5. Kiểm bền piston bằng phần mềm CATIA P3 V5R21
5.1. Thiết kế 3D chi tiết piston
Dựa vào bản vẽ kết cấu, các số liệu của piston động cơ đã cho và lựa chọn một vài thông số, ta tiến hành các bước xây dựng 3D chi tiết piston. Ta vào modul “Part Design” trong CATIA và tiến hành theo các bước chính sau:
Bước 1: Tạo hình dáng cơ bản của piston bằng việc sử dụng tạo “Sketch1 ” trong mặt phẳng “XY plane” với biên dạng như hình, kết hợp với lệnh “Shaft” để tạo khối tròn xoay từ “Sketch 1” với trục quay là trục “YZ”.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 57
Hình 12: Thông số Sketch 1 Hình 13: Tạo khối từ Sketch 1 bằng Shaft
Bước 2:Để thuận tiện cho việc thực hiện các bước kế tiếp như đục lỗ, phay, tạo trụ bậc,.. ta tiến hành cắt đôi piston bằng lệnh “Split”
Hình 14: Lệnh Split cắt khối theo mặt phẳng được chọn.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 58
Hình 15: Lệnh Groove khoét khối theo hình 1 góc quay từ 1 biên dạng kín.
Bước 4: Tạo khối là bệ chốt piston bằng lệnh “Pad” với “Sketch 3” đường kinh tương ứng với kích thước trụ.
Hình 16: Lệnh Pad tạo khối từ hình tròn với chiều sâu khối đến khi giao với mặt trong piston.
Bước 5: Đục lỗ cho bệ chốt bằng lệnh “Pocket” với “Sketch 4” đường kính tương ứng với kích thước lỗ cần đục.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 59
Hình 17: Lệnh Poket đục lỗ từ hình tròn tạo từ Sketch 4
Bước 6: Phay vật liệu phần đầu chốt piston bằng lệnh “Pocket”
Hình 18: Lệnh Pocket phay vật liệu.
Bước 8: Tạo trụ bậc ở phần lắp chốt piston để thiết lập cơ cấu hãm chuyển động dọc trục của chốt piston. Ta dùng lệnh “Groove” với “Sketch 5” là một hình chữ nhật.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 60
Hình 19: Lệnh Groove khoét trụ bậc.
Bước 7: Lấy đối xứng nửa piston hiện có để khi tiến hành khoan lỗ thoát dầu nó được chuẩn xác, sử dụng lệnh “Mirror”.
Hình 20: Lệnh Mirror lấy đối xứng.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 61
Hình 21: Lệnh Poket cắt vật liệu ở chân piston.
Bước 10: Khoan các lỗ dẫn dầu để bôi trơn bệ chốt piston và chốt piston bằng lệnh “Multi Pocket”.
Hình 22: Tạo lỗ dẫn dầu bằng lệnh Multi Pocket
Bước 11: Tạo các lỗ thoát dầu bằng cách kết hợp sử dụng lệnh “Pocket” để tạo 1 lỗ trước sau đó là lệnh “CircPattern” để nhân bản lỗ lên với số lượng lỗ đã được tính toán trước.
Đồ án chuyên ngành ô tô 2 Trang 62
Hình 23: Tạo lỗ thoát dầu Hình 24: Tạo lỗ thoát dầu
Bước 12: Ta chọn vật liệu cho piston bằng lệnh “Apply Material” là Aluminium (Nhôm).
Hình 25: Mô hình hoàn thiện sau khi gắn vật liệu.