QUAN VỀ CHI TIẾT
Giới thiệu khái quát về trục khuỷu
1.1 Tổng quan về động cơ đốt trong : Động cơ đốt trong là động cơ nhiệt trong đó quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra với chất oxy hóa (thường là không khí) trong buồng đốt là một phần không thể thiếu của mạch lưu lượng chất lỏng làm việc Trong động cơ đốt trong, sự giãn nở của khí nhiệt độ cao và áp suất cao do quá trình đốt cháy tác dụng lực trực tiếp lên một số thành phần của động cơ Lực được áp dụng điển hình cho piston, cánh tuabin, cánh quạt hoặc vòi phun Lực này di chuyển thành phần qua một khoảng cách, biến năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học hữu ích
Động cơ đốt trong là loại động cơ mà quá trình đốt diễn ra không liên tục, bao gồm các loại phổ biến như động cơ piston bốn thì và hai thì, cùng với các biến thể như động cơ piston sáu thì và động cơ quay Wankel Ngoài ra, còn có loại động cơ đốt trong sử dụng quá trình đốt liên tục, bao gồm tua bin khí, động cơ phản lực và hầu hết các động cơ tên lửa, tất cả đều thuộc nguyên tắc động cơ đốt trong.
Động cơ đốt trong thường sử dụng nhiên liệu hóa thạch như khí tự nhiên, xăng, diesel và dầu nhiên liệu Tuy nhiên, ngày càng nhiều động cơ CI sử dụng nhiên liệu tái tạo như diesel sinh học, trong khi động cơ SI sử dụng bioethanol hoặc metanol Ngoài ra, hydro cũng được sử dụng, có thể được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch hoặc nguồn năng lượng tái tạo.
Có một số cách có thể để phân loại động cơ đốt trong
+Theo số nét: Động cơ hai thì ( xe máy ) Động cơ bốn thì (chu trình Otto) Động cơ sáu thì
+Theo loại đánh lửa: Động cơ đánh lửa nén Động cơ đánh lửa (thường được tìm thấy là động cơ xăng)
Động cơ phản lực hoạt động dựa trên chu trình cơ học và nhiệt động lực học, tuy nhiên, không phải tất cả các động cơ pittông đều được bao gồm trong hai chu trình này và chúng thường không được sử dụng phổ biến.
1.Bộ lọc hút không khí 2.Bộ chế hòa khí
Hình 1.1: Cấu tạo và vị trí các cơ cấu trong động cơ đốt trong
Nguyên tắc hoạt động cơ bản
Hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đốt trong xy lanh của động cơ đốt trong, tạo ra nhiệt độ cao Sự cháy này làm cho khí đốt giãn nở, tạo áp suất tác động lên pít tông, từ đó đẩy pít tông di chuyển.
Động cơ hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng thông qua nhiều bộ phận cấu tạo, đạt hiệu quả cao khi hỗn hợp không khí và nhiên liệu được đốt cháy.
1.2 Tổng quan về trục khuỷu:
Trục khuỷu máy Diesel là một trong những bộ phận quan trọng nhất của động cơ đốt trong, chịu cường độ làm việc lớn và có giá thành cao Nó đóng vai trò then chốt trong hệ thống truyền lực của động cơ, góp phần quyết định hiệu suất hoạt động của máy.
Trục khuỷu là bộ phận quan trọng trong động cơ, có chức năng chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay Nó nhận lực từ piston để tạo ra mô men quay, cung cấp năng lượng cho bộ phận công tác, đồng thời nhận năng lượng từ bánh đà để duy trì quá trình hoạt động của piston trong việc sinh công.
Hình 1.2 : Cấu tạo chung của trục khuỷu
Về kết cấu có thể phân làm hai loại:
Về hình dáng hình học có thể phân làm hai loại:
Trục khuỷu đủ cổ trục
Trục khuỷu thiếu cổ trục
+ Kết cấu các phần của trục khuỷu
Trục khuỷu bao gồm các thành phần chính như đầu trục khuỷu, cổ trục khuỷu, má khuỷu, cổ biên và đuôi trục khuỷu Để đảm bảo sự cân bằng cho trục khuỷu trong quá trình hoạt động, người ta thường lắp thêm đối trọng trên trục khuỷu.
Đầu trục khuỷu được trang bị vấu để khởi động và quay, đồng thời kết nối với puly dẫn động quạt gió, bơm nước và các bánh răng dẫn động trục cam Ngoài ra, có thể lắp thêm bộ giảm chấn xoắn để cải thiện hiệu suất hoạt động.
Hầu hết các động cơ đều có đường kính tương đồng và thường được thiết kế rỗng để chứa dầu bôi trơn cùng các bánh răng dẫn động trục cam Ngoài ra, động cơ còn có thể được trang bị bộ giảm chấn xoắn để cải thiện hiệu suất hoạt động.
Má khuỷu thường có hình dạng elip, giúp phân bố ứng suất một cách hợp lý Đây là bộ phận kết nối giữa cổ trục và cổ chốt.
Đối trọng là một thành phần quan trọng trong động cơ, giúp cân bằng các lực và mô men quán tính không đồng đều Nó không chỉ giảm tải cho ổ trục mà còn giúp loại bỏ khối lượng thừa khi cân bằng trục khuỷu Đối trọng có thể được chế tạo liền với má khuỷu hoặc lắp rời và sau đó được hàn hoặc bắt bu lông vào má khuỷu.
+ Đuôi trục khuỷu: Đây là nơi truyền công suất ra ngoài Trên đuôi của nó có lắp mặt bích để lắp bánh đà.
Phân tích điều kiện kỹ thuật của trục khuỷu
2.1 Điều kiện làm việc của trục khuỷu:
Piston là một thành phần thiết yếu trong động cơ ô tô và máy kéo Trong quá trình hoạt động, trục khuỷu phải chịu tải trọng cơ học và nhiệt độ cao, điều này ảnh hưởng lớn đến độ bền và tuổi thọ của nó.
Trục khuỷu hoạt động trong trạng thái nặng nề, chịu tác động của lực khí thể và lực quán tính, bao gồm quán tính chuyển động tịnh tiến và quay Những lực này có cường độ lớn và thay đổi theo chu kỳ, tạo ra va đập mạnh mẽ Chúng gây ra ứng suất uốn và xoắn trục, dẫn đến hiện tượng dao động dọc và xoắn Hơn nữa, các lực này còn gây hao mòn đáng kể trên bề mặt ma sát của cổ trục và cổ khuỷu.
Trong quá trình vận hành, bề mặt cổ biên trục khuỷu thường hoạt động trong trạng thái ma sát nửa khô do thiếu dầu bôi trơn Hơn nữa, trục khuỷu còn bị biến dạng nhiều trong quá trình làm việc, dẫn đến mức độ ma sát gia tăng.
Do điều kiện làm việc của trục khuỷu như vậy nên khi chế tạo trục khuỷu cần đạt những yêu cầu sau:
* Có sức bền lớn, độ cứng vững lớn, trọng lượng nhỏ và ít mòn
* Có độ chính sát gia công cao, các bề mặt làm việc cần có độ bóng và độ cứng cao
* Không sảy ra hiện tượng dao động cộng hưởng trong phạm vi tốc độ sử dụng
* Kết cấu phải đảm bảo tính cân bằng tính đồng đều tính cân bằng của động cơ và phải dễ chế tạo
* Hình dạng kết cấu trục khuỷu phụ thuộc vào số xilanh cách bố trí xilanh số kỳ của động cơ va thứ tự làm việc của xilanh
* Về kết cấu trục khuỷu phải đảm bảo các yêu cầu sau
* Đảm bảo động cơ làm việc đồng đều, biên độ dao động mômen xoắn nhỏ
* Động cơ làm việc cân bằng ít rung động
* Ứng suất sinh ra do dao động xoắn nhỏ
2.4 Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :
Hình dạng kết cấu của trục khuỷu phụ thuộc vào số xilanh, cách bố trí xilanh, số kỳ của động cơ, thứ tự làm việc của xilanh
Các yêu cầu về kết cấu động cơ bao gồm việc đảm bảo hoạt động đồng đều, với biên độ dao động của mômen xoắn ở mức tương đối nhỏ Động cơ cần được thiết kế để làm việc cân bằng, giảm thiểu rung động, và hiệu suất sinh ra từ mômen xoắn cũng phải ở mức thấp.
Công nghệ chế tạo đơn giản, giá thành rẻ
Kích thước trục khuỷu chủ yếu phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai tâm xilanh, đường kính xilanh, chiều dày lót xilanh và phương pháp làm mát Trong thiết kế trục khuỷu, cần nỗ lực thu gọn kích thước nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững và sức bền Quá trình gia công trục yêu cầu gia công hai lỗ tâm ở đầu để định vị chuẩn xác.
2.5 Vật liệu chế tạo trục khuỷu:
+ Mác thép thường dùng là thép cacbon có thành phần cacbon trung bình Thường dùng thép 45,thép này được dùng nhiều nhờ đặc tính sau:
- Độ bền kém thép hợp kim nhưng có thể đảm bảo đầy đủ yêu cầu bằng các biện pháp kết cấu
Hệ số ma sát trong của thép cacbon vượt trội hơn so với thép hợp kim, cho phép nó giảm dao động xoắn hiệu quả hơn so với các loại thép hợp kim như Mangan, Crôm và Niken.
+ Ngoài ra người ta còn dùng gang cầu grafit để đúc trục khuỷu vì gang có ưu điểm sau:
Giữ dầu bôi trơn tốt hơn
- Có khả năng dập tắt dao động tốt hơn
Thành phần hóa học của thép C45
Mác thép 45 : %C : 0,42-0,5; %Mn:0,5-0,8; b a0(Mpa) ; 0,2 60(Mpa)
5 %; = 40%; HB"9; Độ cứng sau HB= 197; k P0 ( KJ/m 2 )
Yêu cầu kỹ thuật của trục khuỷu
Từ những phân tích điều kiện làm việc của chi tiết, ta có những yêu cầu kỹ thuật sau:
Chất lượng các trục và các biên sau khi gia công : Độ búng bề mặt cấp 10 ( Ra=0.16àm ) Độ chính xác IT7
Tôi đạt độ cứng 48-55 HRC
Sai lệch về kích thước hình học có thể được xác định qua độ không song song giữa đường trục của cổ trục và cổ biên, với mức độ cho phép từ 10 đến 12 µm trên toàn bộ chiều dài cổ biên Đối với cổ trục và cổ biên, độ côn và độ ô van đều có mức cho phép là 10 µm Ngoài ra, độ chính xác cân bằng được yêu cầu từ 15 đến 30 g.cm cho khoảng lệch tâm e.
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU
Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công
1.1 Xác định dạng sản xuất:
Theo yêu cầu của đề cho dạng sản xuất hàng loạt vừa
1.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi:
Để chế tạo một chi tiết đạt yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế, việc xác định kích thước và chọn phôi hợp lý là rất quan trọng Vật liệu phôi và phương pháp tạo phôi ảnh hưởng lớn đến lượng dư gia công và quy trình công nghệ, từ đó tác động trực tiếp đến yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế Đặc biệt, vật liệu chế tạo trục cần có cơ tính cao, ít tập trung ứng suất, khả năng nhiệt luyện tốt, dễ gia công và cơ tính đồng đều Một số loại phôi thường được sử dụng bao gồm
Phôi dập được sử dụng để chế tạo nhiều loại chi tiết cơ khí như trục răng côn, trục răng thẳng, bánh răng và các chi tiết dạng càng, trục chữ thập Các chi tiết này thường được sản xuất trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng.
❖ Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do, ưu điểm là giá thành thấp
Phôi đúc được sử dụng để sản xuất các chi tiết phức tạp như gối đỡ, chi tiết dạng hộp và dạng càng Các vật liệu phổ biến cho phôi đúc bao gồm gang, thép, đồng, nhôm cùng với các loại hợp kim khác.
Dựa vào các yếu tố như khả năng công nghệ, điều kiện làm việc, kích thước và sản lượng, chúng ta chọn phương pháp chế tạo phôi dập nóng trên máy ép với những đặc điểm phù hợp.
❖ Ưu điểm: Phương pháp này phôi đạt độ bóng cao cơ tính tốt Máy làm việc êm, độ cứng vững tốt, dẫn hướng êm chính xác
Máy ép có nhược điểm như giá thành cao và yêu cầu kích thước phôi ban đầu chính xác Việc đánh sạch lớp ô xi hoá cũng gặp khó khăn, đòi hỏi thiết bị nung phức tạp Hơn nữa, do hành trình đầu búa cố định, tính chất vạn năng của máy kém, nên cần thiết phải sử dụng thiết bị phụ để tạo phôi.
❖ Áp dụng cho trục khuỷu và vật liệu chế tạo là thép cacbon, gang grafit cầu, phương pháp này có các ưu điểm sau:
Trọng lượng phôi và lượng dư gia công nhỏ
DUT-LRCC Đúc được những kết cấu phức tạp của trục khuỷu
Tuy nhiên, phương pháp này còn có những nhược điểm như:
- Thành phần kim loại không đồng đều Khi đúc thép kết tinh không đều làm ảnh hưởng đến cơ tính của trục khuỷu
- Dễ gây khuyết tật như rỗ khí, rỗ co, rạn nứt
Sau khi phân tích các phương pháp chế tạo phôi, để đáp ứng yêu cầu sản xuất hàng loạt, phương pháp dập khuôn trên máy dập và máy búa nằm ngang từ phôi cán nóng được lựa chọn.
Hình 2.1: Bản vẽ lồng phôi dập
LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT VÀ CHUẨN ĐỊNH VỊ
2.1 Nguyên công khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm :
Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, quy trình thường bắt đầu bằng việc phay hai mặt đầu trục, sau đó lấy dấu để khoan lỗ tâm Một phương pháp khác là gá trục lên mâm cặp, xén mặt đầu và khoan tâm, rồi đổi đầu để gia công phía còn lại trên máy tiện vạn năng.
- Trong sản xuất hàng loạt vừa việc khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm chi tiết trục được thực hiện theo các cách sau:
+ Phay mặt đầu trục trên cả hai phía máy phay có tang quay sau đó khoan lỗ tâm trên máy chuyên dùng
+ Phay mặt đầu trục trên máy phay ngang sau đó khoan lỗ tâm trên máy chuyên dùng
+ Trên một nguyên công đồng thời thực hiện phay mặt đầu và khoan lỗ tâm cả hai phía trên máy chuyên dùng
Việc thực hiện phay mặt đầu và khoan lỗ tâm trên cùng một nguyên công giúp nâng cao độ chính xác vuông góc giữa mặt đầu trục và đường tâm của hai lỗ tâm Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong sản xuất hàng loạt, khi sử dụng máy chuyên dụng để đồng thời gia công cả hai phía của chi tiết.
2.1.2 Chuẩn định vị: Ở nguyên công này chuẩn định vị là chuẩn thô Chi tiết gia công được định vị và kẹp chặt trên khối V tự định tâm, chuyển động dọc trục bị khống chế bởi một chốt tỳ
2.2 Nguyên công tiện cổ biên trục :
Gia công lỗ chống tâm trên hai mặt đầu của phôi cần đảm bảo rằng khoảng cách giữa các lỗ tương ứng với độ lệch tâm e Sau khi gia công, tiến hành gá lên hai mũi chống tâm và tốc cặp để thực hiện gia công cho từng bề mặt trục tương ứng.
Hình 2.2: Gia công trục lệch tâm gá trên 2 mũi chống tâm
1: Đường trục lỗ tâm gia công bề mặt đoạn trục A
2: Đường trục lỗ tâm gia công bề mặt đoạn trục B
Khi gia công cổ biên, chế độ cắt cần thấp hơn so với gia công cổ chính để giảm lực cắt và lực kẹp theo trục của mũi tâm trục khuỷu, tránh hiện tượng uốn Do đó, cần sử dụng dai kẹp hoặc bulong kiểu kích để giữ cho chi tiết không bị biến dạng trong quá trình gia công.
Chuẩn định vị trong nguyên công này là chuẩn tinh, với chi tiết được định vị trên 2 mũi chống tâm ở 2 đầu trụ và chốt trụ, giúp tăng cường độ cứng vững cho chi tiết Cơ cấu bánh lệch đảm bảo tâm của cổ biên trùng với tâm trục chính của máy, trong khi chi tiết được kẹp chặt và truyền momen xoắn nhờ vào tốc kẹp.
2.3 Các nguyên công còn lại :
Tất cả các bề mặt trụ ngoài đều được gia công bằng phương pháp tiện và phay, được thực hiện trên máy tiện và máy phay thông thường
- Khi chọn chuẩn tinh người ta đưa ra 5 nguyên tắc sau:
Khi gia công tinh, việc lựa chọn chuẩn tinh chính là điều cần thiết, vì nó đảm bảo rằng các chi tiết sẽ có vị trí tương tự như khi làm việc Điều này đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công tinh.
+ Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng gốc kích thước để sai số chọn chuẩn bằng 0
+ Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp + Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị
Để đảm bảo độ chính xác trong quá trình công nghệ, việc chọn một chuẩn thống nhất là rất quan trọng Sử dụng một chuẩn duy nhất trong nhiều lần thực hiện các nguyên công giúp giảm thiểu sai số tích lũy ở những lần gá sau.
Phương án chọn chuẩn tinh:
+ Đối với chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rất quan trọng
+ Để đảm bảo yêu cầu này khi gia công trục phải dùng chuẩn tinh thống nhất
Chuẩn tinh thống nhất sử dụng hai lỗ tâm ở hai đầu trục, cho phép gia công tất cả các mặt ngoài và tiện bề mặt lệch tâm mà không gây sai số cho kích thước đường kính Tuy nhiên, nếu mũi tâm trái là mũi tâm cứng, sẽ xảy ra sai số cho kích thước hướng trục Để khắc phục vấn đề này, cần thay thế mũi tâm cứng bên phải bằng mũi tâm tùy động.
+ Khi dùng hai mũi tâm làm chuẩn thì phải dùng tốc để truyền mômen xoắn.
LẬP TIẾN TRÌNH CÁC NGUYÊN CÔNG
Nguyên công 1: Phay 2 mặt đầu và khoan 2 lỗ tâm
Nguyờn cụng 2: Tiện thụ, tiện tinh trục bậc ỉ65, ỉ76, tiện rảnh, vỏt mộp
Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh các cổ trục còn lại
Nguyên công 4: Phay các mặt lắp đối trọng
Nguyên công 5: Khoan các lỗ lắp đối trọng và taro ren
Nguyên công 6: Khoan các lỗ mặt bích
Nguyên công 7: Phay rảnh then
Nguyên công 8: Khoan các lỗ dầu
Nguyên công 9: Tiện thô, tiện tinh cổ biên
Nguyên công 10: Nhiệt luyện bằng phương pháp tôi cao tần
Nguyên công 11: Mài thô và tinh cổ trục
Nguyên công 12:Mài thô và tinh cổ biên
THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG
4.1 Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu, khoan lỗ tâm
Hình 2.3: Sơ đồ định vị và kẹp chặt gia công các mặt chuẩn
Chi tiết gia công được định vị và kẹp chặt trên khối 2 V với khả năng tự định tâm 4 bậc tự do, đồng thời sử dụng chốt tỳ để ngăn chặn sự dịch chuyển theo chiều dọc trục, tạo ra bậc tự do thứ 5.
Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu MP-71M,có các thông số: Đường kính gia công 40-220(mm)
Chiều dài chi tiết gia công 200-700(mm)
Giới hạn chạy dao của dao phay 20-400(mm/ph)
Số cấp tốc độ của dao phay 6
Giới hạn số vòng quay của dao phay 125-712(vòng/phút)
Số cấp tốc độ của dao khoan 6
Giới hạn số vòng quay của dao khoan 238-1125(vòng/phút)
Công suất động cơ phay-khoan 7.5-2.2(KW)
- Chọn dao phay mặt đầu chắp mảnh thép gió (P6M5), tra bảng 4 - 93 (sổ tay CNCTM1) có:
1 Hai dao khoan chuyên dùng thép gió (P6M5) có d = 22 (mm)
4.2 Nguyờn cụng 2: Tiện thụ, tiện tinh trục bậc ỉ65, ỉ76, rảnh, vỏt mộp
+ Định vị: Chi tiết được gá lên hai mũi chống tâm, như vậy khống chế 5 bậc tự do
Hình 2.4 minh họa sơ đồ định vị và kẹp chặt gia công các cổ trục, trong đó việc kẹp chặt được thực hiện bằng mũi chống tâm, đảm bảo lực kẹp trùng với tâm cổ trục Chi tiết có khả năng quay nhờ vào tốc độ kẹp đặc biệt.
Chọn máy T620: Các thông số của máy tiện T620 : Đường kính gia công lớn nhất : Dmax@0mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm : 1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính : 12,5 2000
Công suất động cơ : 10 kw
Dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 Một dao xén mặt đầu T15K6, một dao vát góc T15K6, một dao cắt rãnh T15K6
4.3 Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh các mặt trụ còn lại
Hình 2.5: Sơ đồ định vị và kẹp chặt gia công các cổ trục
+ Định vị: Chi tiết được gá lên hai mũi chống tâm, như vậy khống chế 5 bậc tự do +
Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng mũi chống tâm (lực kẹp trùng với tâm cổ trục) và càng kẹp đặc biệt Ở đây chi tiết quay được nhờ tốc kẹp
Chọn máy T620 : Các thông số của máy tiện T620 : Đường kính gia công lớn nhất : Dmax@0mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm : 1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính : 12,5 2000
Công suất động cơ : 10 kw
Chọn dao : dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
4.4 Nguyên công 4: : Phay các mặt lắp đối trọng
Hình 2.6: Sơ đồ định vị và kẹp chặt gia công phay mặt đối trọng + Định vị:
Chi tiết trên 2 khối V ngắn cung cấp 4 bậc tự do định vị, trong khi một mặt của khối V khống chế 1 bậc tự do Do đó, chi tiết này được định vị với tổng cộng 5 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp gồm hệ thống bu lông đai ốc và cần kẹp + Các bước thực hiện:
Để lắp phay 4 rãnh đối trọng, cần chọn đường kính dao phù hợp nhằm tránh tình trạng dao phay tiếp xúc với bề mặt chưa gia công của má khuỷu khác.
- Thay dao bằng dao phay trụ để phay mặt phẳng trên
Chọn máy : Máy phay ngang P623
+ Đường kính trục máy = 80 mm
+ Kích thước làm việc của bàn máy ( 800 1000 ) mm
+ Công suất động cơ chính : 9 kw
+ Số cấp tốc độ là 20
+ Phạm vi tốc độ trục chính : 20 - 1600 ( v/p )
+ Kích thước phủ bì của máy : ( 4300 2735 1850 ) mm
- Chọn dao phay trụ thép gió (P6M5), tra bảng 4-93 (sổ tay CNCTM1) có
4.5 Nguyên công 5: Khoan các lỗ lắp đối trọng và taro ren
+ Định vị: Chi tiết được gá lên hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do và 1 chốt trám ở mặt bích khống chế 1 bậc tự do
+ Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp gồm hệ thống bu lông đai ốc và cần kẹp
Hình 2.7: Sơ đồ định vị, kẹp chặt khoan lỗ lắp đối trọng và taro ren
Chọn máy: Máy khoan cần 2B56
+ Đường kính lớn nhất khoan được : = 50 mm
+ Phạm vi tốc độ trục chính: 2,1
+ Số cấp bước tiến trục chính: 12
+ Phạm vi bước tiến: 0,056 - 2,59 (mm/v)
+ Công suất động cơ chính: 4Kw
+ Kích thước làm việc của bệ máy (968.1650) mm
❖ Chọn dao : Mũi khoan ruột gà bằng thép gió P6M5 loại ngắn d= 9,5 mm , l= 3-60 mm, L=2 0-131 mm
4.6 Nguyên công 6: Khoan các lỗ mặt bích
Chi tiết được định vị trên hai khối V ngắn, cho phép định vị 4 bậc tự do Để ngăn chặn sự dịch chuyển theo chiều dọc của trục, một chốt tỳ được sử dụng để tạo ra bậc tự do thứ 5.
+ Kẹp chặt: Lực kẹp đặt ở hai cổ trục ngoài cùng, hướng vuông góc với trục
Hình 2.8: Sơ đồ định vị và kẹp chặt gia công các lỗ mặt bích chọn máy: Máy khoan cần 2B56
+ Đường kính lớn nhất khoan được : = 50 mm
+ Phạm vi tốc độ trục chính: 2,1
+ Số cấp bước tiến trục chính: 12
+ Phạm vi bước tiến: 0,056 - 2,59 (mm/v)
+ Công suất động cơ chính: 4Kw
+ Kích thước làm việc của bệ máy (968.1650) mm
- Chọn mũi khoan chuyên dùng thép gió (P6M5), d = 10 (mm)
Tiện thô, tiện tinh cổ biên còn lại
4.7 Nguyên công 7 Phay rảnh then
Định vị chi tiết trên hai khối V giúp hạn chế 4 bậc tự do, với chốt trám chống xoay lắp vào lỗ mặt bích và chốt tỳ chống tịnh tiến, từ đó đảm bảo định vị toàn bộ 6 bậc tự do.
+ Kẹp chặt: Lực kẹp chặt đặt ngay trên hai khối V
+ Thực hiện: Tiến dao vào nhờ cữ so dao để phay rãnh then theo kích thước mong muốn
Hình 2.9: Sơ đồ định vị và kẹp chặt phay rảnh then
Chọn máy : Máy phay ngang P623
+ Đường kính trục máy = 80 mm
+ Kích thước làm việc của bàn máy ( 800 1000 ) mm
+ Công suất động cơ chính : 9 kw
+ Số cấp tốc độ là 20
+ Phạm vi tốc độ trục chính : 20 - 1600 ( v/p )
+ Kích thước phủ bì của máy : ( 4300 2735 1850 ) mm
❖ Chọn dao : Dao phay mặt đầu thép gió P6M5 : d = 18 (mm), Z = 4
4.8 Nguyên công 8: Khoan 2 lỗ dầu
Khi khoan lỗ dầu sâu, cần đảm bảo mũi khoan ra vào tự động và được làm mát liên tục Bề mặt khoan bắt đầu là mặt trụ, do đó cần sử dụng bạc dẫn hướng chuyên dụng Để định vị chính xác, sử dụng hai khối V ngắn cùng với một chốt trám định vị ở lỗ mặt bích và một chốt tỳ, giúp định vị 6 bậc tự do.
Hình 2.10: Sơ đồ định vị và kẹp chặt khoan các lỗ dầu Chọn máy: Máy khoan cần 2B56
+ Đường kính lớn nhất khoan được : = 50 mm
+ Phạm vi tốc độ trục chính: 2,1
+ Số cấp bước tiến trục chính: 12
+ Phạm vi bước tiến: 0,056 - 2,59 (mm/v)
+ Công suất động cơ chính: 4Kw
+ Kích thước làm việc của bệ máy (968.1650) mm
❖ Chọn dao : Mũi khoan ruột gà bằng thép gió P6M5 loại ngắn d= 6 mm , l= 3-60 mm, L= 20-131 mm
4.9 Nguyên công 9: Tiện thô, tinh cổ biên
Hình 2.11: Sơ đồ định vị và kẹp chặt gia công cổ biên
❖ Sơ đồ gá đặt: Định vị: được đinh vị và kẹp chặt bằng 2 muỗi chống tâm ,như vậy chi tiết được khống chế 5 bậc tự do
Chọn máy T620: Các thông số của máy tiện T620 : Đường kính gia công lớn nhất : Dmax@0mm
Khoảng cách giữa hai mũi tâm : 1400mm
Số cấp tốc độ trục chính : 23
Giới hạn vòng quay trục chính : 12,5 2000
Công suất động cơ : 10 kw
Chọn dao: dao tiện ngoài gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
4.10 Nguyên công 10: Nhiệt luyện bằng phương pháp tôi cao tần
- Nhiệt luyện tại phân xưởng nhiệt luyện các cổ khuỷu, cổ biên đạt
- Sau nhiệt luyện kiểm tra, nắn thẳng
4.11 Nguyên công 11: Mài thô, mài tinh các cổ trục:
+ Định vị: Chi tiết được gá lên hai mũi chống tâm, như vậy khống chế 5 bậc tự do
Hình 2.12: Sơ đồ định vị và kẹp chặt mài cổ trục
❖ Chọn máy : Máy mài tròn ngoài 3A172
+ Đường kính lớn nhất chi tiết gia công = 560 mm
+ Phạm vi đường kinh gia công được = 40 - 500 mm
+ Chiều dài lớn nhất gia công được: L = 2500 - 3550 mm
+ Số cấp tốc độ mâm cặp: vô cấp
+ Phạm vi tốc độ mân cặp ụ trước: 9 - 90 (v/p)
+ Tốc độ đá mài: 1100 - 890 (mm/p)
+ Phạm vi bước tiến của bàn: 0,1 - 2,5 (mm/p)
+ Số cấp bước tiến của bàn: vô cấp
- Đá mài, tra bảng 4-169, 4-170, có D = 300 (mm), H = 20, d = 32 - 203 (mm) Vật liệu đá mài 5C, 50 - M28
4.12 Nguyên công 12: Mài thô, mài tinh cổ biên
Hình 2.13: Sơ đồ định vị và kẹp chặt mài cổ biên
+ Định vị: Chi tiết được gá lên hai mũi chống tâm và 1 chốt tỳ ở mặt bích của trục khuỷu, như vậy khống chế 5 bậc tự do
❖ Chọn máy : Máy mài tròn ngoài 3A172
+ Đường kính lớn nhất chi tiết gia công = 560 mm
+ Phạm vi đường kinh gia công được = 40 - 500 mm
+ Chiều dài lớn nhất gia công được: L = 2500 - 3550 mm
+ Số cấp tốc độ mâm cặp: vô cấp
+ Phạm vi tốc độ mân cặp ụ trước: 9 - 90 (v/p)
+ Tốc độ đá mài: 1100 - 890 (mm/p)
+ Phạm vibước tiến của bàn: 0,1 - 2,5 (mm/p)
+ Số cấp bước tiến của bàn: vô cấp
- Đá mài, tra bảng 4-169, 4-170, có D = 300 (mm), H = 20, d = 32 - 203 (mm) Vật liệu đá mài 5C, 50 - M28
+ Định vị trên hai mũi chống tâm khống chế 5 bậc tự do Chọn đường tâm của 2 mũi chống tâm làm chuẩn định vị
*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 độ bóng của các bề mặt gia công
- Kiểm tra độ côn của các của trục và cổ biên.
CHỌN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG
5.1 Lượng dư gia công cổ trục 76 -0.03
5.2 Lượng dư gia công bề mặt cổ biên 68 -0.03
5.3.Lượng dư gia công mặt 65, 170
5.4.Lượng dư gia công má trong 56 -0.19
5.5.Lượng dư các bề mặt còn lại:
Lượng dư mặt đầu trục khuỷu
Lượng dư bề mặt đối trọng: Chọn 2000 (m)
TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG
Tra chế độ cắt các nguyên công
1.1 Nguyên công 1: Khỏa hai mặt đầu và khoan lỗ tâm
1.1.1 Tính chế độ cắt phay mặt đầu
- Lượng chạy dao S (mm/vòng)
Tra bảng 3.34 (sổ tay CNCTM2) có Sz = 0,12 (mm/răng)
- Tốc độ phay V (m/phút) V Trong đó giá trị Cv và các số mũ tra bảng 5 - 39 (sổ tay CNCTM2)
- T : Là chu kỳ bền dao , tra bảng 5 -40 ( sổ tay CNCTM2) ; T = 240 (phut)
- Kv : Là hệ số đều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thực tế , được xác định theo công thức: Kv = KMv Knv Kuv
- K Mv = Kn ( )Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt
- Tra bảng 5-2 : Kn = 1 ; b = 750 (MPa) , vậy KMv = 1
- Knv = 0,8 Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi.( bảng 5.5 )
- Kuv = 1 Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu cắt.( bảng 5.6 ) vậy : KV = 1.0,8 = 0,8
- Tốc độ trục chính : n = = 68 (vòng/phút)
- Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.200.125
1000 = 78,5(𝑚/𝑝ℎ) 1.1.2 Tính chế độ cắt khoan lỗ tâm :
- Chọn mũi khoan chuyên dùng thép gió (P6M5) có d = 22 (mm)
- Lượng chạy dao S (mm/vòng)
Tra bảng 2-25 ta có : S = 0,14 (mm/vòng)
- Tốc độ cắt V (m /phút) V Trong đó : CV và các số mũ tra bảng 5.28 : Cv = 9.8, q=0.4, y=0.5, m=0.5
- T : Là chu kỳ bền của dao, tra bảng 5.30 :T = 50 (phút)
- KV: Là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thực tế, được xác định theo công thức : KV = KMv Knv Kuv
Trong đó : + Kmv : KMv = Kn vớiKn = 1 ,b = 750(MPa) , do đó : KMv = 1
- Knv = 0,8: Là hệ điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi.( bảng 5-5)
- Kuv=1 : Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt.( bảng 5 – 6)
Vậy tốc độ cắt : V = = 19,5 (m/phút )
Tốc độ quay trục chính : n = = 282 (vòng/phút)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.22.179
1.2 Nguyờn cụng 2: Tiện thụ, tinh cỏc trục bậcỉ65, ỉ76 , rónh vỏt mộp
1.2.1.Tớnh chế độ cắt tiện cổ giữa ỉ76mm:
- Dao tiện hợp kim cứng (T15K6)
- Lượng chạy dao dọc S (mm/vòng)
V - T : Là chu kỳ bền của dao, với T = 60.KTU tra bảng 5-18 : KTU = 3 (phút)
- KV : Là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thức tế, xác định theo công thức :KV = KMv Knv Kuv y V m q
Trong đó :+ KMv : KMv = Với Kn =1 ,b = 750 (MPa) , do đó : KMv = 1
- Knv = 0,8: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi.( bảng 5 – 5)
- Kuv =1: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5 - 6 có
- Giá trị CV và các số mũ tra bảng 5-17 ta được : CV = 350, x=0,15, y=0,35, m=0,2
Vậy tốc độ cắt : V = = 108,5 (m/phút)
Tốc độ quay trục chính : n = = 455 (vòng/phút)
Như vậy cận tốc cắt thực tế : Vtt=3,14.76.400
- Lượng chạy dao dọc S(mm/vòng)
Tra bảng 5-11 có :S = 0,38 (mm/vòng)
V - T : Là chu kỳ bền của dao, với T = 60.KTU Giá trị KTU tra bảng 5 -18 : KTU = 3(phút)
- KV : Là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thực tế, được xác định theo công thức : KV = KMv.Knv.Kuv
Trong đó : + KMv = Kn Với Kn =1 ,b = 750(MPa) , do đó : KMv = 1
- Knv =1: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, tra bảng 5 - 5
- Kuv =1: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5 - 6
Giá trị Cv và các số mũ tra bảng 5-17 ta được:
Vậy tốc độ cắt : V = = 221,2 (m/phút)
Tốc độ quay trục chính : n = = 927 (vòng /phút) b
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.76.800
1000 = 190(𝑚/𝑝ℎ) 1.2.2 Tra chế độ cắt tiện đầu trục 65:
- Lượng chạy dao dọc S (vòng /phút )
Tra bảng 5-64 (sổ tay CNCTM2) có :V = 182 (m/phút )
- Hệ số chỉnh tốc độ cắt :
+ Phụ thuộc vào chu kỳ bền dao : 0,8
+ Phụ thuộc vào góc nghiêng chính : 0,82
Tốc độ quay trục chính : n = 1000.𝑉
3,14.𝐷 = 1000.119,4 3,14.65 X5 (vòng/phút) Theo máy chọn n = 500 (v/ph)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.65.500
- Lượng chạy dao dọc S(mm/vòng)
Tra bảng 5-11 có: S = 0,5(mm/vòng)
Tốc độ cắt V(m/phút) tra bảng 5-64 (sổ tay CNCTM2) có V = 231 (m/phút)
- Hệ số diều chỉnh tốc độ cắt:
+ Phụ thuộc vào chu kỳ bền dao: 0,8
+ Phụ thuộc vào góc nghiêng chính : 0,82
Tốc độ cắt thực tế: V = 231.0,8.0,82 = 149,7 (m/phút)
Tốc độ quay trục chính: n = (vòng/phút)
Như vậy cận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.65.800
1000 = 163,28(𝑚/𝑝ℎ) 1.2.3.Chế độ cắt tiện rãnh thoát dao
Khi gia công thô 66 ta chọn chiều sâu cắt t = 2mm
Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao S= 0.6 (mm/v)
Các hệ số hiệu chỉnh :
+ Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)
+ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)
+ Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)
Như vậy tốc độ tính toán là Vt=V b k1.k2.k3=0.9x0.8x1x62 D.64(m/phút)
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
Theo máy ta chọn được n%0(v/ph)
Như vậy tốc độ cắt thực tế là:
- Chọn dao tiện lỗ lắo vào trục dao , có góc nghiêng φ E° , vật liệu dao băng hợp kim cứng, kich thước dao 20x20
- Lượng chạy dao S= 0,42 (mm/vg)
Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb = 177(m/ph)
Các hệ số hiệu chỉnh :
+ Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)
+ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)
+ Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)
Như vậy tốc độ tính toán là Vt=V b k1.k2.k3=0.9x0.8x1x177 7(m/phút)
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.65.630
1.3 Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh cổ trục còn lại
- Dao tiện hợp kim cứng (T15K6)
- Lượng chạy dao dọc S (mm/vòng)
- T : Là chu kỳ bền của dao, với T = 60.KTU tra bảng 5-18 : KTU = 3 (phút)
- KV : Là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thức tế, xác định theo công thức :KV = KMv Knv Kuv
Trong đó :+ KMv = Với Kn =1 ,b = 750 (MPa) , do đó : KMv = 1
- Knv : Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, tra bảng 5 - 5 có
- Kuv : Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5 - 6 có
- Giá trị CV và các số mũ tra bảng 5-17 ta được : Cv50, x=0.15, y=0.35, m=0.2 y tốc độ cắt : V = = 108,5 (m/phút)
Tốc độ quay trục chính : n = = 455 (vòng/phút)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.76.400
- Lượng chạy dao dọc S(mm/vòng)
Tra bảng 5-11 có :S = 0,38 (mm/vòng)
V - T : Là chu kỳ bền của dao, với T = 60.KTU tra bảng 5 -18 KTU = 3(phút)
+KMv = Kn Với Kn =1 ,b = 750(MPa) , do đó : KMv = 1
Vậy tốc độ cắt : V = = 221,2 (m/phút) b
Tốc độ quay trục chính : n = = 927 (vòng /phút)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.76.800
1.4 Nguyên công 4: Phay các mặt lắp đối trọng
- Chiều sâu cắt t = 2,5 (mm), bề rộng phay B = 76 (mm)
- Lượng chạy dao S(mm/vòng)
Tra bảng 3-34 (Sổ tay CNCTM2) có; Sz= 0,2 (mm/răng)
- Tốc độ phay V(m/phút) V Trong đó: Cv và các số mũ tra bảng5-39 (sổ tay CNCTM2) có:
+ T là chu kỳ bền của dao, tra bảng 5-40 (sổ tay CNCTM2): T = 180 (phút) + Kv = KMv.Knv.Kuv
+KMv = Kn có: Kn = 1, b = 750 (MPa), do đó KMv = 1
Hệ số điều chỉnh Knv = 0,8 phản ánh tình trạng bề mặt của phôi, theo bảng 5-5 Trong khi đó, hệ số Kuv = 1 thể hiện sự phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt, được tham khảo từ bảng 5-6.
Tốc độ quay trục chính: n = (vòng/phút)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.118.76
1.5 Nguyên công 5: Khoan các lỗ lắp đối trọng và taro ren a Tính chế độ cắt khoan lỗ 9,4
- Chọn mũi khoan chuyên dùng thép gió (P6M5), có d = 9,4
- Lượng chạy dao S(mm/vòng), tra bảng 5-25, có S = 0,25 (mm/vòng)
- Tốc độ cắt V (m/phút) V Trong đó: Cv và các số mũ tra bảng 5-28: Cv=9,8; q=0,4; y=0,5;m=0,2
+ T là chu kỳ bền của dao, tra bảng 5-30: T = 25 (phút)
+ Kv là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thực tế, được xác định theo công thức: Kv = Kmv.Knv.Kuv
Trong đó: Cv và các số mũ tra bảng 5-28: Cv=9.8, q=0.4, y.5, m=0.2
+ T là chu kỳ bền của dao, tra bảng 5-30: T = 25 (phút)
+ KMv = Kn có: Kn = 1, b = 750 (MPa), do đó; KMv = 1
Knv = 1 là hệ số điều chỉnh liên quan đến tình trạng bề mặt của phôi, được tham khảo từ bảng 5-5 Trong khi đó, Kuv = 1 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào loại vật liệu của dụng cụ cắt, có thể tìm thấy trong bảng 5-6.
Vậy tốc độ cắt: V = (m/phút)
Tốc độ quay trục chính: n = (vòng/phút)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.860.10
- Chạy dao tự động S = 0,25 (mm/vòng)
- Tốc độ cắt V (m/phút) V Trong đó: Cv và các số mũ tra bảng 5-49:
Ta có :Kv = KMV.KUV.KTV.KMP = 1.0,7.1.1 = 0,7
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.609.10
1.6 Nguyên công 6: Khoan các lỗ mặt bích
Tra bảng 5-25, có S = 0,25 (mm/vòng)
V Trong đó: Cv và các số mũ tra bảng 5-28 : Cv= 9.8, q=0.4, y=0.5, m=0.2
+ T là chu kỳ bền của dao, tra bảng 5-30: T = 25(phút)
Tra bảng 5-2 có: Kn = 1, b = 750(MPa), do đó: KMv = 1
Hệ số điều chỉnh KMv = 0,8 phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, theo bảng 5-5 Hệ số Kvu = 1 phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, theo bảng 5-6.
Vậy tốc độ cắt: V = (m/phút)
Tốc độ quay trục chính: n = (vòng/phút)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3,14.609.10
1.7 Nguyên công 7: Phay rảnh then
- Chiều sâu phay t = 5(mm), bề rộng phay B = 18 (mm)
- Lượng chạy dao S(mm/vòng)
Tra bảng 5-154 có Sz = 0,06 (mm/răng)
Tốc độ quay trục chính n = (Vòng/phút)
- Công suất cắt N(Kw) Ta được N = 1,5 (Kw)
- Lượng chạy dao Sph = n.Z.Sz = 600.4.0,06 = 144 (mm/phút)
1.8 Nguyên công 8: : Khoan các lỗ dầu
- Lượng chạy dao S(mm/vòng)
Tra bảng 5-87, có S = 0,13 (mm/răng)
- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt phụ thuộc vào trạng thái thép: 0,9
- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt phụ thuộc vào chiều sâu khoan: 0,6
Do đó, vận tốc cắt thực tế: V = 0,9.0,6.27,5 = 14,8 (m/phút)
Tốc độ quay: n = (Vòng/phút)
Như vậy tốc độ cắt thực tế là : Vtt= 3,14.609.6
- Công suất cắt N(Kw), tra bảng 5-88, ta được N = 0,8 (Kw)
1.9 Nguyên công 9: Tiện thô, tinh cổ trục phía đầu trục a Tính chế độ cắt tiện cổ biên:
- Dao tiện hợp kim cứng (T15K6)
- Chiều sâu cắt dao dọc S (mm/vòng)
Tra bảng 5-63, có S = 0,44 (mm/vòng)
V + T là chu kỳ bền của dao, với T = 60.KTU tra bảng 5-18: KTU = 2(phút)
+ Kv: là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thực tế, được xác
+ KMv = Kn có: Kn = 1, b = 750 (MPa), do đó: KMv = 1
+ Knv = 0,8 : là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, bảng 5-5
+ Kuv = 1: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, bảng 5-6
+ Giá trị Cv và các số mũ tra bảng 5-17 ta được:
Tốc độ quay trục chính: n = 1000.69
3,14.68 = 332 (vòng/phút) Theo máy chọn n = 315 (v/ph)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3.14.68.315
- Lượng chạy dao dọc S(mm/ vòng)
Tra bảng 5-11 có : S= 0,26(mm/vòng)
+ T là chu kỳ bền của dao, với T = 60.KTU tra bảng 5- 18:KTU = 2 (phút)
+ KV : Là hệ số điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào điều kiện cắt thực tế, được xác định theo công thức : KV = KMv Knv Kuv
Trong đó : + KMv= Kn có : Kn= 1,b = 750 (MPa), do đó :KMv = 1
Hệ số điều chỉnh Knv phụ thuộc vào bề mặt phôi, theo bảng 5-5 có giá trị Knv = 1 Hệ số Kuv phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, với giá trị Kuv = 1.
+ Giá trị Cv và các số mũ tra bảng 5 - 17 ta được:
Tốc độ quay trục chính n = 1000.100,5
3,14.68 = 470(vòng phút) Theo máy ta chọn n P0 (v/ph)
Như vậy vận tốc cắt thực tế là : Vtt=3.14.68.500
1.10 Nguyên công 10: Nhiệt luyện bằng phương pháp tôi cao tần
Tôi cổ biên và tôi cổ trục là phương pháp cục bộ áp dụng trên các chi tiết, yêu cầu sử dụng tôi cao tần và được thực hiện theo quy trình cụ thể.
Cổ biên và cổ trục được lồng vào các vòng tôi với khe hở từ 1-1,5 mm giữa các bề mặt cần tôi Trong quá trình tôi cao tần, trục khuỷu quay với tốc độ 30 vòng/phút Khi áp dụng dòng điện tần số cao khoảng 2000Hz, bề mặt trục được nung nóng lên đến 950°C trong khoảng 5-7 giây Sau khi đạt nhiệt độ này, các ống đặc biệt trong vòng tôi sẽ phun nước có nhiệt độ từ 30-40°C vào bề mặt chi tiết với áp suất 3-4 kg/cm², toàn bộ quy trình này kéo dài từ 10-18 giây.
- Sau khi tôi, cần phải ram để khử ứng suất bên trong ở nhiệt độ khoảng 200 - 220 0 C và giữ nhiệt độ đó trong khoảng thời gian 2 giờ
- Sau nhiệt luyện kiểm tra, nắn thẳng
1.11 Nguyên công 11: Mài thô, mài tinh cổ trục
- Tốc độ phay phôi VPhôi (m/phút)
Tra bảng 5-55, có Vphôi = 20 (m/phút)
- Đá mài, tra bảng 4-169, 4-170, có D = 300 (mm), H = 20, d = 32 - 203 (mm) Vật liệu đá mài 5C, 50 - M28
- Chiều sâu mài: là lớp kim loại lấy đi do chạy dao ngang sau 1 lần dịch dao, tra bảng 5-55: t = 0,025 (mm)
- Lượng chạy dao dọc: S = 0,7.H = 0,7.20 = 14 (mm/phút)
- Tốc độ quay của đá mài Vphôi = 1100(v/phút)
- Lượng chạy dao vòng: S = Sphút (Kw)
- Tốc độ phay phôi VPhôi (m/phút)
Tra bảng 5-55, có Vphôi = 20 (m/phút)
- Đá mài, tra bảng 4-169, 4-170, có D = 300 (mm), H = 20, d = 32 - 203 (mm) Vật liệu đá mài 5C, 50 - M28
- Chiều sâu mài: là lớp kim loại lấy đi do chạy dao ngang sau 1 lần dịch dao, tra bảng 5-55: t = 0,005 (mm)
- Lượng chạy dao dọc: S = 0,7.H = 0,4.20 = 8 (mm/phút)
- Tốc độ quay của đá mài Vphôi 00(v/phút)
- Lượng chạy dao vòng: S = Sphút ∏.𝑫
1.12 Nguyên công 12: Mài thô, tinh cổ biên
- Tốc độ quay của phôi VPhôi (m/phút)
Tra bảng 5-55, có Vphôi = 20 (m/phút)
- Đá mài, tra bảng 4-169, 4-170, có D = 300 (mm), H = 20, d = 32 - 203 (mm) Vật liệu đá mài 5C, 50 - M28
- Chiều sâu mài: là lớp kim loại lấy đi do chạy dao ngang sau 1 lần dịch dao, tra bảng 5-55: t = 0,025 (mm)
- Lượng chạy dao dọc: S = 0,7.H = 0,7.20 (mm/vòng)
- Lượng chạy dao vòng: S = Sphút ∏.𝐷
- Tốc độ quay của phôi VPhôi (m/phút)
Tra bảng 5-55, có Vphôi = 20 (m/phút)
- Đá mài, tra bảng 4-169, 4-170, có D = 300 (mm), H = 20, d = 32 - 203 (mm) Vật liệu đá mài 5C, 50 - M28
- Chiều sâu mài: là lớp kim loại lấy đi do chạy dao ngang sau 1 lần dịch dao, tra bảng 5-55: t = 0,005 (mm)
- Lượng chạy dao dọc: S = 0,4.H = 0,4.20 =8 (mm/vòng)
- Lượng chạy dao vòng: S = Sphút (Kw)
Kiểm tra độ song song
Gá trục khuỷu lên hai khối V cố định trên mặt phẳng ngang, sau đó sử dụng đồng hồ so để đo độ không đồng tâm giữa các cổ trục Đầu tiên, lấy hai mặt của hai cổ lắp ổ bi làm mặt chuẩn và điều chỉnh đồng hồ so về giá trị 0 Tiếp theo, di chuyển đồng hồ đến các cổ tiếp theo cần đo và ghi lại các giá trị đo được so với điểm chuẩn, từ đó xác định độ không đồng tâm giữa các cổ trục.
Khi quay tay quay, truyền động được thực hiện qua bộ truyền trục vít bánh vít, trong đó trục vít truyền động qua tốc kẹp thông qua chốt trám cố định trong lỗ trục khuỷu, khiến trục khuỷu quay Các đồng hồ được gắn trên mặt phẳng để đo các mũi tâm vào các cổ trục, và khi trục khuỷu quay đều, các thông số sẽ hiển thị trên đồng hồ Sau nhiều lần đo, giá trị cao nhất trừ đi giá trị thấp nhất sẽ cho ra độ van giữa các cổ trục.
Hình 3.1 : Sơ đồ kiểm tra độ van giữa các cổ trục
Tính thời gian gia công
2.1 Nguyên công 1: Khỏa hai mặt đầu và khoan lỗ tâm
+Thời gian phay mặt đầu
L = 30(mm); i= 2 Do rút dao lên
+Thời gian tổng cộng T=T1 + T3=0,5+0,3=0,8 (phút)
2.2 Nguyên công 2: Tiện thô, tinh cổ giữa, đầu trục, vát mép, tiện rảnh
𝑆.𝑛 𝑖 = 500.0,54 66+3 = 0,25 (ph) Tiện tinh: n = 733(vòng/phút); L = 69 (mm);
2.3 Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh cổ trục còn lại
Với: S = 0,54 (mm/vòng) n = 455 (vòng/phút)
Với: S = 0,38 (mm/vòng) n = 927 (vòng/phút)
2.4 Nguyên công 4: Phay các mặt lắp đối trọng
Với: S = t.Z = 0,2.8 = 1,6 (mm/vòng) n = 115 (vòng/phút); L = 18 (mm); L1 = (mm)
2.5 Nguyên công 5: Khoan các lỗ lắp đối trọng và taro ren
Với: S = 0,25 (mm/vòng) n = 854 (vòng/phút)
Với: S = 0,25 (mm/vòng) n y6 (vòng/phút)
L1 = 2,5 (mm) n = n1: Số vòng quay khi quay ngược
Vậy thời gian gia công 4 lỗ M10
2.6 Nguyên công 6: khoan các lỗ mặt bích
Với: S = 0,25 (mm/phút) n = 669 (vòng/phút); L = 13 (mm)
2.7 Nguyên công 7: Phay rãnh then
Với: S = Sz.Z = 0,6.2 = 0,24 (mm/vòng) n = 540 (vòng/phút)
2.8 Nguyên công 8: Khoan lỗ dầu
Với: S = 0,13 (mm/vòng) n x6 (vòng/phút)
Vậy thời gian gia công cơ bản của nguyên công này là:
2.9 Nguyên công 9: Tiện thô, tinh cổ biên
Với: S = 0,44 (mm/vòng) n d6 (vòng/phút)
Với: S = 0,26 (mm/vòng) n 80 (vòng/phút)
2.10 Nguyên công 11: Mài thô, tinh cổ trục
- Sd: lượng chạy dao của chi tiết; Sd = 14 (mm/phút)
- Sd: lượng chạy dao của chi tiết; Sd = 8 (mm/phút)
8.20 = 1,25(ph) 2.11 Nguyên công 12: Mài thô, tinh cổ biên
SPh = Sz nc = 14(mm/ph) (T0 = 1,3.L)
SPh = Sc nc = 8(mm/ph)
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO CÁC NGUYÊN CÔNG
Đồ gá nguyên công khoan lỗ mặt bích
Gia công được thực hiện bằng cách định vị chi tiết trên hai khối V ngắn, cho phép 4 bậc tự do Để ngăn chặn sự dịch chuyển theo chiều dọc trục, một chốt định vị bậc tự do thứ 5 được sử dụng.
Hình 4.1: Sơ đồ đồ gá gia công khoan lỗ mặt mặt bích
1.2 Xác định lực kẹp cần thiết
Chi tiết được kẹp chặt và truyền moomen xoắn nhờ hai khối V ngắn, với lực kẹp được tạo ra bởi bulong lắp trên tay vặn, có phương vuông góc với đường kính của chi tiết.
Các lực tác dụng lên chi tiết gồm:
Hình 4.2: Các lực tác dụng lên chi tiết khi khoan
- Mômen xoắn (Nm) và lực chiếu trục Po (N)
Ta có: Mx = 10.CM.D q t x S y Kp
Trong đó: + Giá trị Cm và các số mũ tra bảng 5-22 ta được:
+ Kp: là hệ số tính đến yếu tố gia công thực tế, trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công: Kp = KMP 1
Phương trình cân bằng lực :
- Phương trình cân bằng momem :
Khi đó : Wtt = max (Wct1, Wct2) = 2468 ( N )
Hình 4.3: Nguồn sinh lực kẹp chặt chi tiết khi khoan
Tính lực của tay quay
Ta chọn bu lông kẹp chặt là M10, Rtđ 3
Chọn hệ số ma sát f = tanφ = tanφ1 = 0,1 nên φ = φ1= 5 0 43’
DUT-LRCC tanα tb tb r d px
Ta có phương trình cân bằng mômen như sau:
Q.L = Mma sát ren + Mma sát đầu kẹp = W.tan(α+φ).rtb + W.tanφ1 Rtđ
Vậy lực tác dụng của tay công nhân là: Q = 17 N
1.4 Tính toán sai số chuẩn
- Sai số gá đặt được tính theo công thức sau: (do phương của các sai số khó xác định) ta dùng công thức cộng véctơ : gd c k dg
= + + (1) Trong đó: c: sai số chuẩn
k: sai số do kẹp chặt
dg : sai số của đồ gá
Sai số gá đặt cho phép 1 1 gd 3 5
(3) Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ct]
Từ (1), (2), (3) , ta xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá:
Tính các giá trị sai số:
+ k - sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra
k = 0 phương lực kẹp vuông góc phương kích thước gia công
+ m - sai số do mòn gây ra
: hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc
N = 2500: số lượng chi tiết gia công trên đồ gá (dạng sx hàng loạt vừa)
+ đc: sai số điều chỉnh
Sai số trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá là một yếu tố quan trọng Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào quy trình nâng điều chỉnh và công cụ sử dụng trong lắp ráp Khi tính toán đồ gá, sai số điều chỉnh có thể được ước lượng trong khoảng từ 10 đến 15 micromet.
+ gd - sai số gá đặt
.130 = (2643,3) m, với :dung sai kích thước của chi tiết Chọn [gd] = 40m
Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá là:
1.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
- Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đáy của đế < 0.03/100
- Bề mặt làm việc của chốt tỳ nhiệt luyện đạt 50-60 HRC
- Khối V thấm than, nhiệt luyện đạt 55-60 HRC
Đồ gá nguyên công tiện cổ biên
Chi tiết gia công được định vị trên 2 mũi chống tâm với 5 bậc tự do, đồng thời sử dụng một chốt trụ để chống rung động dọc trục, tạo thành bậc tự do thứ 6 Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm lực Px và trọng lực W.
Hình 4.4: Sơ đồ đồ gá tiện cổ biên trục khuỷu
2.2 Xác định lực kẹp cần thiết:
Hình 4.5: Sơ đồ lực kẹp của tốc kẹp và lực cắt khi tiện
Pxyz = 10.CP.tx.Sy.Vn.Kp Trong đó: Cp và các số mũ tra bảng 5-22
Trong đó: Kp là hệ số điều chỉnh lực cắt: Kp = KMP.KP.KP.KP.KRP
Tra bảng: 5-9 (Sổ tay CNCTM2) có: KMP = 1
Phương trình cân bằng lực :
- Phương trình cân bằng momem :
- Phương trình cân bằng mômen Mms = (Q + 2N).f.R = K.PZ.R0
Trong đó: f : là hệ số ma sát giữa tốc kẹp và chi tiết
R: Là bán kính chi tiết tại vị trí kẹp chặt, R = 38
Hình 4.6: Nguồn sinh lực kẹp chặt khi tiện cổ biên
Từ công thức ta có: Q(1 + sin 2
2.4 Tính toán sai số chuẩn
- Sai số gá đặt được tính theo công thức sau: (do phương của các sai số khó xác định) ta dùng công thức cộng véctơ : gd c k dg
= + + (1) Trong đó: 𝜀̄ 𝑐 : sai số chuẩn 𝜀̄ 𝑐 = 0
k: sai số do kẹp chặt
dg : sai số của đồ gá
Sai số gá đặt cho phép 1 1 gd 3 5
(3) Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [
Từ (1), (2), (3) , ta xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá:
Tính các giá trị sai số:
+ k - sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra
k = 0 phương lực kẹp vuông góc phương kích thước gia công
+ m - sai số do mòn gây ra
: hệ số phụ thuộc vào cơ cấu định vị và điều kiện tiếp xúc
N = 2500: số lượng chi tiết gia công trên đồ gá (dạng sx hàng loạt vừa)
+ đc: sai số điều chỉnh
Sai số trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá là một yếu tố quan trọng cần xem xét Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào quy trình nâng điều chỉnh và dụng cụ được sử dụng Khi tính toán đồ gá, giá trị sai số điều chỉnh có thể được ước lượng trong khoảng từ 10 đến 15 micromet.
+ gd - sai số gá đặt
.130 = (2643,3) m, với :dung sai kích thước của chi tiết Chọn [gd] = 40m
Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá là:
2.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá: Độ không song song của đường tâm chi tiết với mặt đáy thân đồ gá không quá 0,02 mm/100 mm Đồ gá đảm bảo khoảng cách bánh lệch tâm e chính xác bằng khoảng cách của 2 đường tâm bánh lệch tâm và trục chính Độ nhẵn bề mặt làm việc đạt cấp 7 (Ra = 0,63 m)
Đồ gá nguyên công phay rảnh then
Chi tiết được định vị bằng 2 khối V định vị 2 bề mặt cổ trục 78 và mặt mút khống chế
Cơ cấu kẹp trên các cổ trục bao gồm 5 bậc tự do và một bậc tự do chống xoay, đi kèm với đòn kẹp, một bulông và hai đai ốc cùng đệm Với kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện, hệ thống này cho phép thực hiện nhiều phương pháp gá đặt gia công khác nhau.
Hình 4.7: Sơ đồ đồ gá phay rảnh then trục khuỷu
Lực cắt Pz được tính theo công thức X- 40 [I]
Pz = kp a) Các thông số chế độ cắt:
Dao phay rãnh then chuyên dùng z = 4 Lượng dư phay : h = 5 mm
Chiều sâu cắt: t1 = 5 mm Lượng chạy dao sz = 0,1 mm/răng s = 0,2 mm/vòng
Số vòng quay của 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 = 1 ; wpz = 0 ; qpz = 0,86 ; kp = 1 c) Lực cắt:
Hình 4.8: Các lực tác lên chi tiết khi phay
Các thành phần lực cắt còn lại py = 0,4 pz - Lực py trùng với phương chạy dao py = 0,4 36,7 = 14,7 KG px = 0,55 pz
Thành phần lực có phương dọc trên trục dao px = 0,55 36,7 KG + Tính lực kẹp theo điều kiện chống trượt dọc trục do lực py :
Ta có hệ phương trình cân bằng:
Trong đó: Fms1, Fms2, là ma sát giữa chi tiết và các bề mặt làm việc của khối V
Fms3 là ma sát giữa chi tiết và thanh kẹp
Trong bài viết này, chúng ta xem xét các yếu tố liên quan đến lực và ma sát trong một hệ thống Góc khối được ký hiệu là α, với 2α = 90 độ dẫn đến α = 45 độ Thành phần lực ngang được ký hiệu là py, trong khi thành phần lực thẳng đứng là px Hệ số ma sát được xác định là f = 0,15 và hệ số an toàn là K = 1,5 Cuối cùng, giá trị w được tính toán là 24,6 kg.
+ Tính lực kẹp theo hệ thống chống xoay Điều kiện cân bằng là:
Từ (2) suy ra: 2(N1 + N2) = (K px + 2w) sin (3)
Vậy để thoả mãn điều kiện chống trượt, chống lật và chống xoay ta cần phải kẹp chặt với w = 1710N
+ Chọn các chi tiết của đồ gá
- Khối V đỡ theo bảng XII-8 [I] - (TCVN 397 - 70)
Hình 4.9: Kích thước khối V của đồ gá
Hình 4.10: Sơ đồ lực kẹp chặt của nguồn sinh lực khi phay
Ta có phương trình cân bằng tại 1 điểm I, điểm O và O1
Trong đó,: Là hiệu suất , chọn = 0,8 l l 1
Tra bảng 8 - 44 (sổ tayCNCTM2), có l l 1
3.4 Tính sai số gá đặt:
Sai số gá đặt là thành phần của sai số gia công và sinh ra do việc gá đặt chi tiết gia công
Trong đó: là thành phần sai số chuẩn
Sai số chuẩn được hình thành từ việc lựa chọn và sử dụng các chuẩn khác nhau Giá trị của sai số chuẩn phản ánh lượng di động giữa chuẩn định vị và chuẩn khởi xuất hoặc chuẩn định dao.
Sai số kẹp chặt (K) là loại sai số phát sinh do sự dịch chuyển của chuẩn khởi xuất trong quá trình gia công, chịu ảnh hưởng từ lực kẹp tác động lên chi tiết.
Sai số đồ gá (đg) là sai số của chi tiết trong quá trình gia công, phát sinh từ sự không chính xác trong chế tạo, lắp ráp và sử dụng đồ gá.
Các thành phần c, k, đg là nhứng đại lượng ngẫu nhiên , phân bố theo quy luật phân bố chuẩn Gaus Do đó sai số gá đặt được xác định:
gđ = 2 c + 2 k + 2đg Ở đây Ta cần tính sai số gá đặt cho rãnh then 8p9 , đặt kích thước 60- 0,16 bằng chỉnh sẵn dao + Tính sai số chuẩn áp dụng công thức :
mđv-Thành phần sai số do số đo sai số mặt định vị gây nên
ktc - Thành phần sai số do không trùng chuẩn
- Góc hợp bởi phương của mđv và phương kích thước gia công
- Góc hợp bởi phương của ktc và phương kích thước gia công
Cùng một điều kiện thay đổi kích thước đường kính định vị thì mđv cos ngược chiều với ktc cos
c = mđv cos - ktc cos = 0,05 1 - 0,035 1 = 0,015 mm
Trong đó: Ra - Độ nhấp nhô bề mặt y - Biến dạng của chi tiết và đồ gá Q' - Lực kẹp trên một đơn vị chiều dài Q' = (kG/cm)
Theo công thức tính sai số kẹp:
là góc hợp bởi phương kích thước khởi xuất và phương lực kẹp = 0 0
Từ hệ phương trình (1) với n = 0,5 ta có:
+ Tính sai số đồ gá
Sai số đg phát sinh do đồ gá chế tạo không chính xác, ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước khởi xuất Tùy thuộc vào điều kiện của sơ đồ gá đặt, đg có thể được xem xét hay không trong công thức Đặc biệt, trong sơ đồ gá đặt ở nguyên công V, có thể bỏ qua sai số đg.
- Độ mòn của đồ gá: = N (m) Trong đó: - Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị và điều kiện tiếp xúc: = 0,3
Sai số gá đặt được tính:
3.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá: Độ không song song của đường tâm chi tiết với mặt đáy thân đồ gá không quá 0,02 mm/100 mm Độ không đồng tâm của 2 khối V không quá 0,015 mm/100mm
Khối V làm bằng gang xám Thấm than sâu 0,8 1,2 mm, tôi đạt độ cứng HRC 55 60 Độ nhẵn bề mặt làm việc đạt cấp 8 (Ra = 2,5 m)
