đồ án chế tạo thanh truyền

Lập Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Thanh Truyền
Phần 1: Giới thiệu kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của thanh truyền
Thanh truyền Động cơ đốt trong là 1 chi tiết điển hình của chi tiết dạng
càng.Thanh truyền trong động cơ đốt trong chịu tải trọng thay đổi trong quá
trình làm việc. Chịu các lực như : lực quán tính của pitong và của bản thân
gây ra ứng suất và tạo độ võng trên trên tiết diện ngang của thân thanh
truyền. Bởi vậy người ta thường chế tạo thân thanh truyền có dạng mặt cắt
chữ I và kích thước thay đổi theo chiều dài thân.
I. Cấu tạo của thanh truyền.
Thanh truyền thường được chia ra làm 3 phần: đầu nhỏ, thân và đầu to.
Đầu nhỏ lắp ghép với chốt piston, đầu to lắp ghép với chốt khuỷu.
1. Đầu nhỏ.
2. Thân thanh truyền
3. Đầu to
II. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết chế tạo.
Thanh truyền thì khi chế tạo cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cơ
bản kỹ thuật sau:
- Độ chính xác gia công lỗ bạc đồng đầu nhỏ phải đạt cấp chính xác 1
(TCVN) hoặc cấp 5 (ISO) : dung sai 0,008 đến 0,012
Khi gia công xong, đường kính lỗ bạc được chia ra 2÷4 nhóm; mỗi nhóm
có dung sai từ 0,002÷0,003.
- Độ côn và ô van của lỗ bạc đồng không quá 0,002÷0,004.
- Độ chính xác của lỗ đầu lớn đạt cấp 1 (TCVN) ( dung sai 0,01÷0,015 ) ; độ
côn và ôvan không quá 0,003÷0,005.
- Độ không song song của 2 đường tâm lỗ đầu lớn và nhỏ không quá
1

0,02÷0,06 trên 100mm dài.
- Dung sai khoảng cách 2 đường tâm lỗ giới hạn trong khoảng 0,07÷0,1.
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu của lỗ đầu lớn và đường tâm lỗ không

quá 0,03÷0,05.
- Đường tâm lỗ đầu nhỏ và đầu lớn phải cùng nằm trên mặt phẳng đối xứng
qua thân thanh truyền.
- Bạc đầu nhỏ gia công đạt độ bóng cấp 8 (R
a
: 0,63).
- Sai lệch của thanh truyền theo trọng lượng: phần đầu nhỏ và 2/3 chiều dài
thân nằm trong phạm vi ±2÷5 gram.
Phần 2: Vật liệu và phôi
I. Vật liệu.
Thông thường vật liệu chế tạo thanh truyền có thể là các loại thép các bon
kết cấu có hàm lượng các bon: 0,4%÷0,45% các bon hoặc các loại thép hợp
kim kết cấu có hàm lượng 0,4%÷0,45%C và các nguyên tố hợp kim (2%
Mn); (1% Cr) ; (1% Cr 1%Ni). Đối với các động cơ điezel làm việc trong
điều kiên tăng áp với áp lực khí thể lớn nên thường được chế tạo từ các loại
thép hợp kim kết cấu có giới hạn bền, giới hạn chảy cao.
Hàm lượng các bon : 0,18% hoặc 0,4%
Hàm lượng các nguyên tố hợp kim: 1%Cr; 1%Ni; 1%Mo; 1%Vr.
II. Phôi.
Phôi của thanh truyền thường được chế tạo bằng phương pháp dập nóng,
II. Xác định kích thước của phôi.
Qua quá trình tính toán lượng dư gia công của phôi theo phương pháp
thống kê kinh nghiệm, ta có các kích thước bề ngoài phải gia công của thanh
truyền là:
+ Bề rộng của đầu to thanh truyền: 103 ± 2 (mm).
+ Chiều cao của thanh truyền: 44 ± 2 (mm).
2

+ Đường kính trong của đầu to của phôi thanh truyền là: 57 ± 2 (mm).
+ Chiều dài thanh truyền: 267±2 (mm)

Vậy ta có hình vẽ của phôi như sau:
Phần 4: Lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết.
Thanh truyền là một chi tiết thuộc dạng càng, do đó qua trình sử dụng
chuẩn định vị, các phương pháp gia công các bề mặt cơ bản của thanh
truyền đều thực hiện như các chi tiết dạng càng khác. Đối với các lỗ lắp bu
lông thanh truyền là các lỗ lắp bulông tinh, do đó cần phải gia công chính
xác qua các giai đoạn: thô, bán tinh, tinh.
Quy trình công nghệ chế tạo thanh truyền phụ thuộc vào nhiều điều kiện
cụ thể khác nhau. Sau đây là quy trình công nghệ của thanh truyền áp dụng
đối với loại phôi dập nắp và thân liền nhau:
1. Gia công mặt đầu của lỗ đầu lớn và lỗ đầu nhỏ.
2. Khoan, khoét lỗ đầu nhỏ.
3. Phay mặt chuẩn định vị phụ.
3

4. Gia công các mặt tỳ của đầu bulông thanh truyền.
5. Gia công thô lỗ lắp bulông thanh truyền.
6. Cắt nắp và thân.
7. Phay (thô, tinh) các mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân thanh
truyền.
8. Ráp nắp, thân và gia công đồng thời 2 lỗ lắp bulông của thân và nắp (
khoét và doa ).
9. Tiện bán tinh lỗ đầu lớn.
10. Tháo nắp và thân thanh truyền.
11. Phay rãnh hãm bạc đầu to trên nắp và thân.
12. Lắp nắp và thân.
13. Gia công tinh mặt đầu lỗ đầu lớn.
14. Gia công tinh lỗ đầu lớn.
15. Ép bạc đồng vào lỗ đầu nhỏ.
16. Doa và vát mép bạc đồng lỗ đầu nhỏ.

17. Điều chỉnh trọng lượng thanh truyền.
18. Tổng kiểm tra.
* Sơ đồ gá lắp của từng nguyên công:


- Nguyên công 6: Cắt nắp và thân.
+ Sơ đồ gá đặt như hình vẽ.
4

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay nằm ngang 6H82.
+ Công suất động cơ: 7kW
+ Hiệu suất máy: 0,75
+ Chọn dao: Dao phay đĩa D=80mm, bề rộng của dao 5mm
+ Chế độ cắt: n= 450v/ph, t= 5mm/ph

5

Nguyên công 7: Phay thô, tinh mặt phẳng lắp ghép giữa nắp và thân thanh
truyền.
+ Lập sơ đồ gá đặt như hình vẽ.
n
n

+ Chọn máy: Gia công trên máy phay thẳng đứng6H13 . Bề mặt làm việc
của bàn máy 320x1250.
Công suất động cơ 10kW
Hiệu suất máy 0,75
+ Chọn dao: Sử dụng dao phay mặt đầu Ø60 mm
+ Chế độ gia công: Phay thô: n=300(v/ph), t = 37 (mm/ph )
Phay tinh: n= 375(v/ph), t= 23(mm/ph)

6




- Nguyên công 9: Tiện bán tinh lỗ đầu lớn.
+ Sơ đồ gia công như hình vẽ.

+ Chọn máy: Gia công trên máy tiện 1A62.
+ Công suất động cơ 10kW.
+ Hiệu suất máy: 0,75
+ Chế độ cắt : n = 11,5-2000 (v/ph)
- Lượng tiến dọc 0,12 (mm/v)
- Lượng tiến ngang 0,06 (mm/v)
7



- Nguyên công 11: Phay rãnh hãm bạc lót thân và nắp đầu to thanh truyền.
a) Phay rãnh hãm bạc lót trên thân thanh truyền
+ Lập sơ đồ gá đặt: như hình vẽ.
Định vị bằng 2 phiến tỳ ở 2 đầu hạn chế 3 bậc tự do, sử dụng chốt trụ
ngắn ở lỗ đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do, chốt chống xoay hạn chế một bậc tự
do.Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp liên động.
(a) (b)
+ Chọn máy: Gia công trên máy phay đứng 6H12
+ Chọn dao: dùng dao phay đĩa có D = 40mm.
+ Công suất của động cơ: 7kW
+ Hiệu suất của máy: 0,75
+ Chế độ gia công: n=375 v/ph

t=30mm/ph
8


b) Phay rãnh hãm bạc lót nắp đầu to thanh truyền.
+ Lập sơ đồ gá đặt như hình vẽ.
Định vị bằng 2 phiến tỳ ở 2 đầu hạn chế 3 bậc tự do, sử dụng chốt trụ
ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt trám chống xoay hạn chế một bậc tự do.
Kẹp chặt bằng cơ cấu như hình vẽ
+ Chọn máy: gia công trên máy phay ngang 68H2T
+ Chọn dao: dùng dao phay đĩa có D= 50mm.
+ Công suất của động cơ: 7kW.
+ Hiệu suất của máy: 0,75.
+ Chế độ gia công: n= 375v/ph.
t= 30mm/ph.
Phần 5: Thiết kế đồ gá gia công cơ khí
I. Giới thiệu kết cấu và nguyên lý làm việc của đồ gá.
1. Cấu tạo của đồ gá.
9

4
3
1
2
5
6
7
8
9

10

2.Nguyên lý định vị và kẹp chặt phôi trên đồ gá
a. Nguyên lý định vị phôi trên đồ gá
Chi tiết gia công được định vị trên phiến tì (9) chốt trụ ngắn (1) và chốt
trám (2):
Phiến tỳ (9) hạn chế được 3 bậc tự do đó là:
+ Tịnh tiến theo phương X
+ Quay quanh trục Z
+ Quay quanh trục Y
Chốt trụ ngắn(1) và chốt tram (2) hạn chế được 3 bậc tự do :
Như vậy chi tiết gia công đã được hạn chế đủ 6 bậc tự do.
b. Kẹp chặt phôi trên đồ gá.
Chi tiết được kẹp chặt bằng đai ốc (6)
c. Nguyên lý định vị và kẹp chặt đồ gá lên máy công cụ:
Nguyên công này được thực hiện trên máy phay . ta định vị và kẹp chặt trên
bàn máy bằng bulong bắt xuống bàn máy.
3. Phân tích lực kẹp chặt trên phôi.
a. Tính chế độ cắt gọt và lực cắt.
+ Chọn máy: gia công trên máy phay ngang 68H2T
+ Chọn dao: dùng dao phay đĩa có D= 50mm.
+ Công suất của động cơ: 7kW.
+ số răng z = 14.
+ Hiệu suất của máy: 0,75.
+ Chế độ gia công: n= 375v/ph.
t= 30mm/ph.
b. chế độ cắt :
+chiều sâu cắt t=1mm
+ bề rộng cắt B=1mm
11

+lượng chạy dao vòng S = 0.2mm/vòng (bảng 5.34sổ tay CNCTM II)
+ Tốc độ cắt (m/ph)


.
.
. . .
q
v
v
m x y P
z
C D
V k
T t S B Z
=
. K (sổ tay CNCTM II)
Trong đó : các hệ số và mũ tra bảng 5.39 sổ tay CNCTM II
C = 690 , m= 0,35; x= 0,3 ; y = 0,4 ; q=0,2; p=0
Tuổi thọ của mũi tiện thép gió kiểu 2 là T=50p
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt :
Kv= Kmv. Knv. Kuv
Knv : hệ số phụ thuộc vào bề mặt phôi ,tra bảng 5.5 với phôi làm bằng
phương pháp cán được Knv=0,9
Kuv: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5.6 được Kuv=1
Kmv: Hệ số phụ thuộc chất lượng bề mặt gia công , tra bảng 5.1 có:
Kmv=Kn.(
b
σ

750
)
n
v
= 1,25.(
b
σ
750
)
1
=1
Kv= Kmv. Knv. Kuv=1,25.1.0,9=1,125
.
.
. . .
q
v
v
m x y P
z
C D
V k
T t S B Z
=
=22,9 m/ph
c.Tính lực cắt
Lực cắt Pz được tính theo công thức:
w
10. . . . .
.

.
x y n
p z
Z MP
q
C t S B Z
P k
D n
=
Thay các thông số tra trong sổ tay chế tạo máy ta được
w
10. . . . .
.
.
x y n
p z
Z MV
q
C t S B Z
P k
D n
=
= 40N
d. Tính mô men xoắn trên trục chính
.
2.100
z
x
P D
M =

=1 Nm
12

e. Tính công suất cắt
Ne=
.
1020.60
z
P V
=0.015 KW
f. tính lực kẹp.
Khi phay cần đảm bảo phôi không được xê dịch so với đồ gá vậy ta chú
trọng tính thành phần lực gây dịch phôi dọc đồ gá và cần đảm bảo mô men
ma sát của mỏ kẹp tạo ra đủ cân bằng với thành phần này.
Sơ đồ lực :
S
Pv
Pz
Py
Ph
W
W
Như vậy mô men ma sát tạo ra cần thắng Ph ( lực ngang chạy dao ).
Giả sử phôi có xu hướng dịch sang phải khi đó ma sát tạo ra của mỏ kẹp
hướng sang trái và có độ lớn
Fms=f( W1 +W2 )=2.f.W = 40N
 W=45N
Khoảng cách từ tâm mỏ đến bulong kẹp =5/6 khoảng cách thừ bulong
kẹp đến bulong chống.
 Lực cần kẹp của bu long là P= W+5/6W=73 N

Tính đường kính bulong theo công thức :
].[
.4
k
tb
W
d
σπ
≥
=
4.73
.240
π
=0.7 cm
Chọn theo TCVN chọn d=1cm
13

14