cơng nghệ chế tạo máy – TS Lưu Đức Bình – Đại học bách khoa – Đại học Đà Nẵng Giáo trình Trang bị công nghệ cấp phôi tự động – Châu Mạnh Lực, Phạm Văn Song – Đại học bách khoa – Đại học Đà Nẵng Chế độ cắt gia cơng khí – ĐHSPKT Sổ tay & Atlas đồ gá – GS.TS Trần Văn Địch – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật C C Đồ gá khí tự động hóa – PGS.PTS Lê Văn Tiến – PGS.PTS Trần Văn Địch – PTS Trần Xuân Việt, Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 1999 R L T U D SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 58 ... hình dáng hình học phân làm hai loại: Trục khuỷu đủ cổ trục Trục khuỷu thiếu cổ trục + Kết cấu phần trục khuỷu Trục khuỷu gồm phần: đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, má khuỷu, cổ biên trục khuỷu. .. Bình 22 Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu C C R L T Hình 2.14: Bản vẽ phôi U D SVTH: Trương Quang Vỉnh GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình 23 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục khuỷu. .. PGS.TS Lưu Đức Bình Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục khuỷu PHẦN II THIẾT KẾ QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU I Phân tích đặc điểm yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công 1.1 Xác định