Thiết kế quy trình công nghệ và trang bị công nghệ để gia công piston động cơ Diezen 4M 8,5/11

át triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trương đại học. Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản 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. Sau một thời gian tìm hiểu, được sự chỉ bảo tận tình của PGS-TS Nguyễn Trọng Bình, tôi chọn đề tài “ Thiết kế quy trình công nghệ và trang bị công nghệ để gia công piston động cơ Diezen 4m 8,5/11”. Động cơ Diezen 4m 8,5/11 là động cơ có công xuất 10 kw do Liên Xô cũ sản xuất, lắp trên tổ máy phát điện 10 kw trang bị quốc phòng và phục vụ dân sinh trên các tàu đánh cá hoặc làm động cơ kéo trên các tàu cỡ nhỏ. Hiện nay do tình hình chính trị và quan hệ hai nước, nguồn cung cấp phụ tùng thay thế không còn nên việc sản xuất phụ tùng thay thế là cần thiết, đặc biệt là các chi tiết làm ảnh hưởng lớn đến khả năng làm việc của động cơ và thương xuyên phải thay thế như xecmăng, piston. Với nỗ lực của bản thân, được sự giúp đỡ của bạn bè, , đến nay tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ chế tạo máy với đề tài “ Thiết kế quy trình công nghệ và trang bị công nghệ để gia công piston động cơ Diezen 4m 8,5/11 ”. Do thời gian có hạn, kiến thức và sự hiểu biết còn hạn hẹp, thiếu thực tế nên trong quá trình thiết kế và tính toán để gia công piston động cơ Diezen 4m 8,5/11 hẳn còn nhiều sai sót, bất hợp lí và chưa tối ưu. Em rất mông được sự chỉ bảo của các thày giáo, cô giáo trong hội đồng và sự đóng góp ý kiến của các bạn để khi ra trương công tác áp dụng những kiến thức đã thu nhận được vào thực tiễn được tốt hơn. Xin trân trọng cám ơn. CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.1 XÂY DỰNG BẢN VẼ CHI TIẾT 1.2 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Piston trực tiếp tạo ra áp suất buồng đốt khí nén, nó cũng nhận lực đẩy từ buồng đốt truyền đi để tạo ra chuyển động quay cho trục chính của động cơ. Piston chuyển động trong xi lanh với tốc độ rất lớn nên rất dễ bị mài mòn. Những vị trí thường bị mài mòn là: phần dẫn hướng piston (váy piston); rãnh chứa xéc măng và lỗ ắc. Trong quá trình làm việc, piston tiếp xúc trực tiếp với dầu bôi trơn, đặc biệt là tiếp xúc với nguồn nhiệt rất lớn trong buông đốt (đỉnh Piston nhiệt độ lên tới 250oC ). Vì vậy đòi hỏi piston chế tạo xong phải có độ chịu mài mòn tốt, chịu nhiệt, kích thước ít bị biến động (hoặc biến động trong phạm vi cho phép ) dưới tác dụng của áp lực và nhiệt độ. Tại vị trí lắp chốt và lỗ ắc của piston là nơi truyền lực lớn của piston. Tại đây lực có những va đập đột ngột (do piston chuyển trạng thái chuyển động qua điểm chết trên hoặc dưới ). Vì vậy, lỗ ắc phải được chế tạo khá chính xác, lắp ghép với chốt theo từng nhóm các nhau 0,005 ¸ 0,007 mm. Vật liệu chế tạo piston là hợp kim nhôm AД5, AД10 hoặc AД15 là những hợp kim có khả năng chịu mài mòn tốt. Trong quá trình tạo phôi, kim loại phải được tinh luyện để tạo ra tổ chức hạt nhỏ mịn. Sau khi tạo phôi phải nhiệt luyền để nâng cao cơ tính. Ta chọn vật liệu ché tạo piston là nhôm hợp kim AД10 có : Si = 8% Mg = 0,8 % Cu = 2% Al = 89,2% Cơ tính : Độ cứng HB = 90 ¸ 130 Ứng suất bền sb = 70 KG/mm2. Môđun đàn hồi : Trọng lương riêng = 2,71 g/cm3. 1.3 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU. Piston là chi tiết phức tạp, độ cứng vững yếu. Dễ bị biến dạng theo hướng kính. Piston có nhiều bề mặt cần gia công chính xác như bề mặt tròn ngoài, mặt phẳng lỗ, mặt định hình, vì vậy tính công nghệ trong kết cấu có ý nghĩa quan trọng đối với việc gia công để đạt được các yêu cầu cần thiết. Các kích thước có liên quan đến đường kính ngoài, đường kính trong của piston phải đảm bảo gốc kích thước trùng với đường tâm thân piston, phải đảm bảo tính năng của piston (đảm bảo tỉ số nén và thể tích buồng đốt) thì đỉnh của nó phải là gốc kích thước đối với tâm lỗ ắc và các rãnh xéc măng. Để gia công được phải dùng chuẩn tinh phụ trong hầu hết các nguyên công gia công. Xét tính công nghệ thì piston có thể gia công được bằng nhiều phương pháp, trên các máy: chép hình, bán tự động, vạn năng, hoặc điều khiển theo chương trình số (CNC). Nhưng ở đây, việc gia công không quá phức tạp, sản lượng không quá cao vì vậy ta chọn giải pháp: Gia công trên máy vạn năng và sử dụng đồ gá chuyên dùng là phù hợp hơn cả. Giải pháp này phù hợp với sản xuất loạt vừa. Với kết cấu của chi tiết, ta xác định chuỗi kích thước công nghệ và khả năng kiểm tra kích thước gia công bằng phương pháp đo trực tiếp. Về mặt chi tiết: phải thoát được dao khi gia công xong. Các bề mặt dùng làm chuẩn phải có đủ diện tích, đủ độ cứng vững trong khi gia công. * Yêu cầu kĩ thuật đối với piston là : Độ chính xác gia công mặt ngoài: Đường kính đỉnh piston : đạt cấp 8-9. Đường kính thân piston : đạt cấp 7. Chiều rộng rãnh xéc măng : đạt cấp 7-8. Đường kính trong của rãnh xéc măng : đạt cấp 8-9. Độ côn, độ ô van của các kích thước không quá (0,2¸0,3) dung sai đường kính. Độ chính xác lỗ ắc: Sai lệch về hình dáng lỗ không quá 0,4¸0,5 dung sai đường kích lỗ. Sai lệch vị trí tương qua giữa các bề mặt. Đường tâm lỗ ắc vuông góc đường tâm thân piston. Sai lệch £ (0,03¸0,06)/100 mm. Dung sai khoảng cách từ đỉnh piston đến tâm lỗ ắc = 0,1 ¸ 0,12 mm Độ không vuông góc giữa thành xéc măng với đường sinh mặt ngoài của đầu piston £ 0,03/100mm. Độ nhẵn thân piston và rãnh xéc măng đạt 2,5¸1,25 mm. Độ nhẵn bóng lỗ ắc đạt Ra = 1,25 ¸ 0,63. Ngoài ra còn yêu cầu độ không đồng đều giữa trọng lượng của 4 quả píton ;ắp trên cùng một máy không chênh nhau quá 10 g. Trọnh lượng tinh đạt 800 + 10g. 1.4 DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI. 1.4.1 Dạng sản xuất: Tính khối lượng phôi: m = r . V Trong đó V: Thể tích phôi (cm3) r : Khối lượng riêng của phôi = 2,71 g/cm3. V= V1-V2-V3 Với V1: thể tích phôi đặc V1 = V2: Thể tích 2 lỗ ắc. V2= V3: Thể tích nâng piston. V3 = V31 + V32 + V33 V31 = V32 = V33 = Þ V = V1-V2-V31-V32-V33=0,74-0,05-0,096-0,12-0,087=0,37 cm3 Vì vậy, m = 2,71.0,37 = 1,03 kg. . Sản lượng hàng năm = 5000 sản phẩm. . Theo bảng 2 (hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ CTM) ta xác định được dạng sản xuất là loạt vừa 1.4.2 Phương pháp tạo phôi: Với vật liệu là nhôm hợp kim AД10, ta chọn phương pháp tạo phôi là phương pháp đúc. Nó phù hợp với loại hình sản xuất và đồng thời phù hợp với kết cấu của sản phẩm và loại hình sản xuất hàng loạt. Để tạo phôi sản phẩm bằng phương pháp đúc, với kết cấu của chi tiết ta co the đúc bằng một số phương pháp như: đúc rong khuôn cát, đúc trong khuông kim loại, đúc li tâm. Tuy nhiên qua phân tích ta thấy đúc trong khuông cát bề mặt của sản phẩm không đảm bảo độ nhẵn cần thiết, độ chính xác kém dẫn đến lượng dư gia công lớn gây tốn kém vật liệu và thời gian gia công đồng thời khó đảm bảo độ đồng đều trọng lượng sản phẩm theo yêu cầu. Nếu đúc li tâm thì giá thành chi phí cao, đầu tư lớn, không phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa. Vì vậy ta lựa chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại với các ưu thế sau: Là một trong những phương pháp đúc tiên tiến nhất, sản xuất ra vật đúc có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao. Năng suất cao, khuôn dùng được lâu. Với một khuôn có thể sản xuất ra hàng nghìn vật đúc hợp kim màu. Chất lượng tốt: Cơ tính cao, độ chính xác và độ bóng bề mặt tốt hơn, lượng dư gia công nhỏ, dễ thực hiện đồng đều trọng lượng chi tiết theo yêu cầu. Tiết kiệm kim loại, vật liệu làm khuôn, tiết kiệm diện tích mặt bằng sản xuất, tuy nhiên giá thành khuôn tương đối cao do chế tạo khuôn phức tạp. Khuôn đúc có dạng: 1: Cốc rót, 2: Đậu rót, 3: Đậu ngót, 4: Sản phẩm đúc, 5: Rãnh thoát hơi, 6: Đậu hơi 1.4.3 Tính giá thành phôi: Giá thành 1kg phôi được tính : Sp = (đồng) Trong đó : C1: giá thành của 1 tấn phôi = 28.000.000 đồng Q: trọng lượng của 1 phôi = 1,0 kg S: giá thành của 1 tấn phôi phế phẩm = 18.000.000 đồng q: trọng lượng của 1 chi tiết= 0,8 kg Theo hướng dẫn đồ án công nghệ K1= 1,0; K2=5,1; K3=1,2; K4=0,6; K5=0,83 Þ Sp = (đồng) Phôi sau đúc có lượng dư gia công 3,2¸3,5 mm. Tra trong sổ tay đúc với khối lượng phôi £ 2kg kích thước phôi ta được dung sai kích thước phôi £±0,2 mm; độ không vuông góc £ 0,1 mm/ 100 mm; độ không đồng tâm £ 0,1. CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG PISTON 2.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ: Đường lối công nghệ thường tương ứng với dạng sản xuất. Dạng sản xuất của ta là hàng loạt. Với điều kiện thiết bị không đầu tư mới, ta chọn đường lối công nghệ là:Thiết kế qui trình công nghệ và trang bị công nghệ gia công piston 8,5/11 sử dụng các máy vạn năng kết hợp với việc trang bị thêm các đồ gá chuyên dụng để gia công. Gia công 1 vị trí, 1 dao và gia công tuần tự. Qui trình công nghệ được gia công theo các nguyên công đơn giản. Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá chuyên dùng, ta có phương án gia công theo sơ đồ : Nguyên công- Gia công vị trí-gia công tuần tự. 2.2 PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG. Đối với dạng sản xuất, để tăng năng suất cao, ta chọn phương án gia công thích hợp là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong 1 nguyên công). DÙng máy vạn năng và đồ gá chuyên dụng. Về kết cấu, kích thước của chi tiết cùng điều kiện làm việc của nó, chi tiết đủ độ cứng vững, cho phép gá đặt để gia công cơ khí, đủ diện tích để tạo chuẩn định vị và kẹp chặt. Về yêu cầu độ chính xác của bề mặt gia công và độ bóng cần thiết của các kích thước, bề mặt chi tiết. Ta chọn các phương pháp gia công theo bảng 4 (Hướng dẫn đồ án công nghệ). + Bề mặt trụ ngoài: Chọn phương pháp tiện thô - tinh (mài tinh ở phần dẫn hướng). + Các rãnh lắp xéc măng dầu và xéc măng khí: Chọn phương pháp tiện tinh. + Bề mặt lỗ ắc: Chọn phương pháp khoét thô, khoét tinh, doa. + Các rãnh còn lại: Chọn phương pháp phay rãnh bằng dao phay đĩa. + Các lỗ dầu: Chọn phương pháp khoan. 2.3 LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ Dựa vào kết cấu, tính công nghệ và yêu cầu kĩ thuật chủa chi tiết ta lập bảng các phương án công nghệ sau: STT Phương án I Phương án II 1 Đúc phôi Đúc phôi 2 Cắt đậu Kiểm tra phôi 3 Khoan tâm Cắt đậu 4 Nhiệt luyện Gia công nhiệt 5 Tiện thô ngoài Gia công chuẩn tinh phụ 6 Gia công chuẩn ting phụ Tiện thô ngoài 7 Khoét thô lỗ chốt Khoét thô lỗ ắc 8 Cắt rãnh phanh Tiện rãnh phanh 9 Tiện tinh ngoài, cắt đỉnh, cắt rãnh Phay rãnh tháo phanh 10 Tiện lõm đỉnh piston Tiện lõm đỉnh piston 11 Phay rãnh thao phanh Phay rãnh đỉnh 12 Khoan lỗ dầu thẳng Tiện rãnh lắp xéc măng, tiện tinh ngoài 13 Khoan lỗ dầu nghiêng Khoan lỗ dầu thẳng 14 Phay rãnh đỉnh Khoan lỗ đàu nghiêng 15 Mài tinh phần dẫn hướng Mài tinh phần dẫn hướng 16 Doa tinh lỗ chốt Khoét tinh, doa lỗ ắc 17 Gia công điều chỉnh trọng lượng Cân phân loại và phay chỉnh khối lượng 18 Kiểm tra phân nhóm Kiểm tra độ không đồng tâm giữa tâm lỗ ắc với tâm piston Theo quy trình công nghệ gia công các chi tiết (Tập II) và hướng dẫn lập tiến trình công nghệ (Thiết kế đồ án công nghệ CTM) ta thấy thứ tự các nguyên công của phương án II là hợp lý nhất vì: Nguyên công sau làm giảm được sai số và tăng chất lượng bề mặt của các nguyên công trước để lại Bề mặt dùng làm chuẩn được gia công đầu tiên, tiếp đó là những bề mặt có lượng dư lớn để có khả năng phát hiện sớm những biến dạng, khuyết tật của chi tiết để loại bỏ sớm nâng cao hiệu quả và tính kinh tế. Các bề mặt có độ chính xác cao nhất, có ý nghĩa lớn đối với tính chất sử dụng của chi tiết là lỗ ắc được gia công cuối cùng để tránh sai số, biến dạng do gá kẹp trong quá trình gia công và các bề mặt dùng làm chuẩn để gia công lần cuối lỗ ắc đã được gia công tinh. Vậy ta chọn phương án công nghệ thứ II để gia công chi tiết. 2.4 LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG STT Nội dung nguyên công Thiết bị Dao cụ NC1 Đúc phôi Lò nấu Khuôn đúc NC2 Kiểm tra phôi NC3 Phay đậu Máy 6H82 Dao phay đĩa NC4 Gia công nhiệt NC5 Gia công chuẩn tinh phụ -31 Tiện mặt đầu -32 Tiện lỗ Máy 1K62 Dao BK4 NC6 Tiện thô ngoài -33 Tiện mặt đầu -34 Tiện dọc trục Máy 1K62 Dao BK4 NC7 Khoét thô lỗ ắc Máy 2651 Dao BK4 NC8 Tiện rãnh phanh Máy 1K62 Dao tiện rãnh BK6 NC9 Phay rãnh tháo phanh Máy 6H82 Dao phay đĩa F112 NC10 Tiện lõm đỉnh piston Máy 1K62 Dao BK6 NC11 Phay rãnh đỉnh Máy 6H82 Dao phay đĩa F100 NC12 Tiện tinh ngoài, tiện rãnh lắp xecmăng -35 Tiện rãnh lắp xéc măng -36 Tiện tinh đỉnh -37 Tiện tinh F84,8 -38 Tiện tinh F84,4 -39 Tiện tinh F84,2 -40 Vát góc 3x18o Máy 1K62 -41 Dao BK6 -42 Dao BKG -43 Dao BKG -44 Dao BKG -45 Dao BKG -46 Dao BK6 NC13 Khoan lỗ dầu thẳng Máy 2A55 Mũi khoan NC14 Khoan lỗ dầu nghiêng Máy 2A55 Mũi khoan NC15 Mài tinh phần dẫn hướng Máy mài đá mài NC16 Khoét tinh, doa tinh lỗ ắc Máy 2651 Dao BK6 NC17 Gia công điều chỉnh trọng lượng máy 6H82 Dao phay mặt đầu NC18 Kiểm tra độ không đồng tâm giữa tâm chốt với tâm piston Đồ gá kiểm tra Đồng hồ so 1/100 2.5 TÍNH LƯỢNG DƯ KHI GIA CÔNG ĐƯỜNG KÍNH F 84,8-0,03 Kích thước gia công: F84,8-0,03. Độ chính xác phôi đúc: cấp 3 Khối lượng phôi: 1,0 kg Độ nhám yêu cầu : Ra= 2,5 mm Qui trình công nghệ gồm 4 bước: o Tiện thô-tiện tinh-mài thô-mài tinh Chi tiết được định vị 5 bậc tự do: o Mặt phẳng đầu : 3 bậc. o Mặt trụ trong : 2 bậc o Các mặt định vị đã được gia công. Áp dụng công thức tính lượng dư cho mặt ngoài đối xứng: Ra: Chiều cao nhấp nho tế vi do nguyên công sát trước để lại. Ta: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do nguyên công sát trước để lại. ra: Sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại. eb: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện. a) Tiện thô: Theo bảng 10 (Hướng dẫn đồ án công nghệ CTM): với vật đúc CCXII. kích thước lớn nhất < 1250 mm thì: Ra= 250 mm Ta= 350 mm ra đối với hợp kim nhôm đúc trong khuôn kim loại thì o rCV: Độ cong vênh của phôi; rCV= DK.L DK: Độ cong giới hạn của phôi trên 1m chiều dài Theo bảng 15 (Hướng dẫn đồ án công nghệ): DK= 1,0 mm L : Kích thước lớn nhất của phôi 119 mm o rLK: Độ lệch khuôn khi đúc phôi Theo bảng 10 (Thiết kế đúc- nhà xuất bản KH-KT) rLK=1,0 mm o r1: Sai lệch không gian ở nguyên công đang thực hiện: r1= DK. Dđịnh vị= 1. 0,072 = 0,072 (mm) Þ1,009 (mm) = 1009 mm eb: sai số gá đặt o ec: sai số chuẩn khi định vị bằng chốt trụ ngắn và mặt đầu ec= dmin + dA + dB dmin : Khe hở nhỏ nhất giữa trục gá và lỗ định vị. dA : Dung sai lỗ định vị dB : Dung sai chốt định vị Ở đây, khi định vị ta lắp F72H7/g6 vì vậy dmin = 30mm; dA = 19mm; dB =10mm Þ ec= 30 + 19 + 10 = 59 mm. o eK: Khi kẹp hướng trục, phương kích thước thực hiện là hướng kính vì vậy eK= (Ymax-Ymin). cosa. Theo bảng 25-1 (Sổ tay công nghệ CTM ): Ymax-Ymin= 100 mm a= 0o (Góc giữa phương lực kẹp và chuyển vị) Þ eK = 100.cos0o= 100 mm Þ eK = 116 mm Như vậy với Ta= 350 mm; Ra= 250 mm; eb= 116 mm; Sa=1009 mm ta có 2Zbmin(tiện thô) = 2. 2.1614 mm b) Tiện tinh: Tương tự như tiện thô tra bảng ta được Za= 50 mm Ta= 0 (do đã qua gia công thô) ra tinh= 0,06ra thô= 0,06.1009=60,5 mm eb= 0,06. ethô= 0,06.116= 6,9 mm Þ 2Zbmin(tiện tinh)= 2. () = 2. 110 mm c) Mài thô: Za= 20 mm Ta= 0 ra (mài thô)= 0,04ra thô= 0,04.1009= 40,36 mm eb(mài thô)= etiện tinh = 6,9 mm Þ 2Zbmin(mài thô)= 2. () = 2. 61 mm d) Mài tinh: Za= 10 mm Ta= 0 ra (mài thô)= 0,02ra thô= 0,02.1009= 20,18 mm eb(mài thô)= etiện tinh = 6,9 mm Þ 2Zbmin(mài thô)= 2. () = 2. 31 mm Kích thước thực tế: Sau mài thô: d4min = 84,77+ 2.0,031= 84,832 (mm) Sau tiện tinh: d3min = 84,832+ 2.0,061= 84,954 (mm) Sau tiện thô: d2min = 84,954+ 2.0,11= 85,174 (mm) Kích thước phôi: d1min = 85,174+ 2.1,614= 88,402 (mm) Dung sai gia công: theo hướng dẫn CN Dung sai đúc = 3 mm Dung sai tiện thô = 0,4 mm Dung sai tiện tinh = 0,12 mm Dung sai mài thô = 0,03 mm Dung sai mài tinh = 0,002 mm Dung sai chi tiết = o,o3 mm Kích thước lớn nhất: Chi tiết d5max = 84,77 + 0,03 = 84,80 mm Sau mài thô d4max = 84,832 + 0,03 = 84,862 mm Sau tiện tinh d3max = 84,954 + 0,12 = 85,074 mm Sau tiện thô d2max = 85,174 + 0,4 = 85,574 mm Kích thước phôi d1max = 88,402 + 3 = 91,402 mm Ta có kích thước giới hạn Kích thước Bước Phôi 91,402 88,402 Tiện thô 85,574 85,174 Tiện tinh 85,074 84,954 Mài thô 84,862 84,832 Mài tinh 84,80 84,77 Kiểm tra lại dung sai các bước để kiểm tra tính toán Mài tinh 2Zmax = d4max- d5max= 84,862 – 84,80 = 0,062 mm 2Zmin = d4min- d5min = 84,832 – 84,77 = 0,062 mm d4 - d5 = 0,062 – 0,062 = 0 2Zmax - 2Zmin = 0,062 – 0,062 = 0 Mài thô 2Zmax = d3max- d4max= 85,074 – 84,862 = 0,212 mm 2Zmin = d3min- d4min = 84,854 – 84,832 = 0,122 mm d4 - d5 = 0,12 – 0,03 = 0,09 mm 2Zmax - 2Zmin = 0,212 – 0,122 = 0,09 mm Tiện tinh 2Zmax = d2max- d3max= 85,574 – 85,074 = 0,5 mm 2Zmin = d2min- d3min = 85,174 – 84,954 = 0,22 mm d4 - d5 = 0,4 – 0,12 = 0,28 mm 2Zmax - 2Zmin = 0,5 – 0,22 = 0,28 mm Tiện thô 2Zmax = d1max- d2max= 91,402 – 85,574 = 5,828 mm 2Zmin = d1min- d2min = 88,402 – 85,174 = 3,228 mm d4 - d5 = 3 – 0,4 = 2,6 mm 2Zmax - 2Zmin = 5,828– 3,228 = 2,6 mm Như vậy ta lập bảng Kevan: Bước Ra Ta ra eb d dtính 2Zmin dmin dmax 2Zmin 2Zmax Phôi 250 350 1009 3000 88,402 88,402 91,402 Tiện thô 50 0 60.5 116 400 85,174 3,228 85,174 85,574 3,228 5,828 Tiện tinh 20 0 40.36 6,9 120 84,954 0,22 84,954 85,074 0,22 0,5 Mài thô 10 0 20,18 6,9 30 84,862 0,122 84,832 84,862 0,122 0,212 Mài tinh 5 0 6,9 20 84,77 0,06 84,77 84,80 0 0,062 NGUYÊN CÔNG 1 ĐÚC PHÔI * Nguyên công này ở đây em xin không trình bày NGUYÊN CÔNG 2 KIỂM TRA PHÔI Ở đây ta tiến hành kiểm tra những tiêu chí sau để phát hiện sớm những khuyết tật của phôi đúc và loại bỏ phế phẩm: Kiểm tra thiếu hụt Kiểm tra rỗ NGUYÊN CÔNG 3 PHAY ĐẬU Chọn máy: Chọn máy 6H82 Công suất đầu máy: 7,0 kw Hiệu suất: h= 0,8 Kích thước rãnh chữ T = 14 Chọn dao: Dao phay đĩa cắt rãnh (then hoa và cắt đứt- kiểu 1), thép gió Đường kính dao: F200. Số răng Z= 64; B=3,0 mm Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do Mặt trụ ngoài: 4 bậc Mặt lỗ: 1 bậc Mặt đầu: 1 bậc Sơ đồ định vị a) Lượng chạy dao: Theo bảng 5-35 (Sổ tay công nghệ CTM-2000-2) hoặc bảng 227-2 sổ tay CN 1979 thì s khi phay cắt đứt đối với hợp kim nhôm Sz= 0,03 mm/răng. Với chiều sâu phay = 20 mm Þ S = Sz. Z= 0,03. 64= 1,92 mm/vòng. b) Tốc độ cắt: V = Theo bảng 5-39 (Sổ tay CN 2000-2) ta được Cv: hằng số = 53 yv = 0,2 Z = 64: số răng T = 150’ (bảng 5-40) uv = 0,2 D = 200: đường kích dao mx = 0,2 q = 0,25 B = 3 chiều rộng cắt xv = 0,3 P = 0,1 Các hệ số: KMV= 0,8 (bảng 5-4; 5-5; 5-6) KNV = 0,9 KUV = 1,0 Þ Vt = 22,9 m/phút c) Số vòng quay trục dao nt = 1000.46,446 v/ph Theo máy ta chon nt = 38 v/ph. Khi đó, vận tốc cắt thực tế: Vtt = 23,88 m/ph Þ Lượng chạy dao phút: Sph = S.n = 0,6.38= 23,8 mm/ph.Chọn Sp = 23,5 mm/p Lượng chạy dao thực: Stt= Sph/n = 23,8/38 = 0,626 mm/vòng Lượng chạy dao răng thực: SZtt= Stt/Z= 0,626/64 = 0,01 mm/vòng d) Lực cắt: Pz = Ở đây: 0,25 là hệ số chuyển đổi từ thép sang nhôm. Tra bảng 5-41 Cp = 68,2 yp = 0,72 wp = 0 t = 20 up = 1 Kmp= Kp= 1 xp = 0,86 q = 0,86 Þ Pz = 164,07 (N) e) Mômen xoắn trên trục chính của dao Mx = N.m = 16407 N.mm f) Công suất cắt Nc = k.w NGUYÊN CÔNG 4 GIA CÔNG NHIỆT Sơ đồ gia công NGUYÊN CÔNG 5 GIA CÔNG CHUẨN TINH PHỤ Chọn máy: chọn máy 1K62 Công suất máy: 10 kw Hiếu suất: h= 0,75 Côn mooc số 6 Chọn dao: dao tiện ngoài và trong gắn mảnh hợp kim BK4 Đồ gá : Đồ gá tiện chuyên dùng Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do Mặt đầu : 3 bậc Mặt trụ ngoài: 2 bậc Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V động, hướng kính. Phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện. Sơ đồ định vị Ở đây ta tiến hành gia công đồng thời 2 mặt gồm mặt đầu và mặt trụ trong. Như vậy ta chỉ cần tính toán cho một bước. Bước tiện mặt đầu a) Chiều sâu cắt t: Với lượng dư mặt đầu Zb = 1,5 mm. ta chọn t = 1,5 mm b) Lượng chạy dao: Theo bảng 5-75 (Sổ tay công nghệ CTM 2000-1) ta chọn S = 0,7 mm/vòng c) Tốc độ cắt: Tốc độ cắt tính theo công thức: V= Cv = 328 (bảng 5-17 sổ tay CN 2000-2) T = 60’ : tuổi bền của dao tiện mv = 0,28 t = 1,5 xv = 0,12 yv = 0,5 S = 0,7 Hệ số điều chỉnh KV=KMV.KNV.KUV.KTU.KTC.Kr.Kj.Kj1v o KMV: hệ số phụ thuộc vào tính cơ lý = 0,8 (bảng 5-4) o KNV : hệ số phụ thuộc vật liệu của dụng cụ cắt = 2,5 (bảng 5-6) o KUV: hệ số phụ thuộc vào ình trạng bề mặt phôi = 0,9 (bảng 5-5) o KTU: hệ số thay đổi chu kì bền = 1,0 (bảng 5-7) o KTC: hệ số thay đổi chu kì máy = 1,0 (bảng 5-8) o Kr : hệ số phụ thuộc vào bán kính đỉnh dao = 0,94 (bảng 5-4) o Kj: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao = 1,0(bảng 5-18) o Kj1v: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng phụ của dao = 0,87 Þ Vt = 180 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt = 647,4 (v/ph) Theo máy ta chọn nm = 630 v/ph. Vậy vận tốc cắt thực là Vtt = 175,6 m/ph d) Tính lực cắt Pz = 10. Trong đó: Cp = 40 (bảng 5-23) t = 1,5 xp = 1,0 yp = 0,75 np = 0 Các hệ số điều chỉnh: Kp=Kjp.Kgp.Klp.Krp.Kmp o Kjp = 1,0 o Kgp = 1,0 o Klp = 1,0 o Krp = 0,93 o Kmp: Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công = 1,0 (bảng 5-10) Þ Pz = 10.40.1,51.0,70,75.1750.1.0,93.1.1.1 = 427 (N) e) Tính mômen xoắn Mz= Pz.18,921 N.m f) Công suất cắt Nc = = 1,3 kw Nm = 10. h= 10. 0,75 = 7,5 kw. Như vậy Nc < Nm Þ bảo đảm công suất cắt NGUYÊN CÔNG 6 TIỆN THÔ NGOÀI Chọn máy: chọn máy 1K62 Công suất máy: 10 kw Hiếu suất: h= 0,75 Côn moóc số 6 Chọn dao: dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim BK4 Đồ gá : Đồ gá tiện chuyên dùng Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do Mặt đầu : 3 bậc Mặt trụ trong: 2 bậc Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng trục rút, hướng trục. Phương của lực kẹp song song với phương kích thước thực hiện. Sơ đồ định vị Bước 1 : Tiện đỉnh Dao tiện có các thông số j0= 45o; j1= 45o; a= 8o; g=10o; l=8o; r=1 a) Chiều sâu cắt Chọn t= 1,0 mm b) Lượng chạy dao: Theo bảng 5-75 (Sổ tay công nghệ CTM 2000-1) ta chọn S = 0,6 mm/vòng c) Tốc độ cắt: Tốc độ cắt tính theo công thức: V= Cv = 328 (bảng 5-17 sổ tay CN 2000-2) T = 60’ : tuổi bền của dao tiện mv = 0,28 t = 1 xv = 0,12 yv = 0,5 S = 0,6 Hệ số điều chỉnh KV=KMV.KNV.KUV.KTU.KTC.Kr.Kj.Kj1v o KMV: hệ số phụ thuộc vào tính cơ lý = 0,8 (bảng 5-4) o KNV : hệ số phụ thuộc vật liệu của dụng cụ cắt = 2,5 (bảng 5-6) o KUV: hệ số phụ thuộc vào ình trạng bề mặt phôi = 0,9 (bảng 5-5) o KTU: hệ số thay đổi chu kì bền = 1,0 (bảng 5-7) o KTC: hệ số thay đổi chu kì máy = 1,0 (bảng 5-8) o Kr : hệ số phụ thuộc vào bán kính đỉnh dao = 0,94 (bảng 5-4) o Kj: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao = 1,0(bảng 5-18) o Kj1v: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng phụ của dao = 0,87 Þ Vt = 203 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt = 731 (v/ph) Theo máy ta chọn nm = 630 v/ph. Vậy vận tốc cắt thực là Vtt = 175,6 m/ph d) Tính lực cắt Pz = 10. Trong đó: Cp = 40 (bảng 5-23) t = 1 xp = 1,0 yp = 0,75 np = 0 Các hệ số điều chỉnh: Kp=Kjp.Kgp.Klp.Krp.Kmp o Kjp = 1,0 o Kgp = 1,0 o Klp = 1,0 o Krp = 0,93 o Kmp: Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công = 1,0 (bảng 5-10) Þ Pz = 10.40.1,.0,70,75.1750.1.0,93.1.1.1 = 285 (N) e) Tính mômen xoắn Mz= Pz.12,821 N.m f) Công suất cắt Nc = = 0,8 kw Nm = 10. h= 10. 0,75 = 7,5 kw. Như vậy Nc < Nm Þ bảo đảm công suất cắt Bước 2 : Tiện ngoài Dao tiện có các thông số j0= 45o; j1= 45o; a= 8o; g=10o; l=8o; r=1 a) Chiều sâu cắt 2.Zmin = 3,23 Chọn t = Zmin = 1,615 mm b) Lượng chạy dao: Theo bảng 5-75 (Sổ tay công nghệ CTM 2000-1) ta chọn S = 0,7 mm/vòng c) Tốc độ cắt: Tốc độ cắt tính theo công thức: V= Cv = 328 (bảng 5-17 sổ tay CN 2000-2) T = 60’ : tuổi bền của dao tiện mv = 0,28 t = 1,615 xv = 0,12 yv = 0,5 S = 0,7 Hệ số điều chỉnh KV=KMV.KNV.KUV.KTU.KTC.Kr.Kj.Kj1v o KMV: hệ số phụ thuộc vào tính cơ lý = 0,8 (bảng 5-4) o KNV : hệ số phụ thuộc vật liệu của dụng cụ cắt = 2,5 (bảng 5-6) o KUV: hệ số phụ thuộc vào ình trạng bề mặt phôi = 0,9 (bảng 5-5) o KTU: hệ số thay đổi chu kì bền = 1,0 (bảng 5-7) o KTC: hệ số thay đổi chu kì máy = 1,0 (bảng 5-8) o Kr : hệ số phụ thuộc vào bán kính đỉnh dao = 0,94 (bảng 5-4) o Kj: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao = 1,0(bảng 5-18) o Kj1v: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng phụ của dao = 0,87 Þ Vt = 205,6 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt = 737 (v/ph) Theo máy ta chọn nm = 630 v/ph. Vậy vận tốc cắt thực là Vtt = 175,6 m/ph d) Tính lực cắt Pz = 10. Trong đó: Cp = 40 (bảng 5-23) t = 1,615 xp = 1,0 yp = 0,75 np = 0 Các hệ số điều chỉnh: Kp=Kjp.Kgp.Klp.Krp.Kmp o Kjp = 1,0; Kgp = 1,0; Klp = 1,0; Krp = 0,93 o Kmp: Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công = 1,0 (bảng 5-10) Þ Pz = 10.40.1,6151.0,70,75.1750.1.0,93.1.1.1 = 460 (N) e) Tính mômen xoắn Mz= Pz.20,382 N.m f) Công suất cắt Nc = = 1,32 kw Nm = 10. h= 10. 0,75 = 7,5 kw. Như vậy Nc < Nm Þ bảo đảm công suất cắt . NGUYÊN CÔNG 7 KHOÉT LỖ ẮC Chọn máy: chọn máy doa ngang 2651 Công suất máy: 5 kw Hiếu suất: h= 0,75 Côn moóc số 5 Chọn dao: dao khoét BK6 Đồ gá : Đồ gá tiện chuyên dùng Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do Mặt đầu : 3 bậc Mặt trụ ngoài: 2 bậc Mặt lỗ ắc: 2 bậc Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp từ trên xuống, hướng trục. Phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện. Sơ đồ định vị a) Chiều sâu cắt t = 0,39 b) Lượng chạy dao: Theo Sổ tay công nghệ CTM 2000-1: S = CS.D0,7.KL CS= 0,03 (bảng 5-64) KL= 1,0 (bảng 5-66) Þ S= 0,03.29,580,07.1 = 0,32 mm/vòng c) Tốc độ cắt: Tốc độ cắt tính theo công thức: V= Cv = 80 (bảng 5-67 sổ tay CN 2000-2) T = 50’ : tuổi bền của dao tiện q = 0,3 mv = 0,4 t = 0,39 xv = 0,2 yv = 0,05 S = 0,32 Hệ số điều chỉnh KV=KMV.KNV.KUV.KlV o KMV: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công = 0,8 (bảng 5-4) o KNV : hệ số diều chỉnh bổ xung = 0,9 (bảng 5-5) o KUV: hệ số phụ thuộc dụng cụ gia công = 1,0 (bảng 5-5) Þ Vt = 14,8 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt = 159 (v/ph) Theo máy ta chọn nm = 140 v/ph. Vậy vận tốc cắt thực là Vtt = 13,12 m/ph d) Tính lực cắt Px = 10. Trong đó: Cp = 9,8 (bảng 5-32) t = 0,39 xp = 1,0 yp = 0,7 q = 1,0 Các hệ số điều chỉnh: Kp=Kmp = 1,0 Þ Px = 10.9,8.0,391.0,320,7.29,581.1 = 1305 (N) e) Tính mômen xoắn Mx= 10.CM.Dq.tx.Sy.Kp Theo bảng 5-32: CM = 0,05; q= 2 ; y = 0,8 Þ Mx = 10.0,05.29,582.0,320,8.1= 14,384 N.m f) Công suất cắt Nc = = 2,14 kw Nm = 5. h= 5. 0,75 = 4 kw. Như vậy Nc < Nm Þ bảo đảm công suất cắt . NGUYÊN CÔNG 8 TIỆN RÃNH PHANH Chọn máy: chọn máy doa ngang 1K62 Công suất máy: 10 kw Hiếu suất: h= 0,75 Côn moóc số 6 Chọn dao: dao khoét BK6 Đồ gá : Đồ gá tiện chuyên dùng Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do Mặt trụ ngoài: 1 bậc Mặt lỗ ắc: 4 bậc Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp hướng kính. Phương của lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện. Sơ đồ định vị a) Chiều rộng cắt b=2 mm b) Lượng chạy dao: Chạy dao bằng tay c) Tốc độ cắt: Tốc độ cắt tính theo công thức: V= Cv = 328 (bảng 5-67 sổ tay CN 2000-2) T = 60’ : tuổi bền của dao tiện mv = 0,2 b = 2 xv = 0,12 Hệ số điều chỉnh KV=KMV.KNV.KUV.KTU.KTC.Kr.Kj.Kj1v o KMV: hệ số phụ thuộc vào tính cơ lý = 0,8 (bảng 5-4) o KNV : hệ số phụ thuộc vật liệu của dụng cụ cắt = 0,9 (bảng 5-5) o KUV: hệ số phụ thuộc vào ình trạng bề mặt phôi = 2,7 (bảng 5-6) o KTU: hệ số thay đổi chu kì bền = 1,0 (bảng 5-7) o KTC: hệ số thay đổi chu kì máy = 1,0 (bảng 5-8) o Kr : hệ số phụ thuộc vào bán kính đỉnh dao = 0,94 (bảng 5-4) o Kj: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao = 1,4(bảng 5-18) o Kj1v: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng phụ của dao = 0,97 Þ Vt = 54,2 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt = 531 (v/ph) Theo máy ta chọn nm = 500 v/ph. Vậy vận tốc cắt thực là Vtt = 516 m/ph d) Tính lực cắt Pz = 10. Trong đó: Cp = 50 (bảng 5-23) b = 2 xp = 1,0 yp = 1,0 np = 0 Các hệ số điều chỉnh: Kp=Kjp.Kgp.Klp.Krp o Kjp = 1,08; Kgp = 1,0; Klp = 1,0; Krp = 0,87 Þ Pz = 10.50.21.510.1,08.1.1.0,87= 469,8 (N) e) Tính mômen xoắn Mz= Pz.0,76 N.m f) Công suất cắt Nc = = 0,64 kw Nm = 10. h= 10. 0,75 = 7,5 kw. Như vậy Nc < Nm Þ bảo đảm công suất cắt . NGUYÊN CÔNG 9 PHAY RÃNH THAO PHANH Chọn máy: Chọn máy 6H82 Công suất đầu máy: 7,0 kw Hiệu suất: h= 0,8 Kích thước rãnh chữ T = 14 Chọn dao: Dao phay đĩa 3 mặt răng liền, thép gió Đường kính dao: F112. Số răng Z= 20; B=8,0 mm Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do Mặt trụ ngoài: 4 bậc Mặt lỗ: 1 bậc Mặt đầu: 1 bậc Sơ đồ định vị a) Lượng chạy dao: Theo bảng 5-35 (Sổ tay công nghệ CTM-2000-2) hoặc bảng 227-2 sổ tay CN 1979 thì s khi phay cắt đứt đối với hợp kim nhôm Sz= 0,08 ¸0,12 mm/răng. Tuy nhiên với chiều sâu phay = 9 mm, ăn dao thẳng đứng ta chọn như chế độ phay rãnh then bán nguyệt. Theo bảng 5-35, chon Srăng = 0,03 mm/răng Þ S = Sz. Z= 0,03. 20= 0,6 mm/vòng. b) Tốc độ cắt: V = Theo bảng 5-39 (Sổ tay CN 2000-2) ta được Cv: hằng số = 200 yv = 0,2 Z = 20: số răng T = 120’ (bảng 5-40) uv = 0,2 D = 112: đường kích dao mx = 0,2 q = 0,25 B = 8 chiều rộng cắt xv = 0,3 P = 0,1 Các hệ số: KMV= 0,8 (bảng 5-4; 5-5; 5-6) KNV = 0,9 KUV = 1,0 Þ Vt = 117 m/phút c) Số vòng quay trục dao nt = 1000.333 v/ph Theo máy ta chon nt = 300 v/ph. Khi đó, vận tốc cắt thực tế: Vtt = 106 m/ph Þ Lượng chạy dao phút: Sph = S.n = 0,6.300= 180 mm/ph.Chọn Sp = 180 mm/p Lượng chạy dao thực: Stt= Sph/n = 180/300 = 0,6 mm/vòng Lượng chạy dao răng thực: SZtt= Stt/Z= 0,6/20 = 0,03 mm/vòng d) Lực cắt: Pz = Ở đây: 0,25 là hệ số chuyển đổi từ thép sang nhôm. Tra bảng 5-41 Cp = 68,2 yp = 0,72 wp = 0 up = 1 Kmp= Kp= 1 xp = 0,86 q = 0,86 Þ Pz = 37,67 (N) e) Mômen xoắn trên trục chính của dao Mx = N.m f) Công suất cắt Nc = kw . NGUYÊN CÔNG 10 TIỆN LÕM ĐỈNH PISTON Chọn máy: chọn máy 1K62 Công suất máy: 10 kw Hiếu suất: h= 0,75 Côn moóc số 6 Chọn dao: dao phay phá cong 45o gắn mảnh hợp kim BK4 Dao tiện có các thông số j0= 95o; j1= 30o; a= 8o; g=10o; l=0o; r=1 Đồ gá : Đồ gá tiện lệch tâm chuyên dùng Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do Mặt đầu : 3 bậc Mặt trụ trong: 2 bậc Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng trục rút, hướng trục. Sơ đồ định vị ._.