đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy công nghệ chế tạo pittong

 - Công nghệ chế tạo pitông
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI
TIẾT LỒNG PHÔI
Phân tích chức năng của chi tiết
Pitông được lắp với tay biên bằng khớp cầu tự lựa. Pitông và tay biên được
chế tạo từ vật liệu thép hợp kim có độ cứng cao do đó nó có khả năng chiụ mài
mòn của nó rất tốt.
Trong quá trình làm việc do vận tốc trượt giữa pitông và xilanh lớn nên phải
có hệ thống làm mát và bôi trơn tốt để đảm bảo hoạt động của chi tiết ổn định
tránh hiện tượng bó pitông do hiện tượng giãn nở vì nhiệt khi làm việc.
Đối với pitông, điều quan trọng là đảm bảo kích thước của pitông và độ trụ
của nó để đảm bảo khe hở giữa pitông và xilanh nằm trong giới hạn cho phép. vật
liệu chế tạo pitông là 15X khi chưa nhiệt luyện có độ dẻo cao, độ biến dạng tốt để
thực hiện nguyên công tóp pitông nhằm giữ tay biên cầu tự lựa. Sau khi thấm tôi
và ram thấp đạt được độ cứng bề mặt ≥ 60 HRC.
Mặt khác qua các phân tích trên ta cũng thấy pitông cần phải có yêu cầu kỹ
thuật rất cao, vì vậy khi chế tạo pitông phải đặc biệt chú ý tới:
1- Độ bóng bề mặt xilanh: R
z
= 0,05mm
2- Độ côn và độ ôvan dưới 3µm
3- Độ cứng của pitông 60÷62HRC
Chọn phôi
Do sản xuất là hàng loạt nên ta chọn phôi là phôi thanh, vì vậy nguyên công
đầu tiên ta phải cắt phôi thành từng đoạn có chiều dài 81mm.
Xác định phương pháp chế tạo phôi: dùng phương pháp cán
Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
Bản vẽ được trình bầy trên khổ giấy A
0
với tỷ lệ 4:1. Lượng dư của các bề
mặt tra theo bảng VII-42 trang 551 sổ tay CNCTM tập I, ta được: Sai lệch cho

phép của kích thước đường kính là 6 mm.
1
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
1
 - Công nghệ chế tạo pitông
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT.
Lập tiến trình công nghệ
Do yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là:
- Độ côn 5µm
- Độ ôvan 0,5µm
- Độ bóng bề mặt làm việc là 0,05
- Độ cứng bề mặt pitông 63÷65 HRC
Do vậy ta lập tiến trình công nghệ như sau:
TT Tên nguyên công Máy gia công
1 Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm, tiện ngoài, cắt đứt. Máy tiện vạn năng T616
2
Khoan lỗ Φ15, khoan lỗ Φ5, tiện định hình, tiện rãnh
Máy tiện vạn năng T616
3 Tóp pitông Máy búa
4 Tiện đầu kẹp tốc Máy tiện T616
5 Tiện thô, tinh, mặt ngoài Máy tiện T616
6 Nhiệt luyện
7 Sửa lỗ tâm Máy tiện T616
8
Khoan lỗ Φ2
Máy khoan 2M112
9 Mài thô, tinh mặt ngoài Máy mài M125W
10 Nghìên thô mặt ngoài Máy tiện có trang bị đồ gá
11 Kiểm tra Đồng hồ đo
12 Nghiền tinh mặt ngoài Máy tiện có trang bị đồ gá

13 Nghiền tinh mặt ngoài bằng dầu Máy tiện có trang bị đồ gá
14 Cắt đứt Máy mài
Kiểm tra đường kính pitông Dụng cụ đo chuyên dùng
2
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
2
 - Công nghệ chế tạo pitông
THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG
Phần A: TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG
1- Nguyên công 1: Tiện khoả mặt đầu, khoan lỗ chống tâm, chống tâm và
tiện ngoài, cắt đứt.
Sơ đồ gá đặt: (hình vẽ)
n
tc
3
Ø2 3
78
Định vị: chi tiết được định vị trên mâm cặp ba chấu, hạn chế bốn bậc tự do.
Kẹp chặt: ta tiến hành kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu ngay sau quá trình định
vị.
Chọn máy: việc chọn máy dựa vào đường kính phôi và công suất cắt cần
thiết, với đường kính phôi là Φ26 ta chọn máy T616.
Chọn dao: Dao tiện hợp kim, dao tiện ngoài có các kích thước 16x25
1- Khoả mặt đầu
- Chiều sâu cắt t: lấy t = 1,5mm
- Lượng chạy dao s: tra bảng 5-72 STCNCTM tập II ta được s=0,07 mm/v
- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-73a sổ tay STCNCTM với lượng chạy dao s= 0,07
ta được v = 57p.
Với hệ số hiệu chỉnh:
k

1
: hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao với T = 45 phút ta được
k
1
=1,04
3
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
3
 - Công nghệ chế tạo pitông
k
2
: hệ số phụ thuộc vào d/D (d/D = 0) ta được k
2
= 1
k
3
: hệ số phụ thuộc vào loại thép được gia công tra theo bảng 5-63 ta được k
3
=
0,37
k
4
: hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi k
4
=1
k
5
: hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội k
5
=1

Vậy vận tốc cắt thực tế v = v
b
.k = 57.1.1,04.0,37.1 = 30m/p
- Số vòng quay trục chính n: n =
367
26.
30.1000
D.
v.1000
=
π
=
π
v/p
- Công suất cắt yêu cầu N: tra bảng sổ tay công nghệ chế tạo máy
2- Bước 2: khoan lỗ chống tâm
Vì pitông có lỗ để lắp tay biên nên để đảm bảo độ đồng tâm giữa lỗ lắp tay
biên và mặt trụ ngoài của pitông thì sau khi tiện khoả mặt đầu ta tiến hành khoan
lỗ chống tâm. Lỗ tâm này sẽ được dùng để định vị cho bước tiện mặt trụ ngoài của
pitông.
3- Bước 3: Chống tâm và tiện ngoài.
Sau khi đã khoan được lỗ tâm ta nới lỏng mâm cặp để một đầu phôi được
định vị vào lỗ tâm và đầu kia được chống vào mũi tâm. Như vậy ta sẽ đảm bảo
được độ đồng tâm giữa lỗ và mặt trụ ngoài.
- Chiều sâu cắt t: Với lượng dư theo đường kính là 6mm ta phải phân bố đều
cho các nguyên công như tiện thô, tiện tinh, mài Ở nguyên công tiện thô ngoài ta
chọn chiều sâu cắt t = 1,5mm.
- Lượng tiến dao s: tra bảng 5-60 STCNCTM tập II với dao tiện có kích thước
16x25 ta được lượng chạy dao s = 0,4mm/v
- Tốc độ cắt v: tra bảng 5-64 STCNCTM với lượng chạy dao s= 0,4mm/v ta

được v = 231m/p.
Với các hiệu số hiệu chỉnh về tốc độ cắt:
k
1
: phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, ta có chu kỳ bền của dao T = 60 phút ta
4
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
4
 - Công nghệ chế tạo pitông
được k = 1.
k
2
: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi ta có k
2
= 0,9 (không
có vỏ cứng)
k
3
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao k
3
= 0,8.
Vậy vận tốc cắt thực tế:
v = v
b
.k
1
. k
2
. k
3

= 231.1.0,9.0,8 = 166m/p
- Công suất cắt yêu cầu N : tra bảng 5-68 với vận tốc cắt v=166m/p ta được
công suất cắt yêu cầu N = 2,9kw.
Với các hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc trước γ và góc nghiêng chính ϕ
của dao k = 1. Như vậy ta vẫn có công suất cắt thực tế N= 2,9kw
4- Bước 4: Cắt đứt
- Chọn dao: dao cắt đứt có bề rộng a = 3mm và góc vát là 10
0
- Chiều sâu cắt t: chiều sâu cắt t bằng chiều rộng của dao t = 3mm
- Lượng chạy dao s: tra bảng 5-72 STCNCTM tập II ta được s = 0,07 mm/v
- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-73a sổ tay STCNCTM với lượng chạy dao s= 0,07
ta được v = 57p.
Với hệ số hiệu chỉnh:
k
1
: hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao với T = 45 phút ta được
k
1
=1,04
k
2
: hệ số phụ thuộc vào d/D (d/D = 0) ta được k
2
= 1
k
3
: hệ số phụ thuộc vào loại thép được gia công tra theo bảng 5-63 ta được k
3
=
0,37

k
4
: hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi k
4
=1
k
5
: hệ số phụ thuộc vào điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội k
5
=1
Vậy vận tốc cắt thực tế v = v
b
.k = 57.1.1,04.0,37.1 = 30m/p
- Số vòng quay trục chính n: n =
367
26.
30.1000
D.
v.1000
=
π
=
π
v/p
5
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
5
 - Công nghệ chế tạo pitông
- Lực cắt P: P
x,y,z

= 10.C
p
.t
x
.s
y
.v
n
.k
p

Hệ số C
p
và các số mũ x, y, n ứng với từng điều kiện gia công cụ thể (tra ở
bảng 5-22 STCNCTM tập II) ta được:
k
ϕ
p
= 1,08; k
γ
p
= 1,25; k
λ
p
= 1; C
p
= 408; x=1; y=0,75; n=-0,15;
Vậy ta chỉ có thành phần lực cắt
P
z

= 10.C
p
.t
x
.s
y
.v
n
.k
p
= 10.408.3
1
.0,07
0.75
.42
-0.15
.k
p
Trong đó k
p
= k
ϕ
p
.k
γ
p
.k
λ
p
= 1,08.1,25.1 = 1,35

Vậy lực cắt theo phương z :
P
z
= 10.408.3
1
.0,07
0.75
.42
-0.15
.1,35 = 1284N
- Công suất cắt yêu cầu N:
N =
kw1
61200
4,47.1284
60.1020
v.P
z
==
II- Nguyên công II: Khoan lỗ Φ15, lỗ Φ5, tiện định hình, tiện rãnh.
Sơ đồ gá đặt: (hình vẽ)
2 0
R7.5
Ø1 5
Ø
Định vị: Chi tiết được định vị trên mâm cặp ba chấu và mặt đầu được tỳ vào côn
móc để hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục. Như vậy chi tiết được hạn chế 5 bậc tự
6
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
6

 - Công nghệ chế tạo pitông
do.
Kẹp chặt: kẹp chặt bằng mâm chấu cặp.
Chọn dao: mũi khoan thép gió, dao tiện hợp kim cứng
Chọn máy: Chọn máy theo đường kính phôi mà nó có thể gia công được vì
vậy với phôi có kích thước Φ26 ta chọn máy tiện T616
1- Bước 1: khoan lỗ
Φ
15
- Chiều sâu cắt t: t =
5.7
2
15
2
D
==
mm
- Lượng chạy dao s : tra bảng 5-87 STCNCTM tập II ta được s
b
= 0,2 mm/v. Do
L = 5.D nên ta phải nhân thêm hệ số điều chỉnh k
cs
= 0,9. Vậy lượng chạy dao thực tế
là:
s = s
b
.k
cs
= 0,2.0,9 = 0,18mm/v.
- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-86 STCNCTM tập II với nhóm thép gia công là

nhóm 9 (σ
b
=1100 ÷ 1150 Mpa) ta được v
b
= 24m/p.
Với các hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt:
k
1
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của mũi khoan k
1
= 1
k
2
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép k
2
= 1
k
3
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ k
3
= 0,7
k
4
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan k
4
= 1
Vậy vận tốc cắt thực tế
v = v
b
.k

1
. k
2
. k
3
. k
4
= 24.1.1.0,7.1 = 16,8 m/p
- số vòng quay n: tính theo công thức
n =
15.
8,16.1000
D.
v.1000
π
=
π
= 356 v/p
- Công suất cắt yêu cầu N: tra bảng 5-88 STCNCTM tập II ta được công suất
cắt yêu cầu N = 1,1kw (ở đây không có các hệ số hiệu chỉnh)
7
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
7
 - Công nghệ chế tạo pitông
2- Bước 2: khoan lỗ
Φ
5
- Chiều sâu cắt t: t =
5.2
2

5
2
D
==
mm
- Lượng chạy dao s : tra bảng 5-87 STCNCTM tập II ta được s
b
= 0,08 mm/v.
Do L < 3.D nên ta có hệ số điều chỉnh k
cs
= 1. Vậy lượng chạy dao thực tế là:
s = s
b
.k
cs
= 0,08.1 = 0,08mm/v.
- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-86 STCNCTM tập II với nhóm thép gia công là
nhóm 9 (σ
b
=1100 ÷ 1150 Mpa) ta được v
b
= 20,5m/p.
Với các hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt:
k
1
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của mũi khoan k
1
= 1
k
2

: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép k
2
= 1
k
3
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ k
3
= 1
k
4
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan k
4
= 1
Vậy vận tốc cắt thực tế
v = v
b
.k
1
. k
2
. k
3
. k
4
= 20,5.1.1.1.1 = 20,5 m/p
- số vòng quay n: tính theo công thức
n =
5.
5,20.1000
D.

v.1000
π
=
π
= 1305 v/p
- Công suất cắt yêu cầu N: tra bảng 5-88 STCNCTM tập II ta được công suất
cắt yêu cầu N = 0,8kw (ở đây không có các hệ số hiệu chỉnh)
3- Bước 3 : Tiện định hình
- Chiều rộng lưỡi cắt B =8 mm.
- Với đường kính bán cầu cần gia công D = 15mm ta chọn lượng chạy dao s và
vận tốc cắt v, và công suất cắt yêu cầu N như sau: (tra bảng 5-71 STCNCTM tập II
trang 63- STCNCTM).
s = 0,05mm/v
8
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
8
 - Công nghệ chế tạo pitông
v = 24 m/p
N = 0,08 kw
4- Bước 4: Tiện rãnh đạt kích thước
Φ
20
- Chiều sâu cắt t: t =
5,1
2
2023
=
−
mm
- Lượng chạy dao s : tra bảng 5-60 STCNCTM tập II ta được s = 0,3mm/v

- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-64 với lượng chạy dao s là 0,3mm/v ta được v =
182m/p
Với các hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt:
k
1
: phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, ta có chu kỳ bền của dao T = 60 phút ta
được k = 1.
k
2
: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi ta có k
2
= 1 (không
có vỏ cứng)
k
3
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao k
3
= 0,8.
Vậy vận tốc cắt thực tế:
v = v
b
.k
1
. k
2
. k
3
= 182.1.1.0,8 = 145 m/p
- Công suất cắt yêu cầu N: tra bảng 5-68 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II
ta được công suất cắt yêu cầu là N = 2,4 kw.

Với các hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc trước γ và góc nghiêng chính ϕ
của dao k = 1. Như vậy ta vẫn có công suất cắt thực tế N= 2,4kw
III- Nguyên công 3: Tóp pitông
Chi tiết được nung tới 900 ÷ 950
0
C, sau đó chi tiết được ép trong lòng khuôn
định dạng (Hình vẽ). Khi nung phải xoay đều chi tiết và phải liên tục lắc thử tay
biên với pitông để kiểm tra độ dơ. Quá trình được thực hiện trong vòng khoảng 1
phút.
9
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
9
 - Công nghệ chế tạo pitông
P
Tay quay
P
IV- Nguyên công 4: Tiện đầu kẹp
Sơ đồ gá đặt
Ø1 5
20
- Định vị: chi tiết được định vi trên mâm cặp ba chấu (hạn chế 4 bậc tự do)
- Kẹp chặt: sau khi định vị ta tiến hành kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu
- Chọn máy: ta chọn máy T616
- Chọn dao: dao tiện thép hợp kim cứng với kích thước 16x25mm
Tiện đầu kẹp đạt kích thước Φ15 và chiều dài 20mm
- Chiều sâu cắt t: lấy t = 2mm. Vậy ta phải tiện qua 2 lần
- Lượng chạy dao s : tra bảng 5-60 STCNCTM tập II ta được s = 0,3mm/v
- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-64 STCNCTM tập II với lượng chạy dao s=
0,3mm/v ta được v = 182 m/p
Với các hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt:

k
1
: phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, ta có chu kỳ bền của dao T = 60 phút ta
được k = 1.
10
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
10
 - Công nghệ chế tạo pitông
k
2
: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi ta có k
2
= 1 (không
có vỏ cứng)
k
3
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng của dao k
3
= 0,8.
Vậy vận tốc cắt thực tế:
v = v
b
.k
1
. k
2
. k
3
= 182.1.1.0,8 = 145 m/p
- Công suất cắt yêu cầu N: tra bảng 5-68 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II

ta được công suất cắt yêu cầu là N = 2,4 kw.
Với các hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc trước γ và góc nghiêng chính ϕ
của dao k = 1. Như vậy ta vẫn có công suất cắt thực tế N= 2,4 kw
V- Nguyên công 5 : Tiện thô, tinh mặt trụ ngoài
(Các thông số công nghệ cho nguyên công này được tính toán ở phần B)
VI- Nguyên công VI : Nhiệt luyện
Với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là đạt độ cứng 63÷65HRC nên để đạt được độ
cứng yêu cầu như trên ta phải qua nguyên công nhiệt luyện. Các bước tiến hành :
- Tôi : Nung chi tiết đến nhiệt độ từ 900
0
C-920
0
C (trên đường A
cm
trong giản
đồ pha) ở khoảng nhiệt độ đó chi tiết hoàn toàn ở trạng thái Austenis (F
e
γ
). Giữ
khoảng nhiệt độ đó trong vòng khoảng 2400s để chuyển hoàn toàn thành trạng thái
Austenis có cỡ hạt nhỏ. Sau đó bỏ ra ngoài và làm nguội trong môi trường dầu. Sơ
đồ tôi được thể hiện như sau :
11
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
11
 - Công nghệ chế tạo pitông
0
20
5400
900

°C
V
nguéi
= tg
α =
120°C/s
7800
t (s)
- Sau khi tôi ta nhận được tổ chức thép chủ yếu là Mactenxit dư (điều đó phụ
thuộc vào véc tơ vận tốc khi làm nguội trong dầu, với môi trường tôi là dầu nên ta
chọn vận tốc nguội v = 120
0
C/s) nên có độ cứng và độ dòn rất cao và đồng thời
trong chi tiết xuất hiện rất nhiều ứng suất dư. Vì vậy ta phải tiến hành bước tiếp
theo là ram thấp, bởi vì chi tiết có yêu cầu độ cứng rất cao nên khi ta tiến hành ram
thấp thì độ cứng sẽ không giảm đi đáng kể.
- Ram thấp: Nung chi tiết tới nhiệt độ 150 - 250
0
C để tổ chức đạt được là
máctenxit ram. Sau khi ram độ cứng của chi tiết giảm không đáng kể 1÷3HRC
nhưng ứng suất dư bên trong thì giảm đi đáng kể.
- Thấm các bon bề mặt : do hàm lượng các bon trong thành phần vật liệu làm
chi tiết thấp (vật liệu làm chi tiết là thép hợp kim 30XΓT) và hơn nữa bề mặt làm
việc của chi tiết phải chịu được khả năng mài mòn vì vậy sau khi tôi và ram thì độ
cứng bề mặt sẽ không đảm bảo yêu cầu từ 62÷65HRC. Do đó ta phải tiến hành
thấm các bon bề mặt. Để đạt được mục đích trên quá trình thấm cácbon phải đạt
đước các yêu cầu sau : + đối với bề mặt : có hàm lượng cácbon trong khoảng
0,8÷1% (nhỏ hơn sẽ không đủ cứng và chống mài mòn, nhiều hơn sẽ gây ra giòn)
+ đối với lõi : có tổ chức hạt nhỏ (cấp 5÷8), độ dai cao, HRC 30÷40
Nhiệt độ thấm : là khoảng nhiệt độ mà thép ở trạng thái hoàn toàn austenit, vì

vậy ta nung chi tiết nên tới khoảng 900÷950
0
C (trên đường A
c3
)
12
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
12
 - Công nghệ chế tạo pitông
Thời gian thấm : phụ thuộc vào chiều sâu lớp thấm, chiều sâu lớp thấm càng
dày thì thời gian thấm càng lâu. Cứ 0,1mm chiều sâu lớp thấm cần 1h nung nóng
và giữ nhiệt.
VII- Nguyên công VII: Khoan lỗ Φ2
Sơ đồ gá đặt: (Hình vẽ)
Ø2
Định vị: chi tiết được định vị vào mặt trụ ngoài Φ20 trên khối V dài và mặt
đầu được tỳ vào chốt để hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục. Như vậy chi tiết được
hạn chế 5 bậc tự do. Ta chia nguyên công này làm 2 lần khoan, với lần khoan thứ
hai ta định vị thêm một chốt côn tuỳ động vào lỗ đã gia công ở lần thứ nhất, có
như vậy thì ta mới bảo đảm được độ đồng tâm giữa hai lần khoan . Vì vậy ở lần
khoan thứ hai chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.
Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren, ở đây ta dùng đòn kẹp để
kẹp được một lúc hai chi tiết.
Chọn máy: máy khoan cần
Chọn dao: Mũi khoan hợp kim cứng
- Chiều sâu cắt t : t =
2
D
=
2

2
= 1mm
- Lượng chạy dao s : tra bảng 5-87 STCNCTM tập II ta được s
b
= 0,04 mm/v. Do
L > 3.D nên ta có hệ số điều chỉnh k
cs
= 1. Vậy lượng chạy dao thực tế vẫn là 0,04
mm/v .
- Vận tốc cắt v: tra bảng 5-86 STCNCTM tập II với nhóm thép gia công là
13
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
13
 - Công nghệ chế tạo pitông
nhóm 9 (σ
b
=1100 ÷ 1150 Mpa) ta được v
b
= 20,5m/p.
Với các hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt:
k
1
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của mũi khoan k
1
= 1
k
2
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép k
2
= 1

k
3
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ k
3
= 1
k
4
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan k
4
= 0,6
Vậy vận tốc cắt thực tế
v = v
b
.k
1
. k
2
. k
3
. k
4
= 20,5.1.1.1.0,6 = 12,3 m/p
- số vòng quay n: tính theo công thức
n =
2.
3,12.1000
D.
v.1000
π
=

π
= 1958 v/p
- Công suất cắt yêu cầu N: tra bảng 5-88 STCNCTM tập II ta được công suất
cắt yêu cầu N < 0,8kw (ở đây không có các hệ số hiệu chỉnh)
VIII- Nguyên công 8: Mài mặt ngoài
Sơ đồ gá đặt: (Hình vẽ)
n
S
Định vị: Định vị vào phần kẹp bằng cặp ba chấu như vậy ta hạn chế 4 bậc tự
do
Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng chấu kẹp
Chọn máy: Máy mài MW125
Chọn đá: - đường kính đá: 600mm
14
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
14
 - Công nghệ chế tạo pitông
- chiều dầy đá: 32mm
- độ cứng đá CM1
a- Mài thô
- Lượng chạy dao s: tra bảng 5-203 với đường kính chi tiết mài là 20, số vòng
quay của chi tiết là 190÷380v/p ta được lượng chạy dao ngang s
bảng
= 3mm/p. Với
hệ số hiệu chỉnh:
k
1
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công k
1
= 0,87

k
2
: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của đá mài k
2
= 1,3
Vậy ta có lượng chạy dao ngang thực tế là s = s
bảng
.k
1
.k
2
= 3.0,87.1,3 = 3,4mm/p
- Công suất cắt yêu cầu N: Với chiều dài mài là 60mm tra bảng 5-205 ta được
công suất cắt yêu cầu là N
b
= 4kw.
Với các hệ số hiệu chỉnh về công suất:
k
1
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k
1
= 1,1 (thép đã qua tôi)
k
2
: hệ số phụ thuộc vào độ cứng đá k
2
= 1
Vậy công suất cắt thực tế:
N = N
b

.k = 4.1,1 = 4,4 kw
b- Mài tinh
- Chiều sâu cắt t: với mài tinh ta lấy chiều sâu cắt t = 0,005mm
- Chiều sâu cắt t: với mài thô ta lấy t = 0,01mm
- Lượng chạy dao s: tra bảng 5-203 với đường kính chi tiết mài là 20, số vòng
quay của chi tiết là 190÷380v/p ta được lượng chạy dao ngang s
bảng
= 3mm/p. Với
hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào đường kính đá mài và vật liệu gia công, thép đã tôi
và đường kính đá là 600mm ta được hệ số điều chỉnh là k
1
=0,9. Và một hệ số điều
chỉnh nữa phụ thuộc vào đường kính và độ chính xác gia công k
2
= 0,8 (với cấp
chính xác 3 và lượng dư đường kính là 0,15mm).
Vậy ta có lượng chạy dao thực tế là s = s
bảng
.k
1
.k
2
= 3,08.0,9.0,8 = 2,22mm/p
- Công suất cắt yêu cầu N: Với chiều dài mài là 60mm tra bảng 5-205 ta được
công suất cắt yêu cầu là N
b
= 4kw.
15
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
15

 - Công nghệ chế tạo pitông
Với các hệ số hiệu chỉnh về công suất:
k
1
: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k
1
= 1,1 (thép đã qua tôi)
k
2
: hệ số phụ thuộc vào độ cứng đá k
2
= 1
Vậy công suất cắt thực tế:
N = N
b
.k = 4.1,1 = 4,4 kw
IX- Nguyên công 9: Nghiền thô mặt ngoài
Sơ đồ gá đặt: (Hình vẽ)
V
tt
n
Định vị: Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu và một đầu được chống
tâm, như vậy mặt trụ ngoài chính là bề mặt định vị trong quá trình nghiền.
Kẹp chặt: Tiến hành kẹp chặt chi tiết bằng mâm cặp ba chấu
Chọn máy: Dùng máy tiện T616
Các chế độ cắt tra “Sổ tay cơ khí tiếng Nga” ta được:
- Lượng dư cho nghiền : với nghiền thô z = 0,02÷ 0,05 mm.
- Vận tốc cắt v: với nghiền thô tốc độ quay của chi tiết thường lấy v < 4m/s. ta
chọn v = 3m/s. Vậy số vòng quay của chi tiết :
16

 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
16
 - Công nghệ chế tạo pitông
n =
2880
20
3601000
D
v601000
=
π
=
π .

.

v/p
- Vận tốc tịnh tiến khứ hồi : thường lấy v
tt
= 0,2.v
quay
, với lỗ Φ10 ÷ Φ40 lấy
v
tt
= 0,5m/s
17
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
17
 - Công nghệ chế tạo pitông
X- Nguyên công10: kiểm tra

Sau khi nghiền song các lỗ xilanh ta tiến hành kiểm tra để đảm bảo tính chính
xác. Sau đó ta mới chuyển sang nguyên công nghiền tinh.
XI- Nguyên công 11: Nghiền tinh mặt ngoài
Định vị: Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu và một đầu được chống tâm
Kẹp chặt: Tiến hành kẹp chặt chi tiết bằng mâm cặp ba chấu
Chọn máy: Dùng máy tiện T616
- Lượng dư cho nghiền : với nghiền tinh z = 0,002÷ 0,005 mm.
- Vận tốc cắt v: với nghiền tinh tốc độ quay của chi tiết thường lấy v = 12m/s.
Với điều kiện sản xuất tai Việt Nam ta chỉ lấy v = 5
Vậy số vòng quay của chi tiết :
n =
4777
20
3601000
D
v601000
=
π
=
π .

.

v/p
- Vận tốc tịnh tiến khứ hồi : thường lấy v
tt
= 0,2.v
quay
= 0,2.5 =1m/s
XII- Nguyên công10: Nghiền siêu tinh mặt ngoài bằng dầu

Sơ đồ gá đặt, định vị và kẹp chặt như nguyên công nghiền thô bên trên.
n
V
tt
0.05
18
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
18
 - Công nghệ chế tạo pitông
Chất dùng để đánh bóng: đối với vật liệu chi tiết là thép hợp kim ta chỉ dùng
dầu hỏa trọn với chất béo để đánh bóng.
Chú ý: Khi nghiền
- Áp lực nghiền không vượt quá 0,2÷ 0,4 Mpa
- Dịch chuyển đều đặn dụng cụ nghiền theo đường tâm lỗ xilanh
- Bôi định kỳ lớp bột nghiền mỏng.
XIII- Nguyên công13: Kiểm tra lần cuối đường kính pitông
Sau khi nghiền siêu tinh mặt trụ ngoài xilanh bằng dầu ta tiến hành kiểm tra
đường kính ngoài của pitông lần cuối để đảm bảo kích thước Φ20 yêu cầu.
XIV- Nguyên công14: Cắt đứt phần kẹp
Sơ đồ gá đặt: (Hình vẽ)
2
Định vị: Chi tiết được định vị vào mặt trụ ngoài bằng mâm cặp ba chấu, nhưng
do mặt trụ ngoài đã được nghiền tinh nên khi định vị ta phải chú ý không làm xước
bề mặt chi tiết vì vậy ta phải dùng mấu kẹp làm bằng gỗ.
Chọn máy: máy mài 2W125
Chọn dao: đá cắt đứt có bề rộng a = 3mm và góc vát là 10
0
- Chiều sâu cắt t: chiều sâu cắt t bằng chiều rộng của đá t = 3mm
Trong điều kiện chi tiết đã qua nhiệt luyện lên độ cứng rất cao nên ta phải chọn
chế độ cắt cho phù hợp.

- Lượng chạy dao s = 0,1mm/v
19
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
19
 - Công nghệ chế tạo pitông
- Tốc độ quay của đá n = 450v/p
- Công suất cắt yêu cầu N = 1kw
Phần B: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG 5: TIỆN THÔ, TIỆN
TINH MẶT TRỤ NGOÀI
- Sơ đồ gá đặt:
Ø2 0 .2
- Định vị: chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu, ta dùng mâm cặp để
định vị vào phần kẹp đã gia công ở nguyên công trên.
- Kẹp chặt: kẹp chặt bằng mâm cặp ba chấu.
- Chọn dao: dao tiện tinh gắn hợp kim cứng có bán kính đỉnh dao r = 1,6 mm
và góc nghiêng chính ϕ = 45
0
góc nghiêng phụ ϕ
1
= 10
0
.
- Chọn máy: việc chọn máy phụ thuộc vào công suất cắt yêu cầu
1- Bước 1: tiện thô đạt kích thước
Φ
21
- Chiều sâu cắt t: t =
1
2
2123

=
−
mm
- Lượng chạy dao s: tra bảng 5-11 STCNCTM tập II với đường kính chi tiết
20< D < 40 và vật liệu gia công là thép hợp kim ta được s = 0,4mm/v
- Tốc độ cắt v:
Tính theo công thức
20
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
20
 - Công nghệ chế tạo pitông
v =
v
yxm
v
k.
s.t.T
C

Trong đó:
+ C
v
, x
v
, y
v
, m là các hệ số và số mũ (bảng 5-17 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập
II) với vật liệu lưỡi cắt là hợp kim cứng ta được:
C
v

= 350 ; x = 0.15 ; y = 0,35 ; m = 0,2
+ T chu kỳ dụng cụ cắt T = 60 phút.
+ k
v
: Tổng hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt kể đến các điều kiện gia công cơ khác
nhau
k
v
= k
nv
.k
tu
.k
uv
.k
mv
.k
tc
k
nv
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (tra bảng 5-5
STCNCTM) ta được k
nv
= 0,9
k
uv
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ (tra bảng 5-6 STCNCTM) ta được k
uv
= 1.
k

tu
: Hệ số thay đổi chu kỳ bền theo số dao đồng thời làm việc (tra bảng 5-7
STCNCTM) ta được k
tu
= 1.
k
mv
: Hệ số kể đến tính chất của vật liệu gia công lấy k
mv
= 1,1.
k
tc
: Hệ số thay đổi chu kỳ bền theo số máy đồng thời làm việc (tra bảng 5-8
STCNCTM tập II)ta được k
tc
= 1.
Vậy tổng hệ số điều chỉnh k
v
= k
nv
.k
tu
.k
uv
.k
mv
.k
tc
= 0,9.1,1 = 0,99
Vậy ta được vận tốc cắt: v =

v
yxm
v
k.
s.t.T
C
=
=99,0.
4,0.1.60
350
35,015.02.0
208 (m/p).
- Số vòng quay n:
Tính theo công thức n =
D.
v.1000
π

3154
21.
208.1000
=
π
=
v/p.
- Lực cắt P: Lực cắt P gồm 3 thành phần được tính theo công thức sau:
P
x,y,z
= 10.C
p

.t
x
.s
y
.v
n
.k
p

Hệ số C
p
và các số mũ x, y, n ứng với từng điều kiện gia công cụ thể (tra ở
bảng 5-22 STCNCTM tập II) ta được:
21
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
21
 - Công nghệ chế tạo pitông
Hệ số điều chỉnh
Ký hiệu
Hệ số dùng cho các lực
P
z
P
y
P
x
k
ϕ
p
1.0 1.0 1.0

k
γ
p
1.0 1.0 1.0
k
λ
p
1.0 1.25 0.85
P
z
P
y
P
x
C
p
X y n C
p
x y n C
p
x Y n
300 1 0.7 -0.1 243 0.9 0.6 -0.3 339 1 0.5 -0.4
Vậy ta có thành phần lực cắt P
z
= 10.C
p
.t
x
.s
y

.v
n
.k
p
= 10.300.1
1
.0,4
0.7
.208
-0,15
.k
p
Trong đó k
p
= k
ϕ
p
.k
γ
p
.k
λ
p
= 1.1.1 = 1
Vậy lực cắt theo phương z :
P
z
= 10.C
p
.t

x
.s
y
.v
n
.k
p
=10.300.1
1
.0,4
0.7
.208
-0,15
.1 = 709 N
- Công suất cắt N:
N =
kw4,2
61200
208.709
60.1020
v.P
z
==
2- Bước 2: Tiện tinh đạt kích thước
Φ
20.2
- Chiều sâu cắt t: t =
4.0
2
20,2-21

=
mm
- Bước tiến dao s: tra bảng 5-14 STCNCTM tập II ta được s
bảng
= 0,29mm/v.
Nhưng do vật liệu gia công có σ
b
= 900 ÷ 1100 Mpa nên ta có thêm hệ số hiệu
chỉnh k = 1,25. Vậy lượng chạy dao tinh thực tế là s = s
bảng
.k = 0,29.1,25 = 0,36
mm/v
- Tốc độ cắt v:
Tính theo công thức : v =
v
yxm
v
k.
s.t.T
C

Trong đó:
+ C
v
, x
v
, y
v
, m là các hệ số và số mũ (bảng 5-17 sổ tay công nghệ chế tạo máy
22

 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
22
 - Công nghệ chế tạo pitông
tập II) với vật liệu lưỡi cắt là hợp kim cứng ta được:
C
v
= 350 ; x = 0.15 ; y = 0,35 ; m = 0,2
+ T chu kỳ dụng cụ cắt T = 60 phút.
+ k
v
: Tổng hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt kể đến các điều kiện gia công cơ khác
nhau : k
v
= k
nv
.k
tu
.k
uv
.k
mv
.k
tc
k
nv
: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (tra bảng 5-5
STCNCTM) ta được k
nv
= 0,9
k

uv
: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ (tra bảng 5-6 STCNCTM) ta được k
uv
= 1.
k
tu
: Hệ số thay đổi chu kỳ bền theo số dao đồng thời làm việc (tra bảng 5-7
STCNCTM) ta được k
tu
= 1.
k
mv
: Hệ số kể đến tính chất của vật liệu gia công lấy k
mv
= 1,1.
k
tc
: Hệ số thay đổi chu kỳ bền theo số máy đồng thời làm việc (tra bảng 5-8
STCNCTM tập II)ta được k
tc
= 1.
Vậy tổng hệ số điều chỉnh k
v
= k
nv
.k
tu
.k
uv
.k

mv
.k
tc
= 0,9.1,1 = 0,99
Vậy ta được vận tốc cắt: v =
v
yxm
v
k.
s.t.T
C
=
=99,0.
36,0.4,0.60
350
35,015.02.0
250 (m/p).
- Số vòng quay trục chính :
Tính theo công thức n =
D.
v.1000
π

3791
21.
250.1000
=
π
=
v/p.

- Lực cắt P: Lực cắt P gồm 3 thành phần được tính theo công thức sau:
P
x,y,z
= 10.C
p
.t
x
.s
y
.v
n
.k
p

Hệ số C
p
và các số mũ x, y, n ứng với từng điều kiện gia công cụ thể (tra ở
bảng 5-22 STCNCTM tập II) ta được:
Hệ số điều chỉnh
Ký hiệu
Hệ số dùng cho các lực
P
z
P
y
P
x
k
ϕ
p

1.0 1.0 1.0
k
γ
p
1.0 1.0 1.0
23
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
23
 - Công nghệ chế tạo pitông
k
λ
p
1.0 1.25 0.85
k
rp
1.0 1.0 1.0
P
z
P
y
P
x
C
p
X y n C
p
x y n C
p
x y n
300 1 0.7 -0.1 243 0.9 0.6 -0.3 339 1 0.5 -0.4

Vậy ta có thành phần lực cắt :
P
z
= 10.C
p
.t
x
.s
y
.v
n
.k
p
= 10.300.0,4
1
.0,36
0.7
.250
-0.15
.k
p
Trong đó k
p
= k
ϕ
p
.k
γ
p
.k

λ
p
.k
rp
= 1.1.1.1 = 1
Vậy lực cắt theo phương z :
P
z
= 10.C
p
.t
x
.s
y
.v
n
.k
p
=10.300.0,4
1
.0,36
0.7
.250
-0.15
.1 = 256 N
- Công suất cắt N:
N =
kw05,1
61200
250.256

60.1020
v.P
z
==
24
 - Thuyết minh đồ án tốt nghiệp CNCTM
24