đồ án kỹ thuật cơ khí Thiết kế, lập được qui trình chế tạo thân hộp và trục khuỷu của máy ép khuỷu

Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Lời nói đầu
Ngày nay, khi đất nước đang trong giai đoạn tiến tới Công nghiệp hoá - hiện
đại hóa, thì ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng trở
thành một ngành công nghiệp mũi nhọn để phát triển đất nước. Bởi vì nó là ngành
cơ bản để phát triển tất cả các ngành khác. Vì vậy đi sâu và tập trung nghiên cứu
vào nó là hết sức quan trọng.
Quyển đồ án này đã đưa ra một số cơ sở lý thuyết và tính toán về thiết kế
máy Ðp khuỷu và quy trình, trang bị công nghệ để chế tạo thân máy, trục khuỷu.
Trong quá trình tính toán thiết kế với điều kiện sản xuất tại Việt nam chóng em đã
cố gắng vận dụng vào thực tế để đảm bảo đồ án thiết kế khả thi. Chóng em đã sử
dụng phương án phân tán nguyên công, sử dụng các máy công cụ vạn năng sẵn có
ở Việt nam cộng với các đồ gá chuyên dùng và tận dụng nguồn nhân lực dư thừa
để đảm bảo tính kinh tế của đồ án.
Kết cấu của đồ án được chia làm ba phần chính.
Phần I: Nghiên cứu nguyên lý làm việc của máy Ðp khuỷu EK2-6.3.
Phần II: Tính toán thiết kế trục khuỷu và thân máy.
Phần III: Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân máy, trục khuỷu.
Mặc dù đã cố gắng tìm tòi và học hỏi song bản đồ án này mới chỉ dừng lại ở
mức tập thiết kế của một sinh viên ngành Cơ khí chế tạo máy nên chắc chắn còn
nhiều sai sót. Rất mong các thầy cô và các bạn đồng nghiệp góp ý.
Chóng em xin chân thành cám ơn thầy Đinh Đắc Hiến, là người đã trực tiếp
hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực tập và làm đồ án, cùng các thầy cô ở
bộ môn công nghệ đã nhiệt tình chỉ bảo chúng em hoàn thành tốt đồ án này.
1
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Phần I
Nghiên cứu nguyên lý làm việc của máy Ðp khuỷu EK2 – 6.3
1. Phân loại và phạm vi sử dụng:
Hiện nay những thiết bị dùng trong công nghệ rèn dập có nhiều chủng loại,
phù hợp với từng yêu cầu công nghệ khác nhau trong ngành gia công áp lực. Một

trong các loại thiết bị được sử dụng rộng rãi là loại máy Ðp một khuỷu đơn động.
Máy Ðp khuỷu đơn động là loại máy Ðp vạn năng, thực hiện được nhiều nguyên
công trong công nghệ dập tấm, nh cắt hình, đột lỗ, dập sâu, uốn v.v…
Đặc điểm chung của loại máy Ðp này là dùng cơ cấu tay quay thanh truyền,
trong truyền động cơ khí để biến đổi chuyển động quay của trục khuỷu thành
chuyển động đi lại của đầu trượt. Máy chỉ có một đầu trượt mang khuôn trên
chuyển động đi lại nên được gọi là máy Ðp đơn động.
Do những yêu cầu sử dụng khác nhau trong công nghệ, thân máy, người ta
chia ra làm hai kiểu, thân hở và thân kín.
Kiểu thân hở dạng chữ C có ưu điểm là mở rộng được phạm vi đưa phôi cả ba
phía vào bàn máy. Kiểu này thường có lực dập không lớn hơn 100 tấn, còn khi yêu
cầu những lực dập lớn hơn nữa người ta dùng kiểu máy thân kín. Thuật ngữ “kín”
chỉ là phân biệt thân máy theo dạng bên ngoài hình chữ C. Thân máy được liên kết
với nhau bằng kết cấu hàn hoặc bu lông giằng. Kiểu thân kín có độ cứng vững cao,
thân máy Ýt biến dạng khi có tải trọng. Sản phẩm dập ra có độ chính xác cao. Việc
đưa phôi liệu vào bàn máy thực hiện cả hai phía trước và sau.
Ngoài việc phân loại trên, thân máy còn chia ra kiểu một trụ và hai trô.
Thân máy kiểu một trụ là dạng máy có bộ phận truyền động nằm về một phía
của thân máy (hình 1.a). Biên máy mang đầu trượt lắp ở đầu cuối trục lệch tâm hay
nói cách khác là biên máy mang đầu trượt nằm ngoài gối đỡ của thân máy, người
ta gọi máy có trục công-sôn. Nhược điểm của thân máy kiểu một trụ là độ cứng
vững của trục chính kém.
Thân máy kiểu hai trụ, là loại máy có bộ phận truyền động, bố trí cả hai phía
của thân máy (hình 1.b). Biên máy mang đầu trượt nằm ở giữa hai gối đỡ của thân
máy nên độ cứng vững của trục chính cao. Thân máy kiểu hai trụ thường có kiểu
thân nghiêng được có ưu điểm là sản phẩm sau khi dập rời khỏi lòng khuôn, được
rơi ra theo chiều nghiêng của thân máy.
Trong thực tế sản xuất cần lưu ý rằng: khi tính toán lực cho những nguyên
công dập cắt, đột lỗ, thực hiện trên máy Ðp kiểu thân hở một trụ hoặc hai trụ, thì
lực đó phải tính nhỏ hơn lực danh nghĩa từ 25-30%.

Việc chọn khe hở giữa chầy và cối thực hiện trên các thân máy kiểu trên,
cũng phải chọn lớn hơn so với các máy thân kín.
2
Thit k mỏy ép khuu eK2-6.3 v thit k quy trỡnh cụng ngh gia cụng trc khuu v thõn mỏy
2. Cu to v nguyờn lý lm vic:
Mỏy ép khuu n ng hin nay ang chim mt t l ln trong ngnh gia
cụng ỏp lc, nú a dng v kiu mỏy, phong phỳ v chng loi, mc hin i
ngy cng tin b, hỡnh dỏng cụng nghip ngy cng i mi, nhng nhỡn chung v
c bn u cú mt nguyờn tc chuyn ng ging nhau.
Qua s ng (hỡnh 2) ta thy t ng c 1 bỏnh ai 2 qua dõy ai n bỏnh
3. Bỏnh cú lp c nh vi trc trung gian truyn chuyn ng cho bỏnh rng
4 v 5. khõu ny cú liờn kt vi trc khuu 6 bng c cu ly hp. Trc khuu ni
vi u trt 7 bng biờn 8 v c nh hng trờn hai ng trt 9.
3
a) b)
c)
Hình 1.1: Máy ép một
khuỷu đơn động
a- Thân hở một trụ
b- Thân hở hai trụ
nghiêng đợc
c- Thân kín
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
Hình 2: Sơ đồ động máy ép khuỷu đơn động.
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Đầu cuối của trục khuỷu có cơ cấu hãm 10 để dừng đầu trượt ở điểm chết trên
khi máy không làm việc. Khuôn dưới lắp trên tấm lót khuôn 11 đã được cố định
với thân máy.
Thân máy là một chi tiết bằng gang đúc liền, có độ cứng vững cao, hoàn toàn
chịu tác dụng của lực dập và không làm ảnh hưởng đến nền móng nhà xưởng.
Máy Ðp một khuỷu đơn động là loại máy Ðp truyền động cơ khí. Nguyên tắc
làm việc của máy là dùng cơ cấu tay quay thanh truyền để biến đổi chuyển động
quay của trục khuỷu thành chuyển động đi lại của đầu trượt. Lực Ðp do cơ cấu trên
tạo nên.
Cơ cấu này có ưu điểm, sử dụng bền, điều khiển đơn giản, nên được ứng dụng
rộng rãi trong các máy Ðp cơ khí dùng trong ngành gia công áp lực.
4
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Phần Ii
Tính toán thiết kế trục khuỷu và thân máy
I. Tính toán sơ bộ trục khuỷu:
Đối với máy Ðp khuỷu P
H
< 200 T
d
o
= 14 ×
02,0
+
H

P
(cm)
Trong đó:
P
H
: lực Ðp danh nghĩa của máy (MN).
Đối với máy Ðp khuỷu 6.3T ta có: P
H
= 6.3 T = 0.063 MN
Vậy ta có:
D
o
= 14 ×
02.0063.0
+
= 4.0 (cm)
Theo bảng tính toán ta có các thông số của trục khuỷu:
d
A
= 1.5 × d
O
= 1.5 × 40 = 60 (mm).
d
o
= 2 × d
o
= 1.5 × 40 = 80 (mm).
l
K
= 2.8 × d

O
= 2.8 × 40 = 112 (mm).
l
m
= 1.5 × d
o
= 1.5 × 40 = 60(mm).
l
t
= 1.7 × d
o
= 1.7 × 40 = 68 (mm).
r = 0.08 × d
o
= 0.08 × 40 = 3.2 (mm).
Để đảm bảo an toàn cho cổ trục chính, người ta tính thêm hệ số an toàn:
n = 1.1.
Vậy ta có:
d
o
= 40 × 1.1 = 44 (mm). Chọn theo dãy tiêu chuẩn d
o
= 45 mm.
Vì trên trục có bố trí ly hợp then xoay, nên ta phải tính chiều dài trục theo
chiều dài dãy then xoay.
d
then xoay
= 0.4 × d = 0.4 × 60 = 24 (mm).
Trong đó:
5

d
0
d
A
d
0
l
m
l
A
l
0
l
t
l
o
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
D là đường kính cổ khuỷu (mm).
Chọn theo dãy tiêu chuẩn D
tx
= 25 mm .
Chiều dài rãnh then xoay: L= 3× d
tx

Trong đó: L chiều dài then xoay phần làm việc với trục khuỷu:
L = 3 × 25 = 75 (mm).
II. Tính toán thân máy:
Máy Ðp có lực Ðp danh nghĩa P
H
> 160 T thì phải tính đầy đủ về sức bền

của thân máy, cùng độ cứng vững, kết cấu của thân máy bằng thép hàn, khi chịu
lực danh nghĩa P
H
> 160 T. Tính thân máy là công việc thiết kế mà cần thiết là
kiểm tra các tiết diện chịu tải nguy hiểm về chịu lực và độ cứng vững. Ở diện tích
ngang là nguy hiểm nhất nh hình vẽ:
Đối với thân máy đúc bằng gang:
F = K × P
H
(mm
2
)
P
H
là lực Ðp danh nghĩa của máy tính bằng kG.
K là hệ số tra theo bảng
Ở các kết cấu có các rãnh hốc nguy hiểm (ở cả thân gang đúc và thép) thì
diện tích F tăng từ 1.2 ÷ 2. Cũng tương tự khi tính độ biến dạng cứng vững cũng
phải tăng 1.2 ÷ 2.
Thân gang:
F = K × P
H
P
H
= 6,3 T = 6300 KG
K theo bảng 3 ⇒
H
P
A
=

6300
110
= 1,38
Theo bảng 3 ta có K = 1,31
F = 1,31 × 6300 = 8253 (mm
2
)
Đối với máy 2 trô :
h = (2,3 – 4 )× A ⇒ h= 2,54× A = 2,54 × 110 = 280 (mm)
h/b = 1- 1,7 ⇒ b= h/ 1,037= 270 mm
Chiều dày vách thân máy
a ≈ 0,09 ×
H
P

6
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
a: chiều dày vách thân
P
H
là lực Ðp danh nghĩa của máy tính bằng Kg
a ≈ 0,09 ×
6300
= 7,1 thông thường a ≥ 8 mm đối với máy Ðp khuỷu 6,3
T ta lấy a = 12 mm.
III. Hành trình đầu trượt:
Trong các máy Ðp cơ khí, để biến đổi chuyển động quay của trục khuỷu,
thành chuyển động đi lại của đầu trượt. Người ta áp dụng phổ biến cơ cấu tay quay
thanh truyền (khuỷu – biên). Chiều dài tay quay R chính là bán kính lệch tâm của
trục khuỷu. Chiều dài L của biên là khoảng cách giữahai tâm của hai ổ bi ở hai đầu

biên bên trên và bên dưới. Khi đầu trượt chuyển động qua lại ,có hai vị trí ở đó tâm
biên và tâm trục khuỷu cùng trên một đường trục. Người ta gọi hai vị trí này là
điểm chết trên và điểm chết dưới.
Khoảng cách giữa hai vị trí đó là hành trình toàn phần S của đầu trượt và S
=2R là một trị số không đổi. Mỗi vòng quay của trục khuỷu đầu trượt thực hiện
được hai hành trình .Hành trình đi xuống và hành trình đi lên. Trong thuyết minh
máy người ta ghi trị số hành trình của đầu trượt. Ta hiểu đó là hành trình toàn phần
theo một hướng chuyển động.
Phần hành trình của đầu trượt, ở đó thực hiện một nguyên công công nghệ
gọi là hành trình làm việc kí hiệu là S
α
.
Góc quay của trục khuỷu tương ứng với hành trình làm việc gọi là góc làm
việc của trục khuỷu. Góc này được tính từ 5
o
– 30
o
.
Trong thực tế sản xuất ta thường phải tính giá trị của S
α
. Muốn tính ta áp
dụng công thức sau:
S
α
= R[(1 - cosα) + 0,25λ(1- cos2α)]
7
R
L
S

=

2
R
§CD
§CT
S
α
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Đặt giá trị trong dấu móc vuông bằng f ta có:
S
α
= R×f
Công thức trên ta thấy trị số f phụ thuộc vào góc α và λ. Trong đó α là góc
quay của trục khuỷu được tính từ điểm chết dưới. Do đó S
α
cũng phải tính từ điểm
chết dưới ngược chiều với chiều quay của trục khuỷu. Hệ số λ là hệ số chiều dài
của biên λ =
L
R
.
Để đơn giản trong việc tính toán ngưòi ta tính sẵn các giá trị của f phụ thuộc
vào α và λ. Biết giá trị của của f ta chỉ đem nhân với R là tính được giá trị của S
α
.
Trong trường hợp hệ số λ khó xác định ta có thể tính theo trị số trung bình
λ≈ 0.14 – 0.16.
Đối với máy Ðp khuỷu EK2 – 6.3 ta có R= 22.5 mm góc làm việc của trục
khuỷu α = 30

o
; tỷ số λ = 0.1. Tìm gia trị của f cho trong bảng 1.3 ta có f =
0.146 .Như vậy khoảng hành trình làm việc tìm được:
S
α
= R×f = 22.5 × 0.146 = 3.285 mm
IV. Tốc độ đầu trượt:
Sau một vòng quay của trục khuỷu, đầu trượt đi qua hai vị trí ĐCT và ĐCD.
Qua mỗi vị trí đầu trượt thay đổi chiều chuyển động. Giai đoạn bắt đầu dập đầu
trượt có một trị số tốc độ nào đó ,sau giảm dần tới 0. Tốc độcủa đầu trượt phụ
thuộc vào bán kính lệch tâm R vị trí góc làm việc và số vòng quay của trục khuỷu.
Tốc độ lớn nhất của đầu trượt được tính bằng công thức:
V= 0.105 × R × n (m/s)
Tốc độ này tương ứng với góc làm việc của trục khuỷu khi α = 82
o
- 85
o
Trong công thức n là số lần hành trình của đầu trượt ghi trong thuyết minh tính
bằng phút.
R là bán kính lệch tâm tính bằng m.
Ta có tốc độ của đầu trượt :
V= 0.105×22.5 ×145 = 342.5625(m/s)
Tốc độ của đầu trượt thực ra chỉ ảnh hưởng đến độ mòn của chày cối .Nâng
cao tốc độ của đầu trượt cũng làm tăng độ mòn của khuôn cối.
V. Số hành trình của đầu trượt và hệ số sử dụng số hành trình:
Số hành trình của đầu trượt , ta hiểu là số lần hành trình của đầu trượt
chuyển động xuống dưới , tính trong một phút.
Số hành trình của đầu trượt ghi trong thuyết minh của máy được tính cho
chế độ làm việc liên tục một phút . Trong trường hợp máy làm việc ở chế độ dập
nhát một ,thì số hành trình từng nhát đó trong một phút ,gọi là số hành trình sử

dụng.
Số hành trình sử dụng là một chỉ tiêu làm việc rất quan trọng ,nó tính tới
năng suất và mức độ tự động hoá của máy . Để so sánh được mức độ tự động
,người ta đưa ra một hệ số và gọi là hệ số ‘sử dụng số hành trình’ kí hiệu p. Nếu
8
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
gọi số hành trình ghi trong thuyết minh là n
m
và số hành trình sử dụng là n
p
. Ta có
hệ số sử dụng số hành trình:
p =
m
p
n
n

Thực tế hệ số sử dụng số hành trình phụ thuộc vào mức độ tự động hoá, như
đưa phôi tự động, trọng lượng và hình dáng của sản phẩm dập, tổ chức nơi làm
việc của công nhân, mà hệ số sử dụng p dao động trong phạm vi rất rộng. Trị sè p
nằm trong khoảng 0.2 – 0.25 thường chỉ đạt 0.2.
VI. Công cho phép của máy:
Một thông số năng lượng quan trọng của máy Ðp là công để hoàn thành một
nguyên công sau một hành trình làm việc của đầu trượt. Đại lượng lớn nhất của
công gọi là công cho phép.
Công cho phép của máy chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của bánh đà và
động cơ điện. Trong máy Ðp cơ khí bánh đà và động cơ điện là một hệ thống đồng
nhất. Bánh đà làm nhiệm vụ tích luỹ công để sản ra trong thời gian dập, đồng thời
còn làm nhiệm vụ bảo vệ động cơ khi có xung lực. Ngược lại, động cơ làm nhiệm

vụ phục hồi công mà bánh đà đã mất đi giữa hai lần dập.
Trong thời gian bánh đà sinh công thì bánh đà và động cơ đều giảm thấp
vòng quay đi một lượng. Lượng vòng quay giảm đi này được giới hạn bằng sự
nóng lên của động cơ. Do đó công lớn nhất, mà bánh đà có thể sinh ra, trong một
khoảng thời gian giữa hai lần dập được giới hạn bằng điều kiện phát nhiệt của
động cơ.
Trong thực tế sử dụng có trường hợp ta đã gặp là khi máy đang làm việc,
bánh đà mất đi đáng kể một số vòng quay chỉ sau một vài hành trình của đầu trượt.
Động cơ điện bị nóng lên, bánh đà quay chậm dần và dừng hẳn. Nh vậy ta nói là
công cần thiết để dập lớn hơn công cho phép của động cơ, hay nói cách khác là số
lần dập chọn cho nguyên công Êy hơi cao.
Do đó muốn đảm bảo được năng suất khi sử dụng phải lưu ý đến đièu kiện
làm việc của động cơ.
Nếu biết công suất của động cơ lắp trên thân máy công cho phép được tính
theo công thức sau:
A=
pn
N5100
m
×
×
(Kgm)
(công thức đã tính 20% an toàn cho công suất động cơ).
A – tổng các công tiêu hao của máy
N- công suất thực của động cơ lắp trên máy kW.
VII. Những thông số kích thước:
Một thông số kích thước quan trọng của máy là chiều cao kín hay không
gian lắp khuôn chiều cao kín (H) xác định khoảng cách lớn nhất giữa bàn và đầu
trượt ở vị trí thấp nhất , khi hành trình lớn nhất .Khoảng cách giữa bàn máy và đầu
9

Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
trượt có thể điều chỉnh được để cho phép gá lắp trên máy với những chiều cao
khuôn khác nhau .
Kích thước tấm lót khuôn (bàn phụ) tính từ phải sang trái, theo mặt trước
máy và trước ra sau, dùng để xác định kích thước của khuôn trên mặt phẳng.
Những máy Ðp có hành trình cố định ,giới hạn thay đổi chiều cao kín của
khuôn , chỉ xác định bằng trị số điều chỉnh chiều dài biên. Chiều cao kín lớn nhất
của khuôn:
H
kh
(max) = H- h
H
kh
(min) = H- h - ∆
B
H – chiều cao kín ghi trong thuyết minh
h- chiều dày tấm lót khuôn (bàn giả)
∆
B
– khoảng điều chỉnh của biên
Ta có các thông số kích thước cơ bản nh sau:
H
kh
(max) = H- h = 122 – 32 = 90 mm
H
kh
(min) = H- h - ∆
B
= 122 – 32 – 30 = 60 mm
H – chiều cao kín ghi trong thuyết minh; H = 122 mm

h- chiều dày tấm lót khuôn (bàn giả); h = 32 mm
∆
B
– khoảng điều chỉnh của biên; ∆
B
= 30 mm
10
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Phần Iii
Tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân
máy
Chương 1
Tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu
I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA TRỤC
KHUỶU:
- Trục khuỷu thuộc bộ phận ly hợp của máy Ðp một khuỷu đơn động. Trong
các máy Ðp cơ khí, để biến đổi chuyển động quay của trục khuỷu thành chuyển
động tịnh tiến của đầu trượt, người ta áp dụng chủ yếu cơ cấu tay quay thanh
truyền (khuỷu biên). Mỗi vòng quay của trục khuỷu đầu trượt thực hiện 2 hành
trình đi lên và đi xuống.
- Trục khuỷu có nhiệm vụ truyền chuyển động từ bánh đai đến đầu trượt.
- Do yêu cầu làm việc của máy, nên trục khuỷu chịu tải trọng thay đổi theo
cường độ, theo hành trình gia công. Vì vậy cấu tạo của trục khuỷu phải đảm bảo
những yêu cầu sau đây:
+ Tính chống mài mòn và hệ số ma sát bé trong điều kiện nhiệt độ cao và
bôi trơn không đầy đủ.
+ Đủ sức bền để làm việc.
+ Tính chịu va đập tốt.
- Về cấu tạo đối với máy Ðp trục khuỷu EK2-6.3, không yêu cầu cao về độ
chính xác của trục (bề mặt yêu cầu cao nhất là cấp chính xác 6).

- Dựa vào những yêu cầu trên và căn cứ vào chế độ làm việc của trục khuỷu, ta
chọn vật liệu để chế tạo trục là thép 45. Thép 45 có các thành phần hoá học nh sau:
Mác thép C Mn Si P,
max
S,
max
Cr,
max
Ni,
max
C45 0.42–0.50 0.50-0.80 0.17-0.37 0.04 0.04 0.25 0.25
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU:
- Các bề mặt trên trục có khả năng gia công bằng dao thông thường.
11
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
- Đường kính cổ trục giảm dần về hai đầu: L/D < 10 đảm bảo độ cứng vững
cho trường hợp gia công bằng nhiều dao.
- Kết cấu của trục phù hợp cho gia công chép hình trên máy thuỷ lực.
- Vì yêu cầu đối với máy EK2-6.3 không cao, nên hình dạng trục đơn giản, dễ
chế tạo trong sản xuất.
- Kết cấu rãnh then hở, nâng cao năng suất gia công.
III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:
Trong chế tạo máy người ta phân ra ba dạng sản xuất:
- Sản xuất đơn chiếc.
- Sản xuất hàng loạt (hàng loạt lớn, hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ).
- Sản xuất hàng khối.
Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác
nhau. Muốn xác định dạng sản xuất, trước hết phải biết sản lượng hàng năm của
chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
N = N

1
.m(
100
1
β
+
)
Ở đây: N - sè chi tiết được sản xuất trong một năm;
N
1
- số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;
m- sè chi tiết trong một sản phẩm;
β- sè chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%).
Nếu tính đến số α% phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn thì ta
có công thức sau:
N = N
1
.m(
100
1
βα
+
+
)
Trong đó α = 3% – 6%.
Vậy ta có:
N = 200.1.(
100
64
1

+
+
) = 220 (chi tiết/năm)
- Trọng lượng chi tiết:
Q = V.γ (kG)
Q - trọng lượng của chi tiết (kG);
γ - trọng lượng riêng của vật liệu (γ
thép
= 7.852 kG/dm
3
)
V - thể tích của chi tiết (dm
3
)
V=V
1
+V
2
+V
3
+V
4
+V
5
+V
6
+V
7
+V
8

+V
9
V
1
= S
1
×h
1
= π×R
1
2
×h
1
= π×15
2
×29 = 20489 (mm
3
).
V
2
= S
2
×h
2
= π×R
2
2
×h
2
= π×17

2
×40 = 36298 (mm
3
).
V
3
= S
3
×h
3
= π×R
3
2
×h
3
= π×22.5
2
×85 = 135118 (mm
3
).
V
4
= 2×S
4
×h
4
= 2×π×R
4
2
×h

4
= 2×π×39
2
×26.5 = 23880 (mm
3
).
V
5
= S
5
×h
5
= π×R
5
2
×h
3
= π×30
2
×67 = 189342 (mm
3
).
V
6
= S
6
×h
6
= π×R
6

2
×h
6
= π×22.5
2
×88 = 139887 (mm
3
).
12
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
V
7
= S
7
×h
7
= π×R
7
2
×h
7
= π×31
2
×5 = 15088 (mm
3
).
V
8
= S
8

×h
8
= π×R
8
2
×h
8
= π×29
2
×63 = 166367 (mm
3
).
V
9
= S
9
×h
9
= π×R
9
2
×h
9
= π×28
2
×100 = 246176 (mm
3
).
Vậy: V=V
1

+V
2
+V
3
+V
4
+V
5
+V
6
+V
7
+V
8
+V
9
= 972645 mm
3
= 0.972645 (dm
3
)
Nên: Q = 0.972645 × 7.852 = 7.637 ≈ 7.64 (kG).
Theo bảng 2 (Sách TKĐACNCTM năm 2000; trang 13), với sản lượng hàng
năm của chi tiết là 220 chi tiết/năm ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt
vừa.
IV. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI:
1. Phân tích:
Dùa theo điều kiện và yêu cầu sản xuất của nhà máy ta có thể chọn 2 loại phôi
để chế tạo chi tiết nh sau:
+ Phôi thép thanh.

+Phôi rèn.
- Phôi thép thanh thường được dùng trong sản xuất nhỏ lẻ, đơn chiếc. Với
yêu cầu kỹ thuật không cao, giá thành hạ, không yêu cầu trang bị đồ gá
phức tạp. Nhưng trong sản xuất hàng loạt thì không dùng do yêu cầu kỹ
thuật, chất lượng, cũng nh thời gian chế tạo chi tiết.
- Phôi rèn thường dùng trong sản xuất hàng loạt vừa, do đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật, đảm bảo chất lượng sản phẩm, cũng nh đảm bảo năng suất cao trong
quá trình chế tạo máy.
Từ những phân tích trên đây ta chọn phôi rèn.
2. Tính giá thành phôi:
S
P
= (
54321
1000
1
KKKKKQ
C
××××××
) – (Q - q) ×
1000
S
Trong đó:
C
1
– giá thành một tấn phôi: C
1
= 5000000 (đồng).
K
1

; K
2
; K
3
; K
4
; K
5
– các hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác; độ phức tạp của
phôi; vật liêu; trọng lượng và sản lượng phôi.
13
V
1
V
2
V
3
V
6
V
7
V
4
V
5
V
8
V
9
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy

K
1
= 1÷1.1; K
2
= 1.21 (đối với thép cacbon); K
3
= 0.7 ÷ 1.45;
K
4
= 0.38 (đối với trọng lượng phôi >10 kG).
K
5
= 1 (đối với sản lượng phôi 100÷500 chiếc).
Q = 13 kG: trọng lượng của phôi.
q = 7.637 kG: trọng lượng của chi tiết.
S = 900000 (đồng): giá thành 1 tấn phôi phế phẩm.
Vậy ta có:
S
P
= (
138.02.121.11.113
1000
5000000
××××××
) – (13-7.637) ×
1000
900000
S
P
= 34624 (đồng).

V. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT:
1. Xác định đường lối công nghệ:
Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp phân tán nguyên công,
một dao và gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
2. Phương pháp gia công:
Dạng sản xuất ở đây là hàng loạt vừa, muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt
năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp
nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công). Ở đây ta
dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên
dùng dễ chế tạo.
3. Lập tiến trình công nghệ:
Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu
Nguyên công 2: Khoan 2 lỗ tâm.
Nguyên công 3: Tiện thô cổ chính.
Nguyên công 4: Tiện thô cổ biên.
Nguyên công 5: Tôi cải thiện.
Nguyên công 6: Tiện tinh cổ chính.
Nguyên công 7: Tiện tinh cổ biên.
Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song giữa cổ chính và cổ biên.
Nguyên công 9: Khoan lỗ ∅10.
Nguyên công 10: Phay mặt phẳng gờ trục.
Nguyên công 11: Phay rãnh then R9 và R5.
Nguyên công 12: Khoan lỗ then xoay.
Nguyên công 13: Khoan 3 lỗ ∅5.
Nguyên công 14: Tarô tay 3 lỗ M6.
Nguyên công 15: Tổng kiểm tra.
VI. Thiết kế nguyên công:
1. Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu, khoan 2 lỗ tâm.
• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do. Mặt bậc của trục khuỷu được tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do

tịnh tiến dọc trục. Nh vậy chi tiết gia công được hạn chế 5 bậc tự do.
14
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu. Phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện.
• Chọn máy: theo bảng 5.11 – Sổ tay gia công cơ ta chọn được loại máy phay
ngang 6H82 của Liên bang Nga có N
m
=7 kW; n = 30 ÷ 1500 (vòng/phút).
• Chọn dao: chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng:
D=100mm; B= 50 mm; số răng Z=8 răng (theo bảng 4.95 - STCNCTM).
2. Nguyên công 2: Khoan 2 lỗ tâm
• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do. Mặt bậc của trục khuỷu được tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do
tịnh tiến dọc trục. Như vậy chi tiết gia công được hạn chế 5 bậc tự do.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu. Phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện.
• Chọn máy: theo bảng 24 – Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy ta chọn
được loại máy khoan tâm hai đầu BC-150 của Liên bang Nga có N
m
=3 kW;
n = 620 ÷ 1365 (vòng/phút).
• Chọn dao: ta chọn mũi khoan tâm 6 II GOST 6694-53: d = 6 mm; chiều dài
L = 85 mm; chiều dài phần khoan sâu l= 8 mm (theo bảng 6-9 trang 371 Sổ
tay CNCTM loại 1 tập).
3. Nguyên công 3: Tiện thô cổ chính và các cổ trục còn lại (trừ cổ biên).
15
n
W
W

530
S
n
W
W
S
n
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
• Định vị: chi tiết được định vị trên hai mũi tâm trong đó có một mũi tâm tuỳ
động và dùng chốt tỳ vào mặt đầu. Như vậy chi tiết đã được hạn chế 5 bậc tự
do.
• Kẹp chặt: để kẹp chặt và truyền mô men xoắn ta dùng tốc kẹp cong.
• Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theo
mẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính N
m
=7 kW. (theo
bảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 ÷ 2000
vòng/phút.
• Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6

4. Nguyên công 4: Tiện thô cổ biên
• Định vị: chi tiết được định vi trên hai khối V ngắn (hạn chế 4 bậc tự do); mặt
đầu chi tiết tì vào chốt tì (hạn chế 1 bậc tự do). Nh vậy chi tiết đã được hạn
chế 5 bậc tự do. Hai khối V được gá để cho tâm của trục cổ chính lệch đi so
với đường tâm trục chính máy tiện một khoảng đúng bằng khoảng lệch tâm
giữa cổ chính và cổ biên là: e = 22.5 mm.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu. Phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện.
• Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theo
mẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính N

m
=7 kW. (theo
bảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 ÷ 2000
vòng/phút.
• Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6.
16
W
W
n
S
R
z
20
∅
6
0
-
0
.
0
7
5
-
0
.
0
3
0
∅
67

+0.1
n
S
3
2
∅
4
5
-
0
.
0
2
5
-
0
.
0
6
4
2.5
R
z
20
R
z
20
88
85
2.5

40 29
∅
4
5
-
0
.
0
6
4
-
0
.
0
2
5
∅
3
4
∅
3
0
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
5. Nguyên công 5: Tôi cải thiện
6. Nguyên công 6: Tiện tinh cổ chính
• Định vị: chi tiết được định vị trên hai mũi tâm trong đó có một mũi tâm tuỳ
động và dùng chốt tỳ vào mặt đầu. Nh vậy chi tiết đã được hạn chế 5 bậc tự
do.
• Kẹp chặt: để kẹp chặt và truyền mô men xoắn ta dùng tốc kẹp cong.
• Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theo

mẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính N
m
=7 kW. (theo
bảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 ÷ 2000
vòng/phút.
• Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6.
7. Nguyên công 7: Tiện tinh cổ biên
• Định vị: chi tiết được định vi trên hai khối V ngắn (hạn chế 4 bậc tự do); mặt
đầu chi tiết được tì sát vào mâm xoay (hạn chế 1 bậc tự do). Nh vậy chi tiết
đã được hạn chế 5 bậc tự do. Hai khối V được gá để cho tâm của trục cổ
chính lệch đi so với đường tâm trục chính máy tiện một khoảng đúng bằng
khoảng lệch tâm giữa cổ chính và cổ biên là: e = 22.5 mm.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu. Phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện.
• Chọn máy: ta chọn máy tiện vạn năng T620 do Việt Nam sản xuất dựa theo
mẫu 1K62 của Liên Xô (cũ) có công suất động cơ chính N
m
=7 kW. (theo
bảng 5.4 Sổ tay Gia công cơ); phạm vi tốc độ trục chính: n = 12.5 ÷ 2000
vòng/phút.
• Chọn dao: dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15K6.
•
•
17
n
S
3
2
∅
4

5
-
0
.
0
2
5
-
0
.
0
6
4
2.5
R
z
20
R
z
20
88
85
2.5
40 29
∅
4
5
-
0
.

0
6
4
-
0
.
0
2
5
∅
3
4
∅
3
0
W
W
n
S
R
z
20
∅
6
0
-
0
.
0
7

5
-
0
.
0
3
0
∅
67
+0.1
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
8. Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song giữa cổ chính và cổ biên
• Định vị: chi tiết được định vị bằng 2 khối V ngắn tì vào hai cổ trục chính
(hạn chế 4 bậc tự do); mặt bậc của chi tiết tì vào mặt bên của khối V2. Chi
tiết đã được định vị 5 bậc tự do.
• Kiểm tra: dùng đồng hồ đo cho rà suốt chiều dài cổ biên, đọc và ghi hai
chuyển âm và dương lớn nhất. Bằng tính toán ta sẽ được độ không song
song giữa cổ biên và cổ chính; yêu cầu ≤ 0.08.
9. Nguyên công 9: khoan lỗ ∅10
• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do (mỗi khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do); để hạn chế bậc tự do tịnh tiến
dọc trục chi tiết ta dùng mặt bên của khối V2 (mặt bậc của chi tiết tì sát vào
khối V2); bậc tự do xoay quanh tâm trục được hạn chế bằng chốt tỳ tỳ vào
mặt vai của trục. Nh vậy chi tiết đã được định vị 6 bậc tự do.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu. Phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện.
• Chọn máy: dùng máy khoan cần 2H125 của Việt Nam có N
m
=2.2 kW;
đường kính lớn nhất khoan được: D = 25 mm; phạm vi tốc độ trục chính:

n = 45÷2000 vòng/phút; số cấp tốc độ trục chính: 12 (theo bảng 5.22 Sổ tay
gia công cơ).
• Chọn dao: Mòi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi trụ, loại ngắn; đường kính
d = 10 mm; chiều dài L = 135 mm; chiều dài phần làm việc l =95 mm. (theo
bảng 4.40 STCNCTM tập 1 – trang 319).
18
S
n
W W
∅
10
138
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
10. Nguyên công 10: Phay mặt phẳng gờ trục
• Định vị: Chi tiết được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do; mặt
bậc của trục được tì sát vào khối V2 hạn chế bậc tự do tịnh tiến dọc trục;
dùng chốt trám đặt vào lỗ ∅10 hạn chế bậc tự do xoay quanh đường tâm cổ
chính. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu. Phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện.
• Chọn máy : Máy phay vạn năng: 6H82; N
m
=7 kW, số cấp tấc độ 18, phạm vi
tốc độ : (30
÷
1500) vòng/phút.
• Chọn dao: Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, đường kính
dao D = 160, B = 22; d = 50; số răng Z=12 răng (theo bảng 4.85 STCNCTM
tập 1 – trang 367).
11. Nguyên công 11: Phay rãnh then

• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do. Mặt bậc của trục khuỷu được tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do
tịnh tiến dọc trục. Dùng chốt tỳ đặt vào mặt phẳng gờ trục để hạn chế bậc tự
19
n
W W
S
n
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
do xoay xung quanh tâm cổ chính. Nh vậy chi tiết gia công được hạn chế 6
bậc tự do. Ngoài ra ta còn dùng thêm chốt tỳ phụ để làm tăng độ cứng vững.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu.
• Chọn máy: Dùng máy phay vạn năng 6H82 của liên bang Nga ; N
m
=7 kW,
số cấp tấc độ 18, phạm vi tốc độ : (30
÷
1500) vòng/phút (theo bảng 5.11 Sổ
tay gia công cơ).
• Chọn dao: dùng dao phay rãnh then liền khối P6M5, theo bảng 4-75 Sổ tay
CNCTM ta có:
- Phay rãnh then R9: d = 18 mm; l = 19 mm; L = 79 mm; Z= 4 răng.
- Phay rãnh then R5: d = 10 mm; l = 12 mm; L = 62 mm; Z= 4 răng.
12. Nguyên công 12: Khoan lỗ then xoay
• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do. Mặt bậc của trục khuỷu được tỳ sát vào khối V2 để hạn chế bậc tự do
tịnh tiến dọc trục; dùng chốt trám đặt vào lỗ ∅10 để hạn chế bậc tự do xoay
quanh đường tâm cổ chính. Nh vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với

trục khuỷu.
• Chọn máy: theo bảng 5.11 (Sổ tay gia công cơ) ta chọn dùng máy máy phay
ngang 6H82 của Liên bang Nga có N
m
=7 kW; n = 30 ÷ 1500 (vòng/phút).
• Chọn dao: Mòi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi côn, loại dài; đường kính d
= 25 mm; chiều dài L = 305 mm; chiều dài phần làm việc l =205 mm. (theo
bảng 4.42 STCNCTM tập 1 – trang 328).
20
S
1
S
2
n
n
n
W W
2
.
5
30
5
.
5
56 26
S
n
W W
A
A

A - A
R25
∅
25
+0.023
150
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
13. Nguyên công 13: Khoan 3 lỗ ∅5
• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do. Mặt bậc của trục khuỷu được tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do
tịnh tiến dọc trục. Dùng chốt trám đặt vào lỗ ∅10 để hạn chế bậc tự do xoay
quanh trục. Nh vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do.
• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu.
• Chọn máy: theo bảng 5.11 (Sổ tay gia công cơ) ta chọn dùng máy máy phay
ngang 6H82 của Liên bang Nga có N
m
=7 kW; n = 30 ÷ 1500 (vòng/phút).
• Chọn dao: ta chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại ngắn bằng thép gió: d =
5.5 mm; chiều dài L = 95 mm; chiều dài làm việc l
0
= 60 mm (theo bảng
4.47 STGCC – trang 364).
14.Nguyên công 14: tarô tay 3 lỗ M6
• Định vị: chi tiết gia công được định vị bằng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc
tự do. Mặt bậc của trục khuỷu được tỳ sát vào khối V1 để hạn chế bậc tự do
tịnh tiến dọc trục. Nh vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do.
Để xác định vị trí chính xác giữa 3 lỗ M6 và lỗ then xoay ∅25 ta dùng bạc
thay nhanh có gắn chốt trám lắp vào lỗ then xoay ∅25 (định vị không cho
bạc xoay so với trục).

• Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp thẳng góc với khối V so với
trục khuỷu.
• Chọn dao: dùng tarô ngắn có cổ dùng cho ren hệ mét (bước lớn): bước ren p
= 1 mm; đường kính d = 6 mm; chiều dài L = 72 mm; chiều dài phần làm
việc l = 22 mm.
21
n
n
S
W
W
20
A
A
A - A
3 lç
∅
5
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
15. Nguyên công 15: Tổng kiểm tra
Kiểm tra các yêu cầu của trục khuỷu:
- Độ không song song giữa cổ chính và cổ biên: yêu cầu ≤ 0.08
- Độ không đồng tâm giữa hai cổ trục chính yêu cầu ≤ 0.03
- Kiểm tra chất lượng các bề mặt gia công.
VII. TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ BỀ MẶT CỔ BIÊN Φ60, R
Z
= 20 (µM):
Cấp chính xác phôi cấp I (vì dạng sản xuất là hàng loạt vừa, chi tiết rèn khuôn
dạng trục có hình dạng đơn giản) khối lượng phôi 7.64 kG; vật liệu thép 45. Quy
trình công nghệ gồm 2 bước: tiện thô và tiện tinh.

Đường kính danh nghĩa của cổ biên Φ
030.0
076.0
60
−
−
, cấp độ bóng 5. Theo bảng 1.70
(Sách STGCC) ta có cấp chính xác ứng với dung sai 46 µm là cấp chính xác 8.
Theo bảng 3.71 (trang 238 Sổ tay CNCTM tập1) ta có:
R
z
= 200 µm và T = 250 µm. Vậy R
z
+ T = 450 µm
Sai số không gian tổng cộng của phôi: ρ
ph
=
22
lkcv
ρρ
+
(chú thích 2, bảng
1.14 Sổ tay gia công cơ).
22
S
W
W
A
A
A - A

3 lç M6
20
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
Trong đó: ρ
cv
là độ cong vênh của phôi đúc được tính như sau: ρ
cv
=∆
cv
.l (đối
với phôi cán kéo nguội tính theo bảng 1.2 - Sổ tay GCC).
∆
cv
là độ cong vênh đơn vị: ∆
cv
=3 (bảng 1.14 Sổ tay gia công cơ).
l là chiều dài chi tiết đúc: l=67 mm.
Vậy ta có: ρ
cv
= ∆
cv
.l = 3×67 = 201 (µm) = 0.21 (mm).
ρ
lk
là độ lệch giữ hai nửa khuôn: ρ
lk
= 0.9 mm (bảng 1.13 STGCC).
Vậy ρ
ph
=

22
lk
cv
ρρ
+
=
22
900201
+
=920 µm
• Tính sai sè:
ε
gđ
=
22
kC
εε
+
- Sai số chuẩn:
Theo chuỗi kích thước ta có kích thước cần đạt H:
H = L – (L
1
+ L
2
)
Trong đó :
L= 52.5 (mm)
L
1
= Rsinα

L
2
= R - Rsinα
H = L – Rsinα - R + Rsinα = L- R
Vậy ta có : ε
C
(H) = 0 –
2
D
δ

Sai số chuẩn ε
c
= 0.5δ
d
= 0.5×0.035 = 0.0175 (mm) = 17.5 (µm) (chuẩn định vị
không trùng với gốc kích thước thực hiện). ở đây δ
d
là dung sai của đường kính
∅56.
- Sai số kẹp chặt:
Là lượng chuyển vị của chuẩn gốc chiếu lên phương kích thước thực hiện do
lực kẹp thay đổi gây ra.
Ta tính sai số kẹp chặt theo sách Sổ Tay Atlas Đồ gá (bảng 7.10) nh sau:
ε
k
=
222
IIIIII
εεε

++
ε
I
: sai sè do lực kẹp không đều.
23
L
R
L
1
L
2
H
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
ε
I
= 0.1×C
M
/sinα.∆q
Với C
M
= 0.26; α = 45°; ∆q = 600 ta có: ε
I
= 2.2 (µm).
ε
II
: sai sè do độ nhám mặt chuẩn không đều.
ε
II
= {1.1×
( )

30
10/1
γγ
+
q
×K
1
×α
1
/[sinα.
1
-1
Z3Z03
)RRW(1
α
+++
]×∆R
Z3
Với q= 2000 N/cm; γ
0
=2; γ
3
=1.9; K
1
=0.62; α
1
=0.55; W
3
=8 (µm); R
Z0

=3.5 (µm);
R
Z3
= 30 (µm); ∆R
Z3
=20 (µm). Thay vào ta có:
ε
II
= 2.38 (µm).
ε
III
: sai sè do độ sóng mặt chuẩn không ổn định.
ε
III
= {0.87×q
0.2
×K/[sinα×d
0.2
×(1+W
3
)
1-
α
]}×∆W
3
Với K = 0.82; d = 56 mm; ∆W
3
= 6 (µm). Thay vào ta có:
ε
III

= 6.33 (µm).
Vậy ta có sai số kẹp chặt:
ε
k
=
222
IIIIII
εεε
++
=
222
33.638.22.2
++
= 7.11 (µm).
Vậy ε
gđ
=
22
kC
εε
+
=
22
11.75.17 +
= 18.89 (µm).
• Lượng dư nhỏ nhất của phôi rèn:
)(22
22
min
gd

TRZ
z
b
ερ
+++=
=2(200+250+
22
89.18920
+
)=2740 µm
- Sai lệch không gian còn lại sau tiện thô là:
ρ
cl
= ρ
ph
× K
y
= 920×0.06 = 55. 2 ≈ 55 µm
(K
y
=0.06: là hệ số chính xác hoá, tra theo bảng 1.26 trang 28 - STGCC)
- Sau khi tiện thô, chất lượng bề mặt đạt R
z
= 50 µm; T = 50 µm.
- Sau tiện tinh, chất lượng bề mặt đạt: R
z
= 25 µm; T = 25 µm.
• Lượng dư nhỏ nhất được tính như sau:
- Tiện thô:
)(22

22
min
gd
TRZ
z
b
ερ
+++=
=2(50+50+
22
89.18920
+
) =2040 µm
- Tiện tinh:
)(22
22
min b
z
b
TRZ
ερ
+++=
=2(25+25+
22
978.3
55
+
) =210 µm
Cột kích thước tính toán xác định nh sau:
- Kích thước khi tiện thô: d

2
= 60.030 + 0.210 = 60.240 (mm)
- Kích thước phôi: d
1
= 60.240 +2.040 = 62.280 (mm)
Dung sai của từng nguyên công, tra theo bảng 1.95 (Sổ tay GCC trang 117) ta
có:
- Dung sai tiện thô: δ
1
= 400 µm.
- Dung sai tiện tinh: δ
2
= 30 µm.
- Dung sai phôi: δ
ph
= 2600 µm.
Cột kích thước giới hạn xác định nh sau:
- Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất d
min
bằng cách làm tròn số của kích
thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai.
24
Thiết kế máy Ðp khuỷu eK2-6.3 và thiết kế quy trình công nghệ gia công trục khuỷu và thân máy
- Xác định kích thước giới hạn lớn nhất d
max
bằng cách lấy kích thước giới hạn
nhỏ nhất d
min
cộng với dung sai:
+ Tiện tinh: d

max
= 63.0 + 2.6 = 65.6 mm
+ Tiện thô: d
max
= 61.0 + 0.4 = 61.4 mm
+ Phôi: d
max
= 60.03 + 0.03 = 60.06 mm
- Xác định lượng dư giới hạn:
+ Tiện tinh:
2Z
bmin
= 61.0 – 60.03 = 0.97 mm
2Z
bmax
= 61.4 – 60.06 = 1.34 mm
+ Tiện thô:
2Z
bmin
= 63.0 – 61.0 = 2 mm
2Z
bmax
= 65.6 – 61.4 = 4.2 mm
- Lượng dư tổng cộng:
2Z
0min
= 2 + 0.97 = 2.97 mm
2Z
0max
= 4.2 + 1.34 = 5.54 mm

- Kiểm tra kết quả tính toán:
2Z
0max
- 2Z
0min
= 5.54 – 2.97 = 2.57 mm
δ
phôi
- δ
2
= 2.60 – 0.03 = 2.57 mm
+ Sau tiện thô :
2Z
bmax
-2Z
bmin
=1.34 – 0.97 = 0.37 mm
δ
2
- δ
3
= 0.4 – 0.03 = 0.37 mm
Ta có bảng tính lượng dư sau:
Bước
công
nghệ
Các yếu tố (µm)
Giá trị tính toán,
µm
Dung

sai IT
(µm)
Kích thước giới
hạn, mm
Lượng dư
giới hạn, µm
R
z
Ta
ρ ε
b
2Z
bmin
D
t
d
min
d
max
2Z
min
2Z
max
Phôi 200 250 920 0 – 62.820 2600 63.0 65.6 – –
Tiện
thô
50 50 55 18.8
9
2040 60.240 400 61.0 61.4 2000 4200
Tiện

tinh
25 25 – 3.97
8
210 60.030 30 60.030 60.06 970 1340
2Z
omin
= 2970 (µm)
2Z
omax
=5540
(µm)
Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại:
- Lượng dư gia công mặt đầu Z
b
= 2.1 mm (Bảng 1.51 Sổ tay Gia công cơ)
- Lượng dư gia công mặt cổ chính Z
b
= 2.1 mm (Bảng 1.51 STGCC)
- Lượng dư gia công trục ∅62; ∅56: Z
b
= 2.2 mm (Bảng 1.51 STGCC)
- Lượng dư gia phần vai trục có kích thước 65 mm là: Z
b
=2.2 mm (Bảng 1.51
STGCC)
VIII. TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT:
1. Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu
25