chế tạo chi tiết bánh đà dùng cho các loại động cơ nổ

i
Lời nói đầu:
Công Nghệ Chế Tạo Máy là một môn khoa học cơ bản. Cung cấp các kiến thức
cơ sở trong lĩnh vực cơ khí Chế Tạo Máy. Để sản xuất ra một sản phẩm cung ứng, lưu
thông trên thị trường, để sản phẩm đó có khả năng cạnh tranh, đem lại hiệu quả cho
nhà sản xuất, nó phải thoả mãn các chỉ tiêu kĩ thuật, kinh tế theo một yêu cầu xác
định. Để làm được điều đó thì vai trò của nhà công nghệ là chủ đạo.
Do vậy mỗi sinh viên trong nghành cần trang bị cho mình một lượng kiến thức đầy
đủ: từ cơ bản đến chuyên sâu, để có khả năng làm việc, tốt, hiệu quả trong tương lai.
Đồ án CNCTM như là một lần đưa kiến thức mà mỗi sinh viên đã được trang bị
của môn CNCTM vào thực tế.
Với nhiệm vụ được giao là chế tạo chi tiết bánh đà dùng cho các loại động cơ nổ. Và
với sự hướng dẫn tận tình của thầy Phí Trọng Hảo, em đã hoàn thành công việc của
mình đúng thời hạn, đủ các yêu cầu được giao. Qua đó em được củng cố thêm rất
nhiều kiến thức từ lí thuyết đến thực tiễn, những kiến thức để chế tạo ra sản phẩm của
mình đạt các yêu cầu kỹ thuật đề ra, đồng thời có khả năng đảm bảo được các chỉ tiêu
về kinh tế trong điều kiện sản xuất cụ thể , các đòi hỏi với sản xuất trong thực tế. Đồng
thời có thêm sự hiểu biết về các điều kiện sản xuất thực tế của các cơ sở, xí nghiệp và
nhà máy nhìn chung của nước ta. Đó là những kiến thức rất thiết thực cho em sau này
trong công việc.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Phí Trọng Hảo, đã tận tình chỉ bảo và
giúp đỡ trong công việc. đồng thời em mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ
môn CNCTM của khoa Cơ Khí trường Đại học Bách khoa Hà nội, để em vững vàng
hơn cho sau này.
Hà nội 12-2002
Sinh viên thực hiện:
Đỗ Đức Thục
I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết :
Chi tiết là bánh đà. Có chức năng bình ổn chuyển động của máy. Là nơi tích trữ
năng lượng.
Chi tiết này dùng phổ biến trong các loại máy có sử dụng động cơ đốt trong.

II. Phân tích kết cấu của chi tiết:
Chi tiết có kích thước lớn nhất là φ 425 .
Với kết cấu dạng đĩa tương đối đơn giản.
Các bề mặt có yêu cầu độ chính xác chất lượng không cao (ngoại trừ bề mặt côn )
có độ bóng bề mặt là R
z
80. Do vậy phần lớn các bề mặt khi gia công chỉ cần qua
gia công thô là đã đạt được độ chính xác yêu cầu.
Mặt côn được dùng trong lắp ghép. Trên mặt côn có rãnh then chữ nhật. Do vậy
trong gia công có thể dùng bề mặt côn làm chuẩn tinh.
Mặt côn có độ bóng R
a
2,5 như vậy với phương pháp tiện tinh trong có thể đạt
được. Với kích thước lỗ là φ 50 do vậy khi gia công rãnh then ta phải xọc.
Trong quá trình làm việc một yêu cầu quan trọng của bánh đà đó là cân bằng để
đảm bảo điều đó khi chế tạo phải đạt các yêu cầu kĩ thuật sau:
Yêu cầu kỹ thuật trong kết cấu chi tiết như sau:
-Độ nhảy hướng kính của φ 425 với tâm lỗ côn cho phép là 0,1 mm.
-Độ nhảy của hai mặt M với đường tâm lỗ côn biên vòng φ 425 không quá 0,1mm.
Sai lệch giữ đường tâm rãnh then với đường tâm lỗ côn không quá 0,1mm. xiên
không quá 0,025 mm.
-phải được khử nội lực
-các góc lượn không ghi lấy R3-5
-vật đúc không được xốp, nứt, kẹp xỉ
-lỗ côn và rãnh then được có khuyết tật gì
-các mặt khác không được có quá 9 lỗ khí. Mỗi lỗ không quá 3mm, sâu không quá
2mm, mép cách nhau ít nhất 10mm, trên mặt gia công không quá 6 lỗ.
III.Xác định dạng sản xuất:
Sản lượng hàng năm của chi tiết như sau :







+=
100
1..
1
β
mNN
Trong đó :
N: số chi tiết được sản xuất ra trong một năm
N
1
: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất ra trong một năm.
N
1
=700
m: Số chi tiết trong một sản phẩm
m=1
β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ
β=10
⇒







+=
100
10
1.1.700N
=770
*Trọng lượng chi tiết được xác định như sau :
Q=V.γ (kg)
Trong đó :
V thể tích của chi tiết
V=3330 cm
3
γ khối lượng riêng của gang
γ=7,4 g/cm
3
⇒ Q=7,4.3330=24kg
Tra bảng 2 (hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có dạng sản xuất
hàng năm là hàng loạt lớn.
IV. chọn phương pháp chế tạo phôi:
Chi tiết có kết cấu dạng đĩa không phức tạp. yêu cầu các bề mặt có độ chính xác
không cao.
Vật liệu chế tạo là gang xám GX80.
Trong điều kiện sản xuất của phân xưởng hiện tại kĩ thuật còn lạc hậu
Do vậy ta chọn phương pháp chế tạo phôi là:
Phôi đúc trong khuôn cát, dùng mẫu kim loại. Công nghệ làm khuôn bằng tay.
Với phương pháp chế tạo phôi như vậy phôi tạo ra có cấp chính xác là cấp II
Trong quá trình chế tạo phôi:
Do lỗ côn có kích thước như sau: đầu to là φ50
đầu nhỏ là φ 45
chiều sâu lỗ côn 50mm

do vậy khi đúc lỗ côn ta làm lõi.
3lỗ φ80 có chiều sâu 9mm, do vậy ta làm phần nhô.
Các lỗ M10 ta đúc đặc.
Mặt phân khuôn chọn như hình vẽ:
Lượng dư kích thước được tra theo bảng 3.8( STCNCTM) các số liệu như sau:
- bề mặt ngoài φ425: 5.7
- hai mặt F: + trên 4.3
+dưới 2.8
- hai mặt M +trên 4.3
+dưới 2.8
-lỗ côn: 3.7
- các mặt gờ 0.8
dung sai kích thước phôi tra theo bảng 3.7( STCNCTM) và thể hiện trên hình vẽ
chi tiết lồng phôi.
V. Lập thứ tự các nguyên công:
Với dạng sản xuất hàng loạt lớn. Và trong điều kiện sản xuất hiện tại. Ta chọn
đường lối công nghệ là gia công tuần tự một vị trí. Sử dụng máy vạn năng kết hợp
với đồ gá chuyên dùng.
Vật gia công là chi tiết dạng đĩa. Có lỗ côn được gia công chính xác dùng cho lắp
ghép. Do vậy ta dùng mặt trụ ngoài làm chuẩn thô để gia công chuẩn tinh(do phôi
đúc có độ chính xác thấp, hơn nữa bề mặt đầu phải làm độ côn để rút mẫu nên
trước đó ta có nguyên công gia công thô mặt
được làm chuẩn thô) mặt côn làm chuẩn tinh. Dùng mặt côn làm chuẩn tinh gia
công.
Các bề mặt đầu M, mặt trụ ngoài do có yêu cầu kĩ thuật là cần độ chính xác tương
quan với lỗ côn. nên sau nguyên công tiện thô ban đầu( mặt trụ ngoài làm chuẩn)
ta cần tiện lại với chuẩn là mặt côn.
Rãnh then chạy dọc lỗ côn( có độ nghiêng so với đường thẳng đứng một góc bằng
độ côn, góc này không lớn ) do đó khi xọc rãnh then ta đánh lệch hướng của dụng
cụ đi một góc như vậy mà không cần phải gá nghiêng chi tiết.

Trình tự nguyên công như sau:
Nguyên công I:
Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm kẹp ba chấu, hạn chế 5 bậc tự do.
Do chi tiết có đường kính lớn do vậy ta chọn máy T630 có công suất máy 10kw
Bước1:tiện thô một nửa bề mặt trụ ngoài (kích thước
φ
425
±
0.63) .
a. dụng cụ gia công là dao tiện ngoài thẳng có gắn mảnh hợp kim cứng BK8 có
tuổi bền 60 phút. Có độ cứng 80.2HRC. Với góc nghiêng ở đầu dao ϕ=60.
b. Lượng dư gia công( bước này lượng dư được xác định bằng tính toán)
c. Chế độ cắt như sau:
 Chiều sâu cắt: t=0.5÷2mm do máy có công suất lớn (10kw) do vậy ta chọn
t=2mm
 Chiều dài cắt: L=L
ct
+y
c
+y
vr
 Trong đó L
ct
chiều dài chi tiết gia công L
ct
=30mm
y
c
chiều dài vào cắt. tra bảng 5.24(STCNCTM ) y
c

=2mm
y
vr
chiều dài vào ra của dao, tra bảng 5.25(STCNCTM )
y
vr
=6mm
⇒L=30+2+6=38mm
 Bước tiến dao:
Theo bảng 5.26(STCNCTM ) s
o
=0.8. Do hệ thống công nghệ có độ cứng
vững tương đối cao nên ta chọn tăng thêm 1.5 lần
⇒s = 1.2mm. Bước tiến lớn nhất của máy là 2.65
⇒giá trị như vậy thoả mãn.
 Vận tốc cắt và số vòng quay trục chính:
+;tra bảng 5.29 (STCNCTM ) v
b
=62m/phút
+;tính vận tốc cắt thực: v=v
b
.k
1
.k
2
trong đó k
i
các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.
tra bảng 5.33 ⇒k
1

=1
tra bảng 5.37⇒k
2
=1
⇒v=62m/phút.
 Tốc độ quay trục chính:

==
v
D
n
t
π
1000
45.46
425
62.1000
=
π
vòng/phút
thấy n
máy
=750 >n
t
thoả mãn
d. tính lực cắt:
*tra lực cắt bảng 5-40(STCNCTM ) P
b
=450
*tính lại lực cắt:

P
z
=P
zb
.k
p1
.k
p2
Các hệ số điều chỉnh lực cắt tra bảng 5-41 và 5-42 (STCNCTM )
K
p1
=0.55
K
p2
=1
⇒p
z
=450 . 0,55=247,5(N)
công suất cắt:
kw
vP
N
z
c
5,2
6120
62.5,247
6120
===
kiểm tra lại công suất N

c
<N
đc
.η
với N
đc
: công suất động cơ
η: hệ số hữu ích của động cơ
N
đc
.η=10.0,95=9,5
⇒Thoả mãn.
Thời gian cơ bản:
t
o
=L/(s
o
n)=0.68 phút
bước 2:tiện thô lần một mặt đầu M
a. dụng cụ gia công là dao tiện ngoài đầu cong có ϕ=45
o
, gắn mảnh hợp kim cứng
BK8 có tuổi bền 60 phút. Có độ cứng 80.2HRC.
b. Lượng dư gia công: tra bảng 4-14 được z=2mm
c. Chế độ cắt như sau:
 Chiều sâu cắt: t=0.5÷2mm do máy có công suất lớn (10kw) do vậy ta chọn
t=1.8mm
 Chiều dài cắt: L=L
ct
+y

c
+y
vr
Trong đó L
ct
chiều dài chi tiết gia công L
ct
=12,5mm
y
c
chiều dài vào cắt. tra bảng 5.24(STCNCTM ) y
c
=2mm
y
vr
chiều dài vào ra của dao, tra bảng 5.25(STCNCTM )
y
vr
=6mm
⇒L=12,5+2+6=20,5mm
 Bước tiến dao:
Theo bảng 5.26(STCNCTM ) s
o
=0.8. Do hệ thống công nghệ có độ cứng
vững tương đối cao nên ta chọn tăng thêm 1.5 lần
⇒s = 1.2mm. Bước tiến lớn nhất của máy là 2.65
⇒giá trị như vậy thoả mãn.
 Vận tốc cắt và số vòng quay trục chính:
+;tra bảng 5.29 (STCNCTM ) v
b

=66m/phút
+;tính vận tốc cắt thực: v=v
b
.k
1
.k
2
trong đó k
i
các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.
tra bảng 5.33 ⇒k
1
=1
tra bảng 5.37⇒k
2
=1
⇒v=66m/phút.
 Tốc độ quay trục chính:
Lấy như tiện mặt trụ
ε
== v
D
n
t
π
1000
45.46
425
62.1000
=

π
vòng/phút
thấy n
máy
=750 >n
t
thoả mãn
d. tính lực cắt:
*tra lực cắt bảng 5-40(STCNCTM ) P
b
=450
*tính lại lực cắt:
P
z
=P
zb
.k
p1
.k
p2
Các hệ số điều chỉnh lực cắt tra bảng 5-41 và 5-42 (STCNCTM )
K
p1
=0.55
K
p2
=1
⇒p
z
=450 . 0,55=247,5(N)

công suất cắt:
kiểm tra lại công suất N
c
<N
đc
.η
với N
đc
: công suất động cơ
η: hệ số hữu ích của động cơ
N
đc
.η=10.0,95=9,5
⇒Thoả mãn.
Thời gian cơ bản:
t
o
=L/(s
o
n)=0.37 phút
bước 3: tiện mặt F
a. dụng cụ gia công là dao tiện mặt đầu đầu cong có ϕ=45
o
, gắn mảnh hợp kim
cứng BK8 có tuổi bền 60 phút. Có độ cứng 80.2HRC.
b. Lượng dư gia công: tra bảng 4-14 được z=2mm
c. Chế độ cắt như sau:
 Chiều sâu cắt: t=0.5÷2mm do máy có công suất lớn (10kw) do vậy ta chọn
t=1.8mm
 Chiều dài cắt: L=L

ct
+y
c
+y
vr
Trong đó L
ct
chiều dài chi tiết gia công L
ct
=12,5mm
y
c
chiều dài vào cắt. tra bảng 5.24(STCNCTM ) y
c
=2mm
y
vr
chiều dài vào ra của dao, tra bảng 5.25(STCNCTM )
y
vr
=6mm
⇒L=12,5+2+6=20,5mm
 Bước tiến dao:
Theo bảng 5.26(STCNCTM ) s
o
=0.8. Do hệ thống công nghệ có độ cứng
vững tương đối cao nên ta chọn tăng thêm 1.5 lần
⇒s = 1.2mm. Bước tiến lớn nhất của máy là 2.65
⇒giá trị như vậy thoả mãn.
 Vận tốc cắt và số vòng quay trục chính:

+;tra bảng 5.29 (STCNCTM ) v
b
=66m/phút
+;tính vận tốc cắt thực: v=v
b
.k
1
.k
2
trong đó k
i
các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.
tra bảng 5.33 ⇒k
1
=1
tra bảng 5.37⇒k
2
=1
⇒v=66m/phút.
 Tốc độ quay trục chính:
==
v
D
n
t
π
1000
54
365
62.1000

=
π
vòng/phút
thấy n
máy
=750 >n
t
thoả mãn
d. tính lực cắt:
*tra lực cắt bảng 5-40(STCNCTM ) P
b
=450
*tính lại lực cắt:
P
z
=P
zb
.k
p1
.k
p2
Các hệ số điều chỉnh lực cắt tra bảng 5-41 và 5-42 (STCNCTM )
K
p1
=0.55
K
p2
=1
⇒p
z

=450 . 0,55=247,5(N)
công suất cắt:
kw
vP
N
z
c
5,2
6120
62.5,247
6120
===
kiểm tra lại công suất N
c
<N
đc
.η
với N
đc
: công suất động cơ
η: hệ số hữu ích của động cơ
N
đc
.η=10.0,95=9,5
⇒Thoả mãn.
Thời gian cơ bản:
t
o
=L/(s
o

n)=0.37 phút
bước 4: tiện mặt gờ của 3 lỗ M10 có đường kính172:
a. dụng cụ gia công là dao tiện mặt đầu đầu cong có ϕ=45
o
, gắn mảnh hợp kim
cứng BK8 có tuổi bền 60 phút. Có độ cứng 80.2HRC.
b. Lượng dư gia công: tra bảng 4-14 được z=0.8 mm
c. Chế độ cắt như sau:
 Chiều sâu cắt: t=0.5÷2mm do máy có công suất lớn (10kw) do vậy ta chọn
t=0.8mm
 Chiều dài cắt: L=L
ct
+y
c
+y
vr
Trong đó L
ct
chiều dài chi tiết gia công L
ct
=24mm
y
c
chiều dài vào cắt. tra bảng 5.24(STCNCTM ) y
c
=1mm
y
vr
chiều dài vào ra của dao, tra bảng 5.25(STCNCTM )
y

vr
=6mm
⇒L=24+1+6=31mm
 Bước tiến dao:
Theo bảng 5.26(STCNCTM ) s
o
=0.8. Do hệ thống công nghệ có độ cứng
vững tương đối cao nên ta chọn tăng thêm 1.5 lần
⇒s = 1.2mm. Bước tiến lớn nhất của máy là 2.65
⇒giá trị như vậy thoả mãn.
 Vận tốc cắt và số vòng quay trục chính:
+;tra bảng 5.29 (STCNCTM ) v
b
=80m/phút
+;tính vận tốc cắt thực: v=v
b
.k
1
.k
2
trong đó k
i
các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.
tra bảng 5.33 ⇒k
1
=1
tra bảng 5.37⇒k
2
=1
⇒v=80m/phút.

 Tốc độ quay trục chính:

==
v
D
n
t
π
1000
148
172
80.1000
=
π
vòng/phút
thấy n
máy
=750 >n
t
thoả mãn
d. tính lực cắt:
*tra lực cắt bảng 5-40(STCNCTM ) P
b
=170
*tính lại lực cắt:
P
z
=P
zb
.k

p1
.k
p2
Các hệ số điều chỉnh lực cắt tra bảng 5-41 và 5-42 (STCNCTM )
K
p1
=0.55
K
p2
=1
⇒p
z
=170 . 0,55=93.5(N)
công suất cắt:
kw
vP
N
z
c
2,1
6120
80.5,93
6120
===
kiểm tra lại công suất N
c
<N
đc
.η
với N

đc
: công suất động cơ
η: hệ số hữu ích của động cơ
N
đc
.η=10.0,95=9,5
⇒Thoả mãn.
Thời gian cơ bản:
t
o
=L/(s
o
n)=
17.0
148.2,1
31
=
phút
vì có 5 mặt gờ lồi cho nên t
o
=3 . 0,263= 0.789
bước 5: tiện mặt gờ của 2 lỗ M10 có đường kính132
tương tự bước 3.
Thời gian gia công cơ bản t
0
=2x0.246=0.526
bước 6: tiện mặt gờ của kích thước
φ
80
a. dụng cụ gia công là dao tiện mặt đầu đầu cong có ϕ=45

o
, gắn mảnh hợp kim
cứng BK8 có tuổi bền 60 phút. Có độ cứng 80.2HRC.
b. Lượng dư gia công: tra bảng 4-14 được z=1.4 mm
c. Chế độ cắt như sau:
 Chiều sâu cắt: t=0.5÷2mm do máy có công suất lớn (10kw) do vậy ta chọn
t=1.4mm
 Chiều dài cắt: L=L
ct
+y
c
+y
vr
Trong đó L
ct
chiều dài chi tiết gia công L
ct
=16mm
y
c
chiều dài vào cắt. tra bảng 5.24(STCNCTM ) y
c
=2mm
y
vr
chiều dài vào ra của dao, tra bảng 5.25(STCNCTM )
y
vr
=6mm
⇒L=16+2+6=24mm

 Bước tiến dao:
Theo bảng 5.26(STCNCTM ) s
o
=0.8. Do hệ thống công nghệ có độ cứng
vững tương đối cao nên ta chọn tăng thêm 1.5 lần
⇒s = 1.2mm. Bước tiến lớn nhất của máy là 2.65
⇒giá trị như vậy thoả mãn.
 Vận tốc cắt và số vòng quay trục chính:
+;tra bảng 5.29 (STCNCTM ) v
b
=66m/phút
+;tính vận tốc cắt thực: v=v
b
.k
1
.k
2
trong đó k
i
các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt.
tra bảng 5.33 ⇒k
1
=1
tra bảng 5.37⇒k
2
=1
⇒v=66m/phút.
 Tốc độ quay trục chính:
lấy như tiện các mặt gờ trên
==

v
D
n
t
π
1000
148
172
80.1000
=
π
vòng/phút
thấy n
máy
=750 >n
t
thoả mãn
d. tính lực cắt:
*tra lực cắt bảng 5-40(STCNCTM ) P
b
=340
*tính lại lực cắt:
P
z
=P
zb
.k
p1
.k
p2

Các hệ số điều chỉnh lực cắt tra bảng 5-41 và 5-42 (STCNCTM )
K
p1
=0.55
K
p2
=1
⇒p
z
=340 . 0,55=187(N)
công suất cắt:
kw
vP
N
z
c
44.2
6120
80.187
6120
===