XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI

 - 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