Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo trục khuỷu máy Dập tấm

Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Bộ quốc phòng.
Học viện kĩ thuật quân sự .


đồ án môn học
công nghệ chế tạo máy.
Đề bài:Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo trục khuỷu máy Dập tấm

Học viên thực hiện : Phùng Quốc Hoàn
Lớp : Máy Tàu Thuỷ K234
Giáo viên hớng dẫn : Trần Hữu Quang
Hà nội 2002.
1
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Nhiệm vụ đồ án
Họ và tên:Phùnh Quốc Hoàn. Lớp: Máy Tàu thuỷ K234.Khoa:Động lực.
1.Tên đề tài: Thiết kế QTCN gia công chi tiết Trục khuỷu máy Dập tấm.
2.Các số liệu ban đầu:
Bản vẽ chi tiết số:036.
Trang bị công nghệ tự chọn.
3.Nội dung bản thuyết minh:
Lời nói đầu.
I-PHÂN TíCH SảN PHẩM.
ii-CHọN PHƯƠNG PHáP CHế TạO PHÔI.
iii-LậP QUi TRìNH CÔNG NGHệ GIA CÔNG CƠ.
Iv-tính toán thiết kế đồ gá.
Tài liệu tham khảo.
4.Bản vẽ:
01 Bản vẽ chi tiết đã hiệu chỉnh (khổ A
3

).
01 Bản vẽ lồng phôi (khổ A
3

).
01 Bản vẽ sơ đồ nguyên công (khổA
0
).
01 Bản vẽ lắp đồ gá (khổ A
1
).
5.Tài liệu khác:
01 Tập phiếu công nghệ.
Ngày giao đồ án: .. Ngày nộp đồ án:

Giáo viên hớng dẫn.

Trần Hữu Quang.
2
§å ¸n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Phïng Quèc Hoµn
NhËn xÐt cña gi¸o viªn h íng dÉn:
NhËn xÐt b¶o vÖ:
3
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Lời nói đầu.
Môn học CNCTM có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về
thiết kế chế tạo các loại máy, trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế nh công nghiệp,
nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực,v..v.Đồ án môn học CNCTM là đồ án vận dụng lí
thuyết của nhiều môn học: CNKL1, CNKL2, CNCTM, Dung sai, .. để giải quyết một nhiệm

vụ công nghệ . Với mục đích nh vậy tôi tiến hành thiết kế qui trình công nghệ gia công trục
khuỷu máy Dập tấm.
Gia công trục khuỷu máy Dập tấm là một công việc hết sức phức tạp yêu cầu thợ bậc cao,
đồ gá, máy chuyên dùng có tính chính xác cao. Các nguyên công gia công trục khuỷu máy
Dập tấm đều đòi hỏi phải có đồ gá song do phạm vi nghiên cứu cũng nh sự hạn chế về mặt
thời gian nên trong đồ án chỉ tiến hành thiết kế đồ gá cho nguyên công phay rãnh then trên
trục. Đây là nguyên công đợc tiến hành sau khi nhiệt luyện .
Việc hoàn thành đồ án môn học sẽ tạo cho học viên có cơ sơ tốt để tìm hiểu thiết kế các
loại chi tiết khác.Phát huy trí sáng tạo,ý thức tự chủ, tự giác trong nghiên cứu giải quyết các
nhiệm vụ khoa học khác, hình thành phơng pháp luận khoa học cho ngời học viên, đặc biệt
là cách tra các bảng biểu.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong nghiên cứu tham khảo tài liệu đặt ra các giả thiết và so
sánh kết luận, tuy nhiên do kiến thức thực tế còn hạn chế, khối lợng công việc tơng đối lớn,
các môn học về đồ gá cha nhiều nên trong đồ án sẽ còn có những thiếu sót. Tôi rất mong
nhận đợc sự đóng góp ý kiến xây dựng để đề tài đợc hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn chỉ bảo của thầy giáo hớng dẫn Trần Hữu Quang
và sự giúp đỡ của các đồng chí trong lớp đã giúp tôi hoàn thành đồ án này.
Học viên:
Phùng Quốc Hoàn.
4
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Mục lục: Trang
Lời nói đầu 4
Mục lục 5
Chơng I: Phân tích chi tiết, chọn phôi và xác định phơng pháp chế tạo 6
1.1 Phân tích chi tiết gia công. 6
1.2 Xác định phơng pháp chế tạo phôi . 7
Chơng II : Lập qui trình công nghệ gia công cơ . 8
2.1 Thứ tự các nguyên công . 8
2.2 Sơ đồ nguyên công . 8

2.3 Tính và tra lợng d cho các nguyên công . 15
2.4 Tính và tra chê độ cắt cho các nguyên công . 18
Chơng III: Thiết kế đồ gá . 23
3.1 Thiết kế đồ gá . 23
3.2 Nguyên lí làm việc của đồ gá . 26
Tài liệu tham khảo. 27
5
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Chơng i
Phân tích chi tiết và xác định phơng pháp chế tạo phôi.
Trong nội dung chơng này chúng ta sẽ xem xét điều kiện làm việc của trục khuỷu máy
Dập tấm từ đó đa ra đợc những kết luận về tính công nghệ của kết cấu.
1.1. Phân tích chi tiết gia công:
Trục khuỷu máy Dập tấm là một trong những chi tiết quan trọng nhất, biến chuyển
động tịnh tiến thành chuyển động quay.
Trạng thái làm việc của trục khuỷu máy Dập tấm rất nặng. Trong quá trình làm việc, trục
khuỷu chịu tác dụng của lực quán tính ( quán tính chuyển động tịnh tiến và quán tính
chuyển động quay).Những lực này có trị số rất lớn và thay đổi theo chu kỳ nên có tính
chất va đập rất mạnh. Ngoài ra các lực tác dụng nói trên còn gây hao mòn lớn trên các bề
mặt ma sát của cổ trục và cổ biên. Vì vậy đối trong cơ cấu trục khuỷu phải đảm các yêu
cầu bền, cứng vững, trọng lợng nhỏ, ít mòn, độ chính xác gia công, độ bóng cao,..
Trục khuỷu máy Dập tấm có các bộ phận chính nh sau:
1. Đầu trục khuỷu .
2. Cổ trục khuỷu .
3. Má khuỷu .
4. Cổ biên .
5. Đuôi trục khuỷu.
Đầu trục khuỷu: Thờng dùng để nhận công suất từ máy chính.
Cổ trục khuỷu : là bộ phận để lắp trục lên ổ .
Má khuỷu: Là bộ phận nối cổ trục và cổ biên. Trong đồ án này má khuỷu có dạng hình

tròn
Cổ biên : Là phần nối với thanh truyền tạo chuyển động quay.
Đuôi trục khuỷu: Thờng lắp với các chi tiết máy của cơ cấu truyền dẫn công suất
So với các loại trục khuỷu khác về mặt kết cấu trục khuỷu máy Dập tấm là tơng đối đơn
giản, chế tạo phôi bằng phơng pháp dập nóng hoặc rèn khuôn. Tuy nhiên do có kích thớc
lớn nên trục khuỷu máy Dập tấm lại trở nên khó gia công. Khi cắt gọt cần phải chú ý đến
độ cứng vững của dao. Độ chính xác và độ bóng là phù hợp với các bề mặt làm việc.
Trong thực tế sản xuất trục khuỷu máy Dập tấm ngời ta thờng có các biện pháp công
nghệ để làm tăng sức bền của trục nh sau :
Dùng phơng pháp rèn khuôn để chế tạo trục .
Làm chai bề mặt bằng phun bi thép, phun cát thạch anh hoặc lăn cán bề mặt tạo cho
lớp bề mặt có ứng suất d nén làm tăng sức bền mỏi.
Nhiệt luyện bằng phơng pháp tốt nh tôi cao tần, thấm Nitơ,..
Mài bóng bề mặt ,
Tóm lại trục khuỷu máy Dập tấm là một chi tiết tơng đối đơn giản, kích thớc lớn, số bề
mặt gia công là ít nhất có thể. Do làm việc trong điều kiện chịu tải trọng cao nên yêu cầu
kỹ thuật cao vì thế gia công trục khuỷu máy Dập tấm phải đạt độ chính xác cao. Trong các
phần tiếp theo ta sẽ nghiên cứu phơng pháp gia công chi tiết này.
Dạng sản xuất: Trục khuỷu máy Dập tấm có qui mô sản xuất dạng loạt vừa, sản lợng
hằng năm trung bình.
1.2. Xác định ph ơng pháp chế tạo phôi.
6
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Trong chơng này chúng ta sẽ phân tích chi tiết và các phơng pháp gia công để quyết định
phơng pháp chế tạo phôi.
Căn cứ vào hình dáng của chi tiết ta thấy rằng chỉ có thể có các phơng pháp gia công là
rèn ( rèn tự do hoặc rèn khuôn) hoặc đúc.
- Đối với phơng pháp đúc, thờng là đúc các trục khuỷu là thép cácbon, thép hợp kim và
gang grafit cầu. Phơng pháp đúc trục khuỷu có những u điểm nh: trọng lợng phôi và lợng
d gia công nhỏ, đồng thời có thể đúc đợc những kết cấu phức tạp của trục khiến cho việc

phân bố khối lợng bên trong trục khuỷu có thể thực hiện theo ý muốn để đạt đợc sức bền
cao nhất. Tuy nhiên phơng pháp đúc trục khuỷu còn có rất nhiều nhợc điểm, đó là:
Thành phần kim loại đúc khó đồng đều; thép kết tinh không đều tinh thể phía trong thô
hơn tinh thể phía ngoài, gang grafit cầu có quá trình cầu hoá không hoàn toàn nên ảnh
hởng đến sức bền của trục khuỷu.
Dễ xảy ra các khuyết tật đúc nh rỗ ngót, rỗ khí, rạn nứt ngầm,..
Sức bền kéo , nén tại các gấp khúc kém.
Đối với phơng pháp rèn, trớc khi gia công ta phải tiến hành ủ và thờng hoá để khử nội lực.
Trớc khi mài phải tôi hoặc ram để đảm bảo tính năng của trục khuỷu.
Căn cứ vào hình dáng của chi tiết, u nhợc điểm của các phơng pháp rèn, đúc. ở phơng án
của đồ án này ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là rèn khuôn.

chơng II
Lập qui trình công nghệ gia công cơ
Trong chơng này, từ việc xác định phôi là rèn khuôn ta sẽ tiến hành phân tích và giải
quyết các vấn đề theo trình tự các nguyên công sau:
2.1 Thứ tự các nguyên công:
Để tạo ra sản phẩm chi tiết trục khuỷu máy Dập tấm ta phải tiến hành gia công theo thứ ự
các nguyên công sau:
Nguyên công 1 : Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm.
Nguyên công 2 : Tiện thô mặt trụ 45 và 35.
Nguyên công 3 : Tiện tinh mặt trụ 45 và 35.
Nguyên công 4 : Tiện thô cổ biên.
Nguyên công 5 : Tiện tinh cổ biên.
Nguyên công 6 : Phay rãnh then.
Nguyên công 7 : Nhiệt luyện.
Nguyên công 8 : Mài mặt trụ 45 và 35.
Nguyên công 9: Mài cổ biên.
2.2 Sơ đồ các nguyên công:
Theo cách phân chia nh trên có 10 nguyên công, tuy nhiên nguyên công nhiệt luyện

không có sơ đồ nguyên công mà ta chỉ hình dung là phải có những nguyên công này.
Các sơ đồ nguyên công đợc thể hiện lần lợt nh sau:
Nguyên công i: phay mặt đầu và khoan lỗ tâm.
7
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Chọn chuẩn thô: mặt trụ ngoài của đầu và đuôi trục.
Chọn máy: tra bảng 25 phần phụ lục tài liệu [7] ta chọn máy phay và khoan tâm bán tự
động ký hiệu MP-76M có các thông số chính nh sau:
-Đờng kính chi tiết gia công: 25ữ80 [mm].
-Chiều dài chi tiết gia công: 400 [mm].
-Giới hạn số vòng quay của dao: 1255 [v/p].
Chọn dụng cụ :
-Dao phay: theo bảng IX-67 trang 258 tài liệu [9] chọn dao phay cán lắp răng nhỏ có các
thông số cơ bản của dao nh sau:
D=90[mm]; d=27[mm]; L=60[mm]; z=20[r];
-Dụng cụ khoan lỗ tâm: tra bảng IX- 67 trang 224 tài liệu [9] chọn mũi khoan tâm chuyên
dùng
Đồ gá: 2 khối V ngắn .
Các bớc trong nguyên công:
- Phay mặt đầu.
- Khoan lỗ tâm.
Nguyên công ii:tiện thô 45 và 35.
8
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Chọn chuẩn: 2 lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do.
Chọn máy: tra bảng 4 trang 110 phần phụ lục tài liệu [7] ta chọn máy tiện ren vít vạn năng
ký hiệu 1K62 có các thông số cơ bản nh sau:
-Đờng kính gia công lớn nhất: 400[mm].
-Số cấp tốc độ: 23.
-Giới hạn vòng quay của trục chính: 12,5ữ2000 [v/p].

Máy tiện ren vít 1K62 có các cấp tốc độ [mm]: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80;
100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
Chọn dao: theo bảng 4-6 trang 263 tài liệu [5] chọn dao tiện ngoài thân cong có góc
nghiêng chính là 90(phải và trái) gắn hợp kim cứng T15K6 có kích thớc cơ bản là:
h x b x L = 16 x 10 x 100 [mm].
Đồ gá : 2 mũi tâm và kẹp tốc.
Các bớc trong nguyên công:
Lần gá 1.
1. Tiện thô đạt 45,925
2. Tiện thô đạt 35,56
3. Vát mét.
Lần gá 2.
4. Tiện thô đạt 45,925
5. Tiện thô đạt 35,56
6. Vát mép.
Nguyên công iii: tiện tinh 45 và 35.
9
Đồ án công nghệ chế tạo máy Phùng Quốc Hoàn
Chọn máy, gá, dao, thứ tự các bớc giống nguyên công II.
Chọn chuẩn: 2 lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do.
Chọn máy: tra bảng 4 trang 110 phần phụ lục tài liệu [7] ta chọn máy tiện ren vít vạn năng
ký hiệu 1K62 có các thông số cơ bản nh sau:
-Đờng kính gia công lớn nhất: 400[mm].
-Số cấp tốc độ: 23.
-Giới hạn vòng quay của trục chính: 12,5ữ2000 [v/p].
Máy tiện ren vít 1K62 có các cấp tốc độ [mm]: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80;
100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
Chọn dao: theo bảng 4-6 trang 263 tài liệu [5] chọn dao tiện ngoài thân cong có góc
nghiêng chính là 90(phải và trái) gắn hợp kim cứng T15K6 có kích thớc cơ bản là:
h x b x L = 16 x 10 x 100 [mm].

Định vị : 2 mũi tâm và kẹp tốc. Hạn chế 5 bậc tự do
Các bớc trong nguyên công:
Lần gá 1.
1.Tiện tinh đạt 45,535
2.Tiện tinh đạt 35,26
Lần gá 2.
3.Tiện tinh đạt 45,535
4.Tiện tinh đạt 35,26
10