Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục khuỷu của máy nén khí

công nghệ hiện đại, đòi hỏi các cán bộ kỹ thuật phải nắm chắc các công nghệ mới để đáp ứng sự phát triển của công nghệ cao nhằm tối ưu hoá quá trình sản xuất, nâng cao năng xuất lao động và phát triển nền kinh tế quốc dân. Nhiệm vụ của người kỹ sư công nghệ là căn cứ kết cấu của chi tiết để thiết kế quy trình công nghệ tối ưu gia công chi tiết và tạo sản phẩm hoàn thiện. Đồ án tốt nghiệp là bước đầu tiên tạo cho người kỹ sư có cái nhìn tổng hợp, đánh giá tổng quát toàn bộ kiến thức bắt đầu làm quen với thự tế sản xuất để hoàn thành nhiệm vụ trên. Chương I: Nội dung và trình tự thiết kế đồ án tốt nghiệp công ngệ chế tạo máy Nội dung đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy bao gồm: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục khuỷu của máy nén khí Thiết kế đồ gá để gá đặt chi tiết gia công trục khuỷu. Như vậy đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy bao gồm cả phần tính toán và các bản vẽ. Khối lượng tính toán Khối lượng tính toán được viết thành bản thuyết minh theo trình tự và nội dung từng phần được trình bày cụ thể ở phần sau. Khối lượng bản vẽ Đồ án được trình bày trong các bản vẽ gồm: 1 bản vẽ chi tiết lồng phôi khổ A0. 3 bản vẽ sơ đồ nguyên công gồm 12 nguyên công cơ bản khổ A0. 3 bản vẽ đồ gá với đầy đủ hình chiếu theo tỷ lệ khổ giấy A0. Trình tự thiết kế đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy được tiến hành theo nội dung và trình tự sau đây: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Xác định dạng sản xuất. Chọn phương pháp chế tạo phôi. Lập thứ tự các nguyên công, các bước ( vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị,kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết ). Tính lượng dư cho một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo sổ tay công nghệ chế taọ máy. Tính chế độ cắt và tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy các nguyên công. Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công. Số liệu này là cơ sở để xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của quy trình công nghệ. Thiết kế 3 đồ gá gia công và một đồ gá kiểm tra. Phần thiết kế đồ gá bao gồm các bước sau: Xác định cơ cấu định vị phôi. Tính lực kẹp cần thiết. Dựa vào sơ đồ định vị và lực kẹp để chọn cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, thiết kế các cơ cấu khác của đồ gá ( cơ cấu dẫn hướng, cơ cấu so dao, cơ cấu phân độ, cơ cấu xác định vị trí của đồ gá trên máy ). Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ect]. Đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá. Lập bảng kê khai chi tiết của đồ gá ( tên gọi chi tiết, số lượng chi tiết và vật liệu sử dụng ). Viết thuyết minh theo nội dung những phần đã tính toán thiết kế. Xây dựng các bản vẽ. Chương II: phân tích chi tiết gia công và xác định sản xuất 2.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết Trục khuỷu là một chi tiết giữ vai trò quan trọng trong động cơ nó có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pít tông trong quá trình giãn nở do đốt thải của buồng đốt thành chuyển động quay tròn của trục để kéo các máy công tác. Đây là loại chi tiết dạng trục lệch tâm có kết cấu rất phức tạp có các bề mặt làm việc chính là cổ khuỷu và cổ biên yêu cầu độ song song giữa cổ biên và cổ khuỷu, độ đồng tâm giữa các cổ khuỷu cao . Làm việc trong điều kiện chịu áp lực cục bộ thay đổi, nhiệt độ cao do đó độ bền bị giảm đáng kể. Những kích thước quan trọng cần đạt là kích thước cổ khuỷu, kích thước cổ biên, khoảng cách cổ khuỷu và cổ biên, các gác lệch nhau của cổ biên. Trục khuỷu là một chi tiết giữ vai trò quan trọng trong động cơ nó có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pít tông trong quá trình giãn nở do đốt thải của buồng đốt thành chuyển động quay tròn của trục để kéo các máy công tác. Đây là loại chi tiết dạng trục lệch tâm có kết cấu rất phức tạp có các bề mặt làm việc chính là cổ khuỷu và cổ biên yêu cầu độ song song giữa cổ biên và cổ khuỷu, độ đồng tâm giữa các cổ khuỷu cao. Do đó ta sử dụng vật liệu chế tạo là thép 45 với nhiều ưu điểm so với vật liệu khác Với chi tiết trục khuỷu chế tạo bằng thép 45 với cấu trúc thành phần hoá học gồm: + C = ( 0,42 á 0,5 ) % + Si = ( 0,17 á 0,37 ) % + Mn = ( 0,5 á 0,8) % + P < 0,04 % + S = 0,045 % + Ni < 0,3 %  2.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính xác gia công. Trục khuỷu có các các đặc điểm chính sau: Chi tiết trục khuỷu là chi tiết dạnh trục lệch tâm, đây là chi tiết điển hình. Do đó ta có thể áp dụng quy trình công nghệ gia công điển hình trong giáo trình công nghệ chế tạo máy . gia công các bề mặt làm việc chính là cổ khuỷu và cổ biên là các bề mặt tròn xoay chúng ta gặp nhiều khó khăn vì bị hạn chế trong phần không gian nhỏ hẹp khó cho việc gá dao và đưa dao vào gia công, làm cho độ cứng vững của hệ thống công nghệ kém. Nhưng kết cấu không thể thay đổi do đó ta chỉ tìm cách nâng cao độ cứng vững của hệ thống công nghệ, còn các bề mặt khác việc gia công được thực hiện dễ dàng. Các bề mặt làm việc chính là bề mặt cổ khuỷu và cổ biên phải nhiệt luyện tuy nhiên do nhiệt luyện từng phần nên độ biến dạng trên toàn trục nhỏ, sau nguyên công nhiệt luyện cần thực hiện nắn thẳng gia công . Việc gia công các bề mặt chủ yếu là tròn xoay nên thuận lợi cho việc dùng lỗ tâm làm chuẩn tinh chính trong quá trình gia công. Nhìn chung chi tiết trục khuỷu có tính công nghệ trong sản xuất hàng khối. 2.3. Xác định dạng sản xuất Số liệu ban đầu: Sản lượng hàng năm: 10.000 Trong sản xuất ta thường gặp các loại sản xuất sau: + Sản xuất đơn chiếc. + Sản xuất hàng loạt( lớn, vừa, nhỏ). + Sản xuất hàng khối. Muốn xác định dạng sản xuất ta phải xác định hai thông số là: + Sản lượng hàng năm(N). + Trọng lượng(Q). Xác định sản lượng hàng năm(N): N = N1.m (1 + ) Trong đó: N: Số chi tiết sản xuất trong một năm. N1: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm. m: Số chi tiết trong một sản phẩm(m=1). b: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ(5 á 7 %). chọn b = 7%. a: số chi tiết phế phẩm a = ( 1á 3 ) % chọn a = 3 % ị N = 100.000 .1. (1+). N = 110.000 (chiếc). Xác định trọng lượng chi tiết. Q = V.g (KG). Q: Trọng lượng chi tiết. V: Thể tích của chi tiết. V = V1 + V2 + V3 + V4 + 2.V5 + 2.V6 + 4.V7 + V8 + V9 + V10 + V11 + V12 + V13 + V14 = p.352.20 + p.512.50 + p.552.74 + p.802.1 + 2p.(4/3).88,52.37 + + 2p.542.60 + 4p.682.1 + 62.65.106 + p.772.1 + p.652.23 + + p.552.40+ p.542.18,5+ p.54,62.21 + p.252.6 = 6300243 mm3 ị V ằ 6,3 dm3 g: Trọng lượng riêng của vật liệu. gthép = 7,852 KG/dm3 Q = V . g = 6,3 . 7,852 ằ 46 KG Tra bảng 2: Cách xác định dạng sản xuất. (STKĐA-CNCTM). Kết luận: Dạng sản xuất là hàng khối. Chương III: xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi 3.1. Xác định phương pháp chế tạo phôi Khi chế tạo trục khuỷu người ta thường dùng theo hai phương pháp: - Rèn tự do hay rèn khuôn (dập). - Đúc. 3.1.1- Phương pháp đúc thép. Nhờ đúc mà ta có thể tạo ra được hình dáng của các chi tiết phức tạp mà các pháp rèn dập không thể chế tạo được, các thiết bị cũng đơn giản hơn, hình dáng chi tiết lại chính xác do đó khối lượng gia công cơ giảm đi rất nhiều. tuy nhiên cơ tính của thép đúc không băng cơ tính của thép sau khi rèn dập và thành phần của kim loại sau khi đúc khó đồng đều. khi đúc thép kết tinh không đều, tinh thể phía trong thô hơn tinh thể mặt ngoài. việc luyện thép cũng gặp nhưng khó khăn. kêt hợp với tình hình thực tế của nhà máy hiện nay chưa có thiết bị để luyện thép. Nên trong phần tạo phôi này ta không sử dụng phương pháp đúc. 3.1.2- Phương pháp rèn dập Theo phương pháp này người ta chia thành hai loại: rèn tự do. rèn khuôn (dập) a- Rèn tự do. Rèn tự do là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực trên cơ sở sự biến dạng dẻo của kim loại. Sau khi gia công thì cơ tính của kim loại được nâng cao, tổ chức kim loại đồng đều hơn so với tổ chức trước khi đúc. Có khả năng làm mất một số khuyết tật trước khi đúc,như rỗ khí, rỗ co… Rèn tự do chỉ cần dùng thêm một số thiết bị đơn giản, rẻ tiền mà có thể gia công được các vật to, nhỏ khác nhau. tuy vậy rèn tự do cũng có một số nhược điểm là năng suất thấp. Với chi tiết trục khuỷu nó không tạo được hình dáng giống hình dáng của trục khuỷu. Do đó lượng dư sẽ rất lớn vừa tốn kim loại vừa tốn thời gian gia công cơ, hao mòn thiết bị và chi phí rất nhiều. Mà cơ tính của vật liệu không bằng phương pháp rèn khuôn, hơn nữa lại đòi hỏi thợ lành nghề nên phương pháp này chỉ thích ứng với đơn chiếc và sửa chữa. b- rèn khuôn: (hay dập). rèn khuôn cũng là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực nhưng sự biến dạng của kim loại xảy ra trong lòng khuôn và sự đó do lòng khuôn khống chế. Rèn khuôn có tính ưu việt hơn rèn tự do nhiều, nó rất thích hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối. Rèn khuôn có độ chính xác rất cao, dung sai nhỏ hơn rèn tự do rất nhiều từ 3-->6 lần, bề mặt của sản phẩm thì bóng hơn cơ tính của kim loại được nâng cao hơn rèn tự do rất nhiều. Do lượng dư bé, nên nó giảm được thời gian gia công tiết kiệm được vật liệu. Vì thế năng suất lao động được nâng cao. Nó không đòi hỏi thợ lành nghề. với hình dáng của trục khuỷu nếu dùng phương pháp rèn tự do thì phí tổn kim loại có thể tới 150%. Dùng phương pháp rèn tự do thì các thớ kim loại bị cắt ngang nên khi gia công sức bền của trục khuỷu bị giảm đi rất nhiều. nhờ rèn khuôn ta sẽ khắc phục được nhược điểm này. Do các thớ kim loại được uốn theo hình dáng của trục khuỷu nên tăng cướng sức bền uốn của trục khuỷu. Tuy việc chế tạo khuôn có phức tạp hơn, giá thành chế tạo khuôn tương đối cao nhưng với sản lượng là 10.000chiếc/năm thì chi phí khuôn cho từng chiếc sẽ nhỏ. Kết luận: Việc chế tạo phôi của trục khuỷu bằng phương pháp rèn khuôn có tính ưu việt hơn so với rèn tự do rất nhiều. Nên trong cách tạo phôi trục khuỷu ta dùng phương pháp rèn bằng khuôn trong máy ép thuỷ lực. Máy ép thuỷ lực là loại máy truyền dẫn bằng chất lỏng có áp suất cao nó tạo ra được một áp lực tĩnh lực ép có thể đạt 300à7000 tấn. Máy làm việc êm, không gây chấn động. Để đơn giản trong công nghệ rèn và phù hợp với điều kiện của nhá máy ta dùng phương pháp rèn khuôn nóng và rèn trong khuôn hở. Việc chế tạo khuôn rèn tương đối phức tạp chi phí lao động và vật liệu cho bộ khuôn tương đối nhiều do đó phải tiến hành một số biện pháp công nghệ để nâng cao tuổi bền của khuôn. Như vấn đề chọn vật liệu, qui trình nhiệt luyện, nhiệt độ của vật rèn, số lòng khuôn, mặt phân khuôn. Đặc biệt chú trọng thiết kế phôi rèn. Để nâng cao viềc sử dụng công suất của thiết bị phải chọn thiết bị sao cho hợp lí. Phương pháp này đảm bảo đúc dễ điền đầy và tháo mẫu dễ dàng Thép 45 có: su = 95á100 Kg/mm2 sch = 65 Kg/mm2 Độ cứng HB = 170 á 220 3.2. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi Bản vẽ chi tiết lồng phôi được trình bày trên khổ giấy A0 với đầy đủ lượng dư gia công . Phần lượng dư gia công thể hiện bằng các nét gạch chồng lên nhau, và được tô màu đỏ. Thể hiện đầy đủ các yêu cầu về dung sai và độ bang. Chương IV: thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 4.1. Xác định đường lối công nghệ Dạng sản xuất là hàng loạt lớn, chọn phương pháp gia công tuần tự. Đường lối công nghệ là phân tán nguyên công. Quy trình công nghệ được chia thành các nguyên công, mỗi nguyên công được thực hiện trên các đồ gá chuyên dùng và trên một máy nhất định. 4.2. Chọn phương pháp gia công Do chi tiết có bề mặt làm việc chính là cổ khuỷu và cổ biên, nên ta chọn đường tâm trục khuỷu chuẩn tinh thống nhất trong quá trình gia công. Sau khi khoả mặt đầu ta khoan tâm luôn để có chuẩn tinh chính. Trong quá trình gia công có sự phân độ và gia công lệch tâm, nên sau khi mài thô cổ khuỷu ta tiến hành khoan chuẩn tinh phụ( lỗ chống xoay ). Sau đó sẽ gia công thô và tinh các bề mặt khác. 4.3. Lập tiến trình công nghệ ã Nguyên công 1. Phay mặt đầu và khoan tâm ã Nguyên công 2. Tiện thô đầu phải. ã Nguyên công 3. Tiện thô đầu trái. ã Nguyên công 4. Tiện tinh đầu phải. ã Nguyên công 5. Tiện tinh đầu trái. ã Nguyên công 6. Mài thô cổ trục chính. ã Nguyên công 7. Khoan lỗ chống xoay. ã Nguyên công 8. Tiện thô cổ biên. ã Nguyên công 9. Khoan lỗ dầu đứng. ã Nguyên công 10. Khoan lỗ dầu nghiêng. ã Nguyên công 11. Phay then R6. ã Nguyên công 12. Phay then R8. ã Nguyên công 13. Khoan 4 lỗ f 6,6 sâu 25 mm. Ta rô 4 lỗ M8 sâu 20 mm. ã Nguyên công 14. Nhiệt luyện. ã Nguyên công 15. Mài tinh cổ trục chính. ã Nguyên công 16. Mài tinh cổ biên. ã Nguyên công 17. Tiện ren M35 x 1,5. ã Nguyên công 18. Tổng kiểm tra. 4.4. Thiết kế nguyên công 4.4.1. Nguyên công 1: Phay hai đầu, khoan tâm Định vị : Chọn chuẩn thô là hai trục khuỷu Định vị chi tiết trên 2 khối V ngắn và kẹp chặt chi tiết khống chế 4 bậc tự do Dùng chốt tỳ định vị vào má khuỷu của cổ biên 2 khống chế 1 bậc tự do - Máy: Dùng máy khoả mặt khoan tâm FXLZD (thiết bị bổ xung của cộng hoà dân chủ Đức). - Dao: + Hai dao phay mặt đầu chắp mảnh hợp kim T15K6 có: D = 100mm; B = 40mm; d = 20mm. + Hai mũi khoan tâm có d = 3mm theo roct. Sơ đồ ( hình 1 ). 4.4.2. Nguyên công 2: Tiện thô đầu phải. Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị trên hai lỗ tâm côn. + Kẹp tốc vào một cổ trục để chuyền lực. Chọn máy : Chọn máy gia công là máy tiện T630 có: Chiều dài lớn nhất tiện được : 1310 mm. Số vòng quay trục chính: 14 á750 v/p. Số cấp tốc độ trục chính: 18. Công suất động cơ truyền dẫn chính: 10Kw. Chọn dao: + Dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. + Dao khoả lỗ gắn mảnh hơp kim cứng. + Dao vát mép gắn mảnh hợp kim cứng. Sơ đồ ( hình 2 ). 4.4.3. Nguyên công 3: Tiện thô đầu trái. Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị trên hai lỗ tâm côn. + Kẹp tốc vào một cổ trục để chuyền lực. Chọn máy :Chọn máy gia công là máy tiện T630 có: Chiều dài lớn nhất của vật gia công : 1310 mm. Số vòng quay trục chính: 14 á 750 v/p. Số cấp tốc độ trục chính: 18. Công suất động cơ truyền dẫn chính: 10Kw. Chọn dao: + Dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. + Dao khoả lỗ gắn mảnh hơp kim cứng. + Dao vát mép gắn mảnh hợp kim cứng. Sơ đồ ( hình 3 ). 4.4.4. Nguyên công 4:Tiện tinh đầu phải. Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị trên hai lỗ tâm côn. + Kẹp tốc vào một cổ trục để chuyền lực. Chọn máy :Chọn máy gia công là máy tiện 1A730 có: + Đường kính vật liệu lớn nhất : 660 mm. + Khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm: 600mm + Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 mũi tâm: 200mm + Công suất máy: 10kw + Số bàn dao: 2. - Dao: 3 dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 (hai con bán kính mũi dao r=5mm). Một dao xén mặt đầu T15K6, một dao vát góc T15K6, một dao cắt rãnh T15K6.Sơ đồ ( hình 4 ). 4.4.5. Nguyên công 5:Tiện tinh đầu trái. Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị trên hai lỗ tâm côn. + Kẹp tốc vào một cổ trục để chuyền lực. Chọn máy :Chọn máy gia công là máy tiện 1A730 có: + Đường kính vật liệu lớn nhất : 660 mm. + Khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm: 600mm + Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 mũi tâm: 200mm + Công suất máy: 10kw + Số bàn dao: 2. - Dao: 3 dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 (hai con bán kính mũi dao r=5mm). Một dao xén mặt đầu T15K6, một dao vát góc T15K6, một dao cắt rãnh T15K6. Sơ đồ ( hình 5 ). 4.4.6. Nguyên công 6:Mài thô cổ trục chính. Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị trên hai lỗ tâm côn + Kẹp tốc vào một cổ trục để chuyền lực. Chọn máy :Chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài 3A151T: Số vòng quay của đá tư 63 á 400 (vòng/phút) và 100á600(vòng/phút) Số vòng quay của chi tiết: 63-84-100-150-200-266-300- 534-445-600 v/ph Công suất động cơ truyền dẫn chính: 7Kw. - Chọn đá: Đá mài pBQ350x50 roct 2424-52, cấp độ cứng CM2 (mềm vừa ). (Sách kỹ thuật mài của V.VLô-sen-tôp trang 212) Sơ đồ ( hình 6 ). 4.4.7. Nguyên công 7: Khoan lỗ chống xoay f10. Định vị: + Chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính đã qua mài thô, chi tiết được định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Một chốt tỳ vào mặt đầu trục khống chế 1 bậc tự do. + Khối V tự lựa khống chế bậc tự do chống xoay. + Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết. Chọn máy: Máy khoan cần 2A55có: + Số cấp tốc độ trục chính: 21. + Pham vi tốc độ trục chính: 20 – 2000 v/p. + Số cấp bước tiến:12. + Công suất động cơ chính: 4 Kw. Chọn dao: + Một mũi khoan ruột gà P18: f10 + Một mũi doa định hình để vát mép 1x450 Sơ đồ ( hình 7 ). 4.4.8. Nguyên công 8:Tiện thô cổ biên Định vị: +Chọn chuẩn định vị là hai bề mặt trụ cổ khuỷu . + Đánh lệnh chi tiết đưa cổ biên số 1 về vị trí tâm quay. + Định vị chống xoay bằng chốt trám vào lỗ chống xoay, kẹp chặt chi tiết. Chọn máy : Chọn máy gia công là máy tiện T630 có: Chiều dài lớn nhất tiện được : 1310 mm. Số vòng quay trục chính: 14 á750 v/p. Số cấp tốc độ trục chính: 18. Công suất động cơ truyền dẫn chính: 10Kw. Chọn dao: + Dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6. + Dao khoả lỗ gắn mảnh hơp kim cứng. + Dao vát mép gắn mảnh hợp kim cứng. Sơ đồ ( hình 8 ). 4.4.9. Nguyên công 9:Khoan lỗ dẫn dầu đứng f6. Định vị: + Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính, định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Chốt trám định vị chống xoay vào lỗ chống xoay. + Mặt đầu khống chế 1 bậc tự do. + Kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp bu lông. Chọn máy: Máy khoan cần 2A55có: + Số cấp tốc độ trục chính: 21. + Pham vi tốc độ trục chính: 20 – 2000 v/p. + Số cấp bước tiến:12. + Công suất động cơ chính: 4 Kw. Chọn dao: Dùng mũi khoan ruột gà P18, loại dài F6. Sơ đồ ( hình 9 ). 4.4.10. Nguyên công 10:Khoan lỗ dẫn dầu nghiêngF 6 Định vị: + Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính, định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Chốt trám định vị chống xoay vào lỗ chống xoay. + Mặt đầu khống chế 1 bậc tự do. + Kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp bu lông. Chọn máy: Máy khoan cần 2M55có: + Số cấp tốc độ trục chính: 21. + Pham vi tốc độ trục chính: 20 – 2000 v/p. + Số cấp bước tiến:12. + Công suất động cơ chính: 4 Kw. - Chọn dao: + Một mũi khoan ruột gà P18: f6 + Một mũi doa định hình để vê tròn lỗ có r = 1mm. Sơ đồ ( hình 10 ). 4.4.11. Nguyên công 11: Phay rãnh then R6. Định vị: + Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính, định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Chốt trám định vị chống xoay vào lỗ chống xoay. + Mặt đầu khống chế 1 bậc tự do. + Kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp bu lông. Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6M12P có: + Số cấp tốc độ: 18. + Phạm vi tốc độ: 30 – 1500 v/p. + Công suất động cơ truyền dẫn chính: 2.8 Kw. - Chọn dao: Dao phay rãnh then 6Pw. Sơ đồ ( hình 11 ). 4.4.12. Nguyên công 12: Phay rãnh then R8. Định vị: + Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính, định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Chốt trám định vị chống xoay vào lỗ chống xoay. + Mặt đầu khống chế 1 bậc tự do. + Kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp bu lông. Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6M12P có: + Số cấp tốc độ: 18. + Phạm vi tốc độ: 30 – 1500 v/p. + Công suất động cơ truyền dẫn chính: 2.8 Kw. - Chọn dao: Dao phay rãnh then 8Pw. - Sơ đồ ( hình 12 ). 4.4.13. Nguyên công 13:Khoan, ta rô đầu trục. Định vị: + Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính, định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Chốt trám định vị chống xoay vào lỗ chống xoay. +Tỳ khối V vào mặt đối trọng khống chế 1 bậc tự do. + Kẹp chặt bằng hệ thống đòn kẹp bu lông. Chọn máy: Máy khoan cần 2A55 có: + Số cấp tốc độ trục chính: 21. + Pham vi tốc độ trục chính: 20 – 2000 v/p. + Số cấp bước tiến:12. + Công suất động cơ chính: 4 Kw. Chọn dao: + 1 mũi khoan ruột gà dùng để khoan lỗ sâu có: f=6,6mm; L=150mm; L0=100mm (theo roct 886-41) + 1 mũi doa định hình để vê tròn lỗ có r=1mm. + ta rô máy M8 x 1,5 (roct 8266-54) Sơ đồ ( hình 13 ). 4.4.14. Nguyên công 14:Nhiệt luyện Nhiệt luyện tại phân xưởng nhiệt luyện các cổ khuỷu, cổ biên đạt 45 á 50 HRC Sau nhiệt luyện kiểm tra, nắn thẳng. 4.4.15. Nguyên công 15:Mài tinh cổ trục chính. Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị trên hai lỗ tâm côn + Kẹp tốc vào một cổ trục để chuyền lực. Chọn máy :Chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài 3A151T: Chiều dài lớn nhất của vật gia công : 900 mm. Đường kính gia công lớn nhất của chi tiết: 280. Phạm vi tốc độ ụ trước tới: 400. Số cấp tốc độ: Vô cấp. Công suất động cơ truyền dẫn chính: 7.5 Kw. - Chọn đá: Đá mài pBQ 350-50. Cấp độ cứng của đá: Loại mềm M1. đá mài có vát góc nhỏ hai bên để giảm bề mặt tiếp xúc. Sơ đồ ( hình 15 ). 4.4.16. Nguyên công 16: Mài tinh cổ biên Định vị: + Định vị, chống xoay, kẹp chặt như khi tiện cổ biên. Chọn máy mài : M8230 có: + Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 400. + Phạm vi đường kính gia công được tới: 360. + Chiều dài lớn nhất gia công được: 1250. + Tốc độ đá mài: 890 v/p. + Đường kính lớn nhất của đá : 750. + Số cấp tốc độ mâm cặp: 6. + Phạm vi tốc độ: 30 – 180 v/p. + Công suất truyền dẫn chính: 13 Kw. Chọn dao: + Đá mài kiểu pBQ 900x38 + Cấp độ cứng: Loại mềm M2, để tạo được r=5mm của chi tiết ta phải sửa đá ở hai bên thành cũng có r=5mm, ngoài ra ở hai thành phải có góc vát nhỏ . Sơ đồ ( hình 16 ). 4.4.17. Nguyên công 17:Tiện ren Định vị: + Chọn chuẩn : Chuẩn là đường tâm trục khuỷu. + Chi tiết được định vị bằng cách : một đầu chống tâm,một đầu kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu. Chọn máy :Chọn máy gia công là máy tiện 16K20 có: Chiều dài lớn nhất của vật gia công : 900 mm. Số vòng quay trục chính: 10 – 2000 v/p. Số cấp tốc độ trục chính: 24. Công suất động cơ truyền dẫn chính: 11Kw. Chọn dao: Chọn dao tiện thép gió P9 gia công rãnh, chọn dao tiện chuẩn gia công ren. Sơ đồ ( hình 17 ). 4.4.18. Nguyên công 18:Tổng kiểm tra Định vị: + Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ hai cổ chính, định vị trên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do. + Mặt đầu khống chế 1 bậc tự do. *Ta tiến hành kiểm tra như sau: - Kiểm tra kích thước cổ trục và cổ biên. -Kiểm tra độ chính xác hình dáng của cổ trục và cổ biên. - Kiểm tra độ đồng tâm của hai cổ trục chính. - Kiểm tra độ song song của đường tâm cổ biên với cổ trục chính. - Kiểm tra khoảng cách giữa hai cổ trục chính theo kích thước 100 - Kiểm tra đường tâm đối xứng của rãnh then và đường tam cổ trục chính. - Kiểm tra độ bóng của các bề mặt gia công. Chỉ thu nhận những sản phẩm sau khi đã kiểm tra đầy đủ các điều kiện kỹ thuật của bản vẽ chi tiết. Những trục đạt yêu cầu đem rửa sạch trong dầu ma dút. Sau đó lau khô bôi mỡ bảo vệ và nhập kho. Sơ đồ kiểm tra độ song song của đường trục cổ chính với đường trục cổ biên. -Sơ đồ ( hình 18 ). Chương V : tính và tra lượng dư 5.1- Xác định lượng dư sơ bộ: Từ bản vẽ chi tiết của trục khuỷu ta thấy rằng có một số bề mặt không gia công đó là bề mặt trên chu vi phần má khuỷu (mặt có R = 117, R = 38,5 và phần góc vát 350). Những bề mặt này sẽ không có lượng dư. Nên hình dáng của mặt nàyphải giống như hình dáng của bản thân chi tiết. 5.1.1- Xác định lượng dư cho các đường kính. Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I dựa theo bảng 46-1 ta tra lượng dư gia công cơ khi rèn khuôn trên máy búa. Trọng lượng vật rèn để đảm bảo đủ gia công nên phải lớn hơn trọng lượng của chi tiết > 16,00 25,00kg. Lượng dư phần cổ trục chính do là bề mặt tròn đối xứng nên = 2,3.2 = 4,6. Lấy tròn lên là 5mm 0,4. Lượng dư phần cổ biên = 5 mm. Lượng dư đoạn = 5 mm. Lượng dư đoạn = 5 mm. Lượng dư đoạn f 54,6 = 5 mm. lượng dư phần tiện ren M35x1,5 = 5mm. Lượng dư đoạn f25 = 5mm. Lượng dư phần rãnh 38 tra theo kích thước: 40 +57,5+38,5 = 130mm. -> Được lượng dư là 5mm. Lượng dư khoảng cách giữa 2 cổ trục chính là 5mm Lượng dư mặt giữa phần đoạn f65và f55 là 2mm Lượng dư chiều dài toàn bộ: 6mm 5.1.2- Nhận xét: + Để đơn giản cho viêc gia công khuôn phần côn 1/10 khi rèn ta không cần phải rèn côn ta lấy thẳng theo kích thước đoạn f55 kể cả đoạn tiện ren M35. + Để đơn giản số nguyên công rèn sơ bộ (khi tạo đoạn f25) và do đoạn f25 không dài lắm, ta lấy lượng dư phôi đoạn f25 bằng đoạn f55. Trên thực tế chi phí để gia công cơ đoạn này đơn giản và rẻ hơn nhiều so với rèn. Độ nghiêng cho phép của thành khuôn chọn a = 60 dẫn đến lượng dư tăng lên thành: 2x3=6mm + Do độ phức tạp của vật rèn ta chọn lượng dư lớn hơn một chút so với lượng dư tra ở bảng 46-1 phần lượng dư gia công cơ khi rèn khuôn trên máy dập. 5.1.3- bản vẽ chi tiết lồng phôi: Với dung sai phôi = 3 mm. - Phôi sau khi chế tạo xong, cho kiểm tra kích thứơc của phôi. - Những phôi đạt yêu cầu đưa đi cắt phần thừa 2 đầu nếu chiều dài quá lớn, bằng máy cắt đĩa 8666, dao cưa đĩa P18 ( D=830, B=6, Z= 120 răng). để chừa lại 2 phần đầu để phay khoả mặt tại nguyên công 1, mỗi phía là 1,52mm 5.2-Tính lượng dư cổ trục chính 5.2.1. yêu cầu kỹ thuật: Cổ trục chính có các kích thước ,độ nhấp nhô bề mặt Ra = 1,25mm. Theo qui trình công nghệ ta thấy cổ trục chính muốn đạt được các yêu cầu kỹ thuật trên phải qua các nguyên công sau: - Tiện thô - Tiện tinh - Mài thô - Tôi cao tần - Mài tinh Theo bảng 43-1 “ sổ tay công nghệ CTM T1”. * ta tra các thông số sau: + Dung sai của vật dập: =3mm = 3000mm. + Chất lượng bề mặt phôi rèn dập (theo bảng 5-1): Rza = 150mm, Ta = 250mm. + Vì chi tiết khi gia công được gá trên hai mũi tâm nên sai số gá đặt coi như bằng không ( = 0 ). + Sai lệch vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức sau đây: Trong đó : - độ lệch giữa hai nửa của khuôn dập so với tâm danh nghĩa của phôi = 1mm - độ cong vênh của phôi: = . l = 1 . 443 ằ 0,44 mm. - sai lệch do tạo lỗ tâm: = = =1,52 mm Vậy: = 1872 mm. Khi tiện thô: Đạt cấp chính xác là 12, độ bóng đạt được là Rz = 50mm, Ta = 50mm; =300mm. + Sai lệch không gian sau khi tiện thô: thô =0,06. phôi = 0,06.1872 = 112mm b. Nguyên công tiện tinh: Để đạt cấp độ chính xác 10 có : Rz =30; Ta= 30; =120mm + Sai số không gian do tiện tinh là: tinh =0,04. phôi = 0,04.1872 = 75mm Nguyên công mài thô: Đạt cấp chính xác 9 có Rz = 10mm; Ta= 20; =74mm. Sai số không gian sau khi mài thô là: mài thô= 0,02. phôi= 0,02.1872=37mm. Nguyên công tôi cao tần: Theo bảng 21 ta có: tôi cao tần=K. Dk.L trong đó: -Hệ số K = 0,5. -Dk : độ cong đơn vị, Dk = 0,7mm/mm. - L: chiều dài tôi, L= 40mm. Vậy tôi cao tần = 0,5.0,7.40=14mm. Ta có: sau tôi cao tần= tôi cao tần +mài thô= 14+37 = 51mm. nguyên công mài tinh: Đạt cấp chính xác 7, Ra = 1,25mm. Dung sai =30mm. * Lượng dư tối thiểu: 2Zmin= 2( Rza+ Ta + ra ) - Tiện thô: 2Zmin= 2( 150+ 250 + 1872 ) = 2.2272 mm = 4544 mm. - Tiện tinh: 2Zmin= 2( 50+ 50 + 112) = 2.212 = 424mm. - Mài thô: 2Zmin= 2( 30+ 30 + 75) = 2.135 = 270mm. - Mài tinh: 2Zmin= 2( 10+ 20 + 51) = 2.81 = 162mm. * Kích thước tính toán: -Mài thô: dt3= 54,94 + 0,162 ằ 55,1 mm. -Tiện tinh: dt2= 55,021 + 0,27 ằ 55,29 mm. -Tiện thô: dt1= 55,156 + 0,424 ằ 55,58 mm. -Phôi: dtph= 55,368 + 4,544 ằ 59,91 mm. *Các kích thước giới hạn lớn nhất: - Mài tinh : dmax4= 54,94 + 0,03 = 54,97 mm. - Mài thô : dmax3= 55,1 + 0,074 = 55,17 mm. - Tiện tinh : dmax2= 55,29+ 0,12 = 55,41 mm. - Tiện thô : dmax1= 55,58 + 0,3 = 55,88 mm. - Phôi : dmaxph = 59,91 + 3 = 62,91 mm. *Xác định lượng dư giới hạn : - Mài tinh : 2Zmax4= 55,17 – 54,97 = 0,2 mm = 200 mm. - Mài thô : 2Zmax3= 55,41 – 55,17 = 0,24 mm = 240 mm. - Tiện tinh : 2Zmax2= 55,88 – 55,41 = 0,47 mm = 470 mm. - Tiện thô: 2Zmax1= 62,91 – 55,88 = 7,03 mm = 7030 mm. - Mài tinh : 2Zmin4= 55,1 – 54,94 = 0,16 mm = 160 mm. - Mài thô : 2Zmin3= 55,29 – 55,1 = 0,19 mm = 190 mm. - Tiện tinh : 2Zmin2= 55,58 – 55,29 = 0,29 mm = 290 mm. - Tiện thô : 2Zmin1= 59,91 – 55,58 = 4,33 mm = 4330 mm. Lượng dư tổng cộng lớn nhất, lượng dư tổng cộng nhỏ nhất: = 160 + 190 + 290+ 4330 = 4970 mm. = 200 + 240 + 470+ 7030 = 7940 mm. 5.2.2- bảng tính lượng dư khi gia công cổ trục như sau: Bước công nghệ Thành phần tạo zb(mm) Lượng dư tính toán 2.Zmin Kích thước tính toán dt(mm) Dung sai Kích thước giới hạn,mm Lượng dư giới hạn,mm Rza Ta ra eb d (mm) dmin dmax 2Zbmin 2Zbmax Phôi 150 250 1872 0 59,91 3000 59,91 62,91 - - Tiện thô 50 50 112 0 4544 55,58 300 55,58 55,88 4330 7030 Tiện tinh 30 30 75 0 424 55,29 120 55,29 55,41 290 470 Mài thô 10 20 37 0 270 55,1 74 55,1 55,17 190 240 Nhiệt luyện - - 51 0 Mài tinh - - - 0 162 54,94 30 54,94 54,97 160 200 Tổng cộng 4970 7940 5.3 - tra lượng dư các đường kính Theo bảng 46-1 ta tra được các lượng dư của các đường kính: - Lượng dư phần trục f55 là do bề mặt đối xứng nên ta có: 2,3.2= 4,6mm. Lấy tròn là 5mm - Tương tự ta có lượng dư phần cổ biên là 5mm. -Lượng dư đoạn f65mm là 5mm. - Lượng dư đoạn f25mm là 5mm. - Lượng dư khoảng cách giữa hai cổ trục là 5,2mm - Lượng dư phần mặt đầu 54,8mm là 2mm. * ta tiếp tục tra lượng dư cho các nguyên công còn lại: - Phôi sau khi chế tạo xong phải được cắt bớt phần thừa hai đầu và để thừa lại cho nguyên công phay khoả mặt đầu từ 1,52mm - Lượng dư cho phay mặt đầu cấp chính xác 5 có dung sai =0,5mm là 1,52mm - Lượng dư cho tiện thô đoạn 55và 54 cấp chính xác 5 có =340mm là 2,9mm - Lượng dư cho tiện 77 ; f80 ; f68 cấp chính xác 5 có dung sai là =500mm là 1,5mm - Lượng dư cho phay chuẩn phụ cấp chính xác 5 6 có dung sai 400mm lượng dư lớn nhất là 5 mm. - Lượng dư phay mặt tiếp xúc cấp chính xác 67 dung sai tự do, lượng dư lớn nhất là 7mm - Lượng dư tiện tinh 55, tiện tinh côn, tiện 35 cấp chính xác 34 có dung sai 170mm lượng dư là 0,5mm. - Sửa chuẩn phụ, lượng dư do cong vênh của bề mặt chuẩn phụ quyết định, lý do là sau khi tôi bề mặt có bị cong vênh và bị biến dạng. - Lượng dư cho khoan lỗ._.